|
|
|
Главная --> Справочник терминов Механическая пластикация Механическая обработка Механическая обработка Синергические смеси ингибиторов еще не нашли широкого распространения для стабилизации синтетических каучуков. Однако уже сейчас можно определить основные дальнейшие пути их применения. Прежде всего синергические смеси целесообразно применять для сохранения свойств каучуков при воздействии высоких температур (водная дегазация, сушка каучука, высокотемпературная механическая обработка). В этом случае применение синергических смесей позволяет исключить проявление некоторыми ингибиторами функций инициатора процесса окисления. Применение синергических смесей является целесообразным и необходимым для предотвращения изменения окраски полимера в процессе переработки, хранения и эксплуатации изделий на его основе. В этом случае эффект, проявляемый синергической смесью ингибиторов, связан с восстановлением окрашенных продуктов превращения ингибитора. Применение синергических смесей позволяет в некоторых случаях значительно снизить дозировку ингибиторов. Это может дать значительный экономический эффект при применении дорогостоящих веществ. Фаолит представляет собой кислотоупорную пластическую массу на основе резольного феноло-формальдегидного олигомера и кислотостойкого наполнителя (асбест, графит, кварцевый песок). Фаолит производится как в виде готовых изделий из отвержденного фаолита, так и в виде полуфабрикатов— сырых листов, прессовочной массы и замазок. Технологический процесс производства фаолита (рис. 41) состоит из следующих стадий: получение смолы, смешение смолы с наполнителями, получение изделий, отверждение их и механическая обработка. Теплопроводность при движущихся источниках тепла была детально изучена Розенталем [18] применительно к таким процессам обработки металлов, как сварка, механическая обработка на станках, шлифование и непрерывная разливка. При переработке полимеров также приходится решать задачи теплопроводности с движущимися источниками тепла или холода. Примерами служат широко практикуемая сварка поливинилхлорида, непрерывная диэлектрическая сварка полиолефинов, нагрев пленок и тонких листов под лампами инфракрасной радиации и нагрев или охлаждение непрерывных пленок или листов между валками. Эти процессы обычно носят стационарный или квазистационарный характер с подводом или отводом тепла в «точке» или вдоль «линии». Рассмотрим один частный случай, иллюстрирующий метод решения. Механическая обработка девулканизата... 384 Ряд других факторов, возникающих при механической обработке каучука, также влияет на процесс пластикации. Трение при механической обработке приводит к нагреванию каучука и к возникновению на поверхности каучука зарядов статического электричества, достигающих значительной величины. При вращении валков создаются условия, при которых происходят разряды статического электричества, приводящие к увеличению содержания озона в воздухе вблизи поверхности каучука и к химическому активированию кислорода. С другой стороны, механическая обработка и, в частности, деформация растяжения, которой подвергается каучук, повышает его химическую активность. При перемешивании каучука обеспечивается соприкосновение с кислородом различных его частей и облегчается его окисление при пластикации. Таким образом, значение механической обработки состоит .также и в том, что она в значительной мере активирует химическое взаимодействие каучука с кислородом. Продолжительность пластикации. Пластичность каучука при пластикации повышается особенно интенсивно в первые 10—15 мин пластикации. Это объясняется тем, что механическая обработка особенно энергично происходит в первые минуты, когда каучук имеет наибольшую жесткость и когда имеет место наибольший расход энергии. Механическая энергия затрачивается на преодоление сил трения, на деформацию каучука и на механическую деструкцию каучука. Нагревание каучука приводит к понижению его вязкости, к понижению коэффициента трения каучука о поверхность валков, к постепенному уменьшению потребляемой энергии и снижению эффективности пластикации. Практически пластикацию каучука на вальцах нецелесообразно производить более 30 мин, поэтому для получения высокой пластичности производят пластикацию в несколько приемов с промежуточным «отдыхом» и охлаждением пластиката. Величина навески каучука. Объем каучука, загружаемого в резиносмеситель, должен соответствовать емкости загрузки резиносмесителя. Емкость загрузки резиносмеси-теля должна быть оптимальной, обеспечивающей хорошую механическую обработку каучука и высокую производительность резиносмесителя. Объем обрабатываемого каучука не может быть равным всему свободному объему смесительной камеры. Объем каучука должен составлять только часть всего свободного объема; у резиносмесителя типа PC-140 он составляет номинально 140 л, или около 55% свободного объема. При увеличении объема обрабатываемого каучука возникают затруднения в загрузке каучука в резиносмеситель, а в рабочей камере вследствие высокой эластичности и жесткости каучука возникает высокое давление, при действии которого верхний затвор может приподниматься. В этом случае часть каучука будет находиться в горловине загрузочной аоронки и, таким образом, выйдет из зоны интенсивной обработки. При недостаточном заполнении объема рабочей камеры резиносмесителя будет иметь место недостаточная механическая обработка, так как каучук будет свободно перемещаться внутри при вращении роторов. Необходимо также учитывать степень износа резиносмесителя. В результате износа зазор между роторами и Листование резиновых смесей производят на каландрах с тремя, четырьмя и пятью валками. Обычно валки каландров, образующие зазор, через который проходит резиновая смесь, имеют одинаковую скорость вращения. Только некоторые валки четырех- и пятивалковых каландров вращаются с фрикцией порядка 1 : 1,1, благодаря которой усиливается механическая обработка резиновой смеси, что приводит к большей ее однородности по пластичности и по температуре. Величина максимума набухания зависит от природы каучука, его предшествующей обработки и от природы растворителя. Неполярные каучуки — натуральный каучук, СКВ, СКС, бутил-каучук — набухают и хорошо растворяются в неполярных растворителях, полярные каучуки — хлоропреновый, СКН — в полярных растворителях. Предварительная механическая обработка каучука, а также другие условия, приводящие к его деструкции, повышают растворимость каучука. Особенно сильно механическая пластикация влияет на характер набухания и на скорость растворения натурального каучука. Вулканизация всех каучуков приводит к практической потере растворимости и к значительному понижению степени набухания. Степень набухания вулканиза-тов в растворителях является показателем их стойкости к действию растворителей. Механическая пластикация может быть ускорена применением ускорителей пластикации. Термоокислительная пластикация СК.