Процеси переробки композиційних матеріалів екструзійним методом - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ Роботу виконано в Національному технічному університеті України "Київський політехнічний інститут" Захист відбудеться "14 "червня 1999 року о 14-30 год на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.002.05 в Національному технічному університеті України "КПІ" за адресою: 252056, Київ-56, просп. З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Національного технічного університету України "КПІ".У чистому вигляді полімери не завжди мають заданий комплекс властивостей, що потребує введення відповідних добавок (пластифікаторів, фарбників, стабілізаторів і т.ін.), які забезпечують необхідні експлуатаційні якості виробів. Використання наповнювачів дозволяє таким матеріалам з успіхом конкурувати за ціною та якістю з чистими полімерами і іншими матеріалами. Є і позитивний екологічний аспект використання полімерних композиційних матеріалів - економія чистих полімерів, виробництво яких забруднює навколишнє середовище, а також використання у виробництві композиційних матеріалів відходів інших виробництв як наповнювачів та вторинних полімерів, що робить збір та утилізацію полімерних відходів економічно рентабельними. Виробництво поліолефінових листів із наповнювачем на основі деревного борошна завоювало міцні позиції на світовому ринку, що повязано з використанням цього матеріалу в автомобілебудуванні та в упаковці. Вибір устаткування має керуватися двома концепціями: з одного боку, якість суміші повинна задовльнити вимоги до виробу, а з іншого нерентабельно платити за якість, яка перевищує потрібну.Для обробки результатів віскозиметричних досліджень розроблені алгоритм і програма обчислень, в яких використано рівняння Вайсенберга-Рабіновича, і вони дозволяють подати результати в аналітичній або табличній формі у вигляді залежності швидкості деформації від напруги в умовах простого зсуву в капілярному віскозиметрі. Для використання даних, отриманих в умовах простого зсуву в капілярному віскозиметрі для умов складного зсуву, залежність швидкості простого зсуву від напруги простого зсуву представлено як залежність інваріантів тензорів: із постулату Ільюшина витікає, що співвідношення відповідних компонентів тензора швидкостей деформаціі і тензора напруги визначається співвідношенням інваріантів цих тензорів. Враховуючи це, компоненту тензора швидкостей деформаціі можна визначити з відповідної компоненти тензора напруги і інваріанта тензора напруги, використовуючи отримані реологічні залежності: При використанні степеневої залежності : Обернена залежність: Остаточно маємо: На рис. Функції F1-F4 мають вигляд: Значення А1-А4 залежать від граничних умов та продуктивності екструдера і дорівнюють відповідно для одночервячного екструдера: для двочервячного екструдера: Функції у знаменнику рівнянь (7)-(10) залежать від реологічних властивостей розплаву, які, як згадувалось раніше, визначаються на основі віскозиметричних досліджень і задаються в аналітичному або табличному вигляді. Разом із припущенням про лінійність епюр компонент тензора напруги у каналі ці параметри визначають епюри напруги по висоті каналу, з яких, ураховуючи реологічні властивості розплаву, чисельними методами обчислюються епюри компонент тензора швидкостей деформації і епюри компонент швидкості потоку.Створено алгоритм та програму розрахунку реологічних параметрів розплаву композиції за даними віскозиметричних вимірювань з урахуванням ступеня наповнення, з аналітичним та чисельним (у вигляді таблиці) поданням одержаних результатів. Порівняння розрахованих параметрів для чистого поліетилену високого тиску з відомими у літературі дозволило зробити висновок про достовірність методики вимірювань та розрахунків. Створено експериментальну установку на базі одночервячного екструдера, методику вимірювань та проведено експериментальні дослідження процесу течії розплаву полімера в каналі червяка. Створено експериментальну установку на базі двочервячного екструдера, методику вимірювань та проведено експериментальні дослідження процесу течії розплаву полімера в каналах червяків. Створено методику та алгоритм розрахунку процесів дозування-гомогенізації в одно-та двочервячному екструдерах з використанням розроблених програм, з можливістю визначати енергосилові параметри та показники якості розплаву по довжині екструдера, що дозволяє на основі розрахунків обрати технологічну схему підготовки розплаву, а також розрахувати геометрію робочих органів і режимів переробки, за яких досягається потрібна якість змішення та диспергуючого змішування.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЇