Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Разработка технологии получения резиновых смесей для изготовления автодеталей с использованием техногенных отходов производства РТИ Адов, Максим Витальевич

Разработка технологии получения резиновых смесей для изготовления автодеталей с использованием техногенных отходов производства РТИ
<
Разработка технологии получения резиновых смесей для изготовления автодеталей с использованием техногенных отходов производства РТИ Разработка технологии получения резиновых смесей для изготовления автодеталей с использованием техногенных отходов производства РТИ Разработка технологии получения резиновых смесей для изготовления автодеталей с использованием техногенных отходов производства РТИ Разработка технологии получения резиновых смесей для изготовления автодеталей с использованием техногенных отходов производства РТИ Разработка технологии получения резиновых смесей для изготовления автодеталей с использованием техногенных отходов производства РТИ
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Адов, Максим Витальевич. Разработка технологии получения резиновых смесей для изготовления автодеталей с использованием техногенных отходов производства РТИ : диссертация ... кандидата технических наук : 05.17.06 / Адов Максим Витальевич; [Место защиты: Сарат. гос. техн. ун-т].- Саратов, 2011.- 153 с.: ил. РГБ ОД, 61 11-5/1959

Содержание к диссертации

Введение

CLASS Глава 1. Литературный обзор CLASS 9

1.1 Масштабы образования полимерных отходов 9

1.2 Основные направления вторичной переработки полимеров ч 12

1.3 Переработка и использование oi ходов промышленности РТИ 13

1.3.1 Основные требования к отходам на заводах РТИ 13

1.3.2 Основные направления переработки отходов РТИ 17

1.3.3 Производство активированного порошка 28

1.4 Вторичная переработка различных полимерных отходов 35

1.5 Организационно-технические вопросы переработки отходов 39

CLASS Глава 2. Объекты и методы исследования CLASS 42

2.1 Объекты исследования 42

2.2 Методы исследования 55

Глава 3. Взаимосвязь показателей резиновых смесей с различным содержанием активированного мелкодисперсного резинового порошка 69

3.1 Получение активированных порошков на линии ABB 69

3.2 Свойства активированного порошка 76

3.3 Влияние порошка на кинетические и реологические характеристики резин 80

3.4 Влияние порошка на прочностные показатели резиновых смесей 88

3.5 Зависимость релаксационных характеристик резиновых смесей от содержания рези- 92 новых порошков в них

Глава 4. Реализация технологии получения РТИ с использованием резинового порошка на основе различных каучуков 102

4.1 Получение неформовых изделий на основе этиленпропиленового каучука с использованием активированного резинового порошка 102

4.2 Получение термопластов с использованием активированного резинового порошка 107

4.3 Получение формовых изделий на основе хлоропренового каучука с использованием активированного резинового порошка 112

4.4 Получение моторных сальников и тормозных шлангов на основе фтористого каучука с использованием активированного резинового порошка 116

CLASS Глава 5. Расчет экономического эффекта CLASS 130

Выводы 131

Список использованных источников 133

Приложение 150

Введение к работе

Актуальность работы. Все возрастающий объем выпуска резино-технических изделий (РТИ) ставит проблему их повторного использования. Средний срок службы резиновых изделий обычно составляет не более 5 лет. Поэтому ежегодный объем накопления отходов полимеров и РТИ превышает 100-120 млн. тонн. Возвращение в производственный цикл такого огромного количества отходов принесло бы несомненную экономическую выгоду и позволило бы значительно увеличить выпуск полимерных изделий без использования нового, по большей части нефтяного, сырья.

Уничтожение полимерных отходов оказалось сложным и дорогостоящим, а их складирование приводит не только к финансовым затратам, но и к серьезным экологическим проблемам. Таким образом, чтобы продолжать использовать полимерные материалы во все возрастающих количествах, должны быть разработаны эффективные методы утилизации или уничтожения полимерных отходов.

Многие предприятия заинтересованы в разработке технологии переработки отходов.

Не решена также проблема возврата отходов, образующихся при производстве изделий, и не определены области их применения. Поэтому исследования, направленные на решение этой проблемы, актуальны и определили цель данной работы.

