Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Оборудование для получения и переработки полимерных материалов. Учебное пособие
.pdf
Перед этим присадки на станции для приготовления присадок смешивают
с дистиллированной водой до соответствующего разбавления. Нанесение состава составляет примерно от 0,3 до 1 % веса единицы поверхности и проводится это в роторной увлажнительной установке с помощью специальных разбрызгивающих дисков, называемых роторами (см. рис. 3.1, поз. 16). Эти роторы
вращаются очень быстро и снабжаются жидкостью от одного центрального
распределителя с помощью насоса. Благодаря центробежной силе образуются
две тонкие веерообразные струи, которые выбрасываются на проходящее полотно.
Роторы (40 шт.) расположены на его опоре один рядом с другим. Количество необходимых роторов зависит от ширины полотна. Каждый ротор имеет
свой определенный диапазон опрыскивания. С помощью диафрагм, расположенных на опоре для роторов, производится жесткая установка диапазона, в связи, с чем веерообразные струи плавно соединяются друг с другом и тем самым
обеспечивают равномерное нанесение. От предложенного количества жидкости
роторы распрыскивают лишь примерно 20 % на нетканое полотно, остальное количество поступает на опору для роторов и там стекает снова в бак с раствором.
Из-за этого возвращения раствора (раствор присадок) эти вспомогательные средства не должны склоняться к самообразованию полимерной сетки.
После обработки нетканого материала раствором присадок он поступает в
сушилку непрерывного действия (см. рис. 3.1, поз. 17). Перед входом в сушилку
материал, нагревается смонтированными под сушилкой инфракрасными излучателями.
Нагретый влажный нетканый материал, продвигаясь снизу вверх через
систему валов сушилки, обдувается подогретым воздухом, который подаётся
через полые стойки сушилки воздуходувками. Равномерное распределение
воздуха по всей ширине сушилки осуществляется с помощью перфорированных листов с обеих сторон нетканого материала.
3.2. Характеристика исходного сырья, вспомогательных материалов
и готовой продукции
Материал «Спанбонд» для строительных конструкций по физико-механическим показателям должен соответствовать нормам, указанным в табл. 3.9.
Характеристика исходного сырья для производства «Спанбонд»
Для производства нетканого материала «Спанбонд» используется полипропилен (-СН2-СН-) следующих марок: Полипропилен PP1262R, PP1300R,
PP1450R, PP1500J, PP1500N, PP1525J, PP1550J, PP1315M.
51
Табли ца 3.9. Физико-механические показатели нормы материала
Показатель
Нормы для материала
с поверхностной плотно-
стью, г/м2
80
110
Предельное отклонение по ширине полотна, %
1
1
Разрывная нагрузка, Н, не менее:
– в продольном направлении
– в поперечном направлении
120
90
180
130
Удлинение при разрыве %, не более:
– в продольном направлении
– в поперечном направлении
180
180
180
180
Сопротивление воздухопроницанию, м2.ч.Па/кг,
не менее
20 х 10-4
20 х 10-4
Сопротивление паропроницанию,
м2.ч.Па/мг, не менее
0,015
0,015
Устойчивость к ультрафиолетовому облучению
после 500 часов, %, не менее
45
45
Показатель
Норма для марки
21020–16
ПТР при массе груза 2.16 кг и при температуре 230 ˚С,
г/10 мин
2,4–4,0
Насыпная плотность, кг/м3, не менее
480
Количество включений, шт., не более
10
Плотность, кг/м3
910
Предел текучести при растяжении, МПа
32
Прочность при разрыве, МПа
35
Относительное удлинение при разрыве, %, не менее
200
Ударная вязкость по Изоду с надрезом при 0 ˚С, Дж/м
1220–1670
Модуль упругости при изгибе, МПа
92
«Спанбонд» для строительных конструкций
Физико-механические [19] и теплофизические [20] свойства полипропилена представлены в табл. 3.10 и 3.11 соответственно.
Таблиц а 3.10. Физико-механические и теплофизические свойства
полипропилена
52
Показатель
Норма для марки 21020–16
Температура плавления, ˚С
Теплостойкость по Вика,˚С
Температура хрупкости, ˚С
164–170
140–155
(+5)–(-15)
Контролируемый
продукт или стадия
технологического
процесса
Контролируемые
параметры
Нормы
технологи-
ческого
режима
Частота
контро-
ля
Метод
контроля
Транспортировка гранулята
Полуавтоматическая
станция для разгрузки
из мешков в комплекте
с воздуходувкой
Давление
сжатого воздуха,
бар
0–0,8
1 раз в
смену
Измерительный
Напорновсасывающая
станция для перекачки
гранулята в комплекте
с воздуходувкой
Давление
сжатого воздуха,
бар
0–0,99
То же
То же
Таблиц а 3.11. Теплофизические свойства полипропилена
Для придания материалу дополнительных свойств применяются следующие добавки:
водоотталкивающие свойства: ВК 2047 – желтое масло, слаботоксичное,
плотность (при 20 ºС) – не более 1,0 г/см3, величина рН 10% раствора – 4,6 + 0,5;
светостойкость – ультрафиолетовый стабилизатор марок «Преадд УВ 511»,
«Хоставин систем УН 53984» в виде гранулята, не токсичный, температура
плавления – 160–170 ºС;
для придания окраски материалу используют полимерный концентрат
красителя в виде гранулята различных цветов, температура плавления более
140 ºС, плотность при 20 ºС – 1,04 г/см3.
В качестве теплоносительного масла применяются масла:
мобильтерм 603 – не токсичная, жидкая форма с нейтральным запахом,
температура кипения больше 316 ºС, температура воспламенения – 188 ºС, пределы взрываемости – верхний 7,0 % и нижний – 0,6 %;
мользин 1000 – жидкость желтого цвета. Плотность – 1,049 г/см3, зна-
чение рН – 6, температура воспламенения – 260 ºС, температура вспышки –
больше 370 ºС.
3.3. Технологическое оборудование и основные параметры
технологического процесса
Таблиц а 3.12. Контроль и автоматизация процесса производства
материала «Спанбонд»
53
Продолжение табл. 3.12
Контролируемый
продукт или стадия
технологического
процесса
Контролируемые
параметры
Нормы
технологи-
ческого
режима
Частота
контро-
ля
Метод
контроля
Складирование гранулята
Бункеры
Хранения
1) Уровень за-
полнения, мм (%)
13 000
(100)
1 раз в
смену
Измерительный
Плавление гранулята
Экструдер
Температура зон
обогрева, С:
1-я зона
2-я зона
190–300
200–300
1 раз в
смену
Измерительный
3–7 зоны
220–300
Давление
расплава, бар
30–150
То же
То же
Формование
Фильтр расплава
(ситообменник)
Температура
расплава, С
220–300
1 раз в
смену
Измерительный
Прядильный насос
Температура
расплава, С
220–300
То же
То же
Частота вра-
щения, мин-1
35–54
То же
То же
Давление рас-
плава на входе,
бар
15–70
То же
То же
Щелевая
головка
Температура
расплава, С
220–300
Постоя
нно
Измерительный
Давление рас-
плава на входе,
бар
80
То же
То же
Охлаждение и вытягивание филаментов
Обдувочная шахта
Температура
обдувочного
воздуха, С
15–45
Постоя
нно
Измерительный
54
Контролируемый
продукт или стадия
технологического
процесса
Контролируемые
параметры
Нормы
технологи-
ческого
режима
Частота
контро-
ля
Метод
контроля
Давление обдувоч-
ного воздуха, Па
Число оборотов,
мин-1:
– всасывающей
воздуходувки;
– поддерживаю-
щей воздухо-
дувки;
– охлаждающей
воздуходувки:
технол. воздух 1
технол. воздух 2
2000–2500
1488
1485
2975
2982
1 раз в
смену
Измерительный
Узел вытяжки
комплектный
Температура
SAS-пластин, С
30–60
То же
То же
Температура при-
жимного вала, С
100–140
» »
» »
Образование полотна
Сетчатый транспортер
Скорость, м/мин
10–650
Посто-
янно
Измерительный
Сушка нетканого материала
Барабанная сушилка
Температура в
камере, С
100–155
1 раз в
смену
Измерительный
Давление сжатого
воздуха, подавае-
мого к газовой го-
релке, мбар, не
менее
8
То же
Визуаль-
но
Давление газа
в газовой горелке,
мбар, не менее
11
» »
То же
Контроль пламе-
ни в газовой го-
релке
Наличие
пламени
» »
» »
Контроль герметичности в тече-
ние 10 с
Отсутст-
вие утечки
газа
» »
» »
Продолжение табл. 3.12
55
Окончание табл. 3.12
Контролируемый
продукт или стадия
технологического
процесса
Контролируемые
параметры
Нормы
технологи-
ческого
режима
Частота
контро-
ля
Метод
контроля
Наматывание, резка, упаковка и возврат кромочных полос
Намоточное
устройство
Скорость вра-
щения намоточ-
ного вала, м/мин
600
Постоян
но
Измерительный
Натяжение нетка-
ного материала, Н
20–1000
То же
То же
Экструдер обратной
подачи
Температура зон
обогрева, С
170–260
1 раз в
смену
Измерительный
Давление рас-
плава, бар
350
То же
То же
Нагрузка на при-
вод экструдера,
%:
(10–12) г/м2
(13–20) г/м2
(21–40) г/м2
(41–60) г/м2
(61–80) г/м2
(81–150) г/м2
0–10
0–15
0–30
0–35
0–45
0–60
» »
» »
Обработка нетканого материала жидкими аддитивами
Увлажнительное
устройство.
Температура сос-
тава аддитива
в ванне, С
20–40
1 раз в
смену
Измерительный
Концентрация
состава аддитива,
%
5–15
То же
То же
Частота вращения
валика для нане-
сения состава
аддитива, об/мин
-1
6–26,5
» »
» »
Нормы технологического процесса представлены в табл. 3.13.
56
Стадия процесса
Контролируемый пара-
метр или показатель,
единицы измерения
Частота
и способ
контроля
Нормы
и техничес-
кие показа-
тели
1. Транспорти-
ровка гранулята
Давление масла в ком-
прессоре, бар, не менее
Давление на входе в ком-
прессор, бар
Давление на выходе ком-
прессора, бар, не более
Ежечасно
» »
» »
1,0
0,01–0,25
1,8
Давление подаваемого в
компрессор воздуха, бар,
не более
Температура масла, ºС,
не более
Температура подаваемого
воздуха, ºС, не более
» »
При запуске
Ежечасно
1,8
60
164
2. Складирова-
ние гранулята
Верхний уровень в
емкостях хранения, м
3
Нижний уровень в
емкостях хранения, м
3
Уровень в емкостях
хранения, мм
1 раз в смену
» »
» »
3,5
2,0
0–1000
Сушка
гранулята
Температура горячего
воздуха в сушилке, ºС,
не более
Температура воздуха на
выходе из сушилки, ºС, не
более
» »
» »
90
60
Таблиц а 3.13. Нормы технологического процесса производства материала
«Спанбонд»
57
Окончание табл. 3.13
Стадия процесса
Контролируемый пара-
метр или показатель,
единицы измерения
Частота
и способ
контроля
Нормы
и техничес-
кие показа-
тели
Приготовление
присадок
Температура воды, пода-
ваемой в эмульсионный
смеситель, ºС
Давление воды, пода-
ваемой в эмульсионный
смеситель, бар, не менее
Концентрация суспензии
присадки, %, не более
При
приготовлении
партии
То же
» »
25–40
15
15
4. ПРОИЗВОДСТВО ПОЛИОКСАДИАЗОЛЬНОЙ НИТИ «АРСЕЛОН»
Технологическая схема процесса получения прядильного раствора волок-
нообразующего полимера «Арселон» непрерывным способом состоит из следующих стадий [15]:
растворение мономеров в олеуме (периодический способ);
усреднение раствора олигомеров;
разбавление поликонденсированного раствора и его гомогенизация с
целью получить раствор полимера (непрерывный способ);
подготовка раствора полимера к формованию (фильтрация и обезвоз-
душивание).
На стадии получения раствора полимера непрерывным способом необхо-
димо предусмотреть быстрое охлаждение поликонденсированного раствора и
тщательную гомогенизацию реакционной массы с серной кислотой [16]. Обязательным условием получения раствора полимера со стабильными параметрами
(концентрация и динамическая вязкость) является равномерная подача раствора
полимера с серной кислоты в аппарат разбавления непрерывным способом.
