Введение. …………………………………………………….…………….…4
1. Технология полиэтилена низкой плотности. …..…...…………….…....6
1.1. Химические и физические характеристики. …..………………….…...6
1.2. Технологическая схема реакторного блока. …………………….…......7
2. Технология приготовлений композиций на основе полиэтилена. ..…10
2.1. Технологическая схема приготовления композиций, варианты
конструкций узла смешения. ……………………………….……........10
2.2. Лабораторные исследования свойств композиций на основе
полиэтилена. ………………………………........................................…15
2.3. Физико-химические основы технологии приготовления композиций
на основе полиэтилена. ………………….…….……………………..…19
2.3.1. Виды добавок для получения композиций. ……………………..27
3. Технологические режимы работы узла смешения, выбор оптимального
режима работы и рецептуры композиций. …………………………....30
3.1. Исследование температурных режимов. ………….………...…….….30
3.2. Обсуждение. …………………………………………….…..……….…37
Заключение. ………...…………………………………………....................38
Список использованной литературы. ……….……………………………39
Объекты разработки – температуры смешивания полимерной массы с
добавками с целью улучшения гомогенности массы, для получения
концентрата кабельных композиций.
Цель работы – исследование режимов получения композиций на основе
полиэтилена.
Полученные результаты - проведенный процесс моделирования, с целью
подбора оптимальной температуры смешения установил оптимальный
диапазон смешения.
Проведенный подбор оптимальной температуры смешения на
смесителе пластмасс, также показал наилучшие распределение добавок и
технического углерода.ВВЕДЕНИЕ
Из всех существующих сейчас полимеров полиэтилен - наиболее
используемый материал. Если говорить об определенных цифрах, то в общем
количестве выпускаемых в мире полимеров на долю полиэтилена приходится
31,5%. Востребованность полиэтилена объясняется его универсальностью и
простотой методы производства вещей. За десятилетия применения
полиэтилена в промышленных целях выработаны методы выпуска сотен
марок добавок и пигментов для придания продукции из него всевозможных
потребительских качеств. Для того, чтобы получить товары бытового
назначения, игрушки, канцтовары, используют литье под давлением. [1]. В
быту применяемые полимеры, пленочный материал и пленочные материалы
пластмассы после их использования должны достаточно быстро
деградировать под воздействием окружающей среды: [2,3] химических
(кислород воздуха, вода), физических (солнечный свет, тепло) и
биологических (бактерии, грибы, дрожжи, насекомые) факторов. Эти
факторы действуют синергически и, в конечном счете приводят к
фрагментации полимераза счет деструкции макромолекул и превращения их
в низкомолекулярные соединения, способные участвовать в естественном
круговороте веществ в природе. В строгом понимании термин
«биодеградация полимера» означает ухудшение физических и химических
свойств, снижение молекулярной массы полимера вплоть до образования
СО2, Н2О, СН4 и других низкомолекулярных продуктов под влиянием
микроорганизмов в аэробных и анаэробных условиях [4,5]. Для улучшения
стойкости полиэтилена добавляют определённые виды добавок.
С 2009 по 2013гг продажи полиэтилена в странах СНГ выросли почти
на 48%: с 1,8 до 2,6 млн т. Ежегодно показатель демонстрировал рост на 5-
17%. Максимальный прирост продаж относительно предыдущих лет
наблюдался в 2010г, минимальный – в 2012г. В рассматриваемые годы
наибольший объем продаж полиэтилена среди стран региона приходился на
Россию, доля которой в совокупных продажах колебалась от 72% в 2009г до73% в 2010г. Второе место занимала Украина: на ее долю в 2009-2013 гг
приходилось 15-12% общего объема рынка. Другими крупными
потребителями данной продукции были Беларусь и Казахстан. В 2013г в
Казахстане было продано 5,3% всего полиэтилена в странах СНГ, а в
Беларуси – 4,8%. [6]
Кабельный рынок в России композиций представлен, главным образом,
РЕХ-А, РЕХ-В и несшиваемым ПЭ. За 2012г. объемы потребления РЕХ-В
выросли на 73%, РЕХ-А–на 56%, несшиваемого ПЭ – на 20%. Основными
производителями оставались «Казаньоргсинтез» (41%), «Томскнефтехим»
(33%) и «Уфаоргсинтез» (26%). Снижение объемов выпуска ПЭ на «ТНХ» с 7
тыс.т в 2010 до 5,7 тыс.т в 2012г. было вызвано низкой технологичностью
выпускаемой кабельной композиции. Так, при переработке кабельной марки
153-10К производительность экструзионной линии снижалась на 10-15%
относительно производительности на импортном сырье [7]. С маркой 153-
10К подобное снижение достигало 20-30%. При экструдировании появлялись
шероховатости на поверхности изделия – так называемый эффект «акульей
шкуры». Благодаря замене системы стабилизации и использованию
процессинговой добавки эти проблемы предприятию удалось решить. Но и
есть другие проблемы, как неравномерное распределение добавок и пробои в
кабельной оболочке при испытании на электрическую прочность. Эти
вопросы требуют детального лабораторного исследования и модификации
рецептур для пленочных и кабельных композиций.
Исследованы оптимальные температуры смешивания на смесители с
температурами 150–190 (10)оС. Показано, что концентрат, полученный при
температурах 150-170оС, имеет удовлетворительную степень распределения.
Концентрат, полученный при температурах 180-190оС, имеет хорошую
степень распределения. Переработка полимерной массы в экструдере была
облегчена, это наблюдалось по току электродвигателя и скорости
переработки. Облегченность переработки позволяет снизить эффект
механической деструкции полиэтилена. Визуальный осмотр гранул показал,
что при температурах смешения 180-190оС, наблюдается равномерное
распределение технического углерода и добавок. Видно, что при увеличении
температуры смешивания на смесителе не изменились физико-механические
свойства концентрата.
Использование оптимальных температур позволит более качественное
смешивание различных добавок и полиэтилена на смесителе для получения
композиций.