Реферат: Пластические массы и синтетические смолы

--PAGE_BREAK--Для рационального использования технологических отходов при изготовлении изделий применяют роторный измельчитель модели УИ. Его преимущества по сравнению с промышленными аналогами измельчение всех видов термопластов, удаление пыли из рабочей зоны, обеспечение уровня шума не более 75, подвижное перемещение оборудования. Использование УИ обеспечивает ресурсосбережение материала до 90%.
Техническая характеристика УИ
производительность, кг/ч до 50
получаемая измельченная фракция не более 6 мм
максимальный размер отходов, мм 1450
потребляемая мощность, кВт 3
габаритные размеры 1050.750.1300
масса, кг 230
Для эффективной переработки термопластов их измельченную фракцию необходимо гранулировать в УГОТ.
Техническая характеристика УГОТ
производительность, кг/ч не менее 16
диаметр шнека, мм 80
отношение диаметра шнека к длине 15 – 20
скорость вращения шнека, об/мин 20 – 100
количество зон обогрева 3
потребляемая мощность, кВт не более 14
габаритные размеры, мм 2960.740.2000
масса, кг 500
Использование гранулятора позволяет более эффективно перерабатывать отходы термопластов, а также улучшает условия труда на производствах по переработке пластмасс.
В таблице приведены основные технические характеристики установок для водопальцевой грануляции фирмы «Вернер» типа WRq-230, воздушной грануляции типа КР-100, для подводной грануляции типа UG-200.

Таблица 3.
WRq-230 UG-200 KP-100
мощность привода, кВт 7,5 24 1,1
максимальная производительность, кг/ч
ПВХ 200
ПЭВД 800 5000
ПЭНД 800 4000
ПП 600 3500
ПС 700 4000
Однако решение проблемы утилизации отходов полиэтилена связаны не только с организацией дробления, мойки и перегрануляции, но и с обеспечением вторичному сырью физико-механических свойств, максимально приближенных к свойствам исходного материала, а также исключение потери материала при изготовлении изделий и обеспечения максимального возврата материала в процессе.
Исходя из вышесказанного, для приготовления патронов с резервной намоткой, для придания антистатических свойств вводится концентрат антистатической добавки марки Т0021/01, ТУ 2243-001-231-24265-2000, а также краситель черного цвета «Боско» марки Т1910, ТУ 2243-001-231-24265-2000, для окрашивания патронов.
Для уменьшения продолжительности цикла литья под давлением патронов на ТПА КУАЗУ 800/250, а соответственно уменьшение энергоемкости процесса, увеличение производительности ТПА, уменьшения себестоимости изделий рекомендуется применение бункера с устройством загрузки материала в токе горячего воздуха, которые состоят из нагревательного элемента и вентилятора, подающий горячий воздух противотоком в загрузочный бункер ТПА.
Для организации линии по переработке отходов используется: установка универсальная для измельчения полимерных отходов, экструдер Z9K-57, водопальцевой гранулятор WRq-230, барабанная сушилка. Линия обеспечивает необходимую производительность, энергоемкость, качество получаемого гранулята, который подается в технологический процесс.
Для обеспечения автоматизации процесса при транспортировки материала применяется пневмотранспортная установка; при механической обработки изделий применяется автоматический станок, который прост в эксплуатации и обеспечивает заданную производительность.
Совершенствование технологии переработки прогрессивных термопластов необходимо вследствие широкомасштабного их внедрения и расширяющегося применения, поскольку они обладают комплексом ценных механических, теплофизических и диэлектрических характеристик.
На основе анализа использованных литературных источников в курсовом проекте предлагается введение на стадии переработки ПЭВД антистатической добавки – фирмы «Боско» концентрат антистатической добавки марки Т0021/01, ТУ 2243-001-231-24265-2000. В количестве 2% от массы полимера, что позволит снизить электризуемость полимерных изделий технического назначения, в частности – катушек конических с резервной намоткой.
1.2 Характеристика готовой продукции, исходного сырья и вспомогательных материалов
Полиэтилен [C2H4]n представляет собой карбоцепной полимер алифатического непредельного углеводорода олефинового ряда – этилена. Макромолекулы полиэтилена имеют линейное строение с небольшим числом боковых ответвлений. Молекулярная масса его в зависимости от способа получения колеблется от десятков тысяч до нескольких миллионов.
