Разработка метода и средств математического и физического моделирования кинетики неизотермической вулканизации

• Автор: Сапрыкин, Вячеслав Ильич
• Шифр специальности: 05.17.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Могилев
• Количество страниц: 199 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Определение кинетики вулканизации путем математического моделирования

1.1.1. Расчетные методы определения кинетики вулканизации при постоянных температурах

1.1.2. Оценка степени вулканизации резин в изделиях при переменных температурах .

1.2. Определение кинетики вулканизации путем физического моделирования в лабораторных условиях

1.3. Неразрушающий контроль качества вулканизации .

1.4. Основные критические выводы из литературного обзора и постановка задач исследования

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Основные объекты .

2.2. Методы исследования .
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИКИ НЕИЗОТЕРМИЧЕСКОЙ ВУЛКАНИЗАЦИИ МЕТОДОМ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
3.1. Метод определения эффективных характеристик скоростей структурирования и деструкции
3.2. Обобщенные характеристики кинетики неизотермической и изотермической вулканизации
3.3. Определение эквивалентного времени вулканизации резин с учетом фактической кинетики формирования свойств вулканизата .
3.3.1. Определение эквивалентного времени и фактической
скорости неизотермической вулканизации
3.3.2. Определение эквивалентного времени вулканизации по фактическим свойствам вулканизатов с учетом
равенства эффектов вулканизации .
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 3 .
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА ДНЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КИНЕ
ТИКИ ИТЕШИЧЕСК0Й И НЕИЗОТЕГШЧЕСКОЙ ВУЛКАНИЗАЦИИ ПО КОМПЛЕКСУ ДЕФОРМАЦИОННОПРОЧНОСТНЫХ СВОЙСТВ
4.1. Устройство и работа автоматической моделирующей системы АМС ПрессЮ .
4.1.1. Устройство установки для испытания АМС Пресс
4.2.1. Устройство пульта управления АМС Пресс
4.2.2. Устройство измерения и регистрации контролируемых параметров
4.2.3. Устройство регулирования температуры
4.3. Работа АМС Пресс .
4.4. Оценка погрешностей измеряемых параметров на АМС Пресс .
4.4.1. Расчет погрешностигемерения удлинения при растяжении .
4.4.2. Расчет суммарной погрешности регистрации силы при растяжении .
4.5. Техническая характеристика системы Пресс
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 4
ГЛАВА 5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КИНЕТИКИ НЕИЗОТЕРМИЧЕСКОЙ ВУЛКАНИЗАЦИИ
ПУТЕМ ФИЗИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ .
5.1. Исследование кинетики изотермической вулканизации
на АМС Пресс .
5.2 Исследование чувствительности системы к технологическим и рецептурным факторам
5.2.1 Чувствительность показателей, получаемых на системе Пресс, к изменению содержания в резиновой смеси агентов вулканизации
5.2.2 Влияние содержания и типа усиливающего наполнителя на показания системы ресс .
5.2.3 Чувствительность системы Пресс к отклонениям в проведении параметрах режима вулканизации .
5.3 Исследование кинетики неизотермической вулканизации на системе Пресс
5.4 Разработка режимов вулканизации и неразрушающий контроль качества вулканизации .
5.5 Сопоставление расчетных и экспериментальных методов определения кинетики неизотермичеокой вулканизации .
5.6 Расчет и обоснование экономической эффективности
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 5
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


В работе предложен графоаналитический метод обработки кинетических кривых, описывающих реакцию второго порядка
где к и Ртах функции температуры. В своих последующих работах автор, используя методы, развитые в теории линейных электрических цепей предложил более общие варианты аналитического описания кинетики изотермической вулканизации. Ра0ауе а2е 1. РтР0 иса1 е 1. Предложена методика нахождения неизвестных параметров, изложенная в работе 8,с. Описывая кинетику вулканизации реакцией первого порядка, Л. Показано, что предложенное выражение 1. НК в присутствии серы с сульфенамидными ускорителями. Кривые могут не иметь выраженных максимумов, однако, обычно наблюдается снижение максимумов с повышением температуры Т экспоненциальная зависимость от 1Т. При вулканизации технических резиновых смесей осуществляется серия химических превращении, идущих последовательно, параллельно, внутри фазы, а также на границы раздела фаз. Поэтому описание совокупности реакций уравнением первого порядка с одной или несколькими константами скоростей, зависящими только от температуры, пригодно для рассмотрения лишь определенных типов кинетических кривых и групп резин, для которых характерен соответствующий вид кинетической кривой. Для остальных типов резин должны наблюдаться существенные отклонения, что и отмечают сами авторы . Поскольку на самом деле протекает совокупность реакций, при описании их уравнением первого порядка, константа скорости становится характеристикой эффективной и оказывается функцией не только температуры, но и уровня свойств или в общем продолжи
тельности процесса ,. Все изложенные методы предлагаются для описания кинетики изотермической вулканизации, т. Однако на црактике вулканизация ряда важнейших резиновых изделий в том числе покрышек происходит в условиях переменных во времени температур цри неизотермических условиях. Повидимому, целесообразно изыскать такой инженерный подход к обобщению совокупности реакций, при котором можно достаточно точно и в то же время доступно применять математическое моделирование. Вулканизация ряда важнейших резиновых изделий происходит в условиях нестационарных температур, распределенных по массиву изделия. К таким изделиям относится шина, представляющая собой многоэлементное резинокордное изделие сложной конфигурации. Изза малой теплопроводности резияокордных элементов в процессе вулканизации шин возникает сложным образом меняющееся во времени температурное поле, вследствие чего различные участки покрышки вулканизуются в разных температурных условиях. К настоящему времени разработан ряд методов 8, с. В частности наиболее эффективными оказываются методы математического моделирования на аналоговых ВМ ,. В промышленности нашел распространение экспериментальный метод ,. При фиксированном расположении термопар ориентировочную оценку погрешности измерений можно сделать известными
методами ,. Необходимо отметить, что существующими методами расчета и измерения изменение температуры во времени в слоях изделия можно получать только численно по дискретным точкам. Аналитически полученное распределение температур по координатам можно затем аппроксимировать полиномами. Оценки результатов действия переменных температур вулканизации, то есть степени неизотермической вулканизации, до настоящего времени является достаточно сложной задачей. Установление оптимальных продолжительностей цри переменных температурах вулканизации, как правило, производится только на основе пробных вулканизаций и испытания вулканизатов. В отечественной шинной промышленности для определения степени неизотермической вулканизации преимущественно используется метод расчета эффектов и эквивалентных времен вулканизации 8, с. Одно и то же значение эффекта вулканизации определяет одинаковый уровень свойств вне зависимости от того, при какой температуре и с какой скоростью протекал цроцесс. В работе для расчета эффективности вулканизации по интенсификации и вулканизации I , которая характеризует скорость изменения приобретаемых в процессе вулканизации свойств в зависимости от изменения температуры, выражается при а.