Vulkanizácia a jej vlastnosti. Hlavné zákonitosti procesu vulkanizácie kaučukov rôznej povahy Systémová analýza kinetiky vulkanizácie

závery

Na základe systémovej analýzy procesu lepenia pozinkovaného pásu sú určené modely a metódy, ktorých aplikácia je nevyhnutná pre implementáciu riadiacej metódy: simulačný model procesu sušenia polymérneho povlaku, metóda optimalizácie technologickej parametre polymerizačného procesu založené na genetickom algoritme a modeli riadenia neuro-fuzzy procesu.

Zistilo sa, že vývoj a implementácia metódy riadenia procesu vulkanizácie pozinkovaného pásu na polymérnej povlakovej jednotke založenej na neurofuzzy sieťach je naliehavou a perspektívnou vedecko-technickou úlohou z hľadiska ekonomických výhod, zníženia nákladov. a optimalizácia výroby.

Zistilo sa, že proces vulkanizácie pozinkovaného pásu v peciach jednotky na nanášanie kovov je viacnásobne prepojený objekt s distribúciou parametrov pozdĺž súradnice, ktorý funguje v nestacionárnych podmienkach a vyžaduje si systematický prístup k štúdiu.

Stanovujú sa požiadavky na matematickú podporu riadiaceho systému pre viacnásobne prepojené tepelné objekty pokovovacej jednotky: zabezpečenie fungovania v režime priameho spojenia s objektom a v reálnom čase, rôznorodosť vykonávaných funkcií s ich relatívnou nemennosťou počas prevádzky výmena informácií s veľkým počtom jej zdrojov a spotrebiteľov v procese riešenia hlavných problémov, prevádzkyschopnosť v podmienkach, ktoré obmedzujú čas na výpočet kontrolných akcií.

MATEMATICKÝ SOFTVÉR SYSTÉMU NEURO-FUZZY OVLÁDACIEHO SYSTÉMU PRE VIAC ZAPOJITÝCH TEPELNÝCH OBJEKTOV NÁSTROJA VEĽKOVANÉHO KOVU

Systémová analýza riadenia viacnásobne prepojených tepelných objektov pogumovanej lakovacej jednotky

Koncepčný dizajn - počiatočná fáza dizajn, kde sa prijímajú rozhodnutia, ktoré určujú následný vzhľad systému, robí sa výskum a koordinácia parametrov vytvorených riešení s ich možnou organizáciou. V súčasnosti si postupne uvedomuje, že na budovanie systémov na kvalitatívne inej úrovni novosti, a nielen ich modernizáciu, je potrebné vyzbrojiť sa teoretickými predstavami o tom, akým smerom sa systémy vyvíjajú. Je to nevyhnutné na organizáciu riadenia tohto procesu, čím sa zvýšia ako ukazovatele kvality týchto systémov, tak aj efektívnosť procesov ich navrhovania, prevádzky a prevádzky.

V tejto fáze je potrebné sformulovať kontrolný problém, z ktorého získame výskumné problémy. Po rozbore procesu polymerizácie pozinkovaného pásu ako riadiaceho objektu je potrebné určiť hranice predmetnej oblasti, ktoré sú predmetom záujmu pri budovaní modelu riadenia procesu, t.j. určiť požadovanú úroveň abstrakcie modelov, ktoré sa majú postaviť.

Najdôležitejšou metódou systémového výskumu je reprezentácia akýchkoľvek zložitých systémov vo forme modelov, t.j. aplikácia metódy poznávania, pri ktorej sa opis a štúdium vlastností a vlastností originálu nahrádza opisom a štúdiom charakteristík a vlastností nejakého iného predmetu, ktorý má vo všeobecnosti úplne iný materiál alebo ideál. zastupovanie. Je dôležité, aby model nezobrazoval samotný predmet skúmania v podobe čo najbližšie k originálu, ale len tie jeho vlastnosti a štruktúry, ktoré v r. viac záujem o dosiahnutie výskumného cieľa.

Úlohou kontroly je nastaviť také hodnoty parametrov procesu vulkanizácie pozinkovaného pásu, ktoré umožnia dosiahnuť maximálny súčiniteľ priľnavosti pri minimálnej spotrebe energetických zdrojov.

Na kvalitu vopred natretých valcovaných výrobkov sa kladie množstvo požiadaviek, ktoré sú opísané v GOST, ktoré sú uvedené v časti 1.3. Proces sušenia v sušiarňach jednotky na poťahovanie gumy ovplyvňuje iba kvalitu priľnavosti k substrátu. Preto sa v tomto článku neberú do úvahy chyby, ako je nerovnomernosť náteru, odchýlka lesku a výmole.

Na uskutočnenie procesu sušenia polymérneho povlaku je potrebné poznať nasledujúci súbor technologických parametrov: teploty 7 zón pece (Tz1 ... Tz7), rýchlosť linky (V), hustotu a tepelnú kapacitu kovového substrátu (, s), hrúbka a počiatočná teplota pásu (h, Tin.), teplotný rozsah polymerizácie nanesenej farby ().

Tieto parametre vo výrobe sa zvyčajne nazývajú receptúra.

Parametre, ako je výkon ventilátorov inštalovaných v zónach pece, objem privádzaného čistého vzduchu, parametre nebezpečenstva výbuchu lakov sú vylúčené, pretože ovplyvňujú rýchlosť ohrevu zón pred sušením a koncentráciu výbušniny. plyny, ktoré nie sú v tejto práci uvedené. Ich regulácia sa vykonáva oddelene od riadenia samotného procesu vulkanizácie.

Definujme si výskumné úlohy, ktoré je potrebné vykonať na dosiahnutie cieľa manažmentu. Upozorňujeme, že súčasný stav systémovej analýzy kladie osobitné požiadavky na rozhodnutia prijaté na základe štúdia získaných modelov. Nestačí len získať možné riešenia (v tomto prípade teploty zón pece) - je potrebné, aby boli optimálne. Systémová analýza, nám predovšetkým umožňuje navrhovať metódy rozhodovania pre cieľavedomé hľadanie prijateľných riešení vyraďovaním tých, ktoré sú podľa daného kvalitatívneho kritéria zjavne podradené ostatným. Účelom jej aplikácie na analýzu konkrétneho problému je aplikovať systémový prístup a ak je to možné, dôsledné matematické metódy, aby sa zvýšila platnosť rozhodnutia z hľadiska analýzy veľkého množstva informácií o systéme a mnohých možných riešení.

Vzhľadom na to, že v tejto fáze poznáme len vstupné a výstupné parametre modelov, popíšeme ich pomocou prístupu „čiernej skrinky“.

Prvou úlohou na vyriešenie je zostavenie simulačného modelu procesu sušenia náteru, t.j. získať matematický popis objektu, ktorý sa používa na vykonávanie experimentov na počítači s cieľom navrhnúť, analyzovať a vyhodnotiť fungovanie objektu. Toto je potrebné na určenie, do akej miery sa zvýši teplota povrchu kovu (Tp. out.) pri výstupe z pece pre dané hodnoty rýchlosti pásu, hrúbky, hustoty, tepelnej kapacity a počiatočnej teploty kovu, napr. ako aj teploty zón pece. V budúcnosti porovnanie hodnoty získanej na výstupe tohto modelu s teplotou polymerizácie farby umožní vyvodiť záver o kvalite priľnavosti náteru (obrázok 10).

Obrázok 10 - Koncepčný simulačný model procesu sušenia náteru

Druhou úlohou je vyvinúť metódu na optimalizáciu technologických parametrov procesu vulkanizácie pozinkovaného pásu. Na jeho vyriešenie je potrebné formalizovať kritérium kvality riadenia a zostaviť model na optimalizáciu technologických parametrov. Vzhľadom na to, že regul teplotný režim sa vykonáva zmenou teplôt zón pece (Tz1 ... Tz7), tento model by mal optimalizovať ich hodnoty (Tz1opt ... Tz7opt) podľa kritéria kvality riadenia (obrázok 11). Tento model dostáva ako vstup aj vulkanizačné teploty, pretože bez nich nie je možné určiť kvalitu priľnavosti farby ku kovovému podkladu.

