ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Подготовка компонентов из "Химическое формование полимеров" В реальных случаях возможность качественного восстановления вида функции х () но у 1) ограничивается лишь требованиями к точности измерения у (), которые, однако, оказываются очень жесткими. [c.109] Способов решения интегрального уравнения (3.7) существует много, но следуе отдавать предпочтение тем, которые не требуют большого количества вычислений и могут быть реализованы в рамках автоматизированной системы сбора и обработки экспериментальной информации, функционирующей в реальном масштабе времени. Для этой цели важен вывод [179] о том, что максимально точного восстановления вида сигнала можно ожидать тогда, когда процедура (3.7) применяется к результатам, предварительно сглаженным с помощью фильтра, дающего минимальную среднеквадратичную ошибку сглаживания [180]. [c.109] Идея такого метода проста измерительная схема теплового измерительного прибора в линейной области представляет собой фильтр низких частот, т. е. фильтр, который пропускает только низкие частоты (большие времена) и ослабляет сигнал высокой частоты. Если истинный сигнал, обработанный измерительной схемой теплового прибора, подать на фильтр высоких частот, т. е. на фильтр, который ослабляет низкие частоты, а усиливает высокие, то можно ожидать, что сигнал после такой обработки примет вид, близкий к истинному, причем чем ближе передаточная характеристика фильтра высоких частот к обратной величине передаточной характеристики измерительного прибора, тем ближе выходной сигнал к истинному измеряемому сигналу. [c.109] Проиллюстрируем действие фильтра на примере восстановления истинного вида сигнала, получаемого с прибора при отверждении полиуретана непосредственно в рабочей ячейке калориметра. Полиуретан марки СКУ-ПФЛ характеризуется значительным межмолекулярным взаимодействием, поэтому на кривой интенсивности тепловыделения можно ожидать наличия двух пиков, первый из которых должен быть связан с тепловыделением в результате химической реакции, второй — с тепловыделением, сопровождающим процесс образования сетки физических связей. Величина второго пика значительно меньше величины первого. С методической точки зрения особый интерес представляет возможность выделения второго пика на фоне тепловыделений, обусловленных химической реакцией. Температура отверждения 80 °С. Кривая / на рис. 3.11 получена на приборе без фильтра и имеет лишь незначительный перегиб в области 10 20 мин. Это может быть объяснено тепловой инерцией прибора, а также соизмеримыми друг с другом характерными временами разнородных процессов. [c.111] Технология химического формования зависит от геометрии получаемого изделия (тела вращения, профили, листы и т. д.), однако во всех случаях жидкие исходные продукты поступают в форму, в которой процессы полимеризации (отверждения), структурообразования и формирования изделия протекают одновременно. [c.112] Подготовка исходных компонентов может быть организована централизованно на специализированных химических производствах или непосредственно на участках изготовления изделий. При получении исходных компонентов в виде полуфабрикатов технологический процесс изготовления изделий упрощается. Полуфабрикаты представляют собой одно- или ч.аще двухкомпонентные смеси (в частности, в полиуретановой технологии форполимеры). К смесям относятся не только продукты химических реакций, но и смеси полимеров (или олигомеров) с добавками, необходимыми для получения изделий. [c.112] Используемое для подготовки компонентов оборудование периодического действия по существу представляет собой набор реакторов с обогревом, снабженных мешалками и работающих под вакуумом или в токе инертного газа. Одним из основных требований, предъявляемых к такому оборудованию, является обеспечение монолитности получаемых изделий. В связи с этим необходимо тщательное удаление из формуемой смеси летучих продуктов и влаги. Последняя придает пористость конечному изделию не только вследствие испарения, но и в результате химического взаимодействия с компонентами реакционной системы, например с изоцианатами в случае полиуретановых составов. В некоторых случаях влага также служит ингибитором процессов полимеризации, например при анионной активированной полимеризации лактамов. Мономеры (в частности, акриловые) должны быть очищены от ингибиторов, вводимых в них для увеличения продолжительности хранения. [c.112] Если мономер или олигомер поставляют в обогреваемых цистернах, их сразу перекачивают в обогреваемую емкость для хранения в контролируемых условиях. Аналогично поступают с другими жидкими в процессе транспортирования продуктами. Компоненты, имеющие температуру плавления выще комнатной, расплавляют. Для этого емкости (бочки, бидоны и др.) помещают в шкаф-термостат или камеру, где выдерживают при температуре на 10—20 °С выше температуры плавления до полного расплавления продукта, а затем перекачивают в обогреваемую емкость для хранения. Подготовка к смешению твердых компонентов включает, как правило, сушку с последующим просеиванием и фракционированием. Последнее можно не проводить, если порошок хорошо растворим в смеси. Особое значение для качественного проведения процесса имеет соответствие сырья требованиям стандартов. Важно также влияние на протекание процесса полимеризации молекулярно-массового распределения (ММР) и распределения по типам функциональности (РТФ) исходных реагентов [182]. [c.113] Важным этапом является изготовление эталонного образца, на котором оценивают жизнеспособность смеси, продолжительность полимеризации, а также свойства получаемого материала. Одновременное определение кинетических констант дает возможность использовать для выбора режима математическое моделирование процесса. [c.113] Общие схемы компоновки установок. Получение изделий свободной заливкой в открытую форму с последующей полимеризацией или отверждением в термостатируемых устройствах — наиболее широко распространенный способ изготовления крупногабаритных отливок в виде плит, блоков, различных простых или сложных конструкций. [c.113] При увеличении