Банк рефератов содержит более 364 тысяч рефератов, курсовых и дипломных работ, шпаргалок и докладов по различным дисциплинам: истории, психологии, экономике, менеджменту, философии, праву, экологии. А также изложения, сочинения по литературе, отчеты по практике, топики по английскому.
Полнотекстовый поиск
Всего работ:
364139
Теги названий
Разделы
Авиация и космонавтика (304)
Административное право (123)
Арбитражный процесс (23)
Архитектура (113)
Астрология (4)
Астрономия (4814)
Банковское дело (5227)
Безопасность жизнедеятельности (2616)
Биографии (3423)
Биология (4214)
Биология и химия (1518)
Биржевое дело (68)
Ботаника и сельское хоз-во (2836)
Бухгалтерский учет и аудит (8269)
Валютные отношения (50)
Ветеринария (50)
Военная кафедра (762)
ГДЗ (2)
География (5275)
Геодезия (30)
Геология (1222)
Геополитика (43)
Государство и право (20403)
Гражданское право и процесс (465)
Делопроизводство (19)
Деньги и кредит (108)
ЕГЭ (173)
Естествознание (96)
Журналистика (899)
ЗНО (54)
Зоология (34)
Издательское дело и полиграфия (476)
Инвестиции (106)
Иностранный язык (62791)
Информатика (3562)
Информатика, программирование (6444)
Исторические личности (2165)
История (21319)
История техники (766)
Кибернетика (64)
Коммуникации и связь (3145)
Компьютерные науки (60)
Косметология (17)
Краеведение и этнография (588)
Краткое содержание произведений (1000)
Криминалистика (106)
Криминология (48)
Криптология (3)
Кулинария (1167)
Культура и искусство (8485)
Культурология (537)
Литература : зарубежная (2044)
Литература и русский язык (11657)
Логика (532)
Логистика (21)
Маркетинг (7985)
Математика (3721)
Медицина, здоровье (10549)
Медицинские науки (88)
Международное публичное право (58)
Международное частное право (36)
Международные отношения (2257)
Менеджмент (12491)
Металлургия (91)
Москвоведение (797)
Музыка (1338)
Муниципальное право (24)
Налоги, налогообложение (214)
Наука и техника (1141)
Начертательная геометрия (3)
Оккультизм и уфология (8)
Остальные рефераты (21692)
Педагогика (7850)
Политология (3801)
Право (682)
Право, юриспруденция (2881)
Предпринимательство (475)
Прикладные науки (1)
Промышленность, производство (7100)
Психология (8692)
психология, педагогика (4121)
Радиоэлектроника (443)
Реклама (952)
Религия и мифология (2967)
Риторика (23)
Сексология (748)
Социология (4876)
Статистика (95)
Страхование (107)
Строительные науки (7)
Строительство (2004)
Схемотехника (15)
Таможенная система (663)
Теория государства и права (240)
Теория организации (39)
Теплотехника (25)
Технология (624)
Товароведение (16)
Транспорт (2652)
Трудовое право (136)
Туризм (90)
Уголовное право и процесс (406)
Управление (95)
Управленческие науки (24)
Физика (3462)
Физкультура и спорт (4482)
Философия (7216)
Финансовые науки (4592)
Финансы (5386)
Фотография (3)
Химия (2244)
Хозяйственное право (23)
Цифровые устройства (29)
Экологическое право (35)
Экология (4517)
Экономика (20644)
Экономико-математическое моделирование (666)
Экономическая география (119)
Экономическая теория (2573)
Этика (889)
Юриспруденция (288)
Языковедение (148)
Языкознание, филология (1140)

Курсовая работа: Разработка технологии полимеризационного наполнения ПКА дисперсными наполнителями

Название: Разработка технологии полимеризационного наполнения ПКА дисперсными наполнителями
Раздел: Рефераты по химии
Тип: курсовая работа Добавлен 06:52:48 26 декабря 2009 Похожие работы
Просмотров: 32 Комментариев: 10 Оценило: 2 человек Средний балл: 5 Оценка: неизвестно     Скачать

Федеральное агентство по образованию РФ

Министерство образования и науки РФ

технологический институт

Кафедра «Химическая технология»

Курсовая работа

по дисциплине

«Химия и технология полимерных композиционных материалов»

на тему

«Разработка технологии полимеризационного наполнения ПКА дисперсными наполнителями»

2007

Введение

В настоящее время рынок потребления высоконаполненных композиционных магнитотвёрдых материалов, к которым относятся так называемые магнитопласты, является одним из самых динамичных в промышленно развитых странах мира (рост 12,5% в год). Согласно результатам научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ магнитопласты (МП) по своей энергоёмкости почти вплотную приблизились к металлокерамическим магнитам, а за счёт своей высокой технологичности стали более эффективными. Это обусловлено относительно простой технологией готовых изделий из магнитопластов в сравнении со спеченными материалами, что связано, прежде всего, с отсутствием в процессе изготовления таких дорогих и сложных операций, как спекание, длительная термическая обработка, шлифование с удалением значительного количества материала.