Н возможна только в присутствии ускорителей пластикации. Величина максимума набухания зависит от природы каучука, его предшествующей обработки и от природы растворителя. Неполярные каучуки — натуральный каучук, СКВ, СКС, бутил-каучук — набухают и хорошо растворяются в неполярных растворителях, полярные каучуки — хлоропреновый, СКН — в полярных растворителях. Предварительная механическая обработка каучука, а также другие условия, приводящие к его деструкции, повышают растворимость каучука. Особенно сильно механическая пластикация влияет на характер набухания и на скорость растворения натурального каучука. Вулканизация всех каучуков приводит к практической потере растворимости и к значительному понижению степени набухания. Степень набухания вулканиза-тов в растворителях является показателем их стойкости к действию растворителей. 1.4. Механическая пластикация на вальцах 1.4. Механическая пластикация на вальцах. 13 Все это стало достаточно ясным значительно позже. Первое же время при обнаружении подобных фактов, например, в процессе измельчения целлюлозы, исследователи .объясняли их различными второстепенными причинами. Хотя уже стали общепризнаны представления о трехмерной решетке алмаза, все же возможность его механического измельчения, раскола, шлифования пытались объяснить не прямым разрушением химических связей при механическом воздействии, а наличием дефектов пространственной решетки и т. д. К тому времени была известна и практически очень широко применялась механическая пластикация каучука — повышение его пластичности при интенсивном вальцевании. Однако и этот процесс объясняли действием кислорода, электрических разрядов, разрушением глобул .и т. д., т. е. любыми второстепенными причинами, но отнюдь не основной —механическим разрывом химических связей в полимерных цепях. в зазор вальцов: (разогрев и механическая пластикация); При переработке полимерных материалов вальцевание может проводиться с одной из следующих целей: 1) смешение отдельных ингредиентов с полимером (гомогенизация готовой смеси) с целью получения однородной массы; при этом полимер, как правило, переводится в вязкотекучее или пластическое состояние; 2) совмещение полимера (термопласта) с пластификатором с целью ускорения взаимного проникновения и набухания при повышенной температуре; 3) перевод материала в состояние (разогрев и механическая пластикация), облегчающее его дальнейшую переработку; в этом случае вальцевание представляет собой одну из операций (питание каландров, экструдеров) в ряду последовательных стадий переработки материала; 4) изготовление полуфабрикатов: листов, пленки и т. п.; 5) получение блок- (или привитых) сополимеров при совместном вальцевании двух и более полимеров в результате протекания механохимических процессов; 6) охлаждение горячего материала после смесителя и придание ему формы, облегчающей дальнейшую переработку (лист, лента); 7) пропитка расплавом Механическая пластикация по приведенной выше схеме протекает в основном при пониженных ( — 20~- — 50 °С) температурах, в условиях недостаточной подвижности макромолекул и их частей. С увеличением температуры снижается вязкость каучуков и уменьшаются возникающие в них механические напряжения. Это приводит к снижению эффективности механической деструкции, но ускоряет термоокислительные процессы. Две взаимно противоположные тенденции приводят к тому, что скорость пластикации меняется по кривой, имеющей минимум (рис. 1.4). Отмечен- Механическая пластикация наиболее часто используется для бутадиен-нитрильных, а термоокислительная — для натурального и бута-диен-стирольного каучуков. Это связано с тем, что бутадиен-нитрильные каучуки при повышенных температурах склонны к структурированию по акрилонитрильным группам, тем большему, чем выше содержание нитрила акриловой кислоты в эластомере (рис. 1.5). Для остальных типов каучуков термоокислительная пластикация при повышенных температурах протекает по двум механизмам: В итоге можно сделать вывод, что механическая пластикация бутадиеннитрильных каучуков, характеризующаяся монотонным изменением пластичности и эластичности по Дефо, определяет развитие преимущественно процессов деструкции, а не структурирования. Этот факт подтверждается наличием линейной зависимости между числом образованных фрагментов и продолжительностью механической пластикации. Как указывают Пайк и Уотсон для других видов каучуков [31], механическая пластикация, очевидно, ведет к фрагментации макромолекулярных цепей на радикальные частицы, которые стабилизируются реакцией с кислородом воздуха. Возможно, что образовавшиеся свободные радикалы реагировали бы и с цепями, не подвергнутыми деструкции, с образованием сетчатых структур, но быстрое уменьшение гидродинамического фактора k' на первых стадиях процесса и дальнейшее сохранение его в постоянных пределах показывают, что под действием механических сил деструкция протекает в первую очередь в точках разветвления цепей, где вероятность концентрации механической энергии максимальна.  Межатомными расстояниями Международной номенклатурам Межфазных катализаторов Межфазной поверхности Межмолекулярных расстояний Межмолекулярная конденсация Макромолекул образуются Межмолекулярного сцепления Межплоскостных расстояний |
- |
Навигация