ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Детальное планирование технологических исследований из "Основы создания технологического процесса получения полимеров" При постановке задачи руководитель разработки с помощью своих сотрудников, экономистов и в необходимых случаях при консультации с проектировщиками определяет достаточно приблизительно объем поставленной задачи и пути ее решения. Именно на этой стадии должны быть учтены возможности коллектива, наличие необходимого оборудования и материалов, необходимость привлечения соисполнителей, т. е. общая схема технологической разработки. Конечно, руководитель разработки должен очень четко представлять себе пути реализации процесса, типичные трудности, возникающие иа различных этапах создания производства. Огромное значение имеет личный опыт. При отсутствии опыта создания и, что особенно важно, пуска и наладки технологического процесса даже очень талантливый ученый может оказаться беспомощным в роли руководителя. [c.86] Берлин предложил другое решение, основанное на модификации стандартного жесткого ПВХ олигоэфиракрилатами. [c.87] Поисковые работы дали обнадеживающий результат пластификация ПВХ жидкими олигомерами позволила увеличить скорость его переработки в трубы (дополнительный экономический эффект ) последующее сшивание олигоэфиракрилатов позволяло получить пространственную сетку и повысить теплостойкость материала. [c.87] Однако при технологической проработке процесса оказалось, что получаемые по этому способу трубы не выдерживали комплекса испытаний по международному стандарту. Сначала разработчики отнеслись к этому результату спокойно. Казалось, что путем подбора наполнителей и модификаторов им удастся довести композицию до требуемого уровня свойств. Но после того, как было испытано более 200 ( ) композиций, стало очевидны. , что работа зашла в тупик. Специальная комиссия, изучавшая положение дел, высказалась за прекращение работ в данном направлении. [c.87] Как прокомментировать этот результат Где была допущена ошибка Корректной ли была постановка задачи Оказалось, что олигоэфиракрилат не совмещался с матрицей ПВХ и образовывал дисперсную фазу, а не пространственную сетку, как это предполагалось. Эффект повышения теп-лостоГжости был незначительным. Модификация олигоэфиракрилатами оказалась весьма эффективной для други.ч систем, например для некоторых резин, и которых удалоса улучшить механические свойства [13]. [c.87] В рассмотренном примере выбранный способ проработки (варьирование состава композиций) пе привел и не мог привести к успеху, так как фундаментальные основы этого процесса не были достаточно изучены. [c.87] Пример 2. Развитие производства ударопрочного полистирола демонстрирует собой пример иного рода, когда эмпирические технологические исследования значительно опередили научные разработки. Характерно, что прототипом материала являлись механические смеси полистирола и каучука, получаемые в двухшнековом экструдере или смесителе тяжелого типа. Эти смеси имели весьма грубую микроструктуру и сравнительно низкую ударную вязкость при значительном содержании каучука. [c.87] Как от принципиальной схемы процесса и результатов поисковых исследований перейти к детальному планированию Наиболее эффективным методом является сетевое планирование, позволяющее разделить весь комплекс работ на ряд последовательных, параллельных и взаимозависимых стадий. [c.88] Пример 3. При выборе аппаратуры для проведения полимеризации мономера на поверхности частиц твердого наполнителя интерес исследователей привлек способ виброкипения, не требующий больщих газовых потоков для псевдоожижения наполнителя. Принцип виброкипения находит применение при сушке некоторых порощковых продуктов. Лабораторный реактор такого типа для проведения полимеризации зарекомендовал себя достаточно хорошо. Весь цикл лабораторных исследований по синтезу был проведен. Однако при проектировании опытной установки оказалось, что создание герметичного, взрывобезопасного, непрерывно действующего виброреактора, работающего в заданном температурном режиме, представляет собой исключительно сложную (т. е. практически невыполнимую) задачу. [c.89] На стадии лабораторных исследований часто из-за недостатка материала не удается достаточно полно исследовать его технологические свойства. Обычно эту часть работ откладывают до опытной наработки материала. Однако, затратив средства