Цель работы: разработка современных способов переработки и возможностей дальнейшего использования резинотехнических отходов.

Поставленная цель работы достигалась решением следующих задач:

- разработать технологию получения мелкодисперсных активированных порошков;

- установить основные критерии использования мелкодисперсных активированных порошков в резиновых смесях;

- разработать новые составы резиновых смесей с применением активированных порошков, исследовать свойства резиновых смесей для изготовления ответственных деталей автомобилей.

Достоверность полученных результатов определяется сопоставимостью основных теоретических положений физики и химии твердого тела с практическими рекомендациями и выводами результатов комплексных исследований, выполненных с помощью комплекса современных взаимодополняющих методов исследования: релаксационного исследования, физико-химических, статистической обработки экспериментальных данных.

Научная новизна:

  1. Установлена взаимосвязь количества введенного активированного порошка с пластоэластическими свойствами резиновых смесей. При этом установлено возрастание тангенса угла потерь, характеризующего эластические свойства и модуля накопления, характеризующего пластические свойства резиновых смесей.

  2. Установлено влияние этиленпропиленовых и хлоропреновых активированных порошков на кинетику вулканизации этиленпропиленовых и хлоропреновых резиновых смесей. При увеличении степени наполнения отмечено повышение скорости и уменьшение времени вулканизации, а при содержании 60 масс. % полное исчезновение индукционного периода.

  3. Определено увеличение энергии активации для резин, содержащих неактивированные порошки, и снижение величины активационного барьера для резин, наполненных активированным порошком, что приводит к снижению времени релаксации от 4090 с - для резин, содержащих 20 масс. % неактивированного порошка до 2650 с для резин, наполненных активированным порошком.

  4. Доказано увеличение энергии активации при деструкции резин наполненных (20 масс. %) активированным порошком с 31,5 до 34 кДж/моль, что подтверждает усиление взаимодействия компонентов в составе резин при наполнении их активированным порошком

  5. Установлено влияние активированного этиленпропиленового порошка, введенного в полимер на основе винилацетата и полиэтилена, в количестве 25 масс. % на повышение (с 0,03 до 0,5) коэффициента звукопоглощения, особенно на низких частотах.

Практическая значимость:

- разработана и внедрена в производство технология получения мелкодисперсных активированных порошков из отходов резиновых смесей;

- определены критические и оптимальные значения пластичности, вязкости, прочности и относительного удлинения при разрыве, обеспечивающие стабильную и длительную эксплуатацию разработанных резин;

- разработаны новые составы резиновых смесей с применением мелкодисперсных активированных порошков на основе следующих каучуков: этиленпропиленовый, хлоропреновый, фтористый и смеси эпихлоргидринового с нитрильным (акты внедрения);

- для исследуемых резиновых смесей определено оптимальное соотношение резиновых порошков, технологических добавок фирмы ООО «Совтех», г. Воронеж.

На защиту выносятся следующие результаты:

- технология получения мелкодисперсных активированных порошков из отходов резиновых смесей;

- результаты комплексного исследования по оценке влияния активированных порошков на свойства резиновых смесей;

- составы резиновых смесей с применением мелкодисперсных активированных порошков на основе: этиленпропиленового каучука для изготовления уплотнителей дверей и стекол автомобилей, хлоропренового каучука для изготовления формовых деталей автомобилей, фторкаучука для изготовления сальников; смеси эпихлоргидринового с нитрильным каучуком для изготовления топливных шлангов автомобилей.

Личный вклад автора. Представленные в диссертации результаты получены автором самостоятельно или совместно с соавторами опубликованных работ, при этом автор принимал непосредственное участие в проведении экспериментов, разработке методик испытания, расчетах, анализе полученных результатов и формулировке выводов.

Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на XV Международной научно-технической конференции «Резиновая промышленность. Сырье. Материалы. Технологии» (Москва, 2009); XX и XXI Симпозиумах «Проблемы шин и резинокордных композитов» (Москва, 2009, 2010); II Всероссийской научно-технической конференции «Каучук и резина - 2010» (Москва, 2010); V Международной конференции «Перспективные полимерные композиционные материалы. Альтернативные технологии. Переработка. Применение. Экология («Композит-2010»)», (Энгельс, 2010).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 работ, из них 4 работы в журналах, рекомендованных ВАК, подана 1 заявка на изобретение.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, содержит 149 страниц, а также включает 41 рисунок, 38 таблиц и список использованной литературы из 160 наименований.

Основные требования к отходам на заводах РТИ

На заводах РТИ при изготовлении продукции образуются отходы производства, которые представляют собой либо остатки сырья и материалов, либо продукты их переработки, не отвечающие требованиям, предъявляемым к основной продукции.

До сих пор большие территории используются под промотвалы производственных отходов, в результате чего исключаются из землепользования значительные полезные площади; сжигание под открытым небом отходов резинового производства приводит к загрязнению почвы, дорог и атмосферы. Поэтому основной задачей промышленности является максимально полное использование отходов в качестве вторичных материальных ресурсов как источника получения сырья и энергии, а также вместо первичного сырья в резиновой промышленности для изготовления деталей технологического назначения, изделий хозяйственного обихода.

Сырье и материалы, используемые для производства резиновых изделий, дефицитны. Их стоимость составляет 60-96% в стоимости получаемых изделий, поэтому необходимо разрабатывать методы рационального использования отходов, возвращая их в производственный цикл или изготовления из них изделий. В последнем случае отходы становятся вторичным сырьем, то есть BMP.

BMP могут быть не только отходы производства, но и отходы потребления, например, различные амортизированные изделия из резины. После физического или морального износа они могут быть использованы в качестве сырья или после соответствующей доработки направлены для повторной эксплуатации, или их можно применять в рецептуре менее ответственных изделий.

Отходы производства РТИ неоднородны. Они различны по составу, виду и другим характеристикам. Поэтому при разработке методов переработки отходов следует учитывать не только объем отходов, но и их состав и необходимо иметь их точную характеристику.

Отходы РТИ содержат значительное количество каучука (до 50%), технического углерода (от 50 до 70%), которые после соответствующей переработки отходов могут быть снова возвращены в производство. Изношенная резина об 15 ладает рядом ценных свойств, которые могут быть использованы в различных изделиях.

Отходы производства неизбежны при любом технологическом процессе. Объем образующихся отходов зависит от условий проведения процесса, культуры производства, квалификации кадров и ряда других причин.

При разработке перспективных норм образования отходов большое значение имеют обмен информацией, обобщение опыта работы разных предприятий. Снижению отходов способствуют также проводимые ежегодно пересмотры расхода сырья и материалов, периодические пересмотры усовершенствования технологических регламентов и другой технической документации.

Источником образования отходов может быть также брак продукции, образующийся по различным причинам: недостаточно высокое качество сырья и материалов, неправильное их складирование, слабая технологическая дисциплина, недостаточный контроль за производством, плохой уход за оборудованием, износ оснастки и приспособлений и так далее.

Классификация отходов по источникам образования, по возможности их дальнейшей переработки применяется обычно при разработке норм расхода материалов, при учете материальных ресурсов. При определении направления переработки отходов, рационального способа их использования наиболее правильно классифицировать отходы по составу, физическому состоянию, степени вулканизации. Такая классификация получила наиболее широкое распространение. Согласно этой классификации отходы делятся на:

- вулканизованные резиновые; - невулканизованные резиновые; - невулканизованные резинотканевые; - вулканизованные резинотканевые; - текстильные; - резинометаллические; - эбонитовые; - металлические; - отходы клеев и растворителей; - прочие отходы (вышедшая из строя многооборотная тара, упаковка и тара разового пользования - бумажная, картонная, полиэтиленовая, рваные полиэтиленовые прокладки, замасленные и загрязненные тряпки, нити).

С точки зрения перспективности переработки и использования отходы следует оценивать как по технологичности переработки, так и по наличию рынка сбыта и экономической эффективности использования изделий из отходов; необходимо определять влияние каждого вида отходов на окружающую среду, а также возможность их переработки без вредного воздействия на природу [1].