Отлитые под давлением заготовки из магнитопластов выпускаются с малыми допусками и, как правило, не нуждаются в доводочных операциях.

Магнитопласты используют в шаговых двигателях принтеров и факсимильных аппаратов, офисной электроники, аудио- и видеооборудовании, в особо компактных двигателях постоянного тока мощностью до 1 кВт.

В России промышленное производство высоконаполненных магнитотвердых материалов практически отсутствует, и в этой области страна значительно отстает от передовых промышленно развитых стран. Широкое масштабное освоение эффективной технологии магнитопластов в значительной степени сдерживается недостаточной разработанностью теоретической базы, определяющей закономерности формирования эксплуатационных и технологических свойств высоконаполненных магнитных композиционных материалов и отсутствием необходимого для реализации технологии оборудования и дешевой сырьевой базы.

В качестве связующего в магнитопластах могут быть использованы Различные реакто- и термопласты. Использование реактопластов в качестве связующих для МП оправдано только в тех случаях, когда другие полимеры не обеспечивают необходимые требования к технологии их изготовления и эксплуатации. Основной недостаток реактопластов – длительная стадия высокотемпературного отверждения. Поэтому в производстве МП наиболее широко используются полимеры, перерабатываемые высокопроизводительными методами: литьем под давлением, экструзией и прессованием.

Особый интерес представляет разработка технологии микрокапсулирования частиц наполнителя в полимерной матрице. Микрокапсулирование может быть выполнено различными способами, в частности методом осаждения полимера на поверхность наполнителя из раствора, методом полимеризационного и поликонденсационного наполнения, т.е. синтезом полимера непосредственно на поверхности наполнителя. Метод полимеризационного наполнения является наиболее перспективным по сравнению с традиционным (смешение) и методом поликонденсационного наполнения ПКМ, так как эти методы имеют ряд недостатков.

Поэтому целью дипломного проекта является разработка технологии полимеризационного наполнения ПКА дисперсными наполнителями.


1. Цель и задачи работы, объекты исследования

Цель: Разработка технологии полимеризационного наполнения ПКА дисперсными наполнителями.

Задачей является изучение влияния продолжительности синтеза на свойства полученного ПКА.

Сырьем для получения магнитопласта является:

· ε - капролактам,

· вода,

· уксусная кислота,

· фосфорная кислота

· сплав Nd-Fe-B.

Выбор данных компонентов обусловлен доступностью и низкой стоимостью сырья, а также требованиями предъявляемыми к магнитопластам.

Капролактам

Капролактам - ГОСТ 7850-86

NH (CH2 )5 CO

Таблица 1

Свойства капролактама

Показатели свойств

Значения

Внешний вид

Кристаллы белого цвета

Молекулярная масса, г/моль

113

Температура плавления, ° С

68-70

Температура кипения, ° С

262

Плотность, кг/м3

1476

ε -капролактам хорошо растворим в воде (525 г в 100 г Н2 О), спирте, эфире, бензоле, плохо - в алифатических углеводородах.

Уксусная кислота

CH3 COOH

· Температура плавления, °С 16,6

· Температура кипения, °С / мм рт. ст. 118,1

· Плотность при 20 °С, г/см3 1,0492

· Константа диссоциации в водных растворах при 25 °С 1,76·10-5

Уксусная кислота растворяется в воде.

Фосфорная кислота

Фосфорная кислота-Н3 РО4

Таблица 2

Показатели свойств

Фосфорная кислота

Внешний вид

Бесцветные кристаллы

Молекулярная масса, г/моль

98

Температура плавления, 0 С

42,35

Температура кипения, 0 С

864

Плотность, кг/м3

1,87

Вода дистиллированная

Вода дистиллированная (H2 O) – ГОСТ 6709 – 72.

Сплав Nd-Fe-B

В качестве магнитного наполнителя используется сплав Nd-Fe-B производимый ГУП НТЦ «ВНИИНМ имени академика А.А. Бочвара» (г.Москва). Основные характеристики сплава Nd-Fe-B приведены в табл.2.


Таблица 2. Свойства магнитных наполнителей

Характеристика

Значение свойств

Плотность, кг/м3

7600

Остаточная магнитная индукция (Br ), Тл

0,81

Коэрцитивная сила по намагниченности (Нсм ), кА/м

1048

Коэрцитивная сила по индукции (Нсв ), кА/м

504

Максимальное энергетическое произведение (ВН)max , кДж/м3

101

Размер частиц, мм

0,05-0,2

Готовым изделием являются кольцевые магниты с наружным диаметром 6 см, внутренним диаметром 5 см и высотой 5 мм.