Obrázok 11 - Koncepčný model pre optimalizáciu parametrov procesu

Sergej G. Tichomirov, Oľga V. Karmanová, Jurij V. Pjatakov, Alexander A. Maslov Sem zadajte názov článku Sergej G. Tichomirov, Oľga V. Karmanová, Jurij V. Pjatakov, Aleksandr A. Maslov na anglický jazyk Bulletin of VGUIT/Proceedings of VSUET, 3, 06 Sergei G. Tikhomirov, Olga V. Karmanova, Yuri V. Pyatakov, Alexander A. Maslov [chránený e-mailom] [chránený e-mailom] [chránený e-mailom] [chránený e-mailom] Katedra informačných a riadiacich systémov, Voronež. štát un-t. Ing. techn., Revolutsii Ave., 9, Voronezh, Rusko Katedra chémie a chemickej technológie organických zlúčenín a spracovania polymérov, Voronezh. štát un-t. Ing. tech., Leninsky Ave., 4, Voronež, Rusko Abstrakt. Na základe všeobecných zákonitostí sírovej vulkanizácie diénových kaučukov sú uvažované princípy efektívnej implementácie procesu s použitím viaczložkových štruktúrovacích systémov. Treba poznamenať, že popis mechanizmu účinku komplexných sieťovacích systémov je komplikovaný rôznorodosťou interakcií komponentov a vplyvom každého z nich na kinetiku vulkanizácie, čo vedie k rôznym receptovým a technologickým komplikáciám skutočného technológie a ovplyvňuje kvalitu a technicko-ekonomické ukazovatele výroby gumárenských výrobkov. Systémová analýza procesu izotermickej vulkanizácie bola vykonaná na základe známych teoretických prístupov a zahŕňala integráciu rôznych výskumných metód a techník do jedného prepojeného súboru metód. Pri analýze kinetiky vulkanizácie sa zistilo, že parametre tvorby priestorovej siete vulkanizátov závisia od mnohých faktorov, ktorých vyhodnotenie si vyžaduje špeciálnu matematickú a algoritmickú podporu. V dôsledku stratifikácie študovaného objektu boli identifikované hlavné subsystémy. Na riešenie priamych a inverzných kinetických problémov procesu izotermickej vulkanizácie bol vyvinutý softvérový balík. Informačná podpora "Izotermická vulkanizácia" bola vyvinutá vo forme aplikačných programov pre matematické modelovanie procesu izotermickej vulkanizácie a je zameraná na riešenie priamych a inverzných kinetických problémov. Pri riešení problému spresnenia všeobecnej schémy chemických premien bol použitý univerzálny mechanizmus vrátane vedľajších chemických reakcií. Softvérový produkt obsahuje numerické algoritmy na riešenie sústavy diferenciálnych rovníc. Na vyriešenie problému inverznej kinetiky sa používajú algoritmy na minimalizáciu funkcionálu za prítomnosti obmedzení požadovaných parametrov. Na popis fungovania tohto produktu je poskytnutá logická bloková schéma programu. Uvádza sa príklad riešenia inverznej kinetickej úlohy pomocou programu. Vyvinutá informačná podpora je implementovaná v programovacom jazyku C++. Na stanovenie počiatočnej koncentrácie skutočného vulkanizačného činidla bola použitá univerzálna závislosť, ktorá umožňuje použiť model s rôznymi vlastnosťami viaczložkových štruktúrovacích systémov Kľúčové slová: izotermická vulkanizácia, matematické modelovanie, schéma kinetiky vulkanizácie, informačná podpora Softvérový balík na riešenie problémov matematické modelovanie izotermického procesu vytvrdzovania . Tichomirov, Oľga V. Karmanová, Jurij V. Pjatakov, Alexander A. Maslov [chránený e-mailom] [chránený e-mailom] [chránený e-mailom] [chránený e-mailom] oddelenie informačných a riadiacich systémov, Voronežská štátna univerzita inžinierskych technológií, evolúcia Av., 9 Voronež, ussia oddelenie chémie a chemickej technológie organických zlúčenín a polymérov, Voronežská štátna univerzita inžinierskych technológií, Leninsky Av., 4 Voronezh, ussia Zhrnutie. Na základe všeobecných zákonitostí sírovej vulkanizácie diénových kaučukov boli diskutované princípy efektívneho sieťovania pomocou viaczložkových činidiel. Je potrebné poznamenať, že popis mechanizmu pôsobenia komplexných sieťovacích systémov je komplikovaný rôznorodosťou interakcií komponentov a vplyvom každého z nich na kinetiku vytvrdzovania, čo vedie k rôznym technologickým komplikáciám skutočnej technológie a ovplyvňuje kvalitu a technicko-ekonomické ukazovatele výroby gumárenského tovaru. na základe známych teoretických prístupov bola vykonaná systémová analýza procesu izotermického vytvrdzovania. Zahŕňala integráciu rôznych techník a metód do jedného súboru. Pri analýze kinetiky vulkanizácie sa zistilo, že tvorba parametrov priestorovej siete vulkanizátov závisí od mnohých faktorov, ktorých posúdenie si vyžaduje špeciálnu matematickú a algoritmickú podporu. V dôsledku stratifikácie objektu boli identifikované nasledujúce hlavné subsystémy. Bol vyvinutý softvérový balík na riešenie priamych a inverzných kinetických problémov v procese izotermického vytvrdzovania. Informačná podpora Izotermická vulkanizácia je súbor aplikácií matematického modelovania izotermického vytvrdzovania. Je určený pre priame a inverzné kinetické problémy. Pri riešení problému objasnenia všeobecnej schémy chemických premien sa používa univerzálny mechanizmus vrátane sekundárnych chemických reakcií. Na riešenie inverzného kinetického problému bol použitý funkčný minimalizačný algoritmus s obmedzeniami na neznáme parametre. Zobrazuje vývojový diagram programu. Bol predstavený príklad riešenia inverznej kinetickej úlohy s programom. Dataware bol implementovaný v programovacom jazyku C++. Použila sa univerzálna závislosť na určenie počiatočnej koncentrácie vytvrdzovacieho činidla. Umožňuje použitie modelu s rôznymi vlastnosťami viaczložkových vytvrdzovacích systémov. informované rozhodnutia. Kľúčové slová: izotermické vytvrdzovanie, matematické modelovanie, schéma kinetiky vytvrdzovania, informačný softvér Pre citáciu Tikhomirov S.G., Karmanova O. V., Pyatakov Yu.V., Maslov A.A. Softvérový komplex na riešenie problémov matematického modelovania procesu izotermickej vulkanizácie Vestnik VGUIT. 06. 3. С 93 99. doi:0.094/30-0-06-3-93-99 Pre citáciu Tihomirov SG, Karmanova OV, Pyatakov Yu.V., Maslov AA Softvérový balík na riešenie problémov matematického modelovania izoterm proces vytvrdzovania. Vestník VSUET. 06. nie 3 str. 93 99 (v uss.). doi:0,094/30-0-06-3-93-99 93

Vestnik VGUIT/Proceedings of VSUET, 3, 06 94 Úvod Doteraz boli stanovené všeobecné zákonitosti sírovej vulkanizácie diénových kaučukov na základe existencie skutočných elastomérových vulkanizačných činidiel (DAV) v kompozíciách. Princípy efektívnej implementácie procesu s využitím viaczložkových štruktúrovacích systémov však nie sú dostatočne preštudované. Opis mechanizmu ich účinku komplikuje rôznorodosť interakcií zložiek a vplyv každej z nich na kinetiku vulkanizácie. To vedie k rôznym predpisom a technologickým komplikáciám reálnej technológie a ovplyvňuje kvalitu a technicko-ekonomické ukazovatele výroby gumárenských výrobkov. Analýza kinetiky vulkanizácie ukázala, že doterajšie prístupy k jej popisu sú založené na chemických reakciách makromolekúl s vulkanizačnými činidlami a parametre pre vznik priestorovej siete vulkanizérov závisia od mnohých faktorov, ktorých vplyv môže len byť hodnotené pomocou špeciálneho matematického a algoritmického softvéru. Na zlepšenie efektívnosti štúdie, na identifikáciu príčin vedúcich k výrobe produktov, ktoré nespĺňajú regulačné požiadavky, na predpovedanie priebehu procesu je potrebné vytvoriť špeciálny softvér(ON). Cieľom tejto práce je vyvinúť softvérový balík na riešenie priamych a inverzných kinetických problémov procesu izotermickej vulkanizácie. Systémová analýza procesu vulkanizácie Analýza známych teoretických prístupov k popisu vulkanizácie, ako aj iných procesov v chemickom priemysle [4] a aspektov ich praktickej realizácie, s prihliadnutím na charakteristiky jednotlivých etáp, umožnila identifikovať všeobecné systémové vlastnosti a základné vzorce procesov a určiť smer výskumu na získanie nových informácií o optimalizácii režimov vulkanizácie a vlastnostiach hotových výrobkov. Systémová analýza zahŕňa integráciu rôznych výskumných metód a techník (matematických, heuristických) vyvinutých v rámci rôznych vedných oblastí do jedného prepojeného súboru metód. Viacrozmerná analýza procesu umožnila vývoj celkovej štruktúry štúdie (obrázok). Predmet štúdia je slabo štruktúrovaný, pretože obsahuje kvalitatívne prvky (elastoméry, plnivá, podmienky procesu), ako aj málo preštudované (viaczložkové štruktúrne systémy, nekontrolované poruchy), ktoré majú tendenciu dominovať. Zloženie všeobecnej štruktúry zahŕňa prvky, ktoré je potrebné teoreticky zdôvodniť (kinetický model, procesy prenosu tepla a hmoty, optimalizácia režimov, procesy spracovania). Na vyhodnotenie riešení je teda potrebné určiť všetky existujúce vzťahy a stanoviť ich vplyv, berúc do úvahy interakcie, na správanie sa celého systému ako celku. Analýza všeobecnej štruktúry ukázala, že mechanické vlastnosti vulkanizátov sú určené chemickými reakciami makromolekúl s vulkanizačnými činidlami a na vyhodnotenie parametrov priestorovej siete vulkanizátov je potrebné vyvinúť špeciálnu matematickú a algoritmickú podporu. V dôsledku stratifikácie skúmaného objektu boli identifikované tieto hlavné subsystémy: analýza a zohľadnenie javov tepelných fluktuácií, ktoré urýchľujú prúdenie chemické reakcie;) kinetický model vulkanizácie; 3) optimalizácia režimov vulkanizácie poskytujúca požadované mechanické vlastnosti. Matematické modelovanie procesu izotermickej vulkanizácie Získavanie spoľahlivých informácií o procesoch sieťovania elastomérov zložitými štruktúrovacími systémami úzko súvisí s problémami návrhu, optimalizácie a riadenia režimov vulkanizácie v priemysle. Je známe, že jedným z tradičných spôsobov popisu formálnej kinetiky vulkanizácie je použitie po častiach definovaných funkcií pre jednotlivé fázy procesu: indukčná perióda, štruktúrovanie a reverzia. Opis procesu ako celku a výpočet kinetických konštánt sa v súčasnosti robí len pre určité typy kaučukov a vulkanizačné systémy. Hlavné závery o kinetike procesu sú založené na modelových systémoch s nízkomolekulárnymi analógmi elastomérov. Zároveň nie je vždy možné rozšíriť získané kvantitatívne údaje na výrobné procesy.