Основные требования к отходам резинового производства приведены ниже:

- промышленные отходы не должны содержать посторонних примесей: (металл, бытовые отходы, строительный мусор и так далее);

- отходы необходимо собирать, сортировать и складировать по видам, учитывая их дальнейшее использование. Внутри отдельных видов отходов также желательно раздельное хранение по признаку, определяющему способ их переработки. Тара для отходов должна быть удобной для дальнейшего их транспортирования и переработки. Недопустимо слипание невулканизованных резин, особенно разных по составу, а также хранение утильных резин вместе с пластификаторами, смазочными маслами.

Сортировка отходов по видам и разделение их по типам каучуков связаны с дополнительными трудовыми затратами, а заводы не всегда имеют эту возможность, поэтому приходится находить применение и "сборным" резинам.

Однако следует отметить, что использование предварительно рассортированных отходов более перспективно. Области их применения могут быть значительно расширены, и дополнительные затраты на подготовку вторичного сырья должны окупаться [1]. 1.3.2 Основные направления переработки отходов РТИ

В естественных условиях резина представляет собой довольно стойкий к механическому воздействию материал, который почти не подвергается разложению микроорганизмами, стоек к воздействию света, атмосферных осадков, медленно окисляется кислородом воздуха и поэтому сохраняется практически очень долго.

Вопросам переработки и использования отходов РТИ уделяется еще недостаточно внимания. Переработка отходов ведется исходя из имеющегося оборудования, наличия производственных площадей, потребности в тех или иных изделиях. Такими изделиями являются бытовые коврики и дорожки, поливная трубка, вантузы, волнистая или плоская резиновая (резинотканевая) кровля для хозяйственных построек и так далее. Для изготовления этих изделий используют невулканизованные или подвулканизованные резиновые и резинотканевые отходы. Вулканизованные резиновые отходы РТИ раньше почти не использовались и лишь в последние 20 лет их стали перерабатываться в товарную резиновую крошку.

Особенностью отходов РТИ является огромное разнообразие ассортимента этих изделий и используемых каучуков, различных ингредиентов, армирующих материалов, большое количество мелких резиновых деталей, а также РТИ сложной конфигурации, что создает определенные трудности в их утилизации.

В России единой для всех заводов технологии изготовления резиновой крошки так же, как и однотипных изделий, из отходов или с применением отходов, не существует. Нет единой техдокументации на однотипную продукцию из отходов. Незначительное количество отходов используется для изделий технического назначения, хотя известны работы в этом направлении с положительными результатами.

Получение активированных порошков на линии ABB

Большое количество отходов в производстве РТИ предопределяет необходимость их использования в действующей технологии для сохранения качества изделий. На основании анализа литературы предложено использовать активированные порошки, полученные с использованием технологии фирмы «ВВТ»[131, 132].

Высокая активность порошков ВВТ обеспечивается за счет придания им большой поверхностной и внутренней энергии, образования кавитационных вакуумных пустот большой концентрации. Новые технологии ВВТ позволяют активировать порошки на межмолекулярном, межатомном уровне, что существенно повышает эксплуатационные свойства получаемых деталей. Прочность резинотехнических изделий, содержащих такие активированные порошки, выше в 1,8-2,0 раза, чем при применении порошков аналогичной дисперсности, полученных по другим технологиям. Кроме того их адгезия к различным материалам в 1,5-2 раза выше, что обеспечивает возможность их успешного применения для производства всевозможных композитов.

Предложенная фирмой «ВВТ» (Турция) технологическая линии «ABB» получения активированных порошков адаптирована под производство ОАО «Балаковорезинотехника».

