Развитие научных основ технологии по созданию и переработке обувных термопластичных резин методом динамической вулканизации

• Автор: Карпухин, Александр Александрович
• Шифр специальности: 05.19.06, 05.17.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 349 с. : ил.

Введение.
1 АНАЛИЗ ПРОБЛЕМ СОЗДАНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ СМЕСЕЙ НА ОСНОВЕ КАУЧУКОВ И ТЕРМОПЛАСТОВ СМЕШЕНИЕМ КОМПОНЕНТОВ В РАСПЛАВЕ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

I. I Рецептурные проблемы создания полимерных смесей

1.2 Проблемы получения и переработки термопластичных резин.

1.3 Структура и свойства композиций на основе каучуков и

термопластов

1.4 Выводы по главе. Постановка задач исследований.

2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИЙ

2.1 Объекты исследования.

2.2 Методы исследования

3 КИНЕТИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ СМЕШЕНИЯ КАУЧУКОВ В РАСПЛАВЕ ТЕРМОПЛАСТОВ

3.1 Описание процесса динамической вулканизации
3.2 Реологический метод слежения за ходом динамической
вулканизации
3.3 Динамика изменения вязкости на этапе диспергирующего
смешения
3.4 Моделирование динамики процесса диспергирующего смешения .
3.5 Анализ предположений динамической модели диспергирования .
3.6 Анализ параметров динамической модели диспергирования.
3.7 Экспериментальная проверка математических моделей оценки
размеров дисперсных частиц.
3.8 Использование динамической модели диспергирования для
прогнозирования потребительских и технологических свойств двухкомпонентных смесей.
3.9 Моделирование скорости реакции динамической вулканизации
4 КИНЕТИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ СШИВАНИЯ ЭЛАСТОМЕРОВ В ПОЛЯХ МЕХАНИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ.
4.1 Кинетика вулканизации эластомеров в статических условиях
4.2 Кинетические закономерности реакции вулканизации в
динамических условиях
4.3 Особенности реакции вулканизации в динамических условиях
4.4 Ограниченность реологического метода слежения за ходом
динамической вулканизации
4.5 Математическое моделирование структуры двухкомпонентных
полимерных смесей.
4.6 Описание этапа Загрузка вулканизующей системы
4.7 Влияние деформирования на кинетику процесса вулканизации
4.8 Влияние рецептурнотехнологических факторов на кинетику
процесса динамической вулканизации
4.9 Сопоставление аналитического и реологического методов оценки
скорости и степени реакции вулканизации.
5 МОДЕЛИРОВАНИЕ МЕХАНИЗМА ПРОЦЕССА ДИНАМИЧЕСКОЙ ВУЛКАНИЗАЦИИ.
5.1 Структурные изменения композиции в ходе динамической
вулканизации
5.2 Закономерности изменения размеров и объмов дисперсной фазы
5.3 Механизм процесса динамической вулканизации
5.4 Моделирование системы состав структура деформационные
свойства ТИР.
5.5 Гистерезисные явления в полиолефиновых термоэластопластах
6 ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВА ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХ РЕЗИН.
6.1 Исследование микроструктуры термопластичных резин
6.2 Оценка фазовых структур полимерных смесей термическими
методами исследования.
6.3 Диффузионное поведение полимерных матриц.
6.4 Влияние рецептурных показателей на потребительские и
технологические свойства полиолефиновых ТПР.
6.5 Влияние рецептурных показателей на потребительские и
технологические свойства композиции СКНПВХ пластиката
6.6 Устойчивость термопластичных резин к процессам старения
7 МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЬСКИМИ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ ГПР
7.1 Методика выбора состава полимерных композиций с оптимальным
набором потребительских характеристик.
7.2 Априорное ранжирование единичных показателей качества
подошвенных материалов
7.3 Разработка алгоритма управления потребительскими и
технологическими свойствами ТПР.
7.4 Математическое моделирование системы состав структура
свойства ТГГР.
7.5 Результаты расчта обобщнного показателя качества на примере
полиолефиновых 1I.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ.
Список литературы