Vestnik VSUET/Proceedings of VSUET, 3, 06 Obr. Schéma štúdia procesu vulkanizácie elastomérov Obr. Schéma študijného postupu vulkanizácie elastomérov Hodnotenie fyzikálnych a mechanických vlastností priemyselných kaučukov podľa údajov získaných v podniku je samozrejme progresívnou metódou pri riešení problematiky modelovania procesu vulkanizácie, vyžaduje si však prísnu vnútorná jednota fyzikálneho a chemického prístupu v každej fáze štúdia a vývoja výpočtových algoritmov a programov. Na túto otázku možno odpovedať iba starostlivým vykonaním experimentov podľa plánu zodpovedajúceho navrhovanému kinetickému modelu a výpočtom niekoľkých alternatívnych verzií modelu. To si vyžaduje nezávislú metódu na stanovenie počtu formálnych reakčných mechanizmov zodpovedných za štruktúrovanie elastomérnej kompozície. Tradičné metódy analýza procesov v časovej oblasti neumožňuje jasné oddelenie procesov so synergickou interakciou, čo zase neumožňuje ich použitie na analýzu priemyselných kaučukov. Pri riešení problému spresnenia všeobecnej schémy chemických premien je účelné vychádzať z mechanizmu, ktorý je v určitom zmysle maximálny. Preto kinetická schéma zahŕňa ďalšie reakcie popisujúce vznik a deštrukciu labilných polysulfidových väzieb (Vu lab), intramolekulárnu cyklizáciu a ďalšie reakcie vedúce k modifikácii makromolekúl, vzniku makroradikálu a jeho reakcii s DAW suspenziami. Systém diferenciálnych rovníc (DE) pre fázy procesu bude mať ďalší pohľad: dca / dt k CA k4ca C *, dc / dt k CA kc k4ca C * k 8C *, dc * / dt k C k3 k5 k7 C * k C k CC, 6 VuLab 4 A * dcvust / dt k3 C * , dcvulab / dt k5c k6cvulab, dcc / dt k7 C *, dc * / dt k8c k 8C *, dc / dt k8 C. () 95

Vestnik VGUIT/Proceedings of VSUET, 3, 06 96 Východiskové podmienky: 0 0 CA S8 AC Akt C ; CO 0; CO 0; * VuSt C 0 0; CO 0; VuLab C C 0 C 0, * C 0 0; C0 4,95; kde ς, θ, η, koeficienty, počiatočná koncentrácia síry, počiatočná koncentrácia urýchľovača, θ počiatočná koncentrácia aktivátora (oxid zinočnatý), [C (0)] η počiatočná koncentrácia makroradikálov. Tu je A skutočné vulkanizačné činidlo; V prekurzore zosieťovania; B* jeho aktívna forma; C intramolekulárne viazaná síra; VuSt, VuLab stabilné a labilné uzly vulkanizačnej siete; guma; * makroradikál kaučuku v dôsledku tepelného fluktuačného rozkladu; α, β, γ a δ stechiometrické koeficienty, k, k, k 8, k 9 (k 8) konštanty reakčnej rýchlosti súvisiace s príslušnými štádiami procesu. Priamym problémom kinetiky (DKK) je problém zistenia koncentrácie vulkanizačných uzlov ako funkcie času. Riešenie PZK sa redukuje na riešenie sústavy DE () za daných počiatočných podmienok. Kinetická krivka vulkanizačného procesu je určená veľkosťou krútiaceho momentu Mt. Inverzný problém kinetiky (IKK) je problém identifikácie konštánt reakčnej rýchlosti, stechiometrických koeficientov a premenných v systéme (). Riešenie OZK sa uskutočňuje minimalizáciou funkčných: k, t 8 8 M t MMM С min / max min Vu (), (3) M max, M min, resp. koeficient. Mt, mierka Popis softvéru Softvér "Izotermická vulkanizácia" bol vyvinutý ako súbor aplikovaných programov na riešenie problémov súvisiacich s matematickým modelovaním procesu izotermickej vulkanizácie. Na vyriešenie DE systému balík poskytuje numerické metódy, vrátane: Runge-Kuttovej metódy štvrtého rádu; Adamsova metóda. Riešenie inverznej kinetickej úlohy sa redukuje na odhad konštánt reakčnej rýchlosti, stechiometrických koeficientov a premenných v systéme DE (). Na minimalizáciu funkčného () v softvérovom balíku možno podľa uváženia používateľa použiť nasledujúce metódy: súradnicový zostup, Hook-Jeeves, Rosenbrock, Powell, Nelder-Mead, súradnicové priemerovanie (pomocou prvkov náhodného vyhľadávania). Gradientové metódy (prvý rád): najstrmší zostup, konjugované smery (Fletcher-Reeves), variabilné metriky (Davidon-Fletcher-Powell), paralelné gradienty (Zangwill). Na obrázku je bloková schéma vyvinutého softvéru. Proces identifikácie reakčných rýchlostných konštánt, koeficientov rovníc a stechiometrických koeficientov prebieha v niekoľkých etapách: digitalizácia reogramov; prevod krútiaceho momentu na koncentrácie; stanovenie počiatočných koncentrácií; určenie hodnôt požadovaných parametrov konštánt poskytujúcich minimum funkcionálu (). Reogramy je možné digitalizovať manuálne alebo automaticky pomocou programu GrDigit integrovaného v balíku. Spracovanie experimentálnych údajov je možné vykonať pre jedno meranie aj pre súbor (až 6 reogramov). Prepočet krútiacich momentov v koncentrácii uzlov vulkanizačnej siete sa vykonáva nasledovne: hodnoty krútiacich momentov sa prevedú na konvenčné jednotky: arb / MMMMM (4) prúd min max min potom sa konvenčné jednotky prevedú na (mol. / kg), vynásobením M arb koeficientom mierky. Stanovenie počiatočných koncentrácií C 0 DAV sa vykonáva podľa vzorca: A 0 0 CA S8 AC Akt C (5)

Vestnik VSUET/Proceedings of VSUET, 3, 06 Obr. Bloková schéma softvéru Obr. Schéma štrukturálneho softvéru Schválenie vyvinutého softvéru Ako počiatočné údaje boli použité reometrické krivky získané za nasledujúcich počiatočných podmienok: Hodnota koncentrácie síry v zmesi: = 0,0078 mol/kg Koncentrácia urýchľovača: = 0,009 mol/kg. 3. Koncentrácia aktivátora: θ = 0,00 mol/kg. Obrázok 3 ukazuje experimentálne a vypočítané hodnoty koncentrácie vulkanizačných uzlov, získané ako výsledok riešenia BCC. V tabuľke sú uvedené vypočítané hodnoty konštánt rýchlosti reakcie, v tabuľke sú uvedené odhadované hodnoty stechiometrických koeficientov a parametrov modelu. Tabuľka Hodnota konštánt rýchlosti reakcie k5,89 0-0 Obrázok 3. Zmeny koncentrácií bodov vulkanizačnej mriežky v čase aproximácia a rozsah hľadania konštánt, po ktorých sa zvolí optimalizačná metóda 97-4, 97

