Аннотация 2
Введение 4
1 Аналитическая часть 5
1.1 Свойства полиамидов 5
1.2 Химизм и технология процесса синтеза полиамида 9
1.3 Анализ показателей качества полиамида-6 11
2 Технологическая часть 17
2.1 Описание технологической схемы производства полиамида-6 17
2.1.1 Узел приготовления и дозирования растворов 18
2.1.2 Склад капролактама 22
2.1.3 Приготовление компонентов и полимеризация 24
2.1.4 Гранулирование 29
2.1.5 Экстрагирование 32
2.1.6 Сушка гранулята полиамида 36
2.2 Анализ технической возможности повышения качества продукии и
техническое предложение по оптимизации процесса 46
3 Расчетная часть 51
3.1 Материальный баланс процесса 51
3.2 Тепловой баланс процесса 53
3.3 Конструктивный расчет перемешивающего устройства и параметров
процесса 56
Заключение 70
Список используемой литературы и используемых источников 71
Приложение А 76
Схема участка подготовки реакционной массы 76
«Полиамиды - класс полимерных материалов, обладающих широким спектром применений благодаря своим уникальным свойствам. Они характеризуются высокой прочностью, устойчивостью к теплу, химическим воздействиям и износу, что делает их привлекательными для использования в различных отраслях промышленности, включая текстильную, автомобильную, электронную и многие другие» [1].
«Изначально полиамиды были открыты исследователями в середине 20 века, и с тех пор они стали объектом активных исследований и разработок. Один из наиболее распространенных полиамидов - полиамид-6 (нейлон-6), был впервые синтезирован в 1938 году. Открытие этого материала привлекло внимание инженеров и научных исследователей, которые начали экспериментировать с его свойствами и процессами синтеза» [3].
«Сегодня полиамид-6 широко используется в различных областях, от производства волокон и тканей до автомобильных деталей и электрических изоляционных материалов. Важность полиамид-6 объясняется его уникальными свойствами, такими как прочность, гибкость, химическая стабильность и способность выдерживать высокие температуры» [4].
Однако, в процессе синтеза полиамид-6 с использованием диоксида титана в качестве пигмента для придания материалу определенного цвета, возникают определенные технологические проблемы.
Целью работы является повышение качества полиамида-6 по параметру внешний вид и цветность.
Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:
- изучить технологические основы работы получения полиамида-6;
- проанализировать существующую технологию;
- выявить возможность повышения качества продукции, предложить техническое решение;
- произвести технологические расчеты оборудования.
В результате исследований, проведенных в работе, выяснилось, что содержание и равномерность распределения диоксида титана в реакционной массе на стадии полимеризации полиамида-6 играют важную роль в формировании цвета полиамидных изделий. Они влияют на внешний вид, желтизну и качество гранул полиамида.
Обеспечение требуемых показателей цвета и равномерности распределения диоксида титана требует применения соответствующих технологических мер и контроля процесса. Введение перемешивающего устройства, такого как фрезерная мешалка, в предполимеризатор позволяет достичь более эффективного распределения пигмента в реакционной массе.
Оптимизация процесса распределения диоксида титана влияет на качество гранул полиамида, в том числе на их внешний вид, желтизну, прочностные и трибологические характеристики. Обеспечение равномерности распределения позволяет получить продукт однородного цвета и лучшего качества. Предложенное введение перемешивающего устройства в предполимеризатор позволяет снизить потребление диоксида титана до нижних границ нормы, сэкономить ресурсы и снизить стоимость производства.
Подобранная фрезерная мешалка соответствующих параметров (диаметр диска 0,65 м и диаметр вала 0,05 м) обеспечивает необходимую интенсивность перемешивания и равномерность распределения диоксида титана в реакционной массе. Подобран стандартный электродвигатель для осуществления процесса перемешивания мощностью 11кВт.
Таким образом, установка перемешивающего устройства в предполимеризатор является эффективным методом для обеспечения равномерного распределения диоксида титана и повышения качества полиамида-6, что влияет на его внешний вид, цветовые характеристики и общую стоимость продукта.
