Polimery

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

«Ярославский государственный технический университет»

Кафедра «Технология полимерных материалов»

Отчет защищен

с оценкой

Преподаватель

Власов В.В.

Изготовление резиновых смесей на вальцах

Отчет о лабораторной работе

по курсу “Технология переработки полимеров”

ЯГТУ 240.100.62-002 ЛР

Отчет выполнила

студентка гр. ХТБС-33

Цаплин Е. Н.

2008

Лабораторная работа № 1. Изготовление резиновой смеси на вальцах.

Цель работы: ознакомиться с изготовлением резиновых смесей на вальцах.

Материалы, инструменты и оборудование: Каучуки, ингредиенты, технические весы с разновесами, режимные часы, секундомер, тара для ингредиентов, восковой карандаш или мел.

Подготовка образцов: Перед началом работы студент получает от преподавателя задание, в котором указан рецепт резиновой смеси и режим ее изготовления. Далее следует рассчитать навески ингредиентов для изготовления смеси указанного состава. Для того чтобы определить навески ингредиентов на одну заправку необходимо знать общую массу заправки G = V (где V - объем единовременной заправки, м³; — плотность резиновой смеси, кг/м³). В свою очередь объем единовременной загрузки зависит от вида применяемого оборудования и полезного использования объема смесительной камеры. Для резиносмесителя полезный объем составляет, как правило, 0,53—0,65 его полного объема. Объем единовременной загрузки на вальцах приближенно можно определить по формуле V=0,065 DL (где D — диаметр рабочей поверхности валка, м; L — длина рабочей поверхности валка, м; 0,065 — эмпирический коэффициент). Плотность резиновой смеси рассчитывают следующим образом: суммарную массу всех ингредиентов, входящих в состав резиновой смеси, делят на их суммарный объем.

Навеску каждого ингредиента Р (в кг) на одну заправку вычисляют по формуле. gG/,где g- _СОдержание одного ингредиента, масс.ч. на 100 масс.ч. каучука;

-содержание всех ингредиентов, входящих в состав

Пример расчета навесок компонентов приведен в табл. 1. При замене одного компонента другим очень важно знать его содержание в смеси в % (об.), так как действие этого компонента в резине зависит не только от массового, но и от объемного содержания его в смеси.

В соответствии с рабочим рецептом материалы взвешивают для изготовления одной заправки смеси.

Валки смесительных вальцев имеют шлифованную закаленную поверхность.

1 - электродвигатель; 2 - редуктор; 3 - подшипник; 4 - механизм аварийного останова; 5 -труба охлаждающего устройства; 6 - механизм регулировки зазора; 7 - воронка для стока охлаждающей воды; 8 - сборная емкость (ванна) для охлаждающей воды; 9 — верхняя траверса;10-ограничительные стрелки;11- валки; 12 - противень; 13 - фундаментная плита; 14 - станина; 15 - шестерни.

Рисунок. 1. Вальцы.

Проведение испытания: При изготовлении резиновой смеси на лабораторных вальцах после проверки исправности аварийного останова включают кнопочный пускатель и устанавливают заданную температуру валков, постепенно открывая вентили на трубопроводах, подающих пар и охлаждающую воду. Температуру заднего валка сле¬дует поддерживать в пределах 70—75 °С, а переднего — 45—- 55 °С. Температуру поверхности валков контролируют лучковой термопарой. Затем устанавливают необходимый зазор между валками. Для этого между валками с левой и правой стороны пропускают свинцовые пластинки и измеряют их толщину толщиномером. Каучук в вальцы вводят небольшими кусками, при этом зазор между валками составляет 0,2—0,3 мм. При таких условиях каучуки быстрее переходят в вязкотекучее состояние и садятся на передний валок. При введении остальных ингредиентов зазор между валками увеличивают, в результате чего интенсивное смешение происходит не только в зазоре между валками, но и во вращающемся объеме смеси между валками. При смешении на вальцах переориентация фазовых поверхностей осуществляется вручную. Для этого резиновую смесь подрезают и закатывают в рулоны с левой и правой стороны вальцев поочередно.

При использовании вальцев небольшого размера резиновую смесь можно подрезать без закатки ее в рулоны. Однако в этом случае необходимо направлять конец подрезанного резинового листа с одной стороны вальцев на другую.

