Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Самарский государственный технический университет»

Кафедра Химия и технология полимерных и композиционных материалов

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

по дисциплине

«ТЕОРИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ»

СПЕЦИАЛИЗАЦИЯ 240302

САМАРА 2013

Разд.1. ТЕОРИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ, ПОРОХОВ И ТВЕРДЫХ РАКЕТНЫХ ТОПЛИВ

Тема 1.1. Общая характеристика полимерных материалов.

1.1.1. Введение. Предмет, цель и задачи дисциплины.

1.1.2. Классификация методов переработки.

Предметом изучения дисциплины является: взаимосвязь фундаментальных свойств полимеров с технологическими свойствами полимерных материалов.

Фундаментальные свойства - молекулярная масса, температуры фазовых превращений, температуры переходов физических состояний, прочностные свойства, диэлектрические свойства, теплофизические свойства.

Технологические свойства - стойкость к деструкции, этот показатель определяет верхнюю температурную границу переработки и эксплуатации изделий.

В настоящее время в промышленности для переработки полимерных материалов разработаны и используются 36 процессов по формованию изделий из полимеров. Все многообразие данных методов переработки, необходимо классифицировать в несколько групп. Из истории развития переработки полимерных материалов известно, что для этой цели использовались физические основы переработки и физическая химия, однако наиболее плодотворной, представляется классификация всех методов переработки, с точки зрения моделей, в которых используется кинетика изменения состояния материала. Все многообразие можно свести в 9 групп. Целью рассмотрения теоретических основ является использование основных закономерностей применения фундаментальных свойств, для выработки методологии расчёта производительного процесса. Используя математический аппарат гидродинамики, теплофизики, математической статистики, можно получить описание, а следовательно, и количественную интерпретацию любого процесса.

Первая группа техпроцессов - описывается реологическими закономерностями поведения полимерных материалов в вязкотекучем состоянии. Охлаждение расплава и его кристаллизация. По своей природе это чисто физический процесс.

К первой группе относится переработка полимерных материалов методами:

1. Прессование (прямое, литьевое);

2. Выдувание;

3. Вальцевание и каландрование;

4. Формование волокон из расплава;

5. Экструзия;

6. Литье под давлением термопластов.

Вторая группа техпроцессов - в основе математических моделей описывающих процессы переработки данной группы лежат диффузионные процессы и явление адгезии. К процессам переработки второй группы относят:

7. Напыление;

8. Ротационное формование;

9. Спекание фторопластов.

Третья группа техпроцессов - процессы описываются закономерностями равновесия в растворах полимер-растворитель. В том числе и коллоидных растворов, связанных с явлением коагуляции. К этим процессам относят:

10. Формование пленок ПВС поливом;

11. Формование пленок и волокон из ПВС коагуляцией.

Четвертая группа тех. процессов — процессы, в основе которых, лежат закономерности плавления и фазового превращения (испарения). К этим процессам относят:

12. Прессование пеноблоков с порообразователем, разлагающимся в процессе переработки, с выделением газа;

13. Получение профильных изделий;

14. Литье вспененных изделий.

Пятая группа тех. процессов - использует закономерности цепных реакций, радикальной или ионной полимеризации. К данной группе процессов относят:

15. Полимеризация в форме;

16. Литье под давлением со смешением компонентов;

17. Заливка в формы.

Подобным способом получают органические стекла, блочный капролон б.

Шестая группа тех. процессов - физические и физико-химические процессы лежат в основе переработки полимерных материалов ориентацией. К данной группе процессов относят:

18. Ориентационной вытяжкой;

19. Штампованием;

20. Пневмовакуумформованием.

Седьмая группа тех. процессов - в основе методов лежат реологические закономерности, осложнённые химической реакцией. К данной группе процессов относят:

21. Прямое прессование реактопластов;

22. Литьевое прессование реактопластов;

23. Экструзия;

24. Литьё реактопластов под давлением.

Восьмая группа тех. процессов - капиллярно-адгезионные явления лежат в основе процессов переработки. К данной группе процессов относят:

25. Намотка;

26. Контактное формование;

27. Получение прокатных материалов с последующим формованием.

Девятая группа тех. процессов - описывается закономерностями фазового превращения и высокоэластической деформации или химической реакции. К данной группе процессов относят:

28. Прессование блоков из пенопластов;

29. Литьё под давлением пенопластов.

В этих методах используются закономерности экзотермических химических реакций с одновременным испарением растворителя.