Для интенсификации процесса смешения в резиносмесителе предусмотрена определенная конструкция роторов, позволяющая создавать повышенные сдвиговые усилия при скорости вращения роторов до 5 обмин. При этих условиях процесс смешения осуществляется за мин. Полученная в резиносмесителе Iix К2 1 термопластичная смесь поступает через загрузочное устройство 2 в червячный экструдер 3 с регулированным электрическим нагревом рабочих зон и головки 4, где происходит дополнительное смешение композиции и формование профиля, который потом охлаждается водой в ванне 5, подсушивается воздуходувкой 6 и гранулируется в грануляторе 7. Процесс смешения полимеров сопровождается уменьшением геометрических размеров частиц, т. Принципиальные схемы измельчения полимерных материалов представлены на рисунке рисунок 1. Рисунок 1. Полимерные вещества можно измельчать во всех трх физических состояниях стеклообразном, высокоэластическом и вязкотекучем. Для полимеров, находящихся в вязкотекучем состоянии, наиболее вероятно измельчение методом раздавливания. Механизмы процесса измельчения капель жидкости рассмотрены в работах Гольдшмита и Мэсона 7, Кима и Скачкова 8. Первый тип Я0,2. По достижении критического градиента скорости капля принимает 5образную форму, и от ее заострнных концов отрываются капельки размером около мкм. Второй тип А0,2. Центральная часть капли внезапно начинает вытягиваться в шейку, что приводит к разрушению частицы на две дочерние большие капли и несколько маленьких капельспутников. Третий тип Я2. Капля выдерживает большие деформации и по достижении определенной деформации мгновенно распадается на множество мелких капель. Рисунок 1. Четвертый тип А2. При больших у капля ориентируется вдоль потока, и деформация е становится равновесной. Разрушение происходит также при остановке потока. В момент остановки потока капля, стабильная при заданном градиенте скорости, распадается на множество мелких капель. Описание механизма разрушения капель по Киму и Скачкову рисунок 1. Гольдшмита и Мэсона, но при Я1 деформирование капель жидкости приводит к ее вытягиванию в направлении сдвига и в пределе образуется цилиндр. При дальнейшем описании разрушения цилиндра используется теория ламинарного смешения. Эксперименты Румшайдта и Мейсона 9 на неньютоновских системах выявили границы существования эффекта диспергирования капель для значений Я в пределах от КГ до 2. При больших значениях Я разрыв капель при куэттовском течении не наблюдается. В этом случае по мере увеличения градиента скорости эллипсовидные капли достигают предельной деформации и ориентируются вдоль направления течения. Позднее Торза, Кокс и Мейсон 0 подтвердили это наблюдение и теоретически показали, что капли не разрушаются при Я3. Предположив, что частицы дисперсной фазы в полимерных смесях представляют собой агломераты, состоящие из макромолекул и надмолекулярных образований, можно приступить к описанию процесса диспергирования расплава полимерной смеси под действием поля механического деформирования. Этот этап диспергирования возможен только для термодинамически близких полимерных пар. Экспериментально установлено, что дисперсионную среду образует компонент, содержащийся в композиции в большем количестве и обладающий меньшим значением вязкости. Для снижения размеров дисперсной фазы необходимо создать другой механизм диспергирования, который бы не зависел от вязкости матрицы. Потребность в создании материалов с широким диапазоном значений потребительских свойств привела к разработке большого ассортимента полимерных смесей. Однако, многие теоретические вопросы формирования структуры, и, тем самым, значений потребительских свойств двухфазных композиций, до настоящего времени решены не полностью. Структура полимерных смесей формируется в ходе процесса смешения и определяется как физикохимическим, так и физикомеханическими свойс твами исходных компонентов. По Кулезневу для полимерных смесей в зависимости от характеристики исходных полимеров, соотношения компонентов и методов формирования смеси характерны 5 типов структур, приведнных на рисунке рисунок 1.