Раствор полимера получают нагревание олеумного раствора олигомера с
интенсивным перемешиванием в реакторе непрерывного действия. Для обеспечения полноты проведения реакции поликонденсации в растворе необходимо
иметь избыток олеума, который является одновременно растворителем и конденсирующим агентом и влияет на скорость реакции. Однако для формирования дымящий поликонденсированный раствор не подходит, поэтому после завершения стадии поликонденсации его необходимо разбавить серной кислотой
для удаления избытка SO3.
58
4.1. Описание технологического процесса
В качестве фильтровального материала применяется кислотостойкая полипропиленовая ткань КС-34, которая предназначена для фильтрации агрессивных сред. После фильтрации прядильный раствор поступает на стадию
обезвоздушивания.
Обезвоздушивание прядильного раствора происходит на установке непрерывного действия в условиях глубокого вакуума. Процесс обезвоздушивания осуществляется в течение нескольких минут из тонкого непрерывно текущего слоя прядильного раствора. Наличие пузырьков воздуха или газа в составе
прядильного раствора оказывает отрицательное влияние на процессы формования, вызывая обрывы элементарных волокон. Удаление пузырьков происходит
благодаря разности плотностей воздуха или газа и прядильного раствора и зависит от вязкости раствора, высоты слоя жидкости, глубины вакуума. Чем нижу высота слоя, вязкость раствора и остаточное давление в аппарате, тем
меньше продолжительность процесса.
Формование нити осуществляется из раствора полимера на прядильном
агрегате АBK-0,6 ИМ. Для провышения термостойкости и прочности нити
применяется процесс термообработки, который проводится в термокамере
ТМК-60.
На данной стадии производится замена крутильной машины К4 на намоточную машину «WUFF», так как предусматривается наработка некрученой нити, необходимой потребителю. При намотке на намоточную машину «WUFF»
филаменты идут параллельно по всей длине, не деформируются, намотка нити
идет при определенном натяжении и скорость, что позволяет получить нить,
равномерную по удлинению и другим качественным характеристикам. Трение
нити минимизировано за счет сокращения нитепроводящей гарнитуры.
Технология производства бескруточной пряжи [17] из химических волокон и нитей в сравнении с традиционными способами производства обладает
рядом преимуществ. Выделим основные из них:
отсутствие сложного крутильного-мотального аппарата, что позволяет
увеличить скорость выпуска волокна и повысить производительность;
отсутствие необходимости в дополнительном упрочнении.
Процесс получения волокна «Арселон-С» состоит из следующих стадий [18]:
подготовка исходных мономеров;
загрузка и растворение исходных мономеров в олеуме;
синтез полимера;
разбавление и гомогенизация раствора полимера;
фильтрация и обезвоздушивание прядильного раствора;
приготовление осадительной и промышленных ванн;
формование и вытягивание нити;
термическая обработка нити;
намотка нити;
передача продукции в крутильно-ткацкий цех.
59
4.1.1. Подготовка исходных мономеров
Из баков хранения склада химикатов олеум насосом подается в мерник
олеума в химико-подготовительном цехе (рис. 4.1) по требованию цеха.
Серная кислота из баков хранения серной кислоты склада химикатов подается в соответствующий мерник (рис. 4.2).
Гидразин-сульфат (ГС), терефталевую кислоту (ТФК) хранят в упаковочной
таре согласно нормативной документации от поставщика, в закрытом сухом
складском помещении. Гидразин-сульфат необходимо предохранять от попадания
влаги, запрещается хранить с продуктами, имеющими щелочную реакцию.
Рис. 4.1. Мерник олеума
Рис. 4.2. Мерник серной кислоты
4.1.2. Загрузка и растворение исходных мономеров в олеуме
Для приготовления раствора с массовой долей олигомера 7,0 % берется
необходимое количество ТФК, по весу ТФК рассчитывается количество ГС и
олеума. Количество загружаемого ГС корректируется в зависимости от массовой доли воды, которая может достигать 12,5 %.
60
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]