Магнитопласт, получаемый на основе сплава Nd-Fe-B и полиамидного связующего имеет следующие основные характеристики:

Содержание полимера, % 15-20

Содержание НМС, % не более 2

Остаточная магнитная индукция, Тл не менее 0,3

Коэрцитивная сила, кА/м не менее 320-350

Прочность при межслоевом сдвиге, МПа не менее 5


2. Методы и методики эксперимента

Целью данной работы являлась оценка основных качественных характеристик полимеризационнонаполненного поликапроамида сплавом Nd-Fe-B.

В основу метода получения ПКМ заложен принцип синтеза поликапроамида путем полимеризации капролактама, осуществляемый в промышленном масштабе.

2.1. Синтез ПКА

ε-Капролактам растирают в фарфоровой ступке. В предварительно взвешенную сухую ампулу берут навеску капролактама с точностью до 0,0002 г. С помощью микропипетки вводят в ампулу расчетное количество активатора. Ампулу быстро запаивают. Затем ампулу помещают в песчаную баню с температурой 260°С для полимеризации капролактама; время полимеризации 6 часов.

2.2. Определение НМС

Для определения содержания НМС полученный полимер измельчают и кипятят со 100 мл воды в течение 2-х часов в круглодонной колбе с обратным холодильником для удаления мономера и низкомолекулярных примесей. Фильтруют, промывают и сушат. Выход полимера рассчитывают по формуле:

,

где m0 – навеска полимера до кипячения, г,

m1 – навеска полимера после кипячения, сушки, г.


2.3. Определение вязкости растворов ПКА

Экспериментальные методы определения сводятся к измерению значений для ряда концентраций раствора. Рассчитанные значения ηуд /С=f(С) и экстраполируют полученные данные к С=0.

Измерение значений ηо и η проводят в капиллярных вискозиметрах типа ВПЖ-4. Определенное с помощью экстраполяции значение характеристической вязкости [η] позволяет рассчитать молекулярную массу (Мn ) полимера по формуле Марка – Куна – Хаувинка:

[η]=Кh ×Мn 2

Константа Хаггинса определяется из соотношения:

2.4. Определение температуры плавления

Температура плавления полученного волокнонаполненного поликапроамида определяется на песчаной бане. Полученный полимер помещают в пробирку, туда же опускается термометр на 500°С, и нагревается до полного расплавления. Записывают две температуры: одну, при которой появляется жидкая фаза; а другая при которой все вещество превратилось в расплав. Интервал температур между началом плавления и его окончанием называется температурой плавления.

2.5. Метод инфракрасной спектроскопии (ИКС)

Для изучения взаимодействия модифицирующих добавок с полимерным связующим применялся метод ИК-спектроскопии. ИК-спектры регистрировались на спектрофотометре «Specord» М-80 в области 400 ¸ 4000 см-1 . Исследуемые образцы наполнителя, связующего и композиционных материалов измельчались в вибрационной шаровой мельнице до тонкодисперсного состояния, добавлялось несколько капель иммерсионной жидкости, тщательно растирались в агатовой ступке и далее полученную пасту помещали между двумя пластинами (одна - из NaCl, другая из KBr). Для записи высококачественных спектров поглощения в качестве иммерсионной жидкости в области 4000 ¸ 2000 и 1500 ¸ 1300 см-1 использовали гексахлорбутадиен; в области 2000 ¸ 1500 и 1300 ¸ 400 см-1 - вазелиновое масло.

2.6. Метод термогравиметрического анализа (ТГА)

[Рабек Я. Экспериментальные методы в химии полимеров. В 2-х.:Пер. с англ. - М.: Мир, 1983. - 480 с.].

Термостабильность образцов оценивали по температурному интервалу области интенсивных потерь массы методом термогравиметрического анализа на дериватографе «Паулик - Паулик - Эрдей» фирмы МОМ марки Q-1500D в соответствии с инструкцией к прибору.

Условия эксперимента:

навеска - 200 мг;

среда - воздух;

интервал нагрева - до 600°С;

скорость нагрева (Vм ) - 10°С/мин.;

чувствительность - 200.

Относительная ошибка не превышает 1%.

Энергию активации термодеструкции материалов определяли методом Пилояна по кривой ДТА по формуле:

(1)

где Е - энергия активации, ккал/моль; R - универсальная газовая постоянная, кал/град*моль; D t - разность температур образца и эталона, °С;

С’ - константа.

Уравнение (1) можно представить в виде:

,

где 2,3 -коэффициент перевода натурального логарифма в десятичный.

Это уравнение можно представить в виде: ,

где а - угловой коэффициент, который равен тангенсу угла наклона прямой к оси абсцисс.