Bulletin VSUET/Proceedings of VSUET, 3, 06 Záver Na základe systematickej analýzy teoretických prístupov k popisu vulkanizácie bola vylepšená všeobecná bloková schéma štúdia tohto procesu. Matematický model vulkanizačného procesu je doplnený o počiatočné podmienky, ktoré sú definované ako funkcie počiatočných koncentrácií zložiek vulkanizačnej skupiny. Na vyriešenie problému inverznej kinetiky sú navrhnuté ďalšie kritériá kvality modelu. Bol vyvinutý softvérový produkt na vykonávanie vedeckého výskumu v oblasti štúdia procesov vulkanizácie kaučukových zmesí pomocou viaczložkových štruktúrovacích systémov. Kontrolný bod má blokovo-modulárnu štruktúru, ktorá umožňuje jeho rozšírenie bez straty funkčnosti. Smermi jeho modernizácie je zaradenie do skladby matematického popisu neizotermického vulkanizačného režimu s ďalšou integráciou do slučky APCS ako expertného informačného a riadiaceho systému pre vydávanie odporúčaní pre riadenie procesu vulkanizácie a rozhodovanie. Práca bola finančne podporená štátnou úlohou 04/ (číslo NIR 304) na tému "Syntéza multifunkčných systémov riadenia kvality pre potravinársky a chemický priemysel" LITERATÚRA Tikhomirov S.G., Bityukov V.K., Podkopaeva S.V., Khromykh E. VUT. a iné Matematické modelovanie riadiacich objektov v chemickom priemysle. Voronež: VSUIT, 0. 96 s. Khaustov I.A. Riadenie syntézy polymérov vsádzkovou metódou založenou na frakčnej dodávke reakčných zložiek // Bulletin TSTU. 04. 4 (0) S. 787 79. 3 Khaustov I.A. Riadenie procesu degradácie polyméru v roztoku na základe frakčného plnenia iniciátora Vestnik VGUIT. 04. 4. S. 86 9. 4 V. K. Bityukov, I. A. Khaustov a A. A. Khvostov, Russ. a kol Systémová analýza procesu tepelno-oxidačnej degradácie polymérov v roztoku ako kontrolný objekt Vestnik VGUIT. 04.3 (6). P. 6 66. 5 Karmanová O.V. Fyzikálne a chemické základy a aktivačné zložky vulkanizácie polydiénov: dis. Dr tech. vedy. Voronež, 0,6 Molčanov V.I., Karmanova O.V., Tikhomirov S.G. Modelovanie kinetiky vulkanizácie polydiénov Vestník VGUIT. 03. S. 4 45. 7 Hardis., Jessop J.L.P., Peters F.E., Kessler M.. Charakterizácia kinetiky vytvrdzovania a monitorovanie epoxidovej živice pomocou DSC, amanovej spektroskopie a DEA // Composite. 03. Časť A. V. 49. S. 00 08. 8 Javadi M., Moghiman M., eza Erfanian M., Hosseini N. Numerical Investigation of Curing Process in Eaction Injection Molding of ubber for Quality Improvements // Key Engineering Materials. 0. V. 46 463. S. 06. EFEENCES Tikhomirov S.G., ityukov V.K. Podkopaeva S.V., Khromykh E.A. a kol. Mathematicheskoe modelirovanie ob ektov upravleniya v khimicheskoi promyshlennosti Voronezh, VSUET, 0. 96 s. (v ruštine). Khaustov I.A. Riadiaci vsádzkový proces syntézy polymérov založený na frakčnom toku reakčných zložiek. Vestník TGTU 04, č. 4(0), str. 787 79. (v usi). 3 Khaustov I.A. Procesná kontrola degradácie polymérov v roztoku na základe frakčného naplnenia iniciátora. Vestník VGUIT 04, č. 4, str. 86 9 (v americkom jazyku). 4 ityukov V.K., Khaustov I.A., Khvostov A.A. Systémová analýza termooxidačnej degradácie polymérov v roztoku ako kontrolný objekt. Vestník VGUIT 04, č. 3 (6), str. 6 66. (v uss). 5 Karmanová O.V. Fiziko-khimicheskie osnovy i aktiviruyushchie komponenty vulknizatsii polidienov Voronezh, 0. (v uss). 6 Molčanov V.I., Karmanová O.V., Tikhomirov S.G. Modelovanie kinetiky vulkanizačných polydiénov. Vestník VGUIT 03, č., pp. 4 45. (v uss). 7 Hardis., Jessop J.L.P., Peters F.E., Kessler M.. Charakterizácia kinetiky vytvrdzovania a monitorovanie epoxidovej živice pomocou DSC, amanovej spektroskopie a DEA. Composite, 03, časť A, roč. 49, str. 00 08. 8 Javadi M., Moghiman M., eza Erfanian M., Hosseini N. Numerické skúmanie procesu vytvrdzovania v akcii vstrekovaním kaučuku na zlepšenie kvality. kľúčové inžinierske materiály. 0, zv. 46463, str. 06.98

Vestnik VSUET/Proceedings of VSUET, 3, 06 INFORMÁCIE O AUTOROCH Sergey T. Tikhomirov Profesor, Katedra informačných a riadiacich systémov, Voronež Štátna univerzita inžinierske technológie, Revolution Ave., 9, Voronezh, 394036, Rusko, [chránený e-mailom] Oľga V. Karmanová Vedúci katedry, profesor, Katedra chémie a chemickej technológie organických zlúčenín a spracovania polymérov, Voronežská štátna univerzita inžinierskych technológií, Leninsky Prospect, 4, Voronezh, 394000, Rusko, [chránený e-mailom] Yury V. Pyatakov docent, Katedra informačných a riadiacich systémov, Voronežská štátna univerzita inžinierskych technológií, Revolution Ave., 9, Voronezh, 394036, Rusko, [chránený e-mailom] Alexander A. Maslov postgraduálny študent, Katedra informačných a riadiacich systémov, Voronežská štátna univerzita inžinierskych technológií, 9 Revolution Avenue, Voronezh, 394036, Rusko, [chránený e-mailom] INFORMÁCIE O AUTOROCH Profesor Sergei G. Tikhomirov, Katedra informačných a riadiacich systémov, Voronežská štátna univerzita inžinierskych technológií, evolúcia Av., 9. Voronezh, ussia, [chránený e-mailom] Olga V. Karmanova profesorka, vedúca katedry, katedry chémie a chemickej technológie spracovania organických zlúčenín a polymérov, Voronežská štátna univerzita inžinierskych technológií, Leninsky Av., 4 Voronezh, ussia, [chránený e-mailom] Yurii V. Pyatakov docent, Katedra informačných a riadiacich systémov, Voronežská štátna univerzita inžinierskych technológií, evolúcia Av., 9 Voronezh, ussia, [chránený e-mailom] Aleksandr A. Maslov postgraduálny študent, katedra informačných a riadiacich systémov, Voronežská štátna univerzita inžinierskych technológií, evolúcia Av., 9 Voronezh, ussia, [chránený e-mailom] KRITÉRIUM AUTORSTVA Sergej T. Tikhomirov navrhol metodológiu na vykonanie experimentu a zorganizoval výrobné testy Alexander A. Maslov preskúmal literatúru o skúmanom probléme, vykonal experiment, vykonal výpočty Olga V. Karmanova počas štúdie Jurij V. Pyatakov napísal rukopis, pred odovzdaním redakcii ho opravil a zodpovedá za plagiát KONFLIKT ZÁUJMOV Autori nevyhlasujú žiadny konflikt záujmov. POKRAČOVANIE Sergej G. Tikhomirov navrhol schému experimentu a zorganizoval výrobné pokusy Aleksandr A. Maslov prehľad literatúry o skúmaní problému, vykonal experiment, vykonal výpočty Olga V. Karmanova konzultácia počas štúdie Jurij V. Pyatakov napísal rukopis, pred zaradením do úpravy ho opravte a zodpovedá za plagiát KONFLIKT ZÁUJMOV Autori nevyhlasujú žiadny konflikt záujmov. PRIJATÉ 7.07.06 PRIJATÉ 7.7.06 PRIJATÉ 08.06.06 PRIJATÉ 8.06 99

Odoslanie dobrej práce do databázy znalostí je jednoduché. Použite nižšie uvedený formulár

Študenti, postgraduálni študenti, mladí vedci, ktorí pri štúdiu a práci využívajú vedomostnú základňu, vám budú veľmi vďační.

Uverejnené dňa http://www.allbest.ru/

Vulkanizovaťalecie-- technologický proces interakcie kaučukov s vulkanizačným činidlom, pri ktorom sú molekuly kaučuku zosieťované do jednej priestorovej mriežky. Vulkanizačné činidlá môžu byť: síra, peroxidy, oxidy kovov, zlúčeniny amínového typu atď. Na zvýšenie rýchlosti vulkanizácie sa používajú rôzne urýchľovacie katalyzátory.

Pri vulkanizácii sa zvyšujú pevnostné charakteristiky kaučuku, jeho tvrdosť, elasticita, tepelná a mrazuvzdornosť, znižuje sa stupeň napučiavania a rozpustnosť v organických rozpúšťadlách. Podstatou vulkanizácie je spojenie lineárnych kaučukových makromolekúl do jedného „zosieťovaného“ systému, takzvanej vulkanizačnej siete. Následkom vulkanizácie vznikajú medzi makromolekulami priečne väzby, ktorých počet a štruktúra závisí od spôsobu B. Pri vulkanizácii sa niektoré vlastnosti vulkanizovanej zmesi s časom nemenia monotónne, ale prechádzajú maximom alebo minimom. Stupeň vulkanizácie, pri ktorom sa dosiahne najlepšia kombinácia rôznych fyzikálnych a mechanických vlastností gumy, sa nazýva optimálna vulkanizácia.

Vulkanizácia je zvyčajne zmes kaučuku s rôznymi látkami, ktoré zabezpečujú potrebné úžitkové vlastnosti kaučuku (plnivá, ako sú sadze, krieda, kaolín, ako aj zmäkčovadlá, antioxidanty atď.).

Vo väčšine prípadov sa kaučuky na všeobecné použitie (prírodné, butadiénové, butadiénstyrénové) vulkanizujú zahrievaním elementárnou sírou na 140-160°C (sírový kaučuk). Výsledné medzimolekulové zosieťovanie sa uskutočňuje prostredníctvom jedného alebo viacerých atómov síry. Ak sa do kaučuku pridá 0,5-5% síry, získa sa mäkký vulkanizát (autodušky a pneumatiky, gule, duše atď.); pridanie 30-50% síry vedie k vytvoreniu tvrdého nepružného materiálu - ebonitu. Vulkanizáciu síry je možné urýchliť pridaním malého množstva organických zlúčenín, tzv. urýchľovačov vulkanizácie - captax, thiuram a pod.. Účinok týchto látok sa naplno prejaví až v prítomnosti aktivátorov - oxidov kovov (najčastejšie oxidu zinočnatého).

