Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Государственный Университет
Кафедра химической технологии
Химия и технология полимерных композиционных материалов
«Пластические массы и синтетические смолы»
Выполнил: студент гр.
Проверил: проф.
2009
Содержание:
Введение
Основная часть
1. Технологический раздел
2. Раздел «КИП и А»
3. Безопасность и экологичность
Заключение
Список использованных источников
Приложения
Введение
Пластические массы и синтетические смолы исключительно важны практически для всех отраслей народного хозяйства. В настоящее время ускорение научно-технического прогресса в области науки и технике невозможно без интенсивного использования пластмасс. Поэтому их использование составляет ежегодно несколько миллионов тонн и продолжает увеличиваться. Производство пластмасс характеризуется относительно низкой материало- и энергоемкостью. Применение пластмасс и синтетических смол позволяет решать важные для народного хозяйства задачи: создание прогрессивных конструкций машин и аппаратов, повышение качества продукции технического и бытового назначения, существенное усовершенствование строительной техники, интенсификации сельскохозяйственного производства и ряда других.
Пластмассы шире использовать для производства труб, пленок, листов, а также металлопластов. Пластические массы и синтетические смолы – новые материалы, конкурирующие с такими традиционно конструкционными материалами, как цветные металлы, сталь, дерево. (2)
Термопласты – полимеры, которые размягчаются при нагревании и затвердевают при охлаждении. При обычной температуре термопласты находятся в твердом состоянии. При повышении температуры они переходят в высокоэластическое состояние и далее в вязкотекучее, что обеспечивает возможность формования их различными методами. Эти переходы обратимы и могут повторяться многократно, что делает возможной в частности переработку бытовых и производственных отходов в изделие.
Выбор термопласта, пригодного для изготовления того или иного конкретного изделия, определяется очень многими факторами. Среди них на первом месте условия эксплуатации данного изделия и менерологические свойства полимера. Далее возникает целый ряд факторов, которые также необходимо учитывать, и некоторые из них могут оказаться решающими при выборе. Такими факторами являются стоимость пластмассы, ее доступность, способность окрашиваться и т.п. Иногда определенное значение имеют и соображения патентной чистоты получаемого изделия, т.е. возможность выхода на рынок сбыта. (1)
Некоторые на множество указанных факторов играющих роль при выборе пластмасс, все-таки самое главное – знание свойств пластмасс, умение предсказать их поведение в производстве и эксплуатации уже на основе строения полимера и выпускаемого марочного ассортимента.
Путем модификации (наполнением, пластификацией, сшиванием, вспениванием и т.д.) можно в значительной степени изменить как эксплуатационные свойства, так и технологические характеристики полимеров. (6)
Объем производства полиэтилена в 1997 г. сохранился примерно на уровне 1996 г. Достаточно стабильно работали в 1997 г. такие крупные производители полиэтилена, как АО «Оргсинтез» (г. Казань), АО «Уфа-оргсинтез». В то же время в связи с трудностями в обеспечении сырьем снижено производство полиэтилена в АО «Ставропольполимер», АО «Ангарская нефтяная компания», практически простаивали производственные мощности в АО «Томский нефтехимический комбинат».
Полиэтилен остается экспортно-ориентированным продуктом: более 50% его экспортируется.
В 1996 г. стоимость экспорта химического комплекса уменьшилась на 1 млрд. долл. США и составила 5,7 млрд. долл. США или 37% производства. (Табл.1)
Таблица 1. Объем внешней торговли России в 1996-1997 гг., млн. долл. США
экспорт импорт
со странами СНГ 172236 18259
со странами вне СНГ 71874 44019
всего 89110 62278
полиэтилен
со странами СНГ 153,2 125,5
со странами вне СНГ 364,7 820,9
Основная часть
1.Технологический раздел
1.1 Информационный анализ
Поскольку патроны с резервной намоткой предназначены для намотки натуральных и химических волокон, они должны соответствовать следующим требованиям: прочность, жесткость, твердость, термостойкость, устойчивость к агрессивным средам, легкость обработки. Всем этим требованиям в полной мере отвечает полиэтилен, однако вследствие действия прямого солнечного света полиэтилен начинает разлагаться, поэтому при переработке полиэтилена обязательно добавление стабилизаторов. (4)
Для изготовления патронов возможно применение других термопластов в частности полипропилен, но из-за того что ПЭВД дешевле целесообразнее делать из ПЭВД.
Для модификации свойств ПЭ и улучшения потребительских качеств изделия применяются различные добавки и красители. Например, модификация полиэтилена полиизобутилом (5-10%) улучшает перерабатываемость материала, повышает его гибкость, стойкость к растрескиванию, хрупкость при низких температурах снижает. Для переработки термопластов экструзией предлагается ввести концентрат экструзионной добавки «Боско».