Графически энергию активации определяли по тангенсу угла наклона прямой, построенной в координатах lgDl = ¦(1/T*10-3 ), где Dl - длина отрезка между нулевой линией и кривой ДТА.

Отсюда .

2.7. Определение показателя текучести расплава (ПТР)

Показатель текучести расплава определяют как массу полимера, проходящую через капилляр стандартных размеров при заданных температуре и давлении за 10 минут.

ПТР полимеров зависит от их влажности, с повышением содержания влаги ПТР возрастает.

Последовательно проводят два определения ПТР. Результаты испытания используют для расчёта ПТР, если расхождения по массе между срезанными образцами не превышает 5%.

Расчёт ПТР, г/10 мин., проводят по формуле:

ПТР (Т, F) = (m / t) ×tc ,

где Т – температура испытания, К;

F – нагрузка, Н;

tc – стандартное время определения ПТР (600 с);

t – интервалы времени между двумя последовательными отсечениями отрезков, с;

m – средняя масса экструдированного образца за время t, г.

За результат испытаний принимают среднее арифметическое значение двух измерений. Скорость сдвига, напряжение и вязкость

2.8. Прочность при межслоевом сдвиге (ОСТ 190032-71)

Для испытания изготавливают образец размером 20´10´4. Устанавливают образец в форму для испытаний, устанавливают выбранную скорость сближения опорных площадок (5 мм/мин).

Машину приводят в действие и записывают значение нагрузок (кгс).

Прочность при межслоевом сдвиге рассчитывают по формуле:

dсдв =F/S,

где F – нагрузка;

S - площадь образца.

За результаты измерений принимают среднее значение всех параллельных испытаний.


3. Результаты эксперимента и их обсуждение

В настоящее время известны несколько механизмов полимеризации поликапроамида (ПКА): гидролитическая, катионная и анионная.

Наибольшее распространение для синтеза поликапроамида получила гидролитическая полимеризация, которая является очень продолжительной. Поэтому с целью уменьшения продолжительности процесса синтеза представляет интерес осуществление полимеризации по катионному механизму (табл.4).

Таблица 4

Зависимость свойств ПКА от вида катализатора

Полимер

Продолжительность синтеза, ч

ηотн.

ηуд.

ηпр.

[η]

Мn

Кн

Стандартный*

28

2,48

1,48

2,96

-

22000

(n=195)

0,25

Синтезируемый в присутствии H2 O

3

1,09

-

-

-

19200

-

Синтезируемый в присутствии H3 PO4

3

2,23

1,23

1,24

0,72

14012

1,003

Как видно из табл.4 наиболее перспективным катализатором для синтеза ПКА является фосфорная кислота

Основным преимуществом полимеризации капролактама в присутствии фосфорной кислоты является протекание процесса при нормальном давлении в течение непродолжительного времени (3-4 часа). Наличие фосфорной кислоты, взаимодействующей с конечными аминогруппами макромолекул полиамида, стабилизирует молеку­лярный вес полиамида при последующем его плавлении.

Поэтому в работе синтез поликапроамида проводили в присутствии фосфорной кислоты в течение 3-6 часов.


Таблица 5

Зависимость вязкости растворов от продолжительности полимеризации

Продолжи-тельность полимеризации, ч.

Относительная вязкость

Удель-ная вязкость

Приведен-ная

вязкость

Характеристи-ческая

вязкость

1

2,78

1,78

1,78

-

2

2,17

1,17

1,17

0,18

3

2,23

1,23

1,24

0,72

4

2,07

1,07

1,07

0,58

5

2,10

1,10

1,23

0,53

6

1,72

0,72

0,72

0,55

Как следует из экспериментальных данных (табл.5) с увеличением продолжительности процесса синтеза ПКА относительная вязкость снижается, а характеристическая увеличивается, что приводит к увеличению молекулярной массы полимера (табл.6).

ПКА, полученный по механизму катионной полимеризации, характеризуется низкой молекулярной массой и повышенной константой Хаггинса, что свидетельствует о неполной полимеризации и возможном окислении полимера в присутствии кислорода воздуха.

Результаты исследования образцов ПКА, полученного при различной продолжительности процесса показывают, что при продолжительности синтеза 3 часа происходит более полное превращение мономера в полимер с получением ПКА с молекулярной массой ~ 14000.

Таблица 6

Зависимость молекулярной массы и константы Хагинса от продолжительности полимеризации

Продолжительность полимеризации,ч.