V priemysle sa vulkanizácia sírou uskutočňuje zahrievaním vulkanizovaného produktu vo formách pod vysoký krvný tlak alebo vo forme netvarovaných produktov (vo "voľnej" forme) v kotloch, autoklávoch, individuálnych vulkanizéroch, zariadeniach na kontinuálnu vulkanizáciu. atď. V týchto zariadeniach sa ohrev vykonáva parou, vzduchom, prehriatou vodou, elektrinou, vysokofrekvenčnými prúdmi. Formy sa zvyčajne umiestňujú medzi vyhrievané hydraulické lisovacie dosky. Vulkanizáciu síry objavili C. Goodyear (USA, 1839) a T. Gancock (Veľká Británia, 1843). Na vulkanizáciu kaučukov na špeciálne účely sa používajú organické peroxidy (napríklad benzoylperoxid), syntetické živice (napríklad fenolformaldehyd), nitro a diazozlúčeniny a iné; podmienky procesu sú rovnaké ako pri vulkanizácii sírou.

Vulkanizácia je možná aj vplyvom ionizujúceho žiarenia - g-žiarenie rádioaktívneho kobaltu, prúd rýchlych elektrónov (radiačná vulkanizácia). Metódy bezsírového a radiačného bielenia umožňujú získať kaučuky s vysokou tepelnou a chemickou odolnosťou.

V priemysle polymérov sa vulkanizácia používa pri extrúznej výrobe gumy.

Vulkanizácia u popravaepneumatiky

Technologický postup opravy pneumatík pozostáva z prípravy poškodených miest na nanášanie opravných materiálov, nanášania opravných materiálov na poškodené miesta a vulkanizácie opravených miest.

Vulkanizácia opravovaných plôch je jednou z najdôležitejších operácií pri oprave pneumatík.

Podstata vulkanizácie spočíva v tom, že pri zahriatí na určitú teplotu dochádza v nevulkanizovanom kaučuku k fyzikálnym a chemickým procesom, v dôsledku ktorých kaučuk získava elasticitu, pevnosť, elasticitu a ďalšie potrebné vlastnosti.

Pri vulkanizácii dvoch kusov kaučuku zlepených gumovým lepidlom sa zmenia na monolitickú štruktúru a pevnosť ich spojenia sa nelíši od adhéznej sily základného materiálu vo vnútri každého kusu. Zároveň, aby sa zabezpečila potrebná pevnosť, musia byť kusy gumy stlačené - stlačené pod tlakom 5 kg / cm2.

Aby mohol prebehnúť proces vulkanizácie, nestačí vyrobiť iba ohrev na požadovanú teplotu, t.j. na 143 + 2 °; proces vulkanizácie neprebieha okamžite, preto je potrebné zahriate pneumatiky po určitú dobu udržiavať na vulkanizačnej teplote.

Vulkanizácia môže nastať aj pri teplotách nižších ako 143°C, ale trvá to dlhšie. Takže napríklad, keď teplota klesne iba o 10 ° oproti uvedenej teplote, čas vulkanizácie by sa mal zdvojnásobiť. Aby sa skrátil čas na predhrievanie pri vulkanizácii, používajú sa elektrické manžety, ktoré umožňujú súčasné zahrievanie z oboch strán pneumatiky, pričom sa skracuje čas vulkanizácie a zlepšuje sa kvalita opravy. Pri jednostrannom ohreve hrubých pneumatík dochádza k prevulkanizácii gumených plôch v kontakte s vulkanizačným zariadením a k podvulkanizácii gumy s. opačná strana. Doba vulkanizácie v závislosti od typu poškodenia a veľkosti pneumatiky sa pohybuje od 30 do 180 minút pre pneumatiky a od 15 do 20 minút pre duše

Na vulkanizáciu vo vozových parkoch sa používa stacionárny vulkanizačný prístroj model 601, vyrábaný spoločnosťou GARO trust.

Pracovná zostava vulkanizačného aparátu obsahuje sektorové korzety, sťahovanie korzetov, výstelky nášľapných a bočných profilov, svorky, prítlačné podložky, vrecia s pieskom, matrace.

Pri tlaku pary v kotle 4 kg / cm 2 je požadovaná povrchová teplota vulkanizačného zariadenia 143 "+ 2 °. Pri tlaku 4,0-4,1 kg / cm 2 sa musí poistný ventil otvoriť.

Vulkanizačné zariadenia musia byť pred uvedením do prevádzky skontrolované dozorom kotla.

Vnútorné poškodenie pneumatík je vulkanizované na sektoroch, vonkajšie poškodenie na doskách pomocou profilových obložení. Poškodením (v prítomnosti elektrických manžiet sú vulkanizované na dosku s profilovou podšívkou, v neprítomnosti elektrických manžiet oddelene: najprv zvnútra na sektore, potom zvonku na dosku s profilovou podšívkou.

Elektromanžeta sa skladá z niekoľkých vrstiev gumy a vonkajšej vrstvy z pogumovaného odierania, v strede ktorej je umiestnená špirála z nichrómového drôtu na ohrev a termostat na udržiavanie konštantnej teploty (150°).

vulkanizačný priemysel oprava pneumatík

Ryža. 4. Stacionárne vulkanizačné zariadenie GARO model 601: 1 - sektor; 2 -- doska dosky; 3 - kotol-parník; 4 - malé svorky pre fotoaparáty; 5 -- držiak pre fotoaparáty; 6 - tlakomer; 7 - svorka na pneumatiky; 8 - ohnisko; 9 - meracie sklo; 10 -- ručné piestové čerpadlo; 11 -- sacia trubica

Pred vulkanizáciou sú vyznačené hranice opravenej oblasti pneumatiky. Aby ste zabránili lepeniu, poprášte ho mastencom, ako aj vrecom s pieskom, elektromanžetou a vulkanizačným zariadením (sektory, profilové obloženia atď.), ktoré sú v kontakte s pneumatikou.

Pri vulkanizácii na sektore sa krimpovanie dosiahne utiahnutím korzetu a pri vulkanizácii na tanieri pomocou vreca s pieskom a svorky.

Profilové obloženia (behúň a pätka) sa vyberajú v súlade s opravenou časťou pneumatiky a jej rozmerom.

Elektromanžeta počas vulkanizácie sa nachádza medzi pneumatikou a vrecom s pieskom.

Čas začiatku a konca vulkanizácie je vyznačený kriedou na špeciálnej tabuli inštalovanej na vulkanizačnom zariadení.

Opravené pneumatiky musia spĺňať nasledujúce požiadavky:

1) pneumatiky by nemali mať neopravené miesta;

2) na vnútornej strane pneumatiky by nemali byť žiadne opuchy a stopy delaminácie záplat, podvulkanizácie, záhybov a zhrubnutí, ktoré zhoršujú činnosť komory;

3) časti gumy aplikované pozdĺž behúňa alebo bočnej steny musia byť úplne vulkanizované na tvrdosť 55-65 Shore;

4) časti behúňa väčšie ako 200 mm obnovené počas opravy musia mať vzor zhodný s celým behúňom pneumatiky; vzor typu „Terénne vozidlo“ sa musí použiť bez ohľadu na veľkosť protektorovanej plochy;

5) tvar pätky pneumatiky nesmie byť deformovaný;

6) zhrubnutia a priehlbiny, ktoré deformujú vonkajšie rozmery a povrch pneumatiky, nie sú povolené;

7) opravené úseky by nemali mať nedorobky; je povolené mať škrupiny alebo póry s plochou do 20 mm 2 a hĺbkou do 2 mm v množstve najviac dva na štvorcový decimeter;

8) kvalita opravy pneumatík by mala zabezpečiť ich zaručený počet najazdených kilometrov po oprave.

Vulkanizácia u popravaekamery

Podobne ako pri opravách pneumatík, aj pri opravách pneumatík sa pripravujú poškodené miesta na záplaty, záplaty a vytvrdzovanie.

Náplň práce na príprave poškodených miest na záplatovanie zahŕňa: identifikácia skrytých a viditeľných poškodení, odstraňovanie starých nevulkanizovaných záplat, zaoblenie hrán s ostrými rohmi, zdrsnenie gumy v okolí poškodenia, čistenie komôr od prachu z hrubého prachu.

Ryža. 5. Sektor na vulkanizáciu pneumatík: 1 - sektor; 2 - pneumatika; 2 - korzet; 4 -- obláčik

Ryža. 6. Vulkanizácia poškodenia palubnej pneumatiky na bočnici: 1 - pneumatika; 2 - bočná doska: 3 - bočné obloženie; 4 -- vrece s pieskom; 5 -- kovová platňa; 6 -- svorka

Viditeľné poškodenie sa zistí vonkajším vyšetrením pri dobrom svetle a načrtne sa nezmazateľnou ceruzkou.

Na odhalenie skrytých poškodení, tj malých vpichov, ktoré sú okom neviditeľné, sa komora v nafúknutom stave ponorí do vodného kúpeľa a miesto vpichu sa určí podľa vznikajúcich vzduchových bublín, ktoré sa tiež načrtne chemickou ceruzkou. . Poškodený povrch komory sa zdrsní karborundovým kameňom alebo drôtenou kefou v šírke 25–35 mm od hraníc poškodenia, čím sa zabráni vniknutiu hrubého prachu do komory. Drsné miesta sa čistia kefou.

