Совершенствование процесса формирования потока вспениваемого полимера на выходе из экструдера

• Автор: Пермяшкина, Ольга Ивановна
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Бийск
• Количество страниц: 122 с. : ил.

Содержание

Условные обозначения

Введение

1 Экструзия вспененных полимеров аналитический обзор

1.1 Анализ техники и технологии экструдирования.

1.1.1 Экструзионная технология и области применения.

1.1.2 Экструзионное оборудование

1.1.2.1 Экструдеры

1.1.2.2 Формующие устройства.

1.2 Теоретические и экспериментальные исследования потока

полимеров на выходе из экструдера

1.2.1 Характеристика экструзионных полимерных материалов.
1.2.2 Описание течения потока полимеров на выходе из экструдера
1.2.3 Экспериментальные методы определения реологических
характеристик экструдатов
1.3 Производство вспененных полимеров
1.3.1 Характеристика вспененных полимеров
1.3.2 Способы получения вспененных полимеров.
1.3.3 Динамика образования структуры вспениваемых полимеров
1.4 Процесс пенообразования и его описание.
1.4.1 Характеристика пен и их свойства.
1.4.2 Динамика образования структуры пен.
1.5 Постановка задачи
2 Теоретические исследования потока вспениваемого полимера на
выходе из экструдера.
2.1 Основные допущения.
2.2 Уравнение роста газового пузырька в вязкой жидкости
2.3 Материальный баланс процесса вспенивания.
2.4 Тепловой баланс процесса вспенивания.
2.5 Расчет коэффициента вспенивания
3 Экспериментальные исследования формирования потока
вспениваемого полимера на выходе из экструдера
3.1 Описание экспериментальной установки.
3.2 Методика проведения эксперимента.
3.2.2 Определения реологических свойств исследуемого материала.
3.2.3 Определения продольного профиля потока вспениваемого
полимера
3.3 Обсуждение результатов экспериментальных исследований
3.3.1 Реологические свойства полимера
3.3.2 Проверка адекватности модели.
4 Разработка устройств для формирования потока вспениваемого
полимера
4.1 Конструкция устройства для формирования потока вспениваемого
полимера на выходе из экструдера
4.2 Методика расчета параметров устройства для формирования потока
вспениваемого полимера на выходе из экструдера
4.3 Пример расчета устройства для формирования потока вспененного
полимера на выходе из экструдера
4.4 Анализ работы промышленных устройств для формирования
изделий из вспененного полимера на выходе из экструдера
Основные результаты работы.
Литература


Для этого необходимо, чтобы материал тек и формовался при соответствующих температурах и давлениях и затвердевал при изменении этих параметров, а оборудование непрерывно и равномерно развивало давление, достаточное для приведения материала в состояние, пригодное для экструзии. Экструзионная технология и области применения Экструзия вязких материалов как способ их обработки существует уже около 0 лет. Джозеф Брамах, считающийся изобретателем первого промышленного экструдера, в начале XIX столетия применил этот процесс для изготовления свинцовых труб [2]. Первый известный червячный экструдер был создан в Англии фирмой «Follows & Bate» в г. В г. Германии известный изготовитель оборудования для переработки резины и пластмасс Пауль Трестер выпустил первую червячную машину, а к г. Один из первых промышленных червячных экструдеров, специально предназначенных для переработки термопластичных материалов, был сконструирован Паулем Трестером в г. Примерно в то же время Хорст Хайдрих в Берлртне выпустил свой первый экструдер для пластмасс, а через несколько лет в Англии изготовил такую же маншну Френсис Шоу [4]. История развития экструдеров не совсем ясна. Одной из главных причин этого была секретность, окружавшая на первых порах большую часть экструзионных машин. Известно, что многие промышленники, конструировавшие и производившие собственное оборудование, редко его патентовали из соображений конкуренции [5]. XX в. С течением лет в различных отраслях техники и быта все шире применяются полимерные материалы, в том числе и экструдированные [6 -]. Поскольку экструзия обеспечивала производство самых различных изделий из полимеров — труб, шлангов, пленок, листов, разнообразных строительных профилей, емкостей, - этот процесс стал одним из основных в переработке пластмасс. Так как процесс экструзии является непрерывным, то особо широкое распространение он получил при укрупнении производств, при переходе от периодических технологических циклов к непрерывным []. Высокие эксплуатационные показатели, экономическая эффективность, разнообразие свойств вот чем объясняется широкий перечень областей применения экструзионных продуктов. Пищевая, химическая, авиационная, строительная промышленность, медицина - этот список нескончаем [4, , - ]. Но, несмотря на долгую историю развития, процесс экструзии изучен не до конца. Об этом свидетельствуют не только совершенствование уже существующих технологий, но и разработка нового, более прогрессивного экструзионного оборудования. Кроме того, может иметь место регулируемый подвод тепла как непосредственно в продукт, так и через наружные стенки экструдера. Таким образом, экструдирование является перспективным процессом переработки материалов, позволяющим получать готовые изделия с новыми свойствами и более широким кругом применения. Углубленный теоретический анализ экструзии материалов представляет практический интерес для разработки новых технологий и оборудования для получения продукта с заданными свойствами. Экструзионное оборудование Наряду с созданием синтетических и модифицированием природных полимеров разрабатывают и совершенствуют методы их переработки в готовые изделия, а также совершенствуют оборудование, используемое для этих целей. Многообразие экструзионных материалов и их свойств ведет к разнообразию экструдеров [ - ]. Л Экструдеры Отличительными особенностями экструзионной техники являются: совмещение нескольких технологических операций в одной машине (транспортирования, перемешивания, измельчения, термообработки, сдавливания и формования), возможность создания новых видов готовой продукции, увеличение скорости протекания химических реакций, высокая степень автоматизации и сокращение обслу живающего персонала [, ]. Ведущими зарубежными фирмами США (Wenger, Allderson, Sprout-Bauer и др. ЕС (Werner & Pheiderer, Weber, Walter (Германия), Clextral, Crezaux-Loire (Франция), Grolldona Nimet, Pagani (Италия), Buhler, Buss (Швейцария), Cincinnati (Австрия) и т. Toshiba (Японии) и др. Оригинальные экструдеры выпускают российские фирмы «Апрель», «Штак», «Тронка-агротех», «Арсенал» [].