Схема расположения оборудования линии по производству активированного резинового порошка фирмы «ВВТ» представлена на рис.3.1

Технологический процесс состоит из следующих операций: Предварительное измельчение отходов

Измельчение резиновых отходов происходит в роторной дробилке в зазоре между подвижными и неподвижными ножами. Характеристики роторной дробилки представлены в табл. 3. Гранулы измельченных резиновых отходов проходят через ячейки сита роторной дробилки (1), перемещаются системой пневмотранспорта (4) в межоперационный бункер-осадитель, имеющий на входе магнитный сепаратор, затем поступают на грубое измельчение. Грубое измельчение, сепарация

Грубое измельчение резиновых гранул происходит в измельчителе грубого помола «OZOD - 2006 М»(2). Гранулы резины измельчаются в зазоре между набором дисковых ножей, расположенных на двух параллельных валах и вращающихся навстречу друг другу. Измельченная резиновая крошка подается крыльчаткой в сепаратор (3), расположенный конструктивно в корпусе установки «OZOD - 2006 М» (рис.3.2, 3.3). рактеристики измельчителя грубого помола «OZOD - 2006 М» представлены в табл. 3.3.

Из промежуточного бункера-накопителя порошок подается в активатор «Диса-ахмад» по гофрированному шлангу пневмотранспортом или вручную из контейнера, установленного под промежуточным бункером-накопителем. Механо-статическая активация

Процесс активации резинового порошка проводится в активаторе «Диса-ахмад» (8) при прохождения его между двумя дисками с концентрическими выступами, обращенными друг к другу и вращающимися в противоположных направлениях с высокой скоростью, рис. 3.4.

При введении резинового порошка в резиновые смеси происходит изменение структуры и свойств, получаемых резин за счет миграции компонентов вулканизующей системы в частицы порошка, что приводит к формированию в процессе вулканизации переходной области с различной густотой пространственной сетки.

Вакуум, мм. рт. ст. 400 Процессы разрушения резин, содержащих резиновую крошку, становятся менее выраженными при увеличении шероховатости частиц за счет заполнения матричной смесью неровностей поверхности таких частиц. Главным и решающим во всех случаях является размер частиц резиновой крошки: чем он меньше, тем больше крошки можно ввести в резиновую смесь.Мелкие фракции резинового порошка просеиваются через сетку сепаратора и уносятся пневмотранспортом для дальнейшей переработки. Круп ные частицы порошка из внутренней полости сепаратора подаются на дополнительное измельчение вновь на дисковые ножи. При измельчении и сепарации из резиновых отходов выделяются пылевидные примеси, которые уно-. сятся и осаждаются в бункере-осадителе системой пневмотранспорта. Тонкое измельчение, сепарация Резиновый порошок, полученный после грубого измельчения, подается системой пневмотранспорта на два измельчителя мелкого помола «OZOD -2006 F» (5). Измельчение и сепарация порошка в них происходит по тому же принципу, что и в установке «OZOD - 2006 М». В результате сепарации часть продукта попадает в бункеры-осадители (9). Порошок из бункеров-осадителей подается в систему пневмотранспорта для повторного прохода через измельчители «OZOD - 2006 F». Далее порошок с целевой фракцией по системе пневмотранспорта поступает в бункер-накопитель. Характеристики измельчителя мелкого помола «OZOD - 2006 F» представлены в табл. 3.4.

Получение неформовых изделий на основе этиленпропиленового каучука с использованием активированного резинового порошка

На сегодняшний день ОАО «Балаковорезинотехника» выпускает огромное количество уплотнителей автомобильной и других отраслей промышленности. С целью удешевления производства уплотнителей дверей и стекол автомобилей были разработаны составы серийных резиновых смесей на основе этиленпропиленового каучука марки Dutral TER 4038 [131] с использованием активированного этиленпропиленового резинового порошка фракции 0,5 мм с технологической добавкой ВЦ-20КП.Исследование комплекса составов выявило, что свойствами, соответст вующими техническим условиям, характеризуется резиновая смесь, содержащая 20 масс. % активированного порошка и 1 масс. % добавки ВЦ-20КП.

Проведенный термогравиметрический анализ (ТГА) показал, что термическая стабильность резины с введением резинового порошка не изменяется, так как начальная температура разложения образцов в кислородной и азотной средах, содержащих 20 масс. % резинового порошка (состав 4) и не содержащих его (состав 1), составляет 200С. Термоокисление образцов этих резин протекает по одинаковому механизму, включающему деструкцию и структурирование. Общие потери массы обоих образцов (составы 1 и 4) при температуре завершения процесса пиролиза 518-520С также аналогичны и составляют 40 и 41,7%, соответственно, рис. 4.2.

