Совершенствование технологии экструзии с раздувом для изготовления деталей с низкой проницаемостью паров нефтепродуктов

• Автор: Леонов, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 112 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Список сокращений и условных обозначений

Введение

1 Полимерные материалы в легковом автомобилестроении

1.1 Применение и доля полимерных материалов в конструкции автомобиля

1.2 Эффективность применения полимерных материалов

1.3 Классификация экструзионно-выдувного оборудования для переработки термопластов

1.4 Механизм диффузии паров нефтепродуктов через стенки

изделий

1.5 Методы снижения проницаемости паров нефтепродуктов через стенки изделий

1.6 Обоснование выбранного направления в работе
2 Описание объектов и методов исследования
2.1 Композиционные материалы на основе алифатических
полиамидов
2.2 Методы исследований материалов, изделий и некоторые результаты исследований
3 Результаты исследований и их обсуждение
3.1 Влияние температур газа раздува, пресс-кантов, экструзионной заготовки, влажности и давления газа раздува на прочность изделий и их проницаемость по отношению к нефтепродуктам
3.2 Разработка усовершенствованного технологического
процесса
3.3 Проверка изделий на соответствие требованиям
3.4 Прочностные свойства деталей
3.5 Оптимизация толщины стенки и веса изделия
Выводы
Список использованных источников
Приложения

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
Адг. - адгезивный материал Б - барьерный материал
ЕЭК ООН - Европейская экономическая комиссия Организации объединенных наций
ИММС НАНБ - Институт механики металлополимерных систем Национальной академии наук Беларуси
мас.ч. - массовые части
ПА - полиамид
ПВДХ - поливинилиденхлорид
1111 - полипропилен
ПЭВП - полиэтилен высокой плотности
ПЭНД - полиэтилен низкого давления
ПЭТ - полиэтилентерефталат
Р - регенерат (вторично перерабатываемый облой)
РЭМ - растровая электронная микроскопия
ФПЭВП - фунционализированный полиэтилен высокой плотности ЭВА - экструзионно-выдувной агрегат EVOH - этиленвиниловый спирт
SHED TEST - метод определения выбросов углеводородов
ВВЕДЕНИЕ
Совершенствование техники и технологии в большинстве отраслей промышленности требует широкого применения синтетических материалов. Пластические массы занимают большое место в этой группе материалов и их использование позволяет решать многие технические проблемы. Без изделий из полимеров и композитов на их основе невозможно представить современные автомобили, приборы, компьютеры, средства связи, авиационную и даже космическую технику.
Технологии создания и обработки полимеров и эластомеров, технологии создания и обработки композиционных и керамических материалов внесены в перечень технологий, имеющих важное социально-экономическое значение или важное значение для обороны страны и безопасности государства (критические технологии) утвержденный распоряжением правительства РФ от 24 июня 2013 г. №1059-р.
Современная промышленность переработки пластмасс располагает широким набором методов переработки и парком оборудования, насчитывающим более 3500 типов машин и аппаратов. Индивидуальные полимеры все больше заменяются полимерными композитами и смесями полимеров с широким разнообразием свойств. Полимеры и композиты обладают хорошими физикомеханическими свойствами, в том числе и сопротивлением ударным нагрузкам в широком диапазоне температур, а также высокой химической стойкостью. Плотность полимеров меньше, чем у металлов, металлокерамики, стекла и, следовательно, изделия из пластмасс имеют меньший вес. Переработка пластмасс в изделия менее трудоемка, чем переработка других материалов [1-7]. Трудоемкость изготовления большинства изделий из пластмасс в среднем в
2,5 ... 4 раза меньше, чем трудоемкость изготовления аналогичных изделий из металлов. При изготовлении изделий из современных пластмасс электроэнергии потребляется в 3 ... 5 раз меньше, чем при производстве этих же изделий из черных металлов и примерно в 1,2 ... 1,3 раза меньше, чем из древесины и пиломатериалов [8].

1.6 ОБОСНОВАНИЕ ВЫБРАННОГО НАПРАВЛЕНИЯ В РАБОТЕ
На рис. 10 приведены результаты анализа преимуществ и недостатков наиболее распространенных технологий снижения топливопроницаемости,
.. Способ Свойство
Экструзия с раздувом многослойной заготовки
Использование добавки Беїаг в ПЭ
Бензопрони цае мость изделий ЗЗД( > 33 < > 83 Л ( )
Мех.( прочность изделий О ( ) о < -Я- > О ( )
Необходимые инвестиции / < ) о < —) 33 ( )
Дл ительность цикла, трудоемкость о <_> €3 < > 33 < >
Стабильность процесса / (—) О < ) 33 )
Стоила осгть полимерного сырья €3 <-*И О ( —) о <—>
Экологичность процесса €3 <—> О ( ) О ( )
Уровень: О высокий Д среди
( ) преимущество

низкии (в) недостаток
Рисунок 10 - Анализ преимуществ и недостатков наиболее распространенных технологий снижения топливопроницаемости.
применяемых при изготовлении автомобильных деталей методом экструзии с раздувом, представляющих три основных способа повышения барьерных свойств пластмассовых емкостей (контейнеров).
Альтернативой многослойному выдуванию для производства деталей систем питания и улавливания паров бензина автомобиля может стать использование экструзии с раздувом однослойной заготовки из композиций полимеров не обладающих термодинамической совместимостью (полной взаимной растворимостью).
На базе ПА6, при его совмещении с функционализированными полимерами и сополимерами олефинов, могут быть получены смесевые композиционные материалы, пригодные для переработки методом экструзии с раздувом.