Концентрат антистатической добавки марки Т0021/01 может быть использован для предотвращения образования зарядов статического электричества в изделиях.
Полимеризация этилена при низком давлении осуществляется в среде органического растворителя при давлении, не превышающем 300 МПа и температуре ниже 80°С, катализатором являются комплексы Циглера-Натта.
Большой интерес для промышленности представляет радиационная полимеризация этилена, протекающего под действием λлучей при 13-20 атм. и комнатной температуре.
ПЭВД запускается в чистом виде и в виде композиций со стабилизаторами, красителями и другими добавками. Выпускается в виде белого порошка или гранул с максимальной плотностью 0,5-0,55 г/см3.
Основные физико-механические свойства и теплофизические свойства показаны в табл.2.
Таблица 2. Основные физико-механические свойства
показатели ПЭНД ПЭВД ПП ПС
температура плавления, °С 120-125 105-108 160-170 170-210
теплостойкость, °С 120-136 108-115 160 95-105
теплопроводность, Вт/(м.к) 0.42 0.29 0.35 0.45
максимальная температура
эксплуатации без нагрузки, °С 100 100 150 60
температура хрупкости с
морозостойкости, °С -100÷(-150) -80÷(-120) -5÷(-15) -5÷(-10)
плотность, кг/м3 950-960 910-930 900-910 1050-1070
степень кристалличности, % 75-85 50-65 80-95 65-70
ПТР, г/10 мин 10,1-12,0 10,2-15,0 1,5-5,0 1-4
разрушающее напряжение, мН/м2
при растяжении 21,6-29,4 9,8-16.7 24.5-39,2 39,2
при изгибе 11,8-16.7 19.6-34.3 16,7-13.6 19.6-27.4
относительное удлинение при
растягивании, % 300-800 500-600 600-900 2
твердость по Бриннелю мН/м2 44,2-56,9 13,7-24,5 59-64 137-196
удельное электрическое сопротивление:
поверхностное, Ом 1014 1014
объемное, Ом.м 1015 1015
Концентраты антистатической добавки марки Т0021/01 может быть использован для предотвращения образования зарядов статического электричества в изделиях из полиолефинов.
Пластические материалы, как правило, обладают высоким удельным поверхностным сопротивлением и низкой диэлектрической постоянной. Эти свойства при выпуске полимерных изделий приводят к высокому электростатическому заряду на поверхности готовых изделий и, как следствие – к налипанию на них микрочастиц пыли и грязи, а также к искрению и разряду в процессе намотки пленок и волокна, и разрывности волокна.
Антистатический эффект достигается за счет взаимодействия добавки с атмосферной влагой в результате чего образуется электропроводящий поверхностный слой. Для достижения достаточного антистатического действия необходима определенная влажность (не менее 30%) воздуха для образования влажной пленки на поверхности полимера. Ρν антистатических материалов составляет 106Ом.м.
Рекомендуемый процент ввода 0,5-3,0% от массы исходного полимера. Изменение концентрации антистатика может приводить к «замасливанию» поверхности. Для патронов с резервной намоткой для обеспечения необходимого антистатического действия рекомендуется вводить 2% добавки от массы исходного изделия. Смешение гранул концентрата антистатика с гранулами полимера может быть осуществлено путем автоматического дозирования в загрузочную воронку либо в тихоходном смесителе любого типа. Готовая смесь дозируется в загрузочную воронку термопластавтомата и перерабатывается в изделия при стандартных режимах получения данных изделий.
Предлагаются также следующие добавки «Боско»:
-концентрат «Боско» П0010/ревтол – пластифицирующие добавки. Он вводится для облегчения переработки вторичных полиолефинов, в том числе и ПЭВД. Концентрат вводится в количестве 2-3% при переработке вторичных пластмасс и благодаря специальным добавкам предотвращает термоокислительное старение вторичных полимеров, облегчает их переработку вследствие улучшения реологических характеристик расплава (повышает ПТР), увеличивает прочностные характеристики готовых изделий, по сравнению с изделиями, изготовленными без применения «Ревтола».
Красители «Боско» предлагаются в широкой цветной гамме. (5) Основным направлением развития переработки пластмасс литьем под давлением является переход от отдельных литьевых машин, работающих в автоматическом режиме к участкам и цехам с полной автоматизацией технологической цепочки. В настоящее время наиболее целесообразно применять следующие технологические схемы производства литьевых изделий: в полуавтоматическом и автоматическом режимах работы оборудования с распределением программ изделий по расчетным рабочим местам.