Гомогенизация интенсивным смешением

Гомогенизация интенсивным смешением [c.120]

В целом при гомогенизации интенсивным смешением действуют следующие механизмы [c.121]

Наибольший интерес представляют смесители для высоковязких систем, например смесители закрытого типа для интенсивного смешения (типа Бенбери ) и открытого типа, например вальцы (см. гл. 1). Смесители этих типов широко применяют в производстве пластмасс и эластомеров [5, 6]. В смесителях такого типа имеются зоны, где происходит чисто экстенсивное смешение, и зоны, в которых развиваются большие напряжения сдвига и происходит диспергирование или гомогенизация смеси. Несколько позже мы вернемся к детальному анализу этих смесителей. Следует отметить, что диспер- [c.369]

Внутри любой 100-килограммовой порции существуют местные неоднородности состава отдельная гранула полимера может отличаться от соседней гранулы. Эти различия могут быть уменьшены интенсивным смешением. В интенсивном смесителе происходит плавление гранул и гомогенизация вплоть до исчезновения различий, обнаруживаемых невооруженным глазом. Закрытые смесители типа Бенбери или вальцы способны производить экстенсивное смешение в объеме нескольких сот килограммов материала. Смешение подобного типа в экструдере происходит только в объеме винтового канала червяка, куда даже у крупных машин вмещается всего лишь несколько килограммов материала. Поэтому необходимая степень смешения композиции в этом случае зависит от эффективности экстенсивного смешения на стадии подготовки композиции. [c.111]

Месильными кулачками перерабатываемый материал под действием сдвиговых напряжений между червяками, кулачками и стенкой корпуса подвергается интенсивному смешению, гомогенизации и пластикации. Месильные кулачки используются и для создания дополнительных полей сдвига в расплаве, необходимых для измельчения пигментных агломератов. Ступенчатое расположение кулачков в форме винтовой лестницы обеспечивает постоянное [c.153]

Смешение измельченных сыпучих материалов проводят в смесителях различной конструкции барабанных, шнековых, лопастных, ленточных и др. Однородность катализатора как по партиям, так и в отношении отдельных гранул достигается интенсивным перемешиванием шихты и гомогенизацией контактных масс в процессе производства [3]. При смешении любого числа компонентов [c.151]

Большинство пластмасс представляет собой не индивидуальные полимеры, а полимерные композиции, содержащие различные добавки, например пигменты, смазки, стабилизаторы, антиоксиданты, антипирены, агенты, предотвращающие агломерирование, добавки, улучшающие скольжение, сшивающие агенты, волокна, усиливающие агенты, пластификаторы, поглотители УФ-лучей, вспениватели. Эти добавки нужно вводить в полимер до переработки его в изделия — либо на стадии гранулирования, либо непосредственно перед формованием изделий. Содержание их в смеси различно. Распределение добавок в полимере осуществляют с помощью экстенсивных и интенсивных (диспергирование) способов, описанных в гл. 7. Кроме смешения полимеров с добавками часто приходится смешивать друг с другом два или большее число полимеров. При этом полимеры могут быть одинаковыми по природе, но с различными молекулярными массами или с разными молекулярно-массовыми распределениями. В таком случае они совместимы, и их смешение осуществляется по механизму экстенсивного ламинарного смешения. Если же компоненты смеси представляют собой несовместимые или частично совместимые полимеры, то механизм смешения другой в дополнение к ламинарному смешению происходит дробление диспергируемой жидкой фазы, приводящее к гомогенизации. [c.367]

Смешение измельченных сыпучих материалов проводят в смесителях различной конструкции барабанных, шнековых, лопастных, ленточных и др. Однородность катализатора как по партиям, так и в отношении отдельных гранул достигается интенсивным перемешиванием шихты и гомогенизацией контактных масс в процессе производства [47 ]. При смешении любого числа компонентов смесь анализируют путем оценки распределения одного компонента в остальной системе методами статистического анализа. Совершенной смесью двух компонентов считают такую, где любая единичная частица симметрично окружена постоянным числом зерен обоих компонентов. Однако такая модель не может быть реализована в промышленных условиях, так как нарушается при любом последующем перемешивании. Более целесообразно применять в качестве идеальной такую смесь, в которой имеется максимальная хаотичность в распределении частиц при среднестатистической равномерности. [c.151]