На основании данных термогравиметрического анализа был проведен расчет энергии активации для резин с активированным порошком. Энергия активации составила для серийных резин 31,5 кДж/моль и 34,0 кДж/моль для резин, наполненных активированным порошком, что свидетельствует об увеличении взаимодействия между компонентами смеси.

Для определения монтажных характеристик были определены пластоэластические свойства резин. Определение показателей проводили на пластометре в соответствии с ГОСТ 415-75. Результаты испытаний приведены в табл. 4.2 и рис. 4.3.

Введение активированного порошка повышает пластичность резин, в сравнении с резинами с неак гивированным порошком. По данным испытаний видно, что введение активированного порошка до 20 масс. %, по сравнению с таким же количеством неактивированного, повышает пластичность. Так как данная резиновая смесь используется для производства неформовых изделий, это облегчает профилирование заготовок неформовых изделий.

Таким образом, показана возможность производства уплотнителей стекол и дверей автомобилей из серийных резиновых смесей на основе каучука Dutral TER 4038 с введением в рецептуры резинового этиленпропиленового порошка в количестве до 20 масс. % с сохранностью деформационно-прочностных свойств. Незначительное повышение вязкости резиновых смесей устраняется введением Імасс. % технологической добавки ВЦ-20КП.

Настоящее исследование посвящено изучению возможности использования активированного резинового порошка в рецептурах термопластичных эластомеров, используемых в качестве шумоизоляции. Использовался этиленпро-пиленовый активированный порошок фракции 0,5 мм, так как он наиболее совместим с полимерной матрицей материала ЭВА-110, рис. 4.4.

Шумоизоляция используется в автомобилях и изготавливается из импортного ламината «PROTO» (Испания). Для удешевления шумоизоляции, замены ламината «PROTO» и улучшения свойств готовых деталей в полимерный материал, на основе винилацетата и полиэтилена высокого давления марки «ЭВА-110», вводился активированный этиленпропиленовый порошок.

Полимерный материал должен обеспечивать работоспособность при температуре от минус 40 до плюс 100 С и относительной влажности до 90%; служит барьером для проникновения звука, влаги и других отрицательных факторов. Применяется в виде дублированного материала в составе многослойных конструкций деталей. При изготовлении многослойных деталей на материал могут наноситься различные типы клеевых растворов, адгезивов, в том числе термоадгезивы, с укладкой на клеевой слой антиадгезионных покрытий. Для изготовления материала используются термопластичные полимеры (сополимер этилена и винилацетата, полиэтилен), наполнители (сульфат бария, резиновый порошок) и пластификатор. Допускается применение других компонентов, не ухудшающих характеристик материала.

Материал каландруется совместно с различными рулонными материалами и пленками (текстиль, стеклохолст, нетканое полотно, винилискожа, полимерные пленки и так далее) и перерабатывается холодным формованием с предварительным разогревом заготовки для изготовления плоских и объемных деталей. Температура при изготовлении исследуемого материала на экструзи-онной линии составляет 180-200 С. Внешний вид - однородное полотно черного или серого цвета с гладкой или шероховатой поверхностью, не имеющее пор и разрывов.Листовое полотно, которое может сматываться в рулоны или нарезаться устройством поперечной резки на заготовки необходимого размера, изготавливали методом экструзионного компаундирования и каландрования.

Резиновый порошок вводился в полимерный материал в смесителе предварительного смешения на экструзионной линии в количестве до 40 масс. %. В смесителе предварительного действия было изготовлено несколько образцов материала с содержанием порошка до 40 масс. %.

Анализ свойств показал, что только введение до 25 масс. % резинового порошка в полимерный материал обеспечивает соответствие показателей прочностных свойств нормативным требованиям, табл. 4.3.