Opravné materiály na opravu komôr sú: nevulkanizovaná komorová guma hrúbky 2 mm, guma komôr nevhodná na opravu a pogumovaná obruba. Surová, nevulkanizovaná guma utesňuje všetky vpichy a trhliny do veľkosti 30 mm. Guma na fotoaparáty opravuje poškodenia väčšie ako 30 mm. Táto guma by mala byť elastická, bez trhlín a mechanického poškodenia. Surová guma sa osvieži benzínom, potiahne sa lepidlom s koncentráciou 1: 8 a suší sa 40-45 minút. Komory sa zdrsnia drôtenou kefou alebo karborundovým kameňom na zdrsňovači, potom sa očistia od prachu, osviežia sa benzínom a 25 minút sa sušia, potom sa dvakrát natrú lepidlom s koncentráciou 1: 8 a po každom natretí sa vysušia 30--40 minút pri teplote 20--30°. Chránič sa raz natrie lepidlom s koncentráciou 1: 8 a potom sa vysuší.

Náplasť je vyrezaná tak, aby pokrývala otvor o 20–30 mm zo všetkých strán a bola o 2–3 mm menšia ako hranice zdrsneného povrchu. Ten sa jednou stranou priloží na opravený úsek komory a postupne sa valčekom prevalcuje po celej ploche tak, aby medzi ním a komorou nevznikali vzduchové bubliny. Pri nanášaní záplat sa uistite, že lepené povrchy sú úplne čisté, bez vlhkosti, prachu a mastnoty.

V prípadoch, keď má komora medzeru väčšiu ako 500 mm, je možné ju opraviť vyrezaním poškodeného kusu a vložením rovnakého kusu z inej komory rovnakej veľkosti. Tento spôsob opravy sa nazýva dokovanie fotoaparátu. Šírka škáry musí byť minimálne 50 mm.

Vonkajšie závity poškodené v telesách ventilov sa obnovia pomocou matríc a vnútorné závity pomocou závitníkov.

Ak je potrebné ventil vymeniť, vyreže sa spolu s prírubou a na nové miesto sa navulkanizuje ďalší ventil. Miesto starého ventilu je opravené ako bežné poškodenie.

Vulkanizácia poškodených miest sa vykonáva na vulkanizačnom zariadení model 601 alebo na vulkanizačnom zariadení GARO pre vulkanizačné komory. Čas vytvrdzovania náplastí je 15 minút a prírub 20 minút pri 143+2°.

Pri vulkanizácii sa komora pritlačí svorkou cez drevenú výstelku na povrch dosky. Prekrytie by malo byť o 10-15 mm väčšie ako náplasť.

Ak sa opravená oblasť nezmestí na dosku, potom sa vulkanizuje v dvoch alebo troch po sebe nasledujúcich inštaláciách (sadzbách).

Po vulkanizácii sa nálevy na nezdrsnenom povrchu odrežú nožnicami a okraje záplat a otrepy sa odstránia na kameni zdrsňovača.

Opravené kamery musia spĺňať nasledujúce požiadavky:

1) komora naplnená vzduchom musí byť vzduchotesná tak pozdĺž tela komory, ako aj v mieste pripevnenia ventilu;

2) náplasti musia byť pevne navulkanizované, bez bublín a pórovitosti, ich tvrdosť musí byť rovnaká ako tvrdosť hadicovej gumy;

3) okraje záplat a prírub by nemali mať zosilnenia a delaminácie;

4) závit ventilu musí byť neporušený.

Hostené na Allbest.ru

...

Podobné dokumenty

Koncept nekovových materiálov. Zloženie a klasifikácia kaučukov. Národná ekonomická hodnota kaučuku. Gumy na všeobecné a špeciálne účely. Vulkanizácia, stupne, mechanizmy a technológia. Deformačno-pevnostné a trecie vlastnosti gúm a gúm.

semestrálna práca, pridaná 29.11.2016

Kinetika vulkanizácie gumy. Zvláštnosti vulkanizácie zmesí na báze kombinácie kaučukov SKD-SKN-40 konvenčnými sírovými vulkanizačnými systémami. Mechanizmus degradácie polymérov. Vlastnosti deštrukcie polymérov v rôznych fyzikálnych a fázových stavoch.

správa z praxe, pridaná 4.6.2015

Odrody gumy, vlastnosti jej aplikácie v priemysle a výrobnej technológii. Vplyv zavedenia ďalších prísad a použitia vulkanizácie pri výrobe gumy na konečné vlastnosti produktu. Ochrana práce pri práci.

diplomová práca, pridané 20.08.2009

Získanie dynamických termoplastických elastomérov zmiešaním gumy s termoplastom za súčasnej vulkanizácie elastoméru v procese miešania (dynamická vulkanizačná metóda). Vlastnosti vplyvu koncentrácie kaučuku na vlastnosti mechanických zmesí.

semestrálna práca, pridané 06.08.2011

Technológia výroby plastových výrobkov lisovaním. Hlavné skupiny plastov, ich fyzikálne vlastnosti, nevýhody a spôsoby spracovania. Špeciálne vlastnosti gumy v závislosti od druhu použitej gumy. Podstata a význam vulkanizácie.

laboratórne práce, doplnené 06.05.2009

Analýza konštrukcie stroja. Podstata procesu vulkanizácie a prevádzky zariadenia. Forma je nízkoodpadová a spôsob získavania dielov s jej pomocou. Náplň práce na oprave mechanickej časti. Vypracovanie návrhov na modernizáciu a zlepšenie.

ročníková práca, pridaná 22.12.2014

Koncepcia a hlavné etapy procesu spájania káblov, metódy a princípy jeho realizácie. Postupnosť prác pri metóde spájania káblov za studena pomocou zmesi K115N alebo K-15, voľným ohrevom a následnou vulkanizáciou.

abstrakt, pridaný 12.12.2009

Účel, zariadenie, princíp činnosti šnekového prevodu s horným šnekom. Chemické zloženie a vlastnosti ocele 20X. Meracie nástroje používané pri oprave. Bezpečnosť pri opravách technologických zariadení.

práca, pridané 28.04.2013

Technológia výroby palivových peliet a brikiet, dreveného uhlia, drevnej štiepky, palivového dreva. Bioplyn, bioetanol, bionafta: vlastnosti výroby a smery praktického použitia, potrebné vybavenie a materiály, vyhliadky na použitie v Komi.

ročníková práca, pridaná 28.10.2013

Hlavné technológie spracovania automobilových pneumatík a výrobkov z gumy. Možné spôsoby použitia gumovej drviny. Oblasti použitia šnúry. Zoznam zariadení na spracovanie pneumatík pyrolýzou a mechanickými metódami.

Hlavné metódy vulkanizácie kaučukov. Na realizáciu hlavného chemického procesu gumárenskej technológie - vulkanizácie - sa používajú vulkanizačné činidlá. Chémia vulkanizačného procesu spočíva vo vytvorení priestorovej siete, vrátane lineárnych alebo rozvetvených kaučukových makromolekúl a priečnych väzieb. Technologicky vulkanizácia spočíva v spracovaní kaučukovej zmesi pri teplotách od normálnej do 220 °C pod tlakom a menej často bez nej.

Vo väčšine prípadov sa priemyselná vulkanizácia uskutočňuje vulkanizačnými systémami, ktoré zahŕňajú vulkanizačné činidlo, urýchľovače a aktivátory vulkanizácie a prispievajú k efektívnejšiemu toku procesov tvorby priestorovej siete.

Chemická interakcia medzi kaučukom a vulkanizačným činidlom je určená chemickou aktivitou kaučuku, t.j. stupeň nenasýtenosti jeho reťazcov, prítomnosť funkčných skupín.

Chemická aktivita nenasýtených kaučukov je spôsobená prítomnosťou dvojitých väzieb v hlavnom reťazci a zvýšenou pohyblivosťou atómov vodíka v a-metylénových skupinách susediacich s dvojitou väzbou. Preto môžu byť nenasýtené kaučuky vulkanizované všetkými zlúčeninami, ktoré interagujú s dvojitou väzbou a jej susednými skupinami.

Hlavným vulkanizačným činidlom pre nenasýtené kaučuky je síra, ktorá sa zvyčajne používa ako vulkanizačný systém v spojení s urýchľovačmi a ich aktivátormi. Okrem síry sa môžu použiť organické a anorganické peroxidy, alkylfenolformaldehydové živice (AFFS), diazozlúčeniny a polyhaloidové zlúčeniny.

Chemická aktivita nasýtených kaučukov je výrazne nižšia ako aktivita nenasýtených, preto je potrebné na vulkanizáciu použiť vysoko reaktívne látky, ako sú rôzne peroxidy.

Vulkanizáciu nenasýtených a nasýtených kaučukov je možné vykonávať nielen za prítomnosti chemických vulkanizačných činidiel, ale aj pod vplyvom fyzikálnych vplyvov, ktoré iniciujú chemické premeny. Ide o vysokoenergetické žiarenie (radiačná vulkanizácia), ultrafialové žiarenie (fotovulkanizácia), dlhodobá expozícia vysoké teploty(termovulkanizácia), pôsobenie rázových vĺn a niektoré ďalšie zdroje.

Kaučuky s funkčnými skupinami môžu byť vulkanizované na týchto skupinách pomocou zosieťovacích činidiel, ktoré interagujú s funkčnými skupinami.

Hlavné zákonitosti procesu vulkanizácie. Bez ohľadu na typ gumy a použitý vulkanizačný systém sa počas procesu vulkanizácie vyskytujú niektoré charakteristické zmeny vlastností materiálu:

· Dramaticky klesá plasticita kaučukovej zmesi, dochádza k pevnosti a pružnosti vulkanizátov. Pevnosť surovej gumovej zmesi na báze NC teda nepresahuje 1,5 MPa a pevnosť vulkanizovaného materiálu nie je menšia ako 25 MPa.