Все ингредиенты вводят в зазор между валками по всей длине переднего валка слева направо и справа налево. Кусочки каучука, резиновой смеси, а также часть ингредиентов, провалившихся на противень, собирают в совок при помощи щетки и вновь возвращают в зазор между валками.

Обычно исходные компоненты вводят на вальцы в следующем порядке: сначала каучуки и регенерат, затем—диспергаторы (жирные кислоты), активаторы вулканизации (оксиды металлов), противостарители, твердые мягчители, технический углерод, жидкие мягчители, ускорители вулканизации, вулканизующие вещества.

После введения ускорителей и вулканизующей группы рекомендуется 3 или 4 раза пропустить смеси через тонкий (0,2— 0,3 мм) зазор между валками. Общая продолжительность смешения при этом составляет 20—25 мин. Готовую смесь снимают в виде листа толщиной приблизительно 2 мм, помещают на рабочий стол и игольчатой термопарой измеряют температуру. На листе резиновой смеси записывают номер группы, дату изготовления, шифр смеси и лист сдают лаборанту.

Оформление результатов:

Таблица№ 1 Расчёт навесок ингредиентов на одну заправку. Рецепт №27

Каучуки и ингредиенты	Содержание ингредиента		Плотно сть г/м3	Объём ингредиентов		Р, г
	масс. ч. на 100 масс. ч. каучука	% (масс)		м3*10^-^3	% (об.)
СКИ-3	100	58,28	0,92	108,69	73,68	606
Альтакс	0,6	0,35	1,48	0,41	0,28	3,6
ДФГ	3	1,75	1,19	2,52	1,71	18,2
Белила цинковые	5	2,91	5,47	0,91	0,62	30,3
Сера	1	0,58	1,47	0,68	0,46	6,1
Стеарин	1	0,58	0,96	1,04	0,71	6,1
Нафтам-2	1	0,58	1	1	0,68	6,1
ПН-75	60	34,97	1,86	32,26	21,86	363,6
Итого	171,6	100,00	-	147,51	100

Таблица № 2 Расчёт навесок ингредиентов на одну

заправку.

Рецепт №25

Каучуки и ингредиенты

Содержание ингредиента

Плот-ность

г/м³

Объём ингредиентов

Р, г

масс. ч. на 100 масс. ч. каучука

% (масс.)

м³*1О^-3

% (об.)

СКН-40

100

75,99

0,92

108,70

86,26

714,3

Альтакс

0,6

0,45

1,48

0,41

0,33

4,3

ДФГ

3

2,28

1,19

2,52

2,00

21,4

Оксид цинка

5

3,80

5,47

0,91

0,72

35,7

Сера

1

0,76

1,47

0,68

0,54

7,1

Стеорин

1

0,76

0,96

1,04

0,83

7,1

Нафтан-2

1

0,76

1,00

1,00

0,79

7,1

ПН-75

20

15,20

1,86

10,75

8,53

142,86

Итого

131,6

100

126,01

100

Порядок расчета рецепта резиновой смеси:

1. Массовую долю компонента рассчитывают по формуле:

(1)

где - содержание ингредиента в % (масс), g - содержание ингредиента, масс. ч. на 100

масс. ч. каучука.

2. Объемную часть компонента рассчитывают по формуле:

(2)

где v - объёмная часть ингредиента, р - плотность ингредиента. 3. Объемную долю компонента рассчитывают по формуле:

(3)

где - объёмная доля ингредиента.

4. Массу загрузки рассчитывают по формуле:

(4)

где Р - масса загрузки, -теоретическая плотность резиновой смеси, V_paб- объём

единовременной загрузки.

5. Теоретическую плотность рассчитывают по формуле:

(5)

6, Навеску компонента рассчитывают по формуле:

gG/ (6)

Таблица № 3. Порядок и время введения ингредиентов на вальцы.

Вводимый ингредиент	Время введения ингредиентов на вальцы, мин
	Резиновая смесь с содержащая 20 масс. ч. ТУ П234	Резиновая смесь с содержащая 60 масс. ч. ТУ П234
Каучук СКН-40	0	0
Стеарин	1,45	1,15
Белила цинковые	4,03	1,38
Нафтам-2	4,52	3,18
ТУ П234	9,30	3,34; 4,24
Каптакс	10,12	12,04
Сера	10,53	13,06
ИТОГО	12,31	16,08

Вывод: Из полученных в ходе лабораторной работы данных можно сделать вывод, что для резиновых смесей с большим количеством наполнителя требуется большее время смешения.