объема производства появляется необходимость в специальной линии подготовки компонентов к смешению, организации непрерывного смешения компонентов, а также рациональной компоновки заливочного устройства и форм, позволяюшей вести непрерывный процесс. [c.114] Принципиальную двухреакторную схему непрерывной подготовки компонентов рассмотрим на примере активированной анионной полимеризации е-капролактама. По такой схеме весь подаваемый со склада расплав е-капролактама делится на две равные части, одна из которых направляется на приготовление каталитической системы, а другая — на смешение с активирующими добавками [183]. Расплав е-капролактама перед смешением с активирующими добавками, а также каталитическая система перед смешением должны быть тщательно осушены. В качестве осушителя используют роторно-пленочный аппарат, что позволяет (в отличие от осушки лактама в емкости с помощью вакуума или барботажа инертным газом) организовать непрерывный процесс. Благодаря непродолжительному пребыванию в зоне нагрева и снижению температуры кипения вследствие ведения процесса под вакуумом не происходит разложения мономера и снижения его качества. Наличие испарителей в сочетании с ловушками специальной конструкции обеспечивает конденсацию лактама и возвращение его в аппарат [184]. [c.114] Различные схемы подготовки компонентов для изготовления изделий из других мономеров и олигомеров незначительно отличаются набором реакторов, что связано в основном с физическими и химическими свойствами исходных продуктов. На рис. 4.2 приведена технологическая схема получения литьевых полиуретановых эластомеров непрерывным методом, а на рис. 4.3 — принципиальная схема установки для получения по периодическому процессу эпоксидных отливок из эпоксидных композиций, наполненных кварцевым песком. [c.117] Особенностью процесса свободного литья является широкое использование компактных передвижных установок, имеющих различное назначение. В строительной промышленности — это установки для нанесения покровного слоя на полы, герметизации швов и теплоизоляции пеноматериалами строительных конструкций, нанесения поверхностных защитных покрытий на бетон и т. д. [c.117] ГО винта 4, подпятник ведомого винта 5, впадина ведущего винта 6, впадина ведомого винта 7 и камера нагнетания 8. Всасывающая и нагнетательная камеры соединены между собой тремя цилиндрическими параллельно расположенными в корпусе насоса отверстиями, в которых вращаются три рабочих винта. Средний винт — ведущий, он имеет правую нарезку и вращается но часовой стрелке, если смотреть со стороны привода. Два боковых винта ведомые, с левой нарезкой, они вращаются в противоположную сторону. Нарезки винтов имеют специальную форму и создают в местах касания такие уплотнения, которые разделяют насос подлине на ряд закрытых полостей, образуемых витком 2 ведущего винта, входящим во впадины / и/ведомых винтов. При вращении винтов жидкость, поступающая из всасывающей камеры 3, заполняет впадины 1, 6, 7 и, попадая в закрытые полости, движется вдоль винтов в нагнетательную камеру. Таким образом, винтовой насос перемещает жидкость прямолинейно и непрерывно вдоль оси винта, уподобляясь по принципу работы непрерывно действующему поршневому насосу. При этом движение жидкости в насосе можно представить себе как гидравлическую гайку, непрерывно перемещающуюся вдоль винтов. КПД винтовых насосов — 70—80%. Они работают при высоком числе оборотов с приводом от быстроходного электродвигателя. Винтовые насосы способны продолжительное время работать без остановок. Такая система является неинерционной благодаря отсутствию вращающего момента от ведущего к ведомому винтам. [c.118] Смешение компонентов. Дозирующие насосы непрерывно подают смесь в смесительные устройства. Существует большое число конструкций смесительных устройств, их выбор зависит от свойств перерабатываемой системы—-вязкости, времени гелеобразования, температуры и т, д. [c.118] Такое динамическое смешивающее устройство ставится, как правило, на машинах низкого давления, и одним из основных достоинств его является обеспечение необходимой интенсивности перемешивания даже в случае трудносмешивающихся систем, которые часто встречаются среди олигомеров. [c.119] Промывка смесителя растворителем или продувка воздухом приводит к потере части материала и требует дополнительных мер по утилизации растворителя. [c.119] Полимеризация или отверждение. После смешения нескольких реакционных потоков смесь поступает в форму, где происходит полимеризация или отверждение. Поведение материалов в форме существенно зависит от химической природы исходного сырья, вязкости смеси, усадки при отверждении и полимеризации, адгезии к стенкам формы и температуры. Основной особенностью свободной заливки является отсутствие давления в форме или не превышающее 0,5 МПа низкое давление при подпитке формы для компенсации усадки. Такой режим позволяет использовать более дешевые и простые формы, чем формы для литьевого формования под давлением. [c.120] Особенно широкое распространение получили открытые формы, предназначенные для получения заготовок с большими припусками на механическую обработку. В качестве материала форм можно использовать алюминий и легкие сплавы, полимерные материалы, гипс, листовое стекло, а также фанеру, брезент и картон. При литье мономеров следует учитывать очень низкую вязкость ( 1 МПа-с) исходной смеси, заполняющей форму, а также ее способность к химическому взаимодействию с материалом формы. При олигомерной технологии важно обеспечить отсутствие мертвых зон и свободный выход вытесняемого из формы воздуха, а также возможность простой распрес-совки изделий после полимеризации или отверждения. Это достигается за счет не только конструкторских приемов, например создания конусности, отсутствия зазоров в разъемах, простоты разъема формы открытого типа, но и чистоты поверхности формы. Одновременно качество поверхности формы определяет и качество поверхности изделия так, для получения органического стекла с хорошими оптическими свойствами обычно применяют специально закаленные зеркальные силикатные стекла. [c.120] Вернуться к основной статье