Содержание НМС,%

Молекулярная масса

Константа

Хагинса

1

21,9

-

-

2

12,3

1769

14,390

3

7,9

14012

1,003

4

8,0

10145

1,337

5

12,4

8867

1,110

6

13,0

9374

0,959

Прочность при межслоевом сдвиге

Продолжительность синтеза, ч

1

2

3

4

5

6

ПТР

6,5

4,8

26,8

18,6

7,6

3,9

Вязкость

Прочность при межслоевом сдвиге, σсдв. , МПа

16,3

14,1

17,1

9,7

14,3

14,6

Как следует из экспериментальных данных, образец, полученный гидролитической полимеризацией, характеризуется пониженной молекулярной массой и повышенной константой Хаггинса, что свидетельствует о неполной полимеризации и возможном окислении полимера в присутствии кислорода воздуха. В связи с этим рекомендуется провести синтез ПКА в среде инертного газа (азота или аргона) и увеличить продолжительность полимеризации.

Второй образец получали в присутствии фосфорной кислоты. Синтез проводили в течение трех часов. В присутствии небольших количеств этой кислоты капролактам полимеризуется достаточно быстро при нормальном давлении. Получена молекулярная масса 26734, которая приблизительно равна молекулярной массе стандартного поликапроамида. Константа Хаггинса больше стандартной, сто свидетельствует о сшивке ПКА в присутствии кислорода воздуха.


4. Выводы и практические рекомендации

1. Проведен синтез ПКА с использованием в качестве катализатора воды и фосфорной кислоты.

2. ПКА, полученный гидролитической полимеризацией, характеризуется пониженной молекулярной массой и повышенной константой Хаггинса, что свидетельствует о неполной полимеризации и возможном окислении полимера в присутствии кислорода воздуха.

3. Использование в качестве полимеризации катализатора фосфорной кислоты позволяет снизить продолжительность процесса синтеза до 3 часов. При этом молекулярная масса синтезируемого ПКА равна 26734, что соответствует требованиям к полиамидам.

4. Методом ИКС проведено исследование синтезированного ПКА. Установлено, что полученный полимер можно идентифицировать как полиамид-6.

5. Установлена возможность полимеризационного наполнения ПКА ферритом стронция.


2. Технологическая часть

2.1. Характеристика сырья, материалов и готовой продукции

2.1.1.Характеристика исходного сырья

Сырьем для получения магнитопласта являются: -капролактам, вода, уксусная кислота, фосфорная кислота и сплав Nd-Fe-B.

Капролактам − ГОСТ 7850-86

Сплав Nd-Fe B – ТУ 14-123-97-92

Вода дистиллированная (H2 O) – ГОСТ 6709 – 72.

Уксусная кислота

CH3 COOH

· Температура плавления, °С 16,6

· Температура кипения, °С / мм рт. ст. 118,1

· Плотность при 20 °С, г/см3 1,0492

· Константа диссоциации в водных растворах при 25 °С 1,76·10-5

Уксусная кислота растворяется в воде.

Фосфорная кислота

2.1.2. Характеристика готовой продукции

Готовым изделием являются кольцевые магниты с наружным диаметром 6 см, внутренним диаметром 5 см и высотой 5 мм.

Магнитопласт, получаемый на основе сплава Nd-Fe-B и полиамидного связующего имеет следующие основные характеристики:

Содержание полимера, % 15-20

Содержание НМС, % не более 2

Остаточная магнитная индукция, Тл не менее 0,3

Коэрцитивная сила, кА/м не менее 320-350

Прочность при межслоевом сдвиге, МПа не менее 5

Готовым изделием являются кольцевые магниты с наружным диаметром 6 см, внутренним диаметром 5 см и высотой 5 мм.

Магнитопласт, получаемый на основе сплава Nd-Fe-B и полиамидного связующего имеет следующие основные характеристики:

Содержание полимера, % 15-20

Содержание НМС, % не более 2

Остаточная магнитная индукция, Тл не менее 0,3

Коэрцитивная сила, кА/м не менее 320-350

Прочность при межслоевом сдвиге, МПа не менее 5

2.2. Описание технологического процесса

При получении магнитопластов методом полимеризационного наполнения предложена следующая схема производства.

Капролактам в виде кристаллов, размером 2 мм из емкости для хранения поз.1 поступает в смеситель поз.5. Туда же из бункера поз.2 подается фосфорная кислота. Компоненты поступают в смеситель с помощью весовых дозаторов. Смешение проводится в среде инертного газа – азота для предотвращения окисления смеси. Смеситель обогревается горячей водой, температура в смесителе 90°С. Капролактам расплавляется, смешивается с добавками и с помощью насоса поз.7 подается в следующий смеситель поз.6. Из герметичной емкости для хранения поз.4 в смеситель поз.6 с помощью весового дозатора подается феррит Ba. Смешение происходит также в инертной среде, при той же температуре. Затем подготовленная смесь поступает в автоклав поз.11, где происходит полимеризация капролактама на поверхности и в объеме наполнителя при температуре 250°С. После завершения процесса полимеризации из полученного материала формуется жилка, диаметром 2 мм, при продавливании через фильеру, которая проходит через ванну поз.17 с холодной умягченной водой. С помощью тянущих валков поз.15 и направляющих поз.14 жилка направляется на резательный станок поз.18.