· Chemická aktivita kaučuku je výrazne znížená: u nenasýtených kaučukov klesá počet dvojitých väzieb, u nasýtených kaučukov a kaučukov s funkčnými skupinami počet aktívnych centier. Tým sa zvyšuje odolnosť vulkanizátu voči oxidačným a iným agresívnym vplyvom.

· Zvyšuje sa odolnosť vulkanizovaného materiálu voči pôsobeniu nízkych a vysokých teplôt. NC teda tvrdne pri 0ºС a stáva sa lepkavým pri +100ºС, zatiaľ čo vulkanizát si zachováva pevnosť a elasticitu v teplotnom rozsahu od -20 do +100ºС.

Tento charakter zmeny vlastností materiálu pri vulkanizácii jednoznačne naznačuje výskyt štruktúrovacích procesov, končiacich vytvorením trojrozmernej priestorovej mriežky. Aby si vulkanizát zachoval elasticitu, musia byť priečne väzby dostatočne zriedkavé. Napríklad v prípade NC je termodynamická flexibilita reťazca zachovaná, ak sa jedna krížová väzba vyskytuje na 600 atómov uhlíka hlavného reťazca.

Proces vulkanizácie je tiež charakterizovaný niektorými všeobecnými vzormi zmien vlastností v závislosti od času vulkanizácie pri konštantnej teplote.

Pretože sa viskozitné vlastnosti zmesí menia najvýznamnejšie, na štúdium kinetiky vulkanizácie sa používajú šmykové rotačné viskozimetre, najmä reometre Monsanto. Tieto zariadenia umožňujú študovať proces vulkanizácie pri teplotách od 100 do 200ºС po dobu 12 - 360 minút s rôznymi šmykovými silami. Zapisovač prístroja vypisuje závislosť krútiaceho momentu od času vulkanizácie pri konštantnej teplote, t.j. kinetickú krivku vulkanizácie, ktorá má tvar S a niekoľko úsekov zodpovedajúcich štádiám procesu (obr. 3).

Prvá fáza vulkanizácie sa nazýva indukčná perióda, štádium vulkanizácie alebo predvulkanizačné štádium. V tomto štádiu musí kaučuková zmes zostať tekutá a dobre vyplniť celú formu, preto sa jej vlastnosti vyznačujú minimálnym šmykovým momentom M min (minimálna viskozita) a časom ts, počas ktorého sa šmykový moment zvýši o 2 jednotky oproti minimu. .

Trvanie indukčnej periódy závisí od aktivity vulkanizačného systému. Voľba vulkanizačného systému s jednou alebo druhou hodnotou t s je určená hmotnosťou produktu. Pri vulkanizácii sa materiál najskôr zahreje na vulkanizačnú teplotu a vzhľadom na nízku tepelnú vodivosť gumy je doba ohrevu úmerná hmotnosti produktu. Z tohto dôvodu by sa mali zvoliť vulkanizačné systémy, ktoré poskytujú dostatočne dlhú indukčnú periódu pre vulkanizáciu produktov s veľkou hmotnosťou a naopak pre produkty s nízkou hmotnosťou.

Druhá etapa sa nazýva hlavné vulkanizačné obdobie. Na konci indukčnej periódy sa aktívne častice hromadia v hmote kaučukovej zmesi, čo spôsobuje rýchle štruktúrovanie a tým aj zvýšenie krútiaceho momentu až do určitej maximálnej hodnoty M max. Dokončenie druhej etapy však nie je časom na dosiahnutie Mmax, ale časom t90 zodpovedajúcim M90. Tento moment je určený vzorcom

M 90 \u003d 0,9 DM + M min,

kde DM je rozdiel krútiaceho momentu (DM=M max - M min).

Čas t 90 je optimálna vulkanizácia, ktorej hodnota závisí od aktivity vulkanizačného systému. Sklon krivky v hlavnom období charakterizuje rýchlosť vulkanizácie.

Tretí stupeň procesu sa nazýva stupeň overvulkanizácie, ktorý vo väčšine prípadov zodpovedá horizontálnemu rezu s konštantnými vlastnosťami na kinetickej krivke. Táto zóna sa nazýva vulkanizačná plošina. Čím je náhorná plošina širšia, tým je zmes odolnejšia voči prevulkanizácii.

Šírka plató a ďalší priebeh krivky závisí najmä od chemickej povahy kaučuku. V prípade nenasýtených lineárnych kaučukov, ako sú NK a SKI-3, plató nie je široké a potom dochádza k znehodnoteniu, t.j. sklon krivky (obr. 3, krivka ale). Proces zhoršovania vlastností v štádiu prevulkanizácie je tzv reverzia. Dôvodom reverzie je zničenie nielen hlavných reťazcov, ale aj vytvorených priečnych väzieb pôsobením vysokej teploty.

V prípade nasýtených kaučukov a nenasýtených kaučukov s rozvetvenou štruktúrou (významné množstvo dvojitých väzieb v bočných 1,2-jednotkách) sa vlastnosti v zóne prevulkanizácie menia nevýznamne, v niektorých prípadoch sa dokonca zlepšujú (obr. krivky b A v), pretože tepelná oxidácia dvojitých väzieb bočných väzieb je sprevádzaná dodatočným štruktúrovaním.

Správanie sa kaučukových zmesí v štádiu prevulkanizácie je dôležité pri výrobe masívnych produktov, najmä automobilových pneumatík, pretože v dôsledku reverzie môže dôjsť k prevulkanizácii vonkajších vrstiev a zároveň k podvulkanizácii vnútorných. V tomto prípade sú potrebné vulkanizačné systémy, ktoré by poskytli dlhú indukčnú periódu pre rovnomerné zahrievanie pneumatiky, vysoká rýchlosť v hlavnom období a široká plošina vulkanizácie v štádiu revulkanizácie.

Prírodný kaučuk nie je vždy vhodný na výrobu dielov. Je to preto, že jeho prirodzená elasticita je veľmi nízka a veľmi závisí od vonkajšej teploty. Pri teplotách blízkych 0 kaučuk stvrdne alebo pri ďalšom klesaní krehne. Pri teplote asi + 30 stupňov začne kaučuk mäknúť a ďalším zahrievaním prechádza do stavu taveniny. Pri opätovnom ochladení neobnovuje svoje pôvodné vlastnosti.

Na zabezpečenie potrebných prevádzkových a technických vlastností gumy sa do gumy pridávajú rôzne látky a materiály - sadze, krieda, zmäkčovadlá a pod.

V praxi sa používa viacero spôsobov vulkanizácie, spája ich však jedno – spracovanie surovín vulkanizačnou sírou. Niektoré učebnice a normatívne dokumenty hovorí sa, že zlúčeniny síry možno použiť ako vulkanizačné činidlá, ale v skutočnosti ich možno za také považovať len preto, že obsahujú síru. V opačnom prípade môžu ovplyvniť vulkanizáciu presne ako iné látky, ktoré neobsahujú zlúčeniny síry.

Pred časom sa uskutočnil výskum týkajúci sa spracovania kaučuku organickými zlúčeninami a určitými látkami, napr.

fosfor;
selén;
trinitrobenzén a rad ďalších.

Štúdie však ukázali, že tieto látky nemajú žiadnu praktickú hodnotu z hľadiska vulkanizácie.

Proces vulkanizácie

Proces vulkanizácie gumy možno rozdeliť na studený a horúci. Prvý z nich možno rozdeliť na dva typy. Prvý zahŕňa použitie semichloridovej síry. Mechanizmus vulkanizácie pomocou tejto látky vyzerá takto. Obrobok vyrobený z prírodného kaučuku je umiestnený v parách tejto látky (S2Cl2) alebo v jej roztoku vyrobenom na báze nejakého rozpúšťadla. Rozpúšťadlo musí spĺňať dve požiadavky:

Nesmie reagovať s chloridom sírovým.
Mal by rozpustiť gumu.

Ako rozpúšťadlo sa spravidla môže použiť sírouhlík, benzín a mnoho ďalších. Prítomnosť hemichloridu sírového v kvapaline zabraňuje rozpúšťaniu kaučuku. Podstatou tohto procesu je nasýtenie gumy touto chemikáliou.

Trvanie procesu vulkanizácie za účasti S2Cl2 v dôsledku toho určuje technické vlastnosti hotového výrobku vrátane elasticity a pevnosti.

Čas vulkanizácie v 2% roztoku môže byť niekoľko sekúnd alebo minút. Ak sa proces oneskorí, môže dôjsť k takzvanej prevulkanizácii, to znamená, že obrobky stratia svoju plasticitu a veľmi skrehnú. Skúsenosti ukazujú, že pri hrúbke produktu rádovo jeden milimeter môže vulkanizačná operácia prebiehať niekoľko sekúnd.

Táto vulkanizačná technológia je optimálnym riešením pre spracovanie dielov s tenkou stenou - rúrky, rukavice atď. V tomto prípade je však potrebné prísne dodržiavať režimy spracovania, inak môže byť horná vrstva dielov vulkanizovaná viac ako vnútorné vrstvy.

Na konci vulkanizačnej operácie sa výsledné časti musia umyť buď vodou alebo alkalickým roztokom.

Existuje druhý spôsob vulkanizácie za studena. Gumové polotovary s tenkou stenou sú umiestnené v atmosfére nasýtenej SO2. Po určitom čase sa polotovary presunú do komory, kde sa čerpá H2S (sírovodík). Expozičný čas polotovarov v takýchto komorách je 15 - 25 minút. Tento čas stačí na dokončenie vulkanizácie. Táto technológia sa úspešne používa na spracovanie lepených spojov, čo im dáva vysokú pevnosť.

