Polimery
.docФедеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
«Ярославский государственный технический университет»
Кафедра «Технология полимерных материалов»
Отчет защищен
с оценкой
Преподаватель
Власов В.В.
Изготовление резиновых смесей на вальцах
Отчет о лабораторной работе
по курсу “Технология переработки полимеров”
ЯГТУ 240.100.62-002 ЛР
Отчет выполнила
студентка гр. ХТБС-33
Цаплин Е. Н.
2008
Лабораторная работа № 1. Изготовление резиновой смеси на вальцах.
Цель работы: ознакомиться с изготовлением резиновых смесей на вальцах.
Материалы, инструменты и оборудование: Каучуки, ингредиенты, технические весы с разновесами, режимные часы, секундомер, тара для ингредиентов, восковой карандаш или мел.
Подготовка образцов: Перед началом работы студент получает от преподавателя задание, в котором указан рецепт резиновой смеси и режим ее изготовления. Далее следует рассчитать навески ингредиентов для изготовления смеси указанного состава. Для того чтобы определить навески ингредиентов на одну заправку необходимо знать общую массу заправки G = V (где V - объем единовременной заправки, м3; — плотность резиновой смеси, кг/м3). В свою очередь объем единовременной загрузки зависит от вида применяемого оборудования и полезного использования объема смесительной камеры. Для резиносмесителя полезный объем составляет, как правило, 0,53—0,65 его полного объема. Объем единовременной загрузки на вальцах приближенно можно определить по формуле V=0,065 DL (где D — диаметр рабочей поверхности валка, м; L — длина рабочей поверхности валка, м; 0,065 — эмпирический коэффициент). Плотность резиновой смеси рассчитывают следующим образом: суммарную массу всех ингредиентов, входящих в состав резиновой смеси, делят на их суммарный объем.
Навеску каждого ингредиента Р (в кг) на одну заправку вычисляют по формуле. gG/,где g- СОдержание одного ингредиента, масс.ч. на 100 масс.ч. каучука;
-содержание всех ингредиентов, входящих в состав
Пример расчета навесок компонентов приведен в табл. 1. При замене одного компонента другим очень важно знать его содержание в смеси в % (об.), так как действие этого компонента в резине зависит не только от массового, но и от объемного содержания его в смеси.
В соответствии с рабочим рецептом материалы взвешивают для изготовления одной заправки смеси.
Валки смесительных вальцев имеют шлифованную закаленную поверхность.
1 - электродвигатель; 2 - редуктор; 3 - подшипник; 4 - механизм аварийного останова; 5 -труба охлаждающего устройства; 6 - механизм регулировки зазора; 7 - воронка для стока охлаждающей воды; 8 - сборная емкость (ванна) для охлаждающей воды; 9 — верхняя траверса;10-ограничительные стрелки;11- валки; 12 - противень; 13 - фундаментная плита; 14 - станина; 15 - шестерни.
Рисунок. 1. Вальцы.
Проведение испытания: При изготовлении резиновой смеси на лабораторных вальцах после проверки исправности аварийного останова включают кнопочный пускатель и устанавливают заданную температуру валков, постепенно открывая вентили на трубопроводах, подающих пар и охлаждающую воду. Температуру заднего валка сле¬дует поддерживать в пределах 70—75 °С, а переднего — 45—- 55 °С. Температуру поверхности валков контролируют лучковой термопарой. Затем устанавливают необходимый зазор между валками. Для этого между валками с левой и правой стороны пропускают свинцовые пластинки и измеряют их толщину толщиномером. Каучук в вальцы вводят небольшими кусками, при этом зазор между валками составляет 0,2—0,3 мм. При таких условиях каучуки быстрее переходят в вязкотекучее состояние и садятся на передний валок. При введении остальных ингредиентов зазор между валками увеличивают, в результате чего интенсивное смешение происходит не только в зазоре между валками, но и во вращающемся объеме смеси между валками. При смешении на вальцах переориентация фазовых поверхностей осуществляется вручную. Для этого резиновую смесь подрезают и закатывают в рулоны с левой и правой стороны вальцев поочередно.
При использовании вальцев небольшого размера резиновую смесь можно подрезать без закатки ее в рулоны. Однако в этом случае необходимо направлять конец подрезанного резинового листа с одной стороны вальцев на другую.
Все ингредиенты вводят в зазор между валками по всей длине переднего валка слева направо и справа налево. Кусочки каучука, резиновой смеси, а также часть ингредиентов, провалившихся на противень, собирают в совок при помощи щетки и вновь возвращают в зазор между валками.
