- •Московский Технологический Университет
- •Отчёт по лабораторной работe на тему: «Оценка качества смешения полимерных композиций».
- •Теоретическая часть.
- •Смешение.
- •Смесительное оборудование.
- •Характеристики полимерного материала и наполнителя.
- •Экспериментальная часть.
- •Ход работы.
- •Определение насыпной и истинной плотности мела и пэвп пикнометрическим методом.
- •Расчёт скорости сдвига и суммарной скорости сдвига на вальцах, в камере пластографа и в дисковом экструдере.
- •Технические характеристики смесительного оборудования.
- •Расчёт для вальцов.
- •Расчёт для пластографа «Брабендера».
Расчёт для вальцов.
Температура на валках – 150-160 оС
Р1 – плотность воды
Р2 – плотность титранта (хлорид натрия NaCl)
Ni – количество всплывших (утонувших) образцов
V2 – объём титранта
Вальцы |
||||
τ=5 мин. |
||||
V1(титр. жидкость) = 50 мл ( H2O ) |
||||
P1 , г/см3 |
Р2, г/см3 |
Ni |
V2 , см3 |
Рi (утонув. Образцов.), г/см3 |
1 |
1,13 |
1 |
0 |
1,000 |
|
|
1 |
4,2 |
1,010 |
|
|
1 |
6,1 |
1,014 |
|
|
1 |
7,6 |
1,017 |
|
|
1 |
9,0 |
1,020 |
|
|
1 |
13,1 |
1,027 |
|
|
1 |
14,2 |
1,029 |
|
|
1 |
16,0 |
1,032 |
|
|
1 |
16,5 |
1,032 |
|
|
1 |
16,7 |
1,033 |
Средняя плотность:
Pcp = 1,0214 г/см3
Найдём Vср.гр. путём вытеснения жидкости:
, где Vв.ж. – объём
вытесненной жидкости.
Vв.ж.
= 0.30 мл, следовательно
= 0.03 мл.
Объём фазы наполнителя в частице композиции:
VНП = Vср.гр. * φнп
φнп = V2/(V1 + V2) = 0,25, следовательно
VНП = 0,0075 мл.
Объём полимерной фазы в частице композиции:
Vп = Vср.гр. * φп = 0.03 * 0.75 = 0,0225 мл., где φнп = V1/(V1 + V2).
Число частиц дисперсной фазы в грануле :
Считаем, что
=
Принимаем форму наполнителя сферической, тогда
=
3
Тогда
N1 =
-4,
N2 =
-4
Доля частиц диспергируемой фазы в объёме смеси:
Q
=
Среднее значение концентрации диспергированного вещества в пробе:
Xcp
=
Xcp = 0,315
Генеральная дисперсия:
σ2 = Q * (1-Q) / N, σ2 = 0,256 * (1-0,256)/10 = 0,019
Дисперсия распределения:
S2
=
2
S2 = 0,094
Коэффициент вариации:
ξ = S/Xcp * 100% = 26,85%
Критерий значимости:
Z = 1,98
Индекс смешения:
I1 = σ2/ S2 = 0,20
Критерий Лейсли:
I2 = (σ0 –S2)/(σ0- σ2), где σ0 = Q*(1-Q) = 0,190
I2 = 0,561
Интенсивность разделения:
I3 = S2/ σ0 = 0,495
Коэффициент неоднородности:
I4 = S/Q = 0,367
Вальцы |
||||
τ=10 мин. |
||||
V1(титр. жидкость) = 50 мл ( H2O ) |
||||
P1 , г/см3 |
Р2, г/см3 |
Ni |
V2 , см3 |
Рi (утонув. Образцов.), г/см3 |
1 |
1,13 |
3 |
0 |
1,000 |
|
|
2 |
14,1 |
1,028 |
|
|
2 |
20,1 |
1,037 |
|
|
2 |
25,5 |
1,044 |
|
|
1 |
32,7 |
1,051 |
Средняя плотность:
Pcp = 1,0269 г/см3
Найдём Vср.гр. путём вытеснения жидкости:
, где Vв.ж. – объём
вытесненной жидкости.