Синтезированный ПКА – полимерная основа магнитопласта – содержит большое количество НМС. Поэтому полученный после резки гранулят поступает в промежуточный бункер поз.20, а затем – в промыватель-экстрактор поз.25 для удаления НМС. Экстракция проводится горячей водой (температура воды 80°С) не менее 4-5 раз. Остаточное содержание НМС составляет около 2%. Промывные воды далее после экстракции направляются насосом поз.10 на регенерацию: вначале на установку для улавливания феррита Ba поз.9, снабженную магнитом, а затем – на фильтр поз.8 для удаления несполимеризовавшегося капролактама. В качестве материала фильтра можно использовать композиционные ионообменные волокнистые массы. Затем насосом поз.12 чистая вода возвращается в цикл.

Отмытый гранулят транспортером поз.24 направляется в промежуточную емкость с дозатором поз.13, а затем – в барабанную сушилку поз.16 для удаления избыточной влаги, поглощенной на стадии экстракции. Сушка проводится при температуре 105°С с помощью горячего воздуха. После завершения сушки материал собирается в бункере для хранения с весовым дозатором поз.23.

Изготовление изделий из магнитопласта осуществляется методом литья под давлением при температуре пластикации до 300°С, удельном давлении литья 1400 кгс/см2 на термопластавтомате поз.19 с последующим намагничиванием на установке поз.21 с применением импульсных магнитных полей. На термопластавтомат материал также поступает с помощью транспортирующего устройства поз.22.

2.3. Основные параметры технологического процесса

Параметры полимеризации

· Соотношение компонентов:

Капролактам

20%

Вода

1% от М капролактама

Уксусная кислота

1% от М капролактама

Феррит бария

80%

· Температура полимеризации: Т = 250 ± 5°С

· Время полимеризации: t = 6 часов

Параметры изготовления изделий

· Температура литья: Т = 230 ± 5°

· Давление литья: Р = 140 МПа

Время выдержки под давлением: t выд = 14 сек

2.4. Материальные расчеты

Материальный баланс получения магнитов из поликапроамида.

Для получения 1 кг изделия расходуется следующее количество компонентов:

· капролактам – 0,2185 кг,

· феррит бария – 0,8234 кг,

· уксусная кислота – 0,0021 кг,

· вода – 0,021 кг.

Общая масса – 1,0461 кг.

Найдем расход каждого из компонентов на одну тонну продукта с учетом потерь:

1. Расход капролактама:

1,0461 кг – 0,2185 кг

Х 1 = 208,87 кг

1000 кг – Х 1 кг

С учетом 4,95% потерь: 208,87*0,0495 = 10,34 кг.

2. Расход феррита бария:

1,0461 кг – 0,8234 кг

Х 2 = 787,11 кг

1000 кг – Х 2 кг

С учетом 1,7% потерь: 787,11*0,017 = 13,38 кг.

3. Расход уксусной кислоты:

1,0461 кг – 0,0021 кг

Х 3 = 20,07 кг

1000 кг – Х 3 кг

С учетом 0,85% потерь: 20,07*0,0085 = 0,17 кг.

4. Расход воды:

1,0461 кг – 0,021 кг

Х 4 = 20,07 кг

1000 кг – Х 4 кг

С учетом 0,85% потерь: 20,07*0,0085 = 0,17 кг

Составляем материальный баланс:

Приход на тонну продукта:

Расход на тонну продукта:

Магнитопласт - 1000 кг

1. Капролактам – 208,87 кг

1. Потери капролактама – 10,34 кг

2. Феррит бария – 787,11 кг

2. Потери феррита бария – 13,38 кг

3. Уксусная кислота – 20,07 кг

3. Потери уксусной кислоты – 0,17 кг

4. Вода – 20,07 кг

4. Потери воды – 0,17 кг

Итого: 1036,12 кг

Итого: 1024,06 кг

Невязка = (приход - расход)/приход*100%

= (1036,12 – 1024,06)/1036,12*100% = 1,16%

Заключение

Для уменьшения продолжительности процесса синтеза ПКА целесообразно использовать катионную полимеризацию, когда в качестве катализатора используется минеральная кислота. Получение композиционного материала с равномерным распределением наполнителя в полимерной матрице возможно методом полимеризационного наполнения. Этот фактор является особенно важным, так как обеспечивает воспроизводимость эксплуатационных свойств полимерных магнитов.

Проведен синтез ПКА с использованием в качестве катализатора воды и фосфорной кислоты. Исследованы основные характеристики ПКА.