Загружаемые в смеситель каучук и кусковые материалы измельчаются (зона 2), на что затрачивается малая энергия. Ее потребление резко возрастает после создания в смесителе прессующего давления, которое совместно с вращающимися роторами уплотняет находящуюся в камере рыхлую смесь и одновременно способствует интенсификации внедрения технического углерода, сыпучих ингредиентов в каучук (зона 3). При этом параллельно идут два процесса уплотнение, преобладающее в начале прессования, и смачивание порошкообразных материалов каучуком и жидкими ингредиентами (мягчителями и пластификаторами). Энергия уплотнения и смачивания велика, например, достигает 3 ГДж/м для смеси на основе БНК с 65 масс. ч. технического углерода типа ПМ-40, поэтому в смесителе повышается температура, каучук переходит в вязкотекучее состояние. Это обусловливает снижение его вязкости, более быстрое смачивание порошков и приводит к образованию относительно плотной монолитной части смеси, в которой появляются сдвиговые напряжения, начинает реализоваться диспергирующее смешение (зона 4), идет пластикация каучука и гомогенизация (зона 5 . Однако поскольку в системе имеется свободный наполнитель (технический углерод), процессы смачивания, диспергирования, пластикации и гомогенизации протекают одновременно. Интенсивность диспергирующего смешения (и соответствующая ей зависимость потребления энергии) меняется по кривой, имеющей максимум, так как вначале в смеси мало несмоченного наполнителя. При возрастании степени смачивания темпы снижения вязкости каучука вследствие роста температуры становятся выше темпов возрастания вязкости смеси из-за внедренного наполнителя, что приводит к замедлению и прекращению процесса диспергирования (кривая 7 на рис. 2.3, б). В конце цикла смешения происходит деструкция (пластикация) каучука (или другие физико-химические явления) и усреднение, гомогенизация системы. [c.17]

Поскольку процесс смешения на первом этапе практически закончен, то на втором этапе достаточно 1—2 мин для распределения каучука и гомогенизации смеси. Более жесткие условия смешения на первом этапе из-за повышения количества технического углерода в маточной смеси способствуют разрушению агломератов и повышению степени диспергирования технического углерода. Первая порция каучука более интенсивно деструктируется на первом этапе смешения, а добавляемый в конце цикла остаток каучука охлаждает смесь и, деструктируясь в меньшей степени, образует высокомолекулярную фракцию. Бимодальный характер молекулярно-массового распределения каучука обеспечивает хороший комплекс свойств низкомолекулярная каучуковая фракция придает смесям технологические свойства, а высокомолекулярная фракция (в сочетании с повышенной степенью диспергирования технического углерода) определяет улучшение физико-механических показателей вулканизатов. [c.51]

Получение. П. п. представляют собой сложные многокомпонентные системы с весьма разнообразными видами взаимодействий между ингредиентами. В значительной мере свойства пластмассы зависят от условий ее получения. Независимо от того, в какой конечной форме получают пластмассу, начальными стадиями технологич. процесса являются смешение и гомогенизация. Цель этих операций — приведение всех компонентов смеси в мелкодисперсное состояние, обеспечивающее получение изделий и материалов нужного качества при последующей переработке. Различают два основных типа процессов смешения и гомогенизации. К первому можно отнести смешивание и гомогенизацию в расплавленном состоянии. В этом случае предварительно грубо смешанные компоненты перетираются и перемешиваются в тяжелых смесителях интенсивного действия, напр, на вальцах, в смесителях типа Бенбери или в мощных компаундирующих экструдерах. В случае смесей, не содержащих трудно перерабатываемых добавок, для компаундирования применяют обычные экструдеры. Темп-ра массы при этом повышается, гл. обр. вследствие внутреннего трения. Расплавленная масса после этого поступает на формование изделий или на гранулирование. Этот метод наиболее пригоден для получения П. п. с высоким содержанием наполнителей или модификаторов, а также для переработки отходов пластмасс на основе ПВХ. [c.401]