и время на организацию опытных работ, можно столкнуться с неприятностями именно на стадии переработки материала. [c.89] Пример 4. В лабораторных условиях был синтезирован полипропилен, содержащий в качестве наполнителя графит. Электропроводность этого композиционного материала при 20—30%-ном содержании графита оказалась значительно выше, чем у материала, полученного смешением компонентов в экструдере (традиционная технология). Электропроводность изучали на прессованных образцах. Уменьшение содержания графита при равной проводимости представляет большой интерес, так как при этом снижается охрупчивание полипропилена. [c.89] Однако в дальнейшем, после наработки опытных партий материала на опытной установке и получения образцов для испытаний литьем под давлением результаты, полученные на прессованных образцах, не подтвердились. Оказалось, что при прессовании сохраняется насцентная структура композиционного материала, образующаяся при полимеризации за счет расщепления чешуек графита. При литье под давлением, а это основной способ переработки полипропилена, насцентная структура из-за сдвиговой деформации полностью разрушалась. [c.89] Исследования нового материала на предмет изучения кинетики его термической и термоокислительной деструкции, стабилизации, физико-химических свойств, старения и долговременной прочности должны быть обязательно увязаны с работами по синтезу. Часто полученные в этих исследованиях результаты заставляют пересматривать условия синтеза, выбор каталитической системы, способы выделения и обработки материала. [c.89] Если же эти исследования отнесены на самый конец разработки, то могут потребоваться большие дополнительные затраты времени и средств на перестройку процесса. [c.90] Проблема организации аналитического контроля при разработке новой технологии синтеза обычно стоит очень остро Группы синтеза, как правило, испытывают недостаток в специалистах, осуществляющих постадийный контроль процесса. Вместе с тем всегда возникают сложные задачи по разработке и освоению новых методик. Лучше всего с этой задачей справляется специальная группа аналитического контроля. [c.90] Взаимодействие с группой математического моделирования лучше всего начинать при постановке кинетических исследований, а не после их завершения. В первом случае это дает экономию времени, даже когда специальные методы планирования эксперимента не применяются. Дело в том, что если математическая модель процесса составлена в самом начале работы, требуется в сумме меньше экспериментов для ее уточнения, чем в случае, когда модель составляется по имеющемуся массиву данных. [c.90] Последовательный подход был целесообразным при поисковых исследованиях, которые проводились малыми силами. Исследователи сначала готовили реагенты, потом подбирали условия синтеза, потом приступали к исследованию структуры и свойств продукта. [c.90] Детальные технологические исследования процесса требуют мобилизации значительно больших сил. Последовательное подключение их к работе неимоверно растягивает разработку. К этому нужно добавить, что результаты, полученные на одной из стадий, могут существенно повлиять на работу других групп. Поэтому основная стратегия технологических исследований заключается в параллельном проведении работ при максимальном обмене информацией между группами. [c.90] В схеме разработки технологического процесса центральное место занимает моделирование. В общем случае речь идет не только о математическом моделировании, осуществляемом с помощью компьютера. На первом этапе работ моделью процесса является принципиальная технологическая схема с тем минимальным количеством данных по расчету аппаратов и ре-ЖИ1МОВ, которые можно получить из анализа поисковых работ. По мере накопления данных в рабочих группах они должны учитываться в принципиальной схеме, которая все более и более усложняется. Подключение специалистов по математическому моделированию к работе в самом начале позволит сэкономить время, поскольку они смогут наметить план исследования, позволяющий суммировать результаты в виде постепенно усложняющихся моделей. [c.90] В табл. 2.1 приведено описание методов очистки и результаты этой очистки в виде выхода мономера от исходного и характеристической вязкости полиформальдегида, получающегося из данного мономера на стандартной лабораторной установке при стандартных условиях синтеза. [c.91] Вернуться к основной статье