Московский Технологический Университет

Кафедра химии и технологии переработки пластмасс и полимерных композитов

Отчёт по лабораторной работe на тему: «Оценка качества смешения полимерных композиций».

Выполнили студенты группы ХЕБО - 12-13

Данаев В. Демченко А. Миронова М. Соловьева В.

Преподаватель: Чумасова Е. А.

Москва 2016

Смешение – физический процесс, целью которого является получение однородной смеси, состоящей из двух и более компонентов. При этом, начальное состояние системы характеризуется упорядоченным распределением компонентов, а конечное – неупорядоченным, статистически случайным распределением компонентов.

Для проведения процесса смешения необходимо проведение в аппарате как минимум 2х процессов:

• измельчение(диспергирования) одного из компонентов, часто сопровождающееся изменением его физического состояния (растворением, плавлением),

• статистическое распределение компонентов по всему объему смеси.

Процесс смешения можно осуществлять в системах: твердое сыпучее вещество – жидкость, твердое сыпучее вещество – твердое сыпучее вещество, жидкость – жидкость. но В переработке пластмасс наибольшее значение имеет смешение твердого порошкообразного вещества с вязкой жидкостью (расплавом полимера или пластификатором) и смешение двух вязких жидкостей, т. е. получение смеси полимеров.

В 2х компонентных смесях компонент, концентрация которого выше называют – дисперсной средой, компонент смеси, распределяемый в дисперсной среде - дисперсной фазой. В многокомпонентных системах, процесс рассматривается как последовательное введение каждого компонента по очереди в ранее полученную смесь, играющую роль дисперсной среды.

Цель работы: Оценка качества смешения полимерной композиции по распределению плотности образцов (гранул). Сделать сравнительную оценку эффективности смешения композиций термопласт + НП на различных смесителях (вальцы, пластограф Брабендера, дисковый экструдер).

Оборудование: Стакан (100 мл), мерная пипетка, мерная бюретка с ценой деления 0,1 мл, стеклянная палочка, мерный цилиндр, набор денсиметров, пинцет, титруемый раствор ( p₁) и титрующий раствор ( р₁). Материалы: Полиэтилен высокой плотности (ПЭВП) марки 277-73, мел.

Теоретическая часть.

1. Смешение.

Под смешением понимают технологический процесс, применяемый для получения целевых рецептурных составов с равномерно распределенными в них компонентами, различающимися между собой по химическому строению, физическому состоянию, свойствам, морфологии и назначению. Смешение широко используется для получения полимерных материалов (пластмасс, композитов), смесей полимеров, а также их модификации.

Поскольку в практических целях гомополимеры, то есть высокомолекулярные органические соединения с цепным строением макромолекул, состоящие только из продуктов химической реакции исходных мономеров, не применяются, а все промышленные полимеры обязательно содержат те или иные добавки, то можно уверенно считать, что операция смешения в том или ином виде присутствует в любом технологическом процессе производства ПМ. В состав смеси могут входить два и более компонентов, один из которых является основным. Для полимерных материалов основным компонентом, независимо от его содержания в составе, является связующее, то есть полимер (олигомер). Haполнители, пластификаторы и разнообразные добавки являются дополнительными компонентами.

Различают простое и диспергирующее смешение. В первом случае равномерность распределения компонентов не сопровождается уменьшением размера твердых или размягченных частиц. При диспергирующем смешении происходит измельчение твердых частиц и, соответственно, улучшается однородность их распределения. В полимерных технологиях и простое, и диспергирующее смешение происходит при внешнем энергетическом воздействии — механическом, акустическом, электромагнитном, тепловом. Для этой цели служат смесители разнообразных конструкций. По характеру процесса различают смешение периодическое и непрерывное. При периодическом способе все компоненты вводятся в процесс одновременно или, что значительно реже, в определенной последовательности, начиная с полимера (олигомера) Достоинства периодического способа: универсальность по рецептуре, простота перехода от одного состава к другому, возможность быстрой корректировки составов варьирование длительности перемешивания. Разнообразие смесительного оборудования позволяет получать широкий ассортимент составов. Несмотря на значительный объем ручного труда, периодическое смешение получило широкое распространение в полимерной технологии. При непрерывном смешении загрузка и разгрузка смесительного оборудования происходят одновременно и непрерывно. Сам процесс перемешивания сопровождается транспортированием смеси в рабочем пространстве смесителя от зоны загрузки к разгрузочному узлу. Наиболее распространены одно-, двух- и многошнековые смесители непрерывного действия. В них компоненты смеси могут вводиться одновременно или последовательно на разных точках трассы транспортирования в рабочих органах этих машин. Требуемое качество смешения достигается за один проход компонентов (цикл) через смеситель.

Главные достоинства непрерывного смешения: высокая производительность, высокое качество смешения, возможность автоматизации процесса. Недостаток — узкая специализация по рецептуре получаемых смесей, ограниченность регулируемых параметров процесса (длительность пребывания материала в рабочей зоне машины, значения скоростей и давлений). Как правило, непрерывному смешению предшествует подготовительная стадия, реализуемая по периодической методике. В зависимости от физического состояния компонентов смешение может происходить в сыпучем и твердом состоянии с получением порошкообразных составов и в вязкотекучем состоянии. В последнем случае (основной компонент) полимер (олигомер) может быть расплавленным или находиться в состоянии раствора, вязкость которого определяется содержанием, видом и свойствами дополнительных компонентов.