Введение к работе
Актуальность темы. Проблема загрязнения окружающей среды отходами производства и жизнедеятельности человека является актуальной для настоящего времени. Этот вопрос касается и предприятий, занимающихся выпуском резинотехнических изделий, и заводов шинной промышленности, на которых в процессе пршгзводства основной продукции неизбежно возникает некоторый процент отходов вулкаїшзованной резины, что связано с особенностями производства: облой при прессовании и литье под давлением, брак в результате несоблюдения технологических параметров. В эту же группу отходов можно отнести продукцию резиновой промышленности, пришедшую в негодность в результате эксплуатации: старые покрышки, камеры, диафрагмы и другие виды изделий. В мировой практике существует три основных направления их утилизации, это сжигание с целью получения тепла и сажи, химическое разложение на простые вещества и мехашсческое измельчение в целях дальнейшего использования резиновой крошки в виде наполшггеля в различных композициях, например термопластах. Введение крошки в композицию ведет к уменьшению стоимости сырья, при достаточно приемлемом качестве получаемых изделий. Однако эта информация в основном касается вопросов получения композиций и их свойств, в то время как вопросам переработки материалов в конечные изделия уделяется маю внимания. Имеются ограниченные сведения о переработке указанных композиций методом прєссовашія, информация о других видах переработки, в частности об экструзии, практически отсутствует, в то время как процесс экструзии широко распространен на пред-
2 лріштиях по переработке полимеров и является высокотехнологичным процессом выпуска длинномерных изделий (труб, профилей и т. д.).
В связи с этим очевидна актуальность данной работы, посвященной разработке методшш получения экструзией изделий (труб) из композицшг «полиэтилен-резиновая крошка» с большим процентом наполнения крошкой, методу расчета технологических и энергосиловых параметров процесса, а также методике проектирования оснастки оборудования.
Цель работы. Изучение экструзии труб из композиции «полиэтилен-резиновая крошка» с большим процентом наполнения крошкой. Создание метода расчета параметров процесса формования трубчатой заготовки.
Научная новизна:
математігческая модель, описывающая процесс неизотермического движения термопласта в канале кольцевого сечения, позволяющая учесть динамику изменения геомегрші области течения вследствие фазового перехода деформируемой среды. В модели учтено изменение реологических и теплофизических характеристик материала от температуры;
метод расчета величины давления экструзин с учетом трения на наружной поверхности калибрующего устройства, который дает возможность определения конструктивных, технологических и энергосиловых параметров работы оборудования;
-определение реологические свойств композиции «полиэтилен -резиновая крошка»;
-определение зависимостей коэффициента трения для исследуемой композиции по металлу в зависимости от давления, скорости скольжения и состава композиции;
- метод определения оптимальной скорости вытяжки трубчатой заготовки тянущим устройством.
Практическая ценность.
Проведенные экспериментальные и теоретические исследования показали принципиальные особенности переработки полиэтилена наполненного резиновой крошкой, и позволили создать метод расчета энергосиловых (сопротивление участка), конструктивных (длина участка калибровки) и технологігчесіаїх (скорость вытяжки трубчатой заготовки тянущим устройством) параметров процесса.
Полученные в результате экспериментов реологические и фрикционные характеристики композиции можно использовать при расчете процессов переработки композиции «полиэтилен-резиновая крошка».
Автор защищает:
-математическую модель охлаждения вязко-текучего термопласта движущегося в канале кольцевого сеченіи с учетом перехода в твердое состояние, учитывающую зависимость теплофизических и реологических свойств материала от температуры;
-метод расчета длины участка формования трубчатой заготовки и энергосиловых характеристик процесса экструзии при переработке композиции «полиэтилен - резиновая крошка»;
-результаты численного расчета длины участка формования и производительности эксгрузионного агрегата;
-экспериментально полученные результаты реологических и фрикционных характеристик для композиции «полиэтилен-резиновая крошка»;
-методику расчета оснастки экструдера при экструзии труб из композиции «полиэтилен - резиновая крошка»;
-метод расчета оптимальной скорости вытяжки трубы тянущим устройством.
Апробация работы.
Отдельные результаты диссертационной работы докладывались на конференциях: Межвузовская региональная научно-техническая конференция молодых ученых, аспирантов и докторантов (Ярославль 1997г.), Пятая международная конференция «Наукоемкие химические технологии» (Ярославль 1998г.), Пятая юбилейная научно-практическая конференция резинщиков «Сырье и материалы для химической промышленности. Настоящее и будущее» (Москва 1998г.), Международная научно-техническая конференция «Повышение эффективности тсплообменных процессов и систем» (Вологда 1998г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 трудов (3 статьи, 5 тезисов докладов).
Объем работы. Основное содержание диссертационной работы изложено на 126 страницах машинописного текста и состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы и приложений. Список литературы включает 100 работ отечественных и зарубежных авторов.
