Введение
1. Обзор литературы 10
1.1. Порошковая технология приготовления резиновых смесей как один из альтернативных способов смесеприготовления 10
1.1.1. Основные варианты порошковой технологии приготовления резиновых смесей 13
1.1.2. Переработка порошкообразной композиции в резиновую смесь и необходимые профили 16
1.2. Приготовление порошкообразной композиции с диспергированными наполнителями 19
1.3. Подходы к изучению закономерностей процессов, происходящих при приготовлении ПКДН 29
1.3.1. Ножевые, режущие и фрезерные машины 31
1.3.2. Теория и методы изучения процессов, происходящих при смешении , 35
1.4. Выводы из анализа литературы и постановка задач
исследования 48
2. Объекты и методы исследования 50
2.1. Характеристика исследуемых материалов... 50
2.2. Установки и приборы для исследования процессов переработки эластомеров и смешение по порошковой
технологии 50
2.2.1. Измельчители эластомеров 50
2.2.2. Плужные смесители с РДУ
2.3. Определение параметров процесса приготовления ПКДН 51
2.4. Определение свойств резиновых смесей и физико-механических показателей резин
2.5. Математическое моделирование и расчеты параметров процесса 55
3. Теоретическое исследование процессов приготовления порошкообразных композиций и смесей 57
3.1. Показатели эффективности процесса смешения и его отдельных составляющих 57
3.1.1. Энтропийное исследование качества смешения 57
3.1.2. Показатели качества смешения и эффективности процесса .59
3.2. Пути и теоретические возможности улучшения эффективности смешения. 63
3.2.1. Сравнение альтернативных схем смешения по литературным данным 63
3.2.2. Резервы порошковой технологии в отношении повышения эффективности смешения 72
3.3. Феноменологическое описание процессов при приготовлении порошкообразных композиции 73
3.3.1. Статистическое исследование попадания частиц в активную зону и кинетические закономерности на основе анализа случайных процессов 77
3.4. Кинетическая модель процессов в плужном смесителе с РДУ
на основе материального и энергетического балансов 82
3.4.1. Физический смысл основных коэффициентов модели 88
3.5. Теоретическое исследование единичных актов основных процессов на основе модельных представлений. Связь единичных актов с кинетическими коэффициентами модели 90
3.5.1. Единичный акт измельчения. Расчет измельчающего воздействия 93
3.5.2. Единичный акт смешения. Расчет смесительного воздействия... 98
3.5.3. Расчет энергозатрат в единичном акте 100
3.6. Математическое моделирование закономерностей измельчения и смешения в смесителях с РДУ 103
3.6.1. Изотермическое приближение 103
3.6.2. Неизотермические процессы и их моделирование. Температурные зависимости коэффициентов и параметров модели, а также свойств материалов 106
3.6.3. Влияние захвата и агломерации 108
4. Исследование закономерностей процессов в эксперименте и на моделях 111
4. I. Эксперименгальное исследование процесса приготовления ПКДН в смесителе с однороторным РДУ 111
4.2. Экспериментальные зависимости в смесителях с двухроторным РДУ 113
4.2.1. Сопоставление расчета и эксперимента 119
4.3. Влияние режимных параметров на процесс смешения 123
4.3.1. Влияние степени наполнения 124
4.3.2. Влияние исходного размера частиц 124
4.3.3. Влияние частоты вращения роторов (фрез) РДУ 127
4.4. Влияние основных свойств материалов на процесс 130
4.4.1. Влияние энергии активации Еа вязкотекучести на процесс. 132
4.4.2. Влияние коэффициента фения на процесс
4.5. Влияние конструктивных параметров на процесс 136
4.6. Вывод о значимости влияния рассмотренных параметров и рекомендации по применению математической модели для получения инженерных формул и методов расчета 140
4.6. L Оценка качественных различий характера процессов в ПС
с РДУ 141
5. Повышение эффективности порошковой технологии на стадии приготовления ПКДН 142
5.1. Составляющие процесса получения порошкообразной композиции 142
5.1.1. Эквивалентность степени измельчения и деформации сдвига в увеличении поверхности раздела смешиваемых фаз 142
5.1.2. Составные части процесса смешения по порошковой технологии 145
5.2. Определение времени пребывания материала в зонах смесителя и расчет парциальных потоков через активную зону 147
5.2.1. Формулы для расчета производительности измельчения и смешения. Влияние совмещенности процессов на характер их протекания 151
5.3. Расчет мощности измельчения и смешения 155
5.3.1. Определение характера протекания процессов в отдельных частицах на основе термодинамической концепции Рейнера-Вайсенберга 155
5.3.2. Анализ температурно-временных характеристик материала и их влияние на процесс 157
5.3.3. Расчет мощности 158
5.4. Тепловой режим работы смесителя-измельчителя 160
5.4.1. Определение гког и коэффициентов теплопередачи 161
5.4.2. Методика определения нагрева отдельных частиц 167
5.4.3. Скорость диспергирования наполнителя в частицах полимерной фазы в РДУ 170
5.4.4. Методика расчета общего теплового баланса и тепловой инерционности процесса 172
5.4.5. Оптимизация конструкции смесителя на основе кинетических и тепловых моделей 174
5.4.6. Практические предложения по результатам анализа теплового режима 180
5.4.6.1. Повышение эффективности отвода тепла от частицы в зазоре РДУ 180
5.4.6.2. Повышение эффективности процесса изготовления сыпучей резиновой смеси путем изменения частоты вращения РДУ и плужных элементов 182
5.4.6.3. Рациональные конструктивные и режимные параметры для повышения эффективности приготовления Г1КДН 184
5.5. Вариант конструкции нового плужного смесителя с РДУ 186
5.6. Сравнение различных способов приготовления ПКДН 186
6. Практическое использование результатов работы 192
6.1. Оптимизация полной схемы приготовления резиновых смесей по порошковой технологии из блочных каучуков 192
6.1.1. Оптимизация стадии измельчения 194
6.1.2. Практическая реализация измельчения 196
6.1.3. Оптимизация стадии приготовления ГЖДН 198
6.1.4. Практическая реализация приготовления ГЖДН 201
6.1.5. Сравнение различных схем приготовления резиновых смесей по эффективности общих энергозатрат и отдельных стадий 201
6.2. Линия приготовления резиновых смесей по порошковой технологии 206
6.2.1. Описание технологической линии 208
6.2.2. Технологические регламенты производства резиновых смесей по порошковой технологии 212
6.2.3. Свойства сыпучих товарных резиновых смесей, получаемых по порошковой технологии 212
6.3. Использование результатов работы для создания линий переработки вулканизованных и подвулканизованных резиновых отходов 216
6.3.1. Линия переработки вулканизованных отходов и подвулканизованных резиновых смесей 217
7. Выводы 221
8. Литература
