LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів


Головна Легка промисловість → Розробка технології одержання композиційних матеріалів з полімерних сумішей та відходів шерсті

доцільно використовувати ЕКЧД 90/185 при наступних параметрах: для градієнта швидкості від 0 до 10 с-1 значення к1 складає 1,2, від 10 с-1 до 102 с-1 відповідно к1 = 0,78, а від 102 с-1 до 103 с-1 к1 =0,48.

Запропоновано моделі контакту плівки із сумішей полімерів та волокна натуральної шерсті , створеного з урахуванням навантаження, яке витримує нетканий композиційний матеріал в процесі термоскріплення.

Розглянуто теоретичні аспекти формування нетканих композиційних нетканих матеріалів на основі відходів шерсті великої рогатої худоби та волокон із сумішей полімерів на основі поліолефінів. Для реалізації процесу термоскріплення застосовано термообробку пакету в термокамері та під тиском в

міжвалковому зазорі каландру. Розраховано відношення товщини пакету до моменту проходження його в жалі валів h0 та після цього h1, що дало можливість оцінити деформаційні показники матеріалу з різним складом. При сталому значенні міжвалкового зазору та складу композиції та при зміні температури від 330 до 410 К одержане неткане полотно композиційного матеріалу змінює свою товщину відповідно до залежності (5):


h1 = h0 еa T , (5)

де α – коефіцієнт, що враховує деформаційно-міцнісні властивості полімеру; Т – температура каландрування матеріалу, К.

Товщина відформованого нетканого матеріалу при постійній температурі, швидкості валків та величині між валкового зазору зменшується в залежності від складу композиції в наступній послідовності від більшої до меншої – ПП 21060 + співполімер етилену з акриловим ефіром → ПП 21060+ СЕВА 11706-2250 → ПП 21060+ СЕВА 11505-375 → ПП21060+ СЕВА 11304-75. Це пояснюється підвищенням показника текучості композиції в результаті введення добавки та

зниження високоеластичної складової полімерного волокна.

Встановлено умови каландрування нетканого композиційного матеріалу на основі відходів шерсті та волокон із сумішей полімерів на тривалковому каландрі (табл. 2).


Таблиця 2

Режими каландрування нетканого настилу при зазорі між

валками h0 = 0,003 м

Режими каландрування

Склад волокна із сумішей полімерів в нетканому матеріалі


СЕВА 11304-75, 70 %

СЕВА

11505-375,

60%

СЕВА

11706-2250,

60%

співполімер етилену з акриловим ефіром, 50%

Тиск в міжвалковому зазорі, МПа

15

15

14

13

Температура валів, К

403

373

373

360

Швидкість випуску полотна, м/хв.

40

40

40

40


Розпірне зусилля при проходженні нетканого композиційного матеріалу в міжвалковому зазорі пов`язане з тиском на матеріал і розраховується згідно з формулою (6):

Р = В1ρ· v1 · (1 + f ) · R · L / 2 · h0 , ( 6 )


де ρ – щільність матеріалу в зазорі між валками, кг/м3 ; В1 – коефіцієнт, який залежить від співвідношення товщини нетканого настилу, який скріплюється, та товщини міжвалкового зазору; v1 – швидкість обертання першого валка, м/хв; f – фрикція обертання валів; R – радіус валів, м; L – довжина твірної, м; h0 – величина міжвалкового зазору, м.

В роботі представлені також розрахунок дуги захвату та часу перебування нетканого пакету в міжвалковому зазорі каландра, які складають відповідно L = 0,3 0,4м та t = 1,52,2 с .

Вищезгадані фактори впливають на поверхневу щільність одержаного нетканого композиційного матеріалу та на його фізико-механічні показники. Зміна розпірного зусилля в процесі формування нетканого композиційного матеріалу дозволяє регулювати його щільність за рахунок регулювання міжвалкового зазору каландра.

У п`ятому розділі дисертації представлені технологічні стадії одержання нетканого та полімерних композиційних матеріалів з використанням відходів шерсті. Наведено математичні моделі поверхневої щільності та міцності при розриві у поздовжньому напрямку нетканого композиційного матеріалу в залежності від температури термоскріплення та тиску в жалі валів.

З метою визначення впливу технологічних режимів термоскріплення на якість нетканого композиційного матеріалу проведено факторний експеримент. В роботі застосовано метод Бокса (план В2), який дозволяє зменшити обсяг експериментів. Математична обробка результатів експерименту здійснювалась з застосуванням програми "Star". На основі отриманих двофакторних математичних моделей (7), (8), які являються адекватними досліджувальному процесу (Фекспер< Фтабл), побудовані їх графічні відображення (рис. 3,рис. 4).


Y1 = 674,75 + 8,944x1 + 14,111x2 +5,25 x12 + 5,75 x1 x2 – 14,25x22 (7)


Y2 = 372,5 + 12,833x1 + 20,499x2 - 21,333x12 + 10,333x1 x2 – 35x22 (8)


Рис. 3. Залежність поверхневої щільності нетканого матеріалу (Y) від температури (X1) та тиску (X2) його формування





Рис. 4. Залежність міцності при розриві у повздовжньому напрямку (Y) від температури (Х1) та тиску (X2) його формування


Для оцінки впливу температури нагріву валків Тв (х1) та тиску в жалі валків Рв (х2) на показники поверхневої щільності ρ та міцності на розрив у поздовжньому напрямку Рр отримані однофакторні залежності та їх графічне відтворення ρ =f(х2), ρ =f(х1) та Рр =f(х2), Рр =f(х1).Встановлено, що дещо більший вплив на показники ρ та Рр оказує фактор температури. При цьому виникає реальна можливість керування показниками якості ρ та Рр за рахунок варіювання значеннями Тв та Рв, а необхідний рівень якості нетканого матеріалу можна буде досягнути при температурі та тиску в жалі валів відповідно Тв = 473 – 483К та Рв =15 – 16МПа.

Встановлено, що нетканий матеріал, що виготовлений на основі відходів шерсті великої рогатої худоби і волокна із суміші полімерів, яке отримане з суміші ПП марки 21060 і СЕВА з різним вмістом ВА та співполімеру етилену і акрилового ефіру, по своїм фізико-хімічним показникам відповідає вимогам ГОСТ 26604-85 "Полотна неткані із волокон усіх видів " і може використовуватись як підоснова для теплоізоляційного лінолеуму.

Розроблені і удосконалені технологічні схеми та визначені пераметри переробки полівінілхлоридних (ПВХ) та гумових сумішей на основі каучуку СКС-30 АРКМ із застосуванням відходів шерсті та досліджено властивості цих композицій (табл. 3, табл. 4).

Як видно із наведених в табл.3 даних при виготовленні гумових сумішей необхідні фізико-механічні показники забезпечуються при включенні в склад гумових композицій до 3 % відходів шерсті. Що стосується застосування відходів шерсті в ПВХ композиціях (табл.4), то за рахунок введення в композицію до 15 % волокон шерсті практично зберігаються розривні характеристики та підвищується теплозахисні властивості, що дуже важливо при виготовленні теплоізоляційних матеріалів для потреб будівництва, опоряджування автомобілів тощо.




Таблиця 3

Фізико-механічні властивості гумових сумішей



Показник

Вміст відходів шерсті, %