Хлорирование в газовой фазе всегда осуществляют при атмосферном давлении и непрерывно, пропуская смесь реагентов через хлоратор. Важная операция —смешение исходных веществ, обеспечивающее мгновенную гомогенизацию смеси. Для этого служат специальные смесители, например тангенциального типа, в которых происходит интенсивное завихрение и перемешивание смеси. [c.113]

На рис. 101 показаны комбинированные червяки двухчервячного пресса для интенсивного перемешивания, пластикации, гомогенизации материала, его окрашивания и смешивания компонентов. В цилиндре 1 с каналами для теплоносителя смонтированы составные комбинированные червяки 2 w 3, имеющие противоположное направление вращения. В зоне I материал захватывается из воронки 4 и подается в зону смешения II. Перед началом и в конце зоны II установлены короткие участки червяков 5 и 6 с противоположным направлением винтовой линии. Это сделано для интенсивного теплообразования и подачи однородного материала в зону II, а также для создания повышенного давления в материале, нагнетаемом в зону смешения III. В зоне II смешиваются отдельные компоненты, а в зоне III загружается дополнительное количество пластификатора, и цикл смешения повторяется. [c.175]

Вальцы, являющиеся как и каландр многовалковым аппаратом, относятся к группе смесительного оборудования, широко применяемого для переработки полиэтилена. За счет происходящей в зазоре интенсивной деформации сдвига смеси происходит смешение, гомогенизация и пластикация композиции. Эффективный градиент скорости сдвига на поверхности валков в самом узком месте зазора можно вычислить по уравнению [c.180]

Как уже отмечалось выше, одним из основных факторов, определяющим ход кристаллизации и фазовую чистоту получаемого продукта, является устойчивость исходного силикаалюмогеля к перемешиванию при повышенных температурах. Влияние перемешивания геля на качество цеолита X изучалось путем смешения растворов алюмината натрия и кремнийсодержащего реагента, которые предварительно нагревались до заданной температуры. Гомогенизация осажденного геля осуществлялась за счет непрерывного интенсивного перемешивания механической мешалкой. Через 5 мин. после начала гомогенизации из кристаллизатора отбирали через равные промежутки времени пробы силикаалюмогеля и кристаллизовали их в покое в лабораторных условиях при температуре 88-95°С. [c.56]

В общем на каждый килограмм производительности многошнековых прессов в час приходится подводить (с помощью нагревательных элементов) больше внешнего тепла, чем для одношнековых. К тому же появляется возможность более постоянного массо-обмена между серповидными камерами и Обмен происходит через зазоры 2 и 5р (рис. 291), в результате получается более интенсивный контакт массы с нагретыми стенками цилиндра. Процессы обмена между серповидными камерами, в которых масса продвигается по 8-образному пути, могут осуществляться тем интенсивнее, чем меньше масса задерживается у стенок цилиндра и чем больше она захватывается поверхностями шнеков. В полостях нарезки начальных витков шнеков, заполненных сырой или неполностью расплавленной массой, у многошнековых прессов является, таки.м образом, желательным (с точки зрения эффекта смешении и гомогенизации) более низкий коэффициент трения масса — цилиндр и более высокий коэффициент трения масса — шнек . Так как в данном случае проблемы трения, связанные с подачей массы, отпадают, то в этом отношении многошнековые прессы с взаимным зацеплением существенно отличны от одношнековых прессов. [c.352]

Процесс переработки начинается с составления композиции, в которой полимер служит лишь одним из компонентов. В связи с этим возникают технические проблемы диспергирования, смешения и гомогенизации смеси, что вызывает необходимость научного анализа и описания этих процессов, а именно процесса разрушения с целью уменьшения энергетических затрат при диспергировании и смешении, а также получения высокодисперсных порошков с заданным распределением частиц по размерам и форме при минимальном изменении их химической структуры процесса смешения, в котором необходим учет разнохарактерных (химических и физических) взаимодействий различных компонентов, например, на границе частица наполнителя — полимерная среда, взаимной растворимости компонентов и т. д. влияния типа и интенсивности внешних воздействий при сме- шении на характер распределения частиц в полимерной матрице и на другие структурные характеристики композиции, а также на развитие механохимических реакций при смешении. [c.13]