Špeciálne kaučuky sa spracovávajú pomocou syntetických živíc, ich vulkanizácia sa nelíši od vyššie opísanej.

Horúca vulkanizácia

Technológia takejto vulkanizácie je nasledovná. Do lisovanej surovej gumy sa pridáva určité množstvo síry a špeciálnych prísad. Objem síry by sa mal spravidla pohybovať v rozmedzí 5 - 10%, konečný údaj sa určuje na základe účelu a tvrdosti budúceho dielu. Okrem síry sa pridáva takzvaný rohovinový kaučuk (ebonit) s obsahom 20 - 50% síry. V ďalšej fáze sa zo získaného materiálu vytvarujú polotovary a zahrejú sa, t.j. vytvrdzovanie.

Zahrievanie sa vykonáva rôznymi spôsobmi. Polotovary sú umiestnené v kovových formách alebo valcované do tkaniny. Výsledné štruktúry sa vložia do pece vyhriatej na 130 - 140 stupňov Celzia. Aby sa zvýšila účinnosť vulkanizácie, rúra môže byť natlakovaná.

Vytvorené predlisky možno umiestniť do autoklávu obsahujúceho prehriatu vodnú paru. Alebo sa vložia do vyhrievaného lisu. V skutočnosti je táto metóda v praxi najbežnejšia.

Vlastnosti vulkanizovanej gumy závisia od mnohých podmienok. Práve preto je vulkanizácia jednou z najzložitejších operácií používaných pri výrobe kaučuku. Okrem toho hrá dôležitú úlohu aj kvalita surovín a spôsob jej predúpravy. Nesmieme zabudnúť na množstvo pridanej síry, teplotu, dobu trvania a spôsob vulkanizácie. V konečnom dôsledku aj prítomnosť nečistôt ovplyvňuje vlastnosti hotového výrobku. odlišný pôvod. Prítomnosť mnohých nečistôt umožňuje správnu vulkanizáciu.

IN posledné roky v gumárenskom priemysle sa začali používať urýchľovače. Tieto látky pridávané do kaučukovej zmesi urýchľujú prebiehajúce procesy, znižujú spotrebu energie, inými slovami, tieto prísady optimalizujú spracovanie obrobku.

Pri realizácii horúcej vulkanizácie na vzduchu je nevyhnutná prítomnosť oxidu olovnatého, okrem toho môže byť potrebná prítomnosť solí olova v kombinácii s organickými kyselinami alebo so zlúčeninami, ktoré obsahujú kyslé hydroxidy.

Ako urýchľovače sa používajú tieto látky:

tiuramid sulfid;
xantáty;
merkaptobenztiazol.

Vulkanizácia parou sa môže výrazne znížiť chemických látok ako alkálie: Ca (OH) 2, MgO, NaOH, KOH alebo soli Na2C03, Na2CS3. Okrem toho draselné soli pomôžu urýchliť procesy.

Existujú tiež organické urýchľovače, sú to amíny a celá skupina zlúčenín, ktoré nie sú zahrnuté v žiadnej skupine. Ide napríklad o deriváty látok, ako sú amíny, amoniak a množstvo ďalších.

Pri výrobe sa najčastejšie používa difenylguanidín, hexametyléntetramín a mnohé ďalšie. Prípady, keď sa oxid zinočnatý používa na zvýšenie aktivity urýchľovačov, nie sú nezvyčajné.

Okrem aditív a urýchľovačov zohrávajú dôležitú úlohu aj Životné prostredie. Napríklad prítomnosť atmosférického vzduchu vytvára nepriaznivé podmienky pre vulkanizáciu pri štandardnom tlaku. Okrem vzduchu negatívne pôsobí anhydrid kyseliny uhličitej a dusík. Medzitým má amoniak alebo sírovodík pozitívny vplyv na proces vulkanizácie.

Postup vulkanizácie dáva gume nové vlastnosti a upravuje existujúce. Predovšetkým sa zlepšuje jeho elasticita atď. Proces vulkanizácie je možné kontrolovať neustálym meraním meniacich sa vlastností. Spravidla sa na tento účel používa definícia sily pri pretrhnutí a napätia pri pretrhnutí. Ale tieto metódy kontroly nie sú presné a nepoužívajú sa.

Guma ako produkt vulkanizácie gumy

Technická guma je kompozitný materiál obsahujúci až 20 zložiek, ktoré tomuto materiálu poskytujú rôzne vlastnosti. Kaučuk sa získava vulkanizáciou kaučuku. Ako je uvedené vyššie, v procese vulkanizácie dochádza k tvorbe makromolekúl, ktoré poskytujú prevádzkové vlastnosti kaučuku, čím sa zabezpečuje vysoká pevnosť kaučuku.

Hlavným rozdielom medzi gumou a mnohými inými materiálmi je to, že má schopnosť elastickej deformácie, ktorá sa môže vyskytnúť pri rôznych teplotách, od izbovej teploty po oveľa nižšiu. Guma výrazne prevyšuje gumu v mnohých vlastnostiach, napríklad sa vyznačuje elasticitou a pevnosťou, odolnosťou voči extrémnym teplotám, vystavením agresívnemu prostrediu a oveľa viac.

Cement na vulkanizáciu

Cement na vulkanizáciu sa používa na samovulkanizáciu, môže začať od 18 stupňov a pre vulkanizáciu za tepla až do 150 stupňov. Tento cement neobsahuje uhľovodíky. Existuje tiež cement typu OTP používaný na nanášanie na drsné povrchy vo vnútri pneumatík, ako aj záplaty OTR Type Top RAD a PN s predĺženým časom schnutia. Použitie takéhoto cementu umožňuje dosiahnuť dlhú životnosť protektorovaných pneumatík používaných na špeciálnych stavebných zariadeniach s vysokým počtom najazdených kilometrov.

Technológia horúcej vulkanizácie pneumatík urobte sami

Na vykonanie horúcej vulkanizácie pneumatiky alebo duše budete potrebovať lis. Zváracia reakcia gumy a dielu prebieha po určitú dobu. Tento čas závisí od veľkosti opravovanej plochy. Skúsenosti ukázali, že oprava 1 mm hlbokého poškodenia pri danej teplote trvá 4 minúty. To znamená, že na opravu defektu s hĺbkou 3 mm budete musieť stráviť 12 minút čistého času. Čas prípravy sa neberie do úvahy. A medzitým môže uvedenie vulkanizačného zariadenia do prevádzky v závislosti od modelu trvať približne 1 hodinu.

Teplota potrebná na vytvrdzovanie za tepla je medzi 140 a 150 stupňami Celzia. Na dosiahnutie tejto teploty nie je potrebné používať priemyselné zariadenia. Na vlastnú opravu pneumatík je celkom prijateľné používať domáce elektrické spotrebiče, napríklad žehličku.

Oprava defektov pneumatiky alebo duše automobilu pomocou vulkanizačného zariadenia je pomerne pracná operácia. Má veľa jemností a detailov, a preto zvážime hlavné fázy opravy.

Aby sa zabezpečil prístup k poškodenej oblasti, pneumatika sa musí z kolesa odstrániť.
Očistite gumu v blízkosti poškodenej oblasti. Jeho povrch by mal byť drsný.
Ošetrenú oblasť vyfúkajte stlačeným vzduchom. Šnúra, ktorá sa objavila vonku, musí byť odstránená, môže byť odhryznutá pomocou nožníc. Guma musí byť ošetrená špeciálnou odmasťovacou zmesou. Spracovanie sa musí vykonávať na oboch stranách, zvonka aj zvnútra.
Z vnútornej strany by sa na miesto poškodenia mala položiť vopred pripravená náplasť. Pokladanie začína od pätky pneumatiky smerom k stredu.
Z vonkajšej strany na miesto poškodenia je potrebné vložiť kúsky surovej gumy, nakrájané na kúsky 10 - 15 mm, ktoré sa musia najskôr zahriať na sporáku.
Položená guma musí byť stlačená a vyrovnaná po povrchu pneumatiky. V tomto prípade je potrebné zabezpečiť, aby vrstva surovej gumy bola o 3-5 mm vyššia ako pracovná plocha komory.
Po niekoľkých minútach pomocou uhlovej brúsky (uhlovej brúsky) je potrebné odstrániť vrstvu nanesenej surovej gumy. V prípade, že je holý povrch uvoľnený, to znamená, že je v ňom prítomný vzduch, všetka nanesená guma sa musí odstrániť a operácia nanášania gumy sa zopakuje. Ak v opravnej vrstve nie je vzduch, to znamená, že povrch je rovný a neobsahuje póry, opravovaný diel možno poslať podhriaty na vyššie uvedenú teplotu.
Pre presné umiestnenie pneumatiky na lise má zmysel označiť stred defektnej oblasti kriedou. Aby sa vyhrievané platne nelepili na gumu, musí sa medzi ne položiť hrubý papier.

Urob si svoj vulkanizér

Každé zariadenie na vytvrdzovanie za tepla musí obsahovať dva komponenty:

vykurovací prvok;
Stlačte tlačidlo.

Na vlastnú výrobu vulkanizéra možno budete potrebovať:

železo;
elektrický sporák;
piest z motora.

Urob si svojpomocne vulkanizér musí byť vybavený regulátorom, ktorý ho dokáže vypnúť pri dosiahnutí prevádzkovej teploty (140-150 stupňov Celzia). Pre efektívne upnutie môžete použiť obyčajnú svorku.