Полиэтилен – кристаллический полимер. При комнатной температуре степень кристалличности полимера достигает 50-90%. Макромолекулы полиэтилена в кристаллических областях имеют конформацию плоского зигзага с периодом идентичности 2,53.10-4 мин.
 / CH2\ / CH2\ / CH2\
 CH2CH2
Исходным сырьем для получения полиэтилена является этилен.
В промышленности полиэтилен высокого давления (ВД) получают полимеризацией этилена в конденсированной газовой фазе в присутствии радикальных инициаторов при давлении 150-300 МПа и температуре 200-280°С. Получаемый полиэтилен имеет плотность 920-930 кг/м3, среднемассовую молекулярную массу 80000-500000 и степень кристалличности 50-60%. (2)
Регулирование плотности полиэтилена и длины цепи осуществляется варьированием условий полимеризации (давления и температуры), а так же введением различных добавок (водорода, пропана, изобутана, спиртов, альдегидов, кетонов).
Сырьем для производства патронов ионических служит ПЭВД марки 20906-040 и 21006-075 со светостабилизирующей, термостабилизирующей и антикоррозийной добавкой.
Полиэтилен поступает на производство в виде гранул белого цвета размером 2-<metricconverter productid=«2 м» w:st=«on»>5 мм.
Характеристика полиэтилена марки 20906-040
показатель текучести расплава 3,0-5,0
плотность, кг/м3 920-930
относительное удлинение при разрыве, % не менее 450
предел текучести при растяжении, кгс/см3 не менее 260
стойкость к растрескиванию не менее 24
температура хрупкости, °С не менее 215

Характеристика полиэтилена марки 21006-075
ПТР, г/10 мин 5,0-10,0
плотность, кг/м3 920-930
относительное удлинение при разрыве, % 300
предел текучести при растяжении, кгс/м3 210
стойкость к растрескиванию 24
температура хрупкости не выше 200
Свойства полиэтилена ВД
число групп CH3 на 100 атомов углерода 1-2
количество двойных связей на 1000 атомов углерода 0,4-0,7
степень кристалличности, % 50-65
плотность, кг/м3 920-930
температура плавления 200°-280°
теплостойкость 200°-280°
разрушающее напряжение, МПа 22-32
твердость по Бриннелю, МПа 045-058
Для окрашивания патронов применяют концентрат «Боско» марки Т1910, цвет черный ТУ 2243-001-23124265-2000 партия 237-00, 25.12.2000 г. для модификации применяется концентрат антистатической добавки «Баско» марки Т0021 ТУ 2243-001-231-24265-2000, партия 8-00, 25.01.2000.
Характеристики концентратов «Боско»
Внешний вид – гранулы размером в пределах 2-<metricconverter productid=«2 м» w:st=«on»>5 мм. Допускается наличие гранул размером менее <metricconverter productid=«2 м» w:st=«on»>2 мм, в количестве до 1% и более <metricconverter productid=«2 м» w:st=«on»>5 мм в количестве до 1%.
Цвет окрашенного полимера – достигает соответствия цвету образца из утвержденного ассортимента контрольного образца, согласованным методом производителя и потребителя.
Точное цветовое различие от эталона, ∆ξ усл.ед. не более 3.
Качество окрашивания – образец должен быть равномерно окрашен по тону без разводов и включений размером более <metricconverter productid=«2 м» w:st=«on»>0,5 мм.
Плотность концентрата, г/см3 0,45.1,0
ПТР концентрата 2/10 мин не менее 3,0
Термостойкость ,°С не менее 200
Миграционная стойкость – миграция носителя отсутствует.
Для изготовления концентрата «Боско» используют сырье, соответствующее нормативным данным, утвержденным в установленном порядке, имеющие сертификаты фирм производителей и разрешенное к применению органами Госкомэпиднадзора.
Патрон конический с резервной намоткой получают в литьевой форме. На поверхности патронов не допускаются заусенцы, трещины, вздутия, расслоения. Кромки внутренних отверстий и места среза должны быть зачищены. Допускается на рабочей поверхности патронов незначительные, следы от в местах их удаления, следы от смыкания формы. Масса патрона 0,056 кг±0,003кг
Биение наружной поверхности патрона, одетого на контрольную оправку, относительно внутренней поверхности <metricconverter productid=«2 м» w:st=«on»>0,4 мм. Упаковываются патроны в мешки по 150 шт.