Экструзионная линия должна быть способна перерабатывать широкий спектр полиэтиленов с различными молекулярной массой, молекулярно-мас-совым распределением, содержанием и распределением сомономера. Менее мощные экструзионные линии используются только для переработки ПЭНП, поскольку их свойство снижения вязкости с увеличением скорости сдвига способствует переработке большого количества сырья при пониженной мощности. В процессе экструзии может потребоваться введение таких добавок, как антиоксиданты, ультрафиолетовые стабилизаторы, лубриканты (смазочная добавка), веществ, снижающих трение и повышающих клейкость поэтому может оказаться необходимым устройство для их раздельного впуска или сухого смешения. Экструзионная установка должна иметь устройство для плавления (пластикации) и перемещения расплавленного полимера через головку. Как правило, для этого используется одношнековый экструдер он наиболее подходит для распределительного смешения. Распределительное смешение используется для гомогенизации расплава, когда достаточно лишь хорошо перемешать компоненты. Двухшнековые экструдеры обеспечивают более интенсивное смешение и по- [c.24]

Пигментные концентраты отличаются прежде всего высокой степенью диспергирования пигмента. Это значит, что процесс их производства требует применения более сложного и дорогостоящего оборудования. Так, хорошее диспергирование возможно при интенсивном смешении пигмента и связующего при высоких усилиях сдвига, после чего производится измельчение и дополнительная гомогенизация в экструдере с последующим гранулированием. Особо твердые пигменты, однако, плохо поддаются диспергированию при простом смешении, таким образом, этот способ пригоден не для всех пигментов. Соответствующими способами, в основе каждого из которых лежит процесс растирания влажного пигмента, пигмент из водной дисперсии переводится в органическую среду, причем размеры его частиц не изменяются Способ растирания во влажном состоянии имеет особенно важное значение для переработки труднодиспергируемых пигментов. [c.188]

В дисковых и червячно-дисковых экструдерах конструкции УкрНИИпластмаш весьма интенсивное смешение, гомогенизация и пластикация полимерных композиций достигается благодаря радиальному и поперечному движению перерабатываемого полимера в зазоре между быстровращающимся диском и неподвижной торцовой стенкой корпуса под действием эффекта Вайссенберга, обусловливающего центростремительное движение от периферии к центру [85]. [c.154]

Gmitter G., Grubber E. упоминают об использованном ими для получения эластичных полиуретановых поропластов смесителе несколько отличной конструкции. Этот смеситель состоит из трех камер, разделенных друг от друга перфорированными перегородками. В каждой камере имеются мешалки турбинного типа, насаженные на общий вал. Лопасти мешалок имеют агверстия. Между мешалками, стенками камер и перфорированными перегородками имеются лишь незначительные зазоры. Такая конструкция смесителя вследствие интенсивного смешения и хорошей гомогенизации, обусловленной прохождением смешиваемых компонентов через отверстия в перегородках из камеры в камеру, отвечает требованиям, предъявляемым к таким аппаратам. Существенный недостаток такого смесителя — возможность забивания отверстий пеномассой при небольших отклонениях от заданного режима и дозировки и трудность очистки его, требующая значительного времени. [c.125]

Рассмотрим конкретный практический пример ламинарного смешения. Жидкий компонент вводят в смеситель, содержащий расплав полимера в форме капель микроскопических размеров. Мы утверждаем, что то, что произойдет с каплями в потоке жидкости в начальной стадии смешения, не зависит от смешиваемости компонентов. Это объясняется тем, что при быстром растворении образуется тонкий (в лучшем случае) пограничный слой. Постепенно капли де формируются, подвергаясь воздействию локальных напряжений.. Поле напряжений неоднородно, поскольку компоненты смеси имеют различные реологические свойства (как вязкость, так и эластичность). Влияние поверхностного натяжения несущественно (соответственно несущественно и наличие или отсутствие четких границ раздела), Вязкие силы превышают поверхностное натяжение По мере деформации капель и увеличения площади поверхности раздела степень смешиваемости двух компонентов начинает играть все возрастающую роль. Для смешиваемых систем внутренняя диффузия способствует достижению смешения на молекулярном уровне, а в случае несме-шиваемых систем — вводимый компонент дробится на мелкие домены. Эти домены вследствие вязкого течения и под воздействием сил поверхностного натяжения достигают состояния, характеризуемого постоянной величиной деформации. Таким образом, для несме-шиваемых систем смешение начинается по механизму экстенсивного смешения и постепенно переходит в гомогенизацию. Морфология доменов, образующихся как в смесях, так и в сополимерах, является предметом интенсивных исследований [19]. [c.388]