Установлено, что использование в качестве полимеризации катализатора фосфорной кислоты позволяет снизить продолжительность процесса синтеза. При этом молекулярная масса синтезируемого ПКА равна 26734, что соответствует требованиям к полиамидам.

Проведена идентификация синтезированного ПКА методом ИКС. Установлено, что полученный полимер можно идентифицировать как полиамид-6.

Установлена возможность полимеризационного наполнения ПКА ферритом стронция.

Разработана технологическая схема получения магнитопластов полимеризационного наполнения методом литья под давлением. Сделаны основные материальные расчеты.

Рассмотрены безопасность и экологичность проекта, предусмогтрены меры по защите окружающей природной среды.

Список используемых источников

1. Устинова Т.П. Структура и свойства полимеризационно-наполненного поликапроамида / Т.П. Устинова, С.Е. Артеменко, М.Ю. Морозова // Химические волокна. – 1998. – № 4. – С.17-19.

2. Исследование эффективности модификации магнитопластов, сформированных способом поликонденсационного наполнения / Н.Л. Зайцева, С.Е.Артеменко, С.Г. Кононенко, А.А. Артеменко // Пластические массы. – 2001. – №1. – С. 11-14.

3. Мизеровский Т.Н. Действие системы H3 PO4 –H2 O–полиэтиленгликоль при синтезе поликапроамида / Т.Н. Мизеровский, В.Г. Силантьева // Химические волокна. – 1983. – №3. – С. 22-23.

4. Силантьева В.Г. Полимеризация капролактама в присутствии активирующих систем на основе фосфорной кислоты / В.Г. Силантьева, Л.Н. Мизеровский, А.Н. Быков // Химические волокна. – 1987. – №2. – С.19.

5. Исследование процесса получения поликапроамида из продукта олигомеризации ε-капролактама / Д.Г. Запольский, Л.В. Кутьина, Т.Н. Биличенко, А.А. Конкин // Химические волокна. – 1974. – №2. – С. 8-9.

6. Никонов Н.Т. Зависимость качества поликапроамида от состава реакционной смеси при гидролитической полимеризации / Н.Т. Никонов, Е.И. Смирнова // Химические волокна. – 1981. – №6. – С. 27-29.

7. Реакции в полимерных системах / Под ред. Иванчева. – Л.: Химия, 1987. – 304 с.

8. Электропроводящие ПЭ-композиции, полученные полимеризационным наполнением / А.А. Баулин, А.И. Краснощеков, А.С. Деянова, Ю.И. Василенок // Пластические массы. – 1982. – №7. – С.6-7.

9. Переработка пластических масс. – Труды Свердловского научно-технического совещания по переработке и применению пластических масс в народном хозяйстве. – М.: Химия, 1966. – 254 с.

10. Физико-химические основы альтернативной технологии магнитопластов и рациональные области их применения. Обзор./ С.Е. Артеменко, С.Г. Кононенко, А.А. Артеменко, Л.Л. Семенов // Химические волокна. – 1998. – №3. – С.45-50.

11. Роговин З.А. Основы химии и технологии химических волокон. – В 2-х томах. – М.: Химия, 1974. – Т. 2. –344 с.

12. Альтернативные технологии магнитопластов на основе феррита бария и интерсплава неодим-железо-бор / С.Е. Артеменко, Л.Л.Семенов, С.Г. Кононенко, А.А. Артеменко // Электротехника. – 1966. –№12. – С.59-60.

13. Пат. 2084033 Россия, МКИ5 H01 F 1/133. Способ получения магнитопластов / Артеменко С.Е., Кардаш М.М., Кононенко С.Г. – №95106266/02; Заявл. 20.04.95; Опубл. 10.07.97.

14. Артеменко С.Е. Технологические принципы создания высокоэффективных магнитопластов / С.Е.Артеменко, Л.Л.Семенов, С.Г.Кононенко // Приводная техника. – 1997. – №5. – С.30-34.

15. Ким В.С. Диспергирование и смешение в процессах производства и переработки пластмасс / В.С. Ким, В.В. Скачков. – М.: Химия, 1988. – 240 с.

16. Технология высокоэффективных магнитопластов поликонденсационного способа наполнения / А.А. Артеменко, С.Г. Кононенко, С.Е. Артеменко, Н.Л. Зайцева // Пласт. массы. – 1999. – №9. – С.21-26.

17. Технологические свойства магнитопластов на основе оксидных ферритов и интерметаллического сплава Nd-Fe-B / Т.Ю. Хомутова, С.Е. Артеменко, С.Г. Кононенко, Н.Л. Зайцева, А.А. Артеменко // Пласт. массы. – 2000. – №5. – С. 16-18.