Обычно исходные компоненты вводят на вальцы в следующем порядке: сначала каучуки и регенерат, затем—диспергаторы (жирные кислоты), активаторы вулканизации (оксиды металлов), противостарители, твердые мягчители, технический углерод, жидкие мягчители, ускорители вулканизации, вулканизующие вещества.
После введения ускорителей и вулканизующей группы рекомендуется 3 или 4 раза пропустить смеси через тонкий (0,2— 0,3 мм) зазор между валками. Общая продолжительность смешения при этом составляет 20—25 мин. Готовую смесь снимают в виде листа толщиной приблизительно 2 мм, помещают на рабочий стол и игольчатой термопарой измеряют температуру. На листе резиновой смеси записывают номер группы, дату изготовления, шифр смеси и лист сдают лаборанту.
Оформление результатов:
Таблица№ 1 Расчёт навесок ингредиентов на одну заправку. Рецепт №27
-
Каучуки и ингредиенты
Содержание ингредиента
Плотно сть г/м3
Объём ингредиентов
Р, г
масс. ч. на 100 масс. ч. каучука
% (масс)
м3*10-3
% (об.)
СКИ-3
100
58,28
0,92
108,69
73,68
606
Альтакс
0,6
0,35
1,48
0,41
0,28
3,6
ДФГ
3
1,75
1,19
2,52
1,71
18,2
Белила цинковые
5
2,91
5,47
0,91
0,62
30,3
Сера
1
0,58
1,47
0,68
0,46
6,1
Стеарин
1
0,58
0,96
1,04
0,71
6,1
Нафтам-2
1
0,58
1
1
0,68
6,1
ПН-75
60
34,97
1,86
32,26
21,86
363,6
Итого
171,6
100,00
-
147,51
100
Таблица № 2 Расчёт навесок ингредиентов на одну |
заправку. |
Рецепт №25 |
|
|||||||||
Каучуки и ингредиенты |
Содержание ингредиента |
Плот-ность г/м3 |
Объём ингредиентов |
Р, г |
||||||||
|
масс. ч. на 100 масс. ч. каучука |
% (масс.) |
|
м3*1О-3 |
% (об.) |
|
||||||
СКН-40 |
100 |
75,99 |
0,92 |
108,70 |
86,26 |
714,3 |
||||||
Альтакс |
0,6 |
0,45 |
1,48 |
0,41 |
0,33 |
4,3 |
||||||
ДФГ |
3
|
2,28 |
1,19 |
2,52 |
2,00 |
21,4 |
||||||
Оксид цинка |
5 |
3,80 |
5,47 |
0,91 |
0,72 |
35,7 |
||||||
Сера |
1 |
0,76 |
1,47 |
0,68 |
0,54 |
7,1 |
||||||
Стеорин |
1 |
0,76 |
0,96 |
1,04 |
0,83 |
7,1 |
||||||
Нафтан-2 |
1 |
0,76 |
1,00 |
1,00 |
0,79 |
7,1 |
||||||
ПН-75 |
20 |
15,20 |
1,86 |
10,75 |
8,53 |
142,86 |
||||||
Итого |
131,6 |
100 |
|
126,01 |
100
|
|
Порядок расчета рецепта резиновой смеси:
1. Массовую долю компонента рассчитывают по формуле:
(1)
где - содержание ингредиента в % (масс), g - содержание ингредиента, масс. ч. на 100
масс. ч. каучука.
2. Объемную часть компонента рассчитывают по формуле:
(2)
где v - объёмная часть ингредиента, р - плотность ингредиента. 3. Объемную долю компонента рассчитывают по формуле:
(3)
где - объёмная доля ингредиента.
4. Массу загрузки рассчитывают по формуле:
(4)
где Р - масса загрузки, -теоретическая плотность резиновой смеси, Vpaб- объём
единовременной загрузки.
5. Теоретическую плотность рассчитывают по формуле:
(5)
6, Навеску компонента рассчитывают по формуле:
gG/ (6)
Таблица № 3. Порядок и время введения ингредиентов на вальцы.
Вводимый ингредиент |
Время введения ингредиентов на вальцы, мин |
|
Резиновая смесь с содержащая 20 масс. ч. ТУ П234 |
Резиновая смесь с содержащая 60 масс. ч. ТУ П234 |
|
Каучук СКН-40 |
0 |
0 |
Стеарин |
1,45 |
1,15 |
Белила цинковые |
4,03 |
1,38 |
Нафтам-2 |
4,52 |
3,18 |
ТУ П234 |
9,30 |
3,34; 4,24 |
Каптакс |
10,12 |
12,04 |
Сера |
10,53 |
13,06 |
ИТОГО |
12,31 |
16,08 |
Вывод: Из полученных в ходе лабораторной работы данных можно сделать вывод, что для резиновых смесей с большим количеством наполнителя требуется большее время смешения.