ВАЛЬЦЕВАНИЕ полимерных материалов, метол их переработки в листы и пленки на машинах (вальцах), состоящих из двух расположенных горизонтально полых цилиндров (валков), вращающихся навстречу друг другу. Заключается в многократном пропуске материала через зазор между валками. В. при разных окружных скоростях вращения валков (т. н. фрикция вальцов) сопровождается сдвиговым деформированием материала, обусловливающим его интенсивное перемешивание, а также разогрев, деструкцию и другие физ. и хим. процессы. Такие вальцы примен. для пластикации полимеров, их смешения с наполнителями, пластификаторами и др. ингредиентами, для гомогенизации материала, механохим. синтеза блоксополимеров и привитых сополимеров. В. пря одинаковой окружной скорости валков используют для придания материалу формы листа, напр, после выгрузки из смесителя (т. н. листованне), для охлаждения и калибрования материала, а также для питания формующего оборудования (экструдера, каландра, гра-нулятора), устанавливаемого в агрегатах непрерывного действия. [c.93]

Киевским заводом Большевик совместно с Киевским политехническим институтом создан экспериментально-промышленный образец червячно-дискового экструдера типа ЭЧД, имеющий червяк с насаженным на него диском. Диаметр диска больше диаметра червяка, поэтому в дисковой зоне образуется два зазора, в которых развиваются высокие деформации сдвига, обеспечивающие интенсивную переработку и смешение полимерного материала. Перерабатываемый материал перемещается через дисковую зону за счет давления, создаваемого в червячной зоне. В дисковой зоне при необходимости могут быть установлены устройства для дополнительного воздействия на расплав полимера. В зависимости от величины и геометрии рабочих зазоров, частоты вращения диска, реологических характеристик перерабатываемого материала, производительности экструдера, противодавления формующего инструмента, можно задавать такие режимы послойного сдвигового течения, при которых скорость перемещения частицы в радиальном направлении рабочего зазора увеличивается, остается постоянной или уменьшается. При этом в каждом слое полимер подвергается действию растягивающих деформаций. Кроме того, возможность создания условий возникновения вторичных течений позволяет осунгествлять обмен между слоями полимера. Все это в комплексе обеспечивает высокое качество диспергирования, смешения или гомогенизации полимерной композиции. [c.38]

На участке машины от штуцера 2 до выпускного отверстия 3 ведется и завершается основной процесс смешения и гомогенизации всех компонентов. Основным условием нормальной работы машины и интенсивного перетира массы, происходящего в суживающихся зазорах между стенкой цилиндра и гр ебнями рифов, является частичное заполнение массой желобчатых каналов ротора. Для отвода тепла цилиндр машины снабжен рубашкой. [c.298]

Сущность этих процессов состоит в следующем для каучука пластикация заключается в уменьшении величины макромолекул путем интенсивной механической, а в ряде случаев термической и окислительной обработки для пластических масс — в гомогенизации смесей путем их диспергирования. Смешение каучуков и пластических масс с ингредиентами заключается в раздавливании смешиваемых масс, делении на отдельные части и вминании друг в друга кроме того, процесс сопровождается частичным перетиранием массы, нагревом и т. д. [c.443]