Vв.ж. = 0.30 мл, следовательно = 0.03 мл.
Объём фазы наполнителя в частице композиции:
VНП = Vср.гр. * φнп
φнп = V2/(V1 + V2) = 0,25, следовательно
VНП = 0,0075 мл. Объём полимерной фазы в частице композиции:
Vп = Vср.гр. * φп = 0.03 * 0.75 = 0,0225 мл., где φнп = V1/(V1 + V2).
Число частиц дисперсной фазы в грануле :
Считаем, что =
Принимаем форму наполнителя сферической, тогда
= 3
Тогда N1 = -4, N2 = -4
Доля частиц диспергируемой фазы в объёме смеси:
Q =
Среднее значение концентрации диспергированного вещества в пробе:
Xcp =
Xcp = 0,348
Генеральная дисперсия:
σ2 = Q * (1-Q) / N, σ2 = 0,256 * (1-0,256)/10 = 0,019
Дисперсия распределения:
S2 = 2
S2 = 0,099
Коэффициент вариации:
ξ = S/Xcp * 100% = 28,45%
Критерий значимости:
Z = 2,94
Индекс смешения:
I1 = σ2/ S2 = 0,19
Критерий Лейсли:
I2 = (σ0 –S2)/(σ0- σ2), где σ0 = Q*(1-Q) = 0,190
I2 = 0,532
Интенсивность разделения:
I3 = S2/ σ0 = 0,521
Коэффициент неоднородности:
I4 = S/Q = 0,387
Вальцы |
||||
τ=15 мин. |
||||
V1(титр. жидкость) = 50 мл ( H2O ) |
||||
P1 , г/см3 |
Р2, г/см3 |
Ni |
V2 , см3 |
Рi (утонув. Образцов.), г/см3 |
1 |
1,13 |
3 |
0 |
1,000 |
|
|
1 |
6,5 |
1,015 |
|
|
2 |
17,2 |
1,033 |
|
|
1 |
23,4 |
1,041 |
|
|
1 |
27,9 |
1,059 |
|
|
1 |
30,1 |
1,049 |
|
|
1 |
33,3 |
1,052 |
Средняя плотность:
Pcp = 1,0282 г/см3
Найдём Vср.гр. путём вытеснения жидкости:
, где Vв.ж. – объём
вытесненной жидкости.
Vв.ж. = 0.30 мл, следовательно = 0.03 мл.
Объём фазы наполнителя в частице композиции:
VНП = Vср.гр. * φнп
φнп = V2/(V1 + V2) = 0,25, следовательно
VНП = 0,0075 мл.
Объём полимерной фазы в частице композиции:
Vп = Vср.гр. * φп = 0.03 * 0.75 = 0,0225 мл., где φнп = V1/(V1 + V2).
Число частиц дисперсной фазы в грануле :
Считаем, что =
Принимаем форму наполнителя сферической, тогда
= 3
Тогда N1 = -4, N2 = -4
Доля частиц диспергируемой фазы в объёме смеси:
Q =
Среднее значение концентрации диспергированного вещества в пробе:
Xcp =
Xcp = 0,389
Генеральная дисперсия:
σ2 = Q * (1-Q) / N, σ2 = 0,256 * (1-0,256)/10 = 0,019
Дисперсия распределения:
S2 = 2
S2 = 0,093
Коэффициент вариации:
ξ = S/Xcp * 100% = 23,91%
Критерий значимости:
Z = 4,52
Индекс смешения:
I1 = σ2/ S2 = 0,21
Критерий Лейсли:
I2 = (σ0 –S2)/(σ0- σ2), где σ0 = Q*(1-Q) = 0,190
I2 = 0,567
Интенсивность разделения:
I3 = S2/ σ0 = 0,489
Коэффициент неоднородности:
I4 = S/Q = 0,363
Зависимость средней плотности образцов от деформации сдвига при различном времени смешивания. ( 5, 10 и 15 минут)
Зависимость коэффициента вариации от деформации сдвига.
Зависимость дисперсии распределения от деформации сдвига.