18. Технология магнитопластов с повышенными характеристиками / А.А. Артеменко, С.Е. Артеменко, А.В. Калатин, С.Г. Кононенко, Н.Л. Зайцева // Перспективные материалы. – 2002. – №5. – С. 54-58.

19. Галашина Н.М. Полимеризационное наполнение как метод получения новых композиционных материалов // ВМС. – 1994. – №4, Т. 36. – С. 640-650.

20. Исследование взаимодействия дисперсных частиц в процессе полимеризационного наполнения / В.В. Смирнов, Л.А. Ткаченко, Н.С. Когарко, Л.Н. Григоров, Т.Ф. Дорофеева, Л.А. Новокшонова, Н.С. Ениколопян //

21. Модификация магнитопластов на основе промышленного сплава Nd-Fe-B / А.А. Артеменко, Н.Л. Зайцева, С.Е. Артеменко, С.Г. Кононенко, О.М. Сладков, Ю.В. Щелоков // Пласт массы. – 2003. – №2. – С. 26-27.

22. Полимеризационное наполнение полиамида 6 /В.Г. Фролов, С.Г. Куличихин, Л.А. Гордеева, А.Я. Малкин // Пласт. массы. – 1985. – №6. – С.8-10.

23. Полимеризационно-поликонденсационный метод получения сетчатых полимеров и армированных пластиков/ /Пласт, массы. - 1983. - № 2. - С. 59.

24. Дьячковский Ф.С, Новокшонова Л.А. Синтез и свойства полимеризационнонаполненных полиолефинов/ /Успехи химии. - 1984. - № 2. - С. 200 - 223.

25. Липатов Ю.С. Физическая химия наполненных полимеров. - М.: Химия, 1977.-304 с.

26. Ефимова Е.П., Фролов O.K. Магнитные композиционные материалы - новые возможности и перспективы развития/ /Пласт, массы. - 1998. - № 5. - С. 6-7.

27. Вольфсон СА Новые пути создания композиционных материалов//Журн. Всесоюзн. хим. общества. - 1989. №5. - С.5310-536

28. Кардаш М.М. Новая технология поликонденсационного наполнения полимерных композиционных материалов/ /Автореф. дис. канд. техн. наук. - Саратов, 1995. - 18 с.

29. Охрана труда в химической промышленности/ Г.В. Макаров, А.Я. Васин, Л.К. Маринина, П.И. Софийский, В.А. Старобинский, Н.И. Торопов. - М.: Химия 1989. 496 с; ил.

30. Рабинович В.А., Хавин З.Я. Краткий химический справочник. - Л. : Химия, 1991.-432 с.

Оценить/Добавить комментарий
Имя
Оценка
Комментарии:
Ребятки, кто на FAST-REFERAT.RU будет заказывать работу до 26го мая - вводите промокод iphone, и тогда будете учавствовать в розыгрыше iphone xs)) сам только что узнал, что у них такие акции бывают (п.с. кстати не удивляйтесь что вас перекидывает на сайт с другим названием, так и должно быть)
FAST-REFERAT.RU18:26:53 23 мая 2019
Мне с моими работами постоянно помогают на FAST-REFERAT.RU - можете просто зайти узнать стоимость, никто вас ни к чему не обязывает, там впринципе всё могут сделать, вне зависимости от уровня сложности) у меня просто парень электронщик там какой то, тоже там бывает заказывает))
FAST-REFERAT.RU10:26:20 07 декабря 2018
Спасибо, Оксаночка, за совет))) Заказал курсач, отчет по практике, 2 реферата и дипломную на REFERAT.GQ , все сдал на отлично, и нервы не пришлось тратить)
Алексей21:54:47 15 июля 2018Оценка: 5 - Отлично
Я обычно любые готовые работы покупаю на сайте shop-referat.tk , и свои все там же на продажу выставляю, неплохой доп.заработок. А если там не нахожу то уже на referat.gq заказываю и мне быстро делают.
Оксана19:10:22 11 июня 2018Оценка: 5 - Отлично
Хватит париться. На сайте REFERAT.GQ вам сделают любой реферат, курсовую или дипломную. Сам пользуюсь, и вам советую.
Студент03:42:10 10 июня 2018

Смотреть все комментарии (10)
Работы, похожие на Курсовая работа: Разработка технологии полимеризационного наполнения ПКА дисперсными наполнителями

Назад
Меню
Главная
Рефераты
Благодарности
Опрос
Станете ли вы заказывать работу за деньги, если не найдете ее в Интернете?

Да, в любом случае.
Да, но только в случае крайней необходимости.
Возможно, в зависимости от цены.
Нет, напишу его сам.
Нет, забью.



Результаты(274123)
Комментарии (4037)
Copyright © 2005-2021 BestReferat.ru support@bestreferat.ru реклама на сайте

Рейтинг@Mail.ru