Разработка оборудования и технологии для утилизации отходов термопластов

• Автор: Макеев, Павел Владимирович
• Шифр специальности: 05.02.13, 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Тамбов
• Количество страниц: 140 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1 Переработка полимерных отходов в России
1.2 Способы утилизации твердых бытовых отходов
1.2.1 Захоронение
1.2.2 Сжигание
1.2.3 Деструктивные методы утилизации полимеров
1.2.4 Использование биоразлагаемых полимеров
1.2.5. Повторное применение
1.3 Рынок полимерных отходов
1.4 Способы модификации отходов термопластов
1.5 Применение вторично переработанных пластмасс
1.6 Постановка задачи исследования
2 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА УТИЛИЗАЦИИ ОТХОДОВ ТЕРМОПЛАСТОВ И 44 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТ АНОВКИ
2.1 Технологический процесс утилизации отходов термопластов на валково-шнековом агрегате
2.2 Описание экспериментальной установки
2.3 Расчет геометрических размеров шнекового устройства
3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СУММАРНОЙ ВЕЛИЧИНЫ СДВИГА ДЛЯ ПРОЦЕССА ВАЛКОВО-ШНЕКОВОЙ УТИЛИЗАЦИИ 52 ОТХОДОВ ТЕРМОПЛАСТОВ
3.1 Определение величины суммарной деформации сдвига при вальцевании термопластов
3.2 Определение величины сдвига в загрузочном отверстии
3.3 Определение суммарной величины сдвига в каналах шнекового устройства и формующей головке
4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА
УТИЛИЗАЦИИ ТЕРМОПЛАСТОВ НА ВАЛКОВОШНЕКОВОМ АГРЕГАТЕ
4.1 Определение безразмерных координат сечения входа Хн и выхода Хк
4.2 Исследование свойств вторичного термопластичного
материала полученного в процессе переработки на валковошнековом агрегате
4.3 Определение показателя текучести расплава гранул
ПВД,предела текучести, прочности при разрыве, относительного удлинения при разрыве, полученного при непрерывной переработке на валково-шнековом агрегате
4.4 Определение показателя текучести расплава отходов ПНД, ПП, ПС, прочности при разрыве, относительного удлинения при разрыве, полученного при непрерывной переработке навалково-шнековом агрегате
4.5 Определение содержания гель-фракции в ПВД при
переработке его на валково-шнековом агрегате.
4.6 Построение графической зависимости физико-механических показателей вторичного термопластичного материала от суммарной величины сдвига
4.7 Исследование свойств ВПВД, ВПНД, ВПП, ВПС модифицированного техническим углеродом марки К
5 МЕТОДИКА ИНЖЕНЕРНОГО РАСЧЕТА ПРОЦЕССА
ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ ТЕРМОПЛАСТОВ
НА ВАЛКОВО-ШНЕКОВОМ АГРЕГАТЕ
5.1 Расчет параметров процесса и оборудования при проектировании валково-шнекового агрегата
5.2 Расчет параметров процесса и оборудования при оснащении вальцов шнековым устройством
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ПРИЛОЖЕНИЕ
ОСНОВНЫЕ ОБОЗ НА Ч Е НИИ
<2 - производительность;
N - мощность;
V- объем;
АР - перепад давления;
п, К и т — реологические константы;
ц - вязкость;
А* — радиус;
/в - длина рабочей части валка;
ХН,ХК- безразмерные координаты сечений входа и выхода;
Р- удельная мощность, характеризующая интенсивность механического воздействия на обрабатываемый материал; с1 - диаметр;
/ - показатель текучести расплава;
ат~ предел текучести при растяжении;
ор - предел прочности при разрыве;
е - относительное удлинение при разрыве;
к0 - величина минимального зазора;
ког - половина величины минимального зазора;
дг- удельная мощность затрачиваемая на производство 1 кг продукции; и - частота вращения переднего валка;
I - время вальцевания;
у - величина сдвига;
z - элементарный участок
Индексы
ф - фильера; н - начальное; к - конечное; с - суммарная; х вдоль оси X
Аббревиатуры
ПЭ - полиэтилен; ПВХ - пластифицированный поливинилхлорид; ПП -полипропилен; ПС - полистирол; ПЭТФ - полиэтилентерефталат; ПО -полиолефины; ПА - полиамид; ПНД и ПВД полиэтилен высокой и низкой плотности; ЭУ - экспериментальная установка.

поскольку при большем содержании наполнителя материал становится хрупким.
Поскольку частицы дисперсных наполнителей, как правило, накапливаются в аморфных областях, то количество наполнителя в них выше, чем в остальном объёме полимера. С увеличением содержания наполнителя в полимерной матрице накапливается значительное количество частиц наполнителя, уже не - являющегося структурообразователем, и аморфные области становятся более жёсткими [44]. Это обусловливает резкое снижение деформационно-прочностных характеристик полимера с высоким содержанием дисперсных наполнителей и его хрупкое разрушение.
Одним из наиболее доступных и эффективных способов модифицирования полимерных отходов является введение различных добавок (пластификаторов, красителей, антиоксидантов и др.). Наряду с ростом требований к качеству изделий из полимерных материалов, появлением новых областей их использования ассортимент добавок неуклонно растёт. и повышается их эффективность. При всём разнообразии их назначения и действия они должны отвечать следующим требованиям: способность
взаимодействовать с полимерами или диспергировать в них с образованием однородных композиций, стабильность свойств при хранении, переработке и эксплуатации полученных на их основе материалов, совместимость с другими добавками, нетоксичность.
В последнее время были разработаны различные методы направленной модификации вторичных полимеров. В основе большинства методов лежит воздействие на процессы изменения химической структуры и формирования активных радикалов, образующихся при старении и переработке. Так как эти радикалы являются центрами повышенной активности в полимерной матрице, их экранируют путём модификации.
В основу методов модификации полимеров малыми добавками легли представления о существенном влиянии надмолекулярной структуры, а также условий протекания релаксационных процессов на свойства полимеров