Физико-химические аспекты переработки термореактивных полимеров
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПЕРЕРАБОТКИ ТЕРМОРЕАКТИВНЫХ ПОЛИМЕРОВТермореактивными полимерами (реактопластами) называют материалы, в которых фиксация формы при изготовлении изделий является результатом химической реакции образования трехмерного полимера («сшивания»), обычно называемой отверждением. При этом материал необратимо утрачивает способность переходить в вязкотекучее состояние и растворяться в растворителях.Неспособность отвержденных реактопластов переходить в вязкотекучее состояние заставляет проводить синтез термореактивных полимеров в несколько стадий. Первую стадию заканчивают получением олигомеров (смол) с молекулярной массой 100—1000. Вторая стадия—это, по существу, приготовление композиций, основанное на том, что низковязкие олигомеры легко совмещаются с наполнителем, причем даже при 80—85%-ном наполнении композиции неотвержденного реактопласта обладают высокой текучестью, позволяющей перерабатывать их традиционными методами (литьем под давлением, экструзией, контактным формованием, прессованием и др.)Олигомерные композиции, в которых в качестве наполнителя используют какое-либо мелкодисперсное вещество (мел, тальк, древесную муку, слюду, каолин, технический углерод, графит и т. д.), называют премиксами. Реактопласты, наполненные непрерывными волокнами, бумагой, тканью и т. д., называют препрегами. Наконец, третья стадия — это получение собственно полимера с трехмерной сетчатой структурой. Как правило, эта стадия совмещается с формованием изделия и обычно называется отверждением.Олигомеры в реактопластах могут отверждаться самопроизвольно (с тем большей скоростью, чем выше температура) или с помощью полифункционального низкомолекулярного вещества — отвердителя. Отверждение может осуществляться по механизму поликонденсации (фенолоальдегидные, эпоксидные, карбамидные, кремнийорганические смолы) и полимеризации (полиалкиленгликольмалеинаты, олигоэфиракрилаты, форполимеры диаллилфталата).Реактопласты изготавливают, применяя в качестве связующего фенолоформальдегидные смолы (модифицированные для большей эластичности поливинилбутирилем, бутадиен-нитрильным каучуком, полиамидами) или эпоксидные смолы (модифицированные феноло- или анилиноформальдегидными смолами или отверждающимися олигоэфирами); наполнитель может быть любым.Моделирование процессов переработки термореактивных полимеров имеет два основных аспекта: а) анализ неизотермического течения, сопровождающегося химическими реакциями отверждения на стадиях пластикации и формования изделия;б) анализ процессов полимеризации, сопровождающихся выделением тепла в условиях теплообмена с окружающей средой.ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРИЕМА, ХРАНЕНИЯ И ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ СЫРЬЯХимическая промышленность поставляет сырье (термопласты и реактопласты) упакованным в один из трех видов тары: а) мешки (полиэтиленовые или из крафт-бумаги) массой по 25 кг; б) контейнеры эластичные одноразового или многоразового использования массой 200 кг (емкостью около 0,5 м3); в) цистерны (автомобильные и железнодорожные) емкостью 30—50 м3.Сырье, поступающее в мешках, с заводского склада перевозится в цех на электрокарах, где мешки растариваются или непосредственно возле перерабатывающего оборудования, или на растарочной установке цехового склада сырья.Контейнеры с площадки хранения подаются в отделение рас-таривания, где с помощью грузоподъемных механизмов устанавливаются на устройства для растаривания. Конструктивно эти устройства представляют собой систему зажимов для крепления контейнера, приемный бункер, соединенный с системой пневмотранспорта, и приспособление для открытия клапана (при использовании оборотных контейнеров многоразового использования) или для разрезания боковины (у контейнеров одноразового использования). Попадающее в приемный бункер сырье подается пневмотранспортом в складские емкости или пересыпается непосредственно в технологические контейнеры.Разгрузку цистерн производят с помощью систем пневмотранспорта с гибкими патрубками, снабженными наконечниками для быстрого подсоединения эластичных патрубков к выгрузочным патрубкам цистерн. При растаривании цистерн внутрь подается сжатый воздух под давлением 0,2 МПа. Удаленность складских емкостей от места разгрузки не должна превышать 25 м.ОБОРУДОВАНИЕ СКЛАДОВ СЫРЬЯОсновное оборудование, предназначенное для хранения сыпучих ингредиентов, составляют бункера (силосы), которые в зависимости от назначения подразделяются на бункера складского хранения и расходные бункера систем автоматического дозирования. Емкость и число бункеров, устанавливаемых на заводском складе, определяется мощностью предприятия, поскольку запас сырья на складе должен обеспечивать 10—15-суточную работу предприятия. Емкость бункера составляет от 100 м3 и более. Обычно бункер складского хранения (рис. 1) представляет собой сварной цилиндр / из листового дюралюминия диаметром около 5 м и высотой 10—15 м. К нижней части цилиндра приваривается коническое днище 2. Отверстие в днище диаметром примерно 1 м перекрывается шлюзовым затвором 3, через который материал поступает к питателю 4. Верхняя часть цилиндра перекрывается конической крышкой, внутри или над которой располагается циклон-отделитель 5 системы пневмотранспорта. Контроль за уровнем находящегося в бункере сырья может производиться с помощью радиационных уровнемеров или по весу с помощью тензометрических силоизмерителей, определяющих нагрузку в опорных стойках бункера. Угол наклона стенок днища бункера не должен превышать 20° по отношению к вертикали во избежание сводообразования и зависания в нем сыпучего сырья.Непосредственно под бункером устанавливается разгрузочное устройство, в качестве которого чаще всего используется секторный дозатор (он описан ниже и показан на рис. 1). При достаточно хорошей сыпучести сырья (свойственной, например, гранулированным пластмассам) его выгрузку из бункера можно производить, не применяя никаких дополнительных устройств. В этом случае непосредственно над секторным дозатором устанавливают шлюзовой затвор с пневмоприводом и дистанционной системой управления.Рис. 1. Схема бункера складского храненияРис. 2. Устройства для выгрузки материала из бункера: а — с аэрациокным рыхлителем; б — с двойным вибрирующим конусом.Для выгрузки из бункеров материалов, склонных к слеживаемости, применяют аэрацию материала потоком воздуха и вибрационные устройства (рис. 2). В аэрационных...
Другие файлы:
Анализ конденсационных полимеров
Описаны методики анализа широко применяемых полимеров. Приведены химические, физико-химические и физические методы количественного определения функцио...
Химия и физика полимеров
Изложены научные основы получения полимеров, описаны их структура и главные физико-химические и механические свойства. Классификация процессов синтеза...
Основные физико-химические закономерности получения пленок из растворов полимеров
Приготовление растворов полимеров: процесс растворения полимеров; фильтрование и обезвоздушивание растворов. Стадии производства пленок раствора полим...
Химия и физика полимеров
В учебном пособии рассмотрены современные представления о различных способах синтеза полимеров, приведены основные закономерности и механизмы процессо...
Деструкция и стабилизация полимеров
В книге с единых позиций рассматриваются качественные аспекты проблемы деструкции и стабилизации полимеров. Авторы книгb - известные английские ученые...