1.3 Описание технологического процесса
Станина машины состоит из двух частей: станины впрыска 18 и станины запирания 25. Обе станины представляют собой коробчатые конструкции, каркасы которых сварены из швеллеров и обшиты листами, на которых смонтированы механизмы впрыска 17 и запирания формы 1 и гидравлическое оборудование. Механизм впрыска имеет обогреваемый цилиндр пластикации 13, корпус цилиндра опирается на подвешенную опору. Вал червяка приводится от электродвигателя через редуктор, а осевое перемещение – от поршня. Привод механизма впрыска установлен на каретке, скользящей по направляющим станины впрыска 18.
Механизм запирания 1 выполнен двухступенчатым гидравлическим. Ускоренное передвижение подвесной плиты осуществляется цилиндрами малого сечения, а запирание инструмента заданным усилием – силовым гидроцилиндром.
Механизм запирания представляет собой четырехколонный горизонтальный пресс. (18)
Колонны соединяют переднюю неподвижную плиту и цилиндр, образуя жесткую пространственную раму. По колоннам перемещается промежуточная и подвижная плита. На промежуточной плите монтируются цилиндры ускоренных перемещений 34 и цилиндр заслонки 3. Предварительно форма ускоренно запирается при низком давлении рабочей жидкости плунжером цилиндра. Окончательно форма запирается при высоком давлении рабочей жидкости, нагнетаемой в гидроцилиндр.
Механизм впрыска перемещается вдоль оси двумя плунжерами. Перерабатываемый материал, поступающий из бункера 14, нагревается и расплавляется электронагревательными элементами, размещенными по окружности обогреваемых цилиндров 11, а пластицируется и впрыскивается в форму червяком через сопло. В форме осуществляется выдержка материала под давлением, вследствие чего добиваются полного заполнения формы расплавом. После этого производится принудительное охлаждение и размыкание формы. (19)
При размыкании инструмента давление подается одновременно в поршневые полости цилиндров ускоренных перемещений 34 и штоковую полость цилиндра заслонки 3. При образовании зазора между заслонкой и торцом штанги, заслонка выводится в верхнее исходное положение, а промежуточная плита продолжает движение до положения, определяемого настройкой конечного выключателя. Затем происходит быстрый отвод подвижной плиты и удаление из формы готового изделия.
Технологическая схема производства изделий из термопластов литьем под давлением включает в себя следующие стадии:
— разгрузку, подвозимого железнодорожным транспортом поз. 19, сырья с помощью электропогрузчиков поз.1 и складирование контейнеров поз.2.
— транспортировка растаренного сырья пневмотранспортом поз.5 на общезаводской склад сырья поз.6.
— транспортировка растаренного сырья пневмотранспортом на цеховой склад сырья поз.7.
— подача сырья пневмотранспортом на литьевую машину поз.8 и точная дозировка сырья.
— подача сформованных изделий ленточным транспортером поз.9 на автомат механической обработки поз.10.
— подача изделий, прошедших механическую обработку вертикальным транспортером поз.11 на счетное устройство поз.13.
— подача изделий на автоматизированный склад продукции поз.15 и автомат упаковки поз.14.
— отгрузка готовой продукции цехам потребителям или внешним покупателям с помощью электрокара поз.1.
Производится также улавливание дисперсных и газообразных выделений в атмосферу с помощью системы бортовых отсосов поз.16, рукавных фильтров поз.22 и абсорберов поз.23. При переработке выполняются следующие мероприятия: отходы, после их образования, собираются в контейнер, собранные отходы попадают в устройство для измельчения, измельченные отходы смешивают с основным сырьем и направляют в приемное устройство термопластавтомата. Содержание отходов в сырье обычно составляет 5-10%.