Получение моторных сальников и тормозных шлангов на основе фтористого каучука с использованием активированного резинового порошка

Вторичное использование резин предполагает их измельчение и последующий ввод в состав резиновых смесей. Это особенно актуально для резин на основе дорогостоящих каучуков, в частности, фтористых и эпихлоргидрино вых. 1

При оценке пригодности использования активированного фтористого порошка в качестве компонента резиновых смесей он был введен:

1) в резиновые смеси Ф-420, Ф-406 для изготовления моторных сальников,

2) в резиновую смесь Ф-110 для изготовления топливных шлангов.

Для сравнения были приготовлены и испытаны резиновые смеси, содержащие фтористые порошки ФТ-ВВТ и ФТ-ТМ, полученный термомеханическим методом.

Термомеханический метод основан на высокотемпературном сдвиговом измельчении, которое связано с явлением множественного растрескивания резины в условиях интенсивного сжатия и деформации сдвигом. Сдвиговая деформация протекает в камере экструдера, множественное растрескивание проходит достаточно интенсивно и завершается быстрым разрушением материала с образованием порошка. При этом основное количество порошковых частиц образуется не около металлических стенок камеры, окружающих слой перерабатываемого материала, а внутри самого слоя. Получение резинового порошка достигается использованием фильеры, применение которой позволяет производить фтористый порошок с достаточно большим выходом (50-60%) тонкой фракции размером 0,14 мм.

При измельчении данным методом структура материала практически не разрушается, поэтому получаемый порошок может быть использован в качестве полноценного сырья. Данная технология применялась для переработки вулканизованных отходов резиновой смеси Ф-420 на основе фторкаучука СКФ-26, образующихся при производстве сальников, рис.4.9.

Моторные сальники 2108-1005034, изготовленные из резиновой смеси Ф-420 и фтористого порошка ФТ-ВВТ Получаемый тонкодисперсный резиновый порошок пригоден для применения в смесях, предназначенных не только для изготовления изделий, эксплуатирующихся в условиях статической деформации, но и для изделий, работающих в тяжелых режимах фрикционного высокотемпературного износа в среде моторного масла[152].

На примере определения физико-механических показателей резиновой смеси Ф-406, содержащей резиновые порошки ФТ-ВВТ и ФТ-ТМ, показано, что наполненные резины соответствуют нормам ТУ, табл. 6.

Для изготовления моторных сальников использована данная резиновая смесь. Показатели сальника, изготовленного из резины Ф-406 с применением активированных порошков ФТ-ВВТ и ФТ-ТМ, соответствуют норме ТУ, но несколько более высокими свойствами характеризуются сальники на основе резиновых смесей, содержащих порошок ФТ-ВВТ, табл. 4.8.

Также проводились исследования по сравнению влияния на свойства рези новой смеси Ф-420 порошков, полученных термомеханическим методом и по технологии фирмы «ВВТ». Использовалась резиновый порошок фракции 0,14 мм, полученный из отходов резины Ф-420.

Для экспрессного определения кинетических реологических характеристик смешение проводили на микросмесителе «Brabender» при скорости вращения роторов 100 об/мин в течение 3 минут. Для определения физико-механических характеристик смешение проводили стандартным методом приготовления резиновых смесей на вальцах. Температура разогрева смеси при смешении не превышала 100 С.

Сравнительные результаты испытаний по кинетике вулканизации резиновых смесей Ф-420, содержащих порошки, полученные по технологии ТМ и ВВТ, представлены в табл. 4.9.

Значения скорости вулканизации резиновых смесей с добавлением, в одинаковом количестве, порошка ФТ-ВВТ — несколько больше, чем с порошком ФТ-ТМ, соответственно изделия, содержащие порошок ФТ-ВВТ, быстрее вулканизуются и их производство экономически более выгодно.

Для определения показателей физико-механических свойств проведены испытания фтористых резиновых смесей с содержанием резинового порошка, полученного разными методами, в количестве 15 масс. % на соответствие ТУ 2539-001-00232934-2010, табл.4.10.

Похожие диссертации на Разработка технологии получения резиновых смесей для изготовления автодеталей с использованием техногенных отходов производства РТИ