Теоретические основы микроволнового нагрева. Процесс непрерывной переориентации полярных молекул вещества. Оборудование для микроволнового нагрева. Образование новых С=С и С–С связей при облучении. Процесса УФ-отверждения лаков и красок в типографии.
Аннотация к работе
На сегодняшний момент в различных областях науки и промышленности ведутся активные исследования, направленные на создание ресурсо- и энергосберегающих экологически безопасных технологий. В этой связи приобретает большое значение микроволновое облучение (МВО), так как оно позволяет существенно интенсифицировать различные процессы, в том числе не поддающиеся оптимизации традиционными методами. Начало использования МВО в качестве эффективного источника тепловой энергии относится к концу 1940-х годов, а уже в 1970-1980 годах его стали активно применять в неорганической и аналитической химии при выполнении анализов различных объектов, для сушки и дегидратации препаратов, при синтезе различных неорганических материалов, при изучении полиморфных превращений и т.д. Толчком к использованию МВО в органическом синтезе послужили работы Гедью и Жигуэра, в которых было обнаружено значительное сокращение времени проведения некоторых классических химических реакций в условиях МВО по сравнению со временем их проведения в условиях традиционного нагревания. К другим преимуществам МВО относятся экономия электроэнергии или других энергоресурсов; возможность проведения реакций в условиях повышенного давления при температурах, намного превышающих температуру кипения, растворителя, или в отсутствие растворителя; возможность получения соединений, недоступных или труднодоступных при использовании других методов активации. В настоящее время налажено производство специальных химических микроволновых реакторов, в которых обеспечивается равномерное распределение электромагнитного поля в реакционном объеме и имеется возможность регулирования мощности излучения с помощью компьютера. Предполагается, что влияние МВО на протекание химических процессов складывается из термических эффектов (скорость нагрева, супернагрев или «горячие пятна»), селективного поглощения излучения полярными веществами и специфического микроволнового эффекта (МВЭ), связанного с «нетермическим» действием СВЧ-излучения. В наибольшей степени МВЭ проявляется в реакциях, проводимых в отсутствие растворителя, когда взаимодействию микроволн с реагентами не препятствуют никакие посторонние факторы, и абсорбция микроволнового излучения определяется только природой исходных соединений. Теоретические основы микроволнового нагрева В электромагнитном спектре микроволновый диапазон занимает область между инфракрасными и радиоволнами и соответствует длинам волн от 1 см до 1 м (соответственно частотам от 30000 до 300 МГц). Способность материала превращать электромагнитную энергию в тепло характеризуется тангенсом угла диэлектрических потерь tg ? и вычисляется по следующей формуле: tg ?=е/е. Здесь f - частота излучения, Гц; Е - напряженность электрической составляющей электромагнитного поля, В/см [4]. Обычно мощность таких печей находится в пределах 600-1000 Вт, частота вырабатываемого излучения 2450 МГц. Посуда, используемая в микроволновых экспериментах, должна быть выполнена из материалов, пропускающих микроволны практически без ослабления, - стекла, кварца, тефлона. Получение полимерных мaтeриaлoв и изделий отверждением термореактивных композиций под действием электрических полей При разработке высокопроизводительных технологических процессов производства полимерных материалов из термореактивных композиций возникает проблема выбора метода и соответствующего оборудования для отверждения и формования изделий. Электромагнитные колебания, которые на практике применяются для нагрева и отверждения термореактивных композиций подразделяются на два основные диапазона: токи высокой частоты (ТВЧ) и сверхвысокой частоты (СВЧ) или микроволновое излучение (МВИ).