1.4 Основные параметры технологического процесса
— транспортирование гранул полиэтилена и концентратов «Боско» пневмотранспортной системой:
емкость системы не лимитируется;
производительность, т/г – 50…50000
— дозирование полиэтилена и концентратов «Боско» ленточным дозатором: температура и давление – нормальные;
точность дозирования, % — до 1
— подсушивание сырья в токе горячего воздуха:
допустимая влажность сырья после сушки, % — 0,1;
температура воздуха, °С – 80…100;
продолжительность сушки – 0,5…1
— литье под давлением:
продолжительность впрыска, с – 15…20;
продолжительность охлаждения, с – 45…50;
температура по зонам °С:
I 100±10
II 130±10
III 160±10
IV 180±10
давление, МПа 150-300;
температура формы, °С 60-70;
— механическая обработка патронов на полуавтоматическом станке:
диаметр изделия 15…100 мм
— установка для измельчения отходов:
температура и давление – нормальные
— гранулирование и измельчение отходов:
температура экструзии, °С 200-250;
давление на выходе экструдера, МПа 30-40;
температура воды гранулята, °С 20-50
— сушка гранул перерабатываемых отходов:
степень заполнения барабанной сушилки, % 20…30;
температура воздуха, °С 80…90;
продолжительность сушки, ч — 1;
давление сушки — нормальное
1.5 Техническая характеристика основного технологического оборудования
По конструкции пластикатора литьевые машины можно разделить на две основные группы: машины с пластикаторами плунжерного и шнекового типов. Известны конструкции плунжерных литьевых машин с раздельным устройством пластикатора и литьевого цилиндра. В машинах такого типа пластикация очередной порции полимерной композиции совмещается по времени с охлаждением отформованного изделия. Расплав при этом поступает из пластикатора в литьевой цилиндр, постепенно отодвигая назад литьевой плунжер. Пластикаторы поршневого типа не могут обеспечить достаточно равномерное распределение температуры в различных точках расплава, так как нагрев осуществляется за счет теплопередачи от стенок пластикатора к расплаву. В этих условиях для создания соответствующего теплового потока необходим значительный переход температур. К тому же однородность теплового поля в пластикаторах поршневого типа снижается с увеличением производительности машины, вследствие уменьшения времени пребывания расплава в пластикаторе. (20)
В литьевых машинах (термопластавтоматах) плавление и пластикация полимерных композиций происходит в цилиндре со шнеком. Наибольшее распространение получила конструкция шнекового пластикатора, в котором шнек может не только вращаться, но и совершать вращательно-поступательное движение за счет изменения давления в гидравлическом цилиндре. Применяются также однопозиционные и двухпозиционные машины, а также роторные линии применяются на предприятиях, имеющих ассортиментные программы, не подтвержденные частым изменениям.
 Выбираем литьевую машину со шнековой пластикацией. Марка литьевой машины: машина однопозиционная для литья под давлением термопластичных материалов усилием 4000 кН- модели ДЗ 136-1000. В России производство литьевых машин было основано в 1950-1951 годах и с тех пор машины постоянно совершенствуются, т.к. современная промышленность предъявляет все более высокие требования к конструкции и технологическим возможностям литьевых машин. В настоящее время выпускают литьевые машины серии ТП с объемом отливки от двух до тридцати тысяч см3: 8,16,32,63,125, 250, 500, <metricconverter productid=«2 м» w:st=«on»>1000 см. До <metricconverter productid=«2 м» w:st=«on»>1966 г. выпускались машины серии ТП с объемом впрыска от 8 до 1000 см3 горизонтального типа. С <metricconverter productid=«2 м» w:st=«on»>1966 г. выпускаются отечественные машины модели Д с объемом впрыска от 8 до 1000 см3 (ГОСТ 10767-64), горизонтального типа, с червячной пластикацией. Конструкцию машин постоянно совершенствуют по всем основным узлам.
Основными заводами – изготовителями литьевых машин в России являются: Одесский завод прессов и Хмельницкий завод термопластавтоматов. Из зарубежных машин наибольшее распространение на заводах нашей страны получили машины из Германии серии KUASY.
В эксплуатации находятся машины этой серии с объемом впрыска от двух до четырех см3. (16)
Литьевая машина – горизонтального типа. Инжекционная часть машины с червячной пластикацией – одноцилиндровой конструкции. Вращательное движение червяк получает от гидропривода через червячный редуктор. Число оборотов червяка регулируется от 40 до 180 об/мин. Поступательное движение червяку сообщается от гидроцилиндра впрыска.
Материальный цилиндр имеет три зоны обогрева.
Механизм запирания выполнен двухступенчатым гидравлическим. Колонны соединяют переднюю неподвижную плиту и цилиндр, образуя жесткую пространственную раму.
    продолжение
--PAGE_BREAK--