Итак, стационарное распределение в объеме реактора импульсной (мгновенной) загрузки достигается не мгновенно, а за некоторое время ( время смешения ), и, кроме того, стационарное состояние не обязательно соответствует равномерному распределению. Такое положение не может не сказаться на распределении частиц суспензии по времени пребывания в непрерывно действующем реакторе смешения. Ясно, что распределение по времени пребывания определяется тем, как быстро частицы из любого вновь введенного элемента объема могут достигнуть выхода из реактора, т. е. в конечном счете распределение определяется быстротой смешения и степенью гомогенизации. Это обстоятельство до некоторой степени затрудняет возможность общего подхода к расчету реакторов смешения непрерывного действия, так как время смешения и степень гомогенизации являются индивидуальными характеристиками системы, зависящими от конструкции реактора и физических свойств перемешиваемой среды. Тем не менее такой общий подход в большинстве случаев возможен51 если учесть, что для растворения и выщелачивания обычно используют реакторы с весьма интенсивным перемешиванием. Время смешения в таких реакторах обычно измеряется секундами, а среднее время пребывания суспензии — десятками минут. Правильный выбор типа перемешивающего устройства и интенсивности перемешивания обеспечивает достаточное приближение к равномерному распределению частиц в объеме реактора. [c.15]

В быстроходном смесителе Драйс-флотатор фирмы Драйсверке (ФРГ) применен патент фирмы на процесс смешения, гомогенизации и пластификации пластмасс по тер МОКИ н етическому пр и н ци-пу (без внешнего подвода тепла). В смешиваемой массе создаются потоки столь высокой интенсивности, что диспергируемое твердое вещество приобретает свойство текучести. При этом вследствие сильного внутреннего трения (термокинетический принцип) происходит нагрев материала, достаточный для глубокой же-латинизации термопластической смеси синтетических смол. По данным фирмы, этим способом можно получать сухую сыпучую смесь, хорошо гранулированный агломерат (даже мягкого эмульсионного полихлорвинила) или глубоко желатинизированный продукт. Продолжительность процесса 2—12 мин. Верхняя часть машины может подниматься и опускаться с помощью электропривода. Так как в камере смешения отсутствует отверстие для вала мешалки, то достижение герметичности не представляет затруднений. Емкость смесителей 165, 300 и 500 дм . [c.102]

НИЯ пластических материалов применяются м н о г о в а л новые вальцы, уже описанные в главе XII в качестве механизмов для измельчения масличных семян (рис. 105, стр. 398). Вальцы имеют очень большое применение в производстве мазей и паст, используются для смешения красителей со связующими веществами при изготовлении малярных и печатных красок, а также для введения пластификаторов, наполнителей и пигментов в пластические массы и для изготовления (смешения) прессмате-риалов на основе отверждающихся искусственных смол. Это наиболее интенсивный вид перемешивания. Для разнообразных целей, например для гомогенизации смесей твердых феноло-формальдегидных смол с древесной мукой, отверждающими агентами, пигментами и с други.ми добавками, были разработаны особенно усиленные конструкции вальцов, обогреваемых паром. Действие вальцов усиливается при небольшом различии числа оборотов валков (фрикция). Температуру на вальцах измеряют при помощи термоэлемента, связанного с измерительнььм прибором. [c.471]

Причины отступления реалысых режимов от гипотетических интенсивно анализируются в настоящее время. Наиболее полно, количественно, исследовано влияние следующих факторов а) различие во времени пребывания отдельных частей реагирующего потока б) продольный и радиальный диффузионный перенос в) смешение реагентов с продуктами превращения г) неидеальность диспергирования и гомогенизации фаз, самопроизвольная сегрегация их и наличие застойных зон. [c.410]

Появление разрыва сплошности ВКДС приводит к важным последствиям. Во-первых, в условиях сдвигового деформирования таких систем предельное разрушение их структуры не может быть достигнуто, и поэтому для них невозможно получить полную реологическую кривую. Во-вторых, возникновение разрывов сплошности при малых скоростях сдвига в системах с <р>фкр (ф — объемная доля дисперсной фазы, фкр — критическая концентрация, при которой начинается интенсивное структурообразование системы, сопровождающееся резким упрочнением структуры) является основной причиной неэффективности разнообразных технологических процессов, в том числе процессов смешения или гомогенизации многокомпонентных дисперсных систем. [c.99]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология