Лабораторная работа № 1. Изготовление резиновой смеси на вальцах.

Изготовление резиновых смесей на вальцах

Отчет о лабораторной работе

по курсу “Технология переработки полимеров”

ЯГТУ 240.100.62-002 ЛР

Отчет выполнила

студентка гр. ХТБС-33

Цаплин Е. Н.

2008

Лабораторная работа № 1. Изготовление резиновой смеси на вальцах.

Цель работы: ознакомиться с изготовлением резиновых смесей на вальцах.

Материалы, инструменты и оборудование: Каучуки, ингредиенты, технические весы с разновесами, режимные часы, секундомер, тара для ингредиентов, восковой карандаш или мел.

Подготовка образцов: Перед началом работы студент получает от преподавателя задание, в котором указан рецепт резиновой смеси и режим ее изготовления. Далее следует рассчитать навески ингредиентов для изготовления смеси указанного состава. Для того чтобы определить навески ингредиентов на одну заправку необходимо знать общую массу заправки G = V (где V - объем единовременной заправки, м³; — плотность резиновой смеси, кг/м³). В свою очередь объем единовременной загрузки зависит от вида применяемого оборудования и полезного использования объема смесительной камеры. Для резиносмесителя полезный объем составляет, как правило, 0,53—0,65 его полного объема. Объем единовременной загрузки на вальцах приближенно можно определить по формуле V=0,065 DL (где D — диаметр рабочей поверхности валка, м; L — длина рабочей поверхности валка, м; 0,065 — эмпирический коэффициент). Плотность резиновой смеси рассчитывают следующим образом: суммарную массу всех ингредиентов, входящих в состав резиновой смеси, делят на их суммарный объем.

Навеску каждого ингредиента Р (в кг) на одну заправку вычисляют по формуле. gG/ ,где g- _СОдержание одного ингредиента, масс.ч. на 100 масс.ч. каучука;

-содержание всех ингредиентов, входящих в состав

Пример расчета навесок компонентов приведен в табл. 1. При замене одного компонента другим очень важно знать его содержание в смеси в % (об.), так как действие этого компонента в резине зависит не только от массового, но и от объемного содержания его в смеси.

В соответствии с рабочим рецептом материалы взвешивают для изготовления одной заправки смеси.

Валки смесительных вальцев имеют шлифованную закаленную поверхность.

1 - электродвигатель; 2 - редуктор; 3 - подшипник; 4 - механизм аварийного останова; 5 -труба охлаждающего устройства; 6 - механизм регулировки зазора; 7 - воронка для стока охлаждающей воды; 8 - сборная емкость (ванна) для охлаждающей воды; 9 — верхняя траверса;10-ограничительные стрелки;11- валки; 12 - противень; 13 - фундаментная плита; 14 - станина; 15 - шестерни.

Рисунок. 1. Вальцы.

Проведение испытания: При изготовлении резиновой смеси на лабораторных вальцах после проверки исправности аварийного останова включают кнопочный пускатель и устанавливают заданную температуру валков, постепенно открывая вентили на трубопроводах, подающих пар и охлаждающую воду. Температуру заднего валка следует поддерживать в пределах 70—75 °С, а переднего — 45—- 55 °С. Температуру поверхности валков контролируют лучковой термопарой. Затем устанавливают необходимый зазор между валками. Для этого между валками с левой и правой стороны пропускают свинцовые пластинки и измеряют их толщину толщиномером. Каучук в вальцы вводят небольшими кусками, при этом зазор между валками составляет 0,2—0,3 мм. При таких условиях каучуки быстрее переходят в вязкотекучее состояние и садятся на передний валок. При введении остальных ингредиентов зазор между валками увеличивают, в результате чего интенсивное смешение происходит не только в зазоре между валками, но и во вращающемся объеме смеси между валками. При смешении на вальцах переориентация фазовых поверхностей осуществляется вручную. Для этого резиновую смесь подрезают и закатывают в рулоны с левой и правой стороны вальцев поочередно.

При использовании вальцев небольшого размера резиновую смесь можно подрезать без закатки ее в рулоны. Однако в этом случае необходимо направлять конец подрезанного резинового листа с одной стороны вальцев на другую.

Все ингредиенты вводят в зазор между валками по всей длине переднего валка слева направо и справа налево. Кусочки каучука, резиновой смеси, а также часть ингредиентов, провалившихся на противень, собирают в совок при помощи щетки и вновь возвращают в зазор между валками.

Обычно исходные компоненты вводят на вальцы в следующем порядке: сначала каучуки и регенерат, затем—диспергаторы (жирные кислоты), активаторы вулканизации (оксиды металлов), противостарители, твердые мягчители, технический углерод, жидкие мягчители, ускорители вулканизации, вулканизующие вещества.

После введения ускорителей и вулканизующей группы рекомендуется 3 или 4 раза пропустить смеси через тонкий (0,2— 0,3 мм) зазор между валками. Общая продолжительность смешения при этом составляет 20—25 мин. Готовую смесь снимают в виде листа толщиной приблизительно 2 мм, помещают на рабочий стол и игольчатой термопарой измеряют температуру. На листе резиновой смеси записывают номер группы, дату изготовления, шифр смеси и лист сдают лаборанту.

Оформление результатов:

Таблица№ 1 Расчёт навесок ингредиентов на одну заправку. Рецепт №27

Каучуки и ингредиенты	Содержание ингредиента	Плотно сть г/м3	Объём ингредиентов	Р, г
	масс. ч. на 100 масс. ч. каучука	% (масс)		м3*10^-³	% (об.)
СКИ-3		58,28	0,92	108,69	73,68
Альтакс	0,6	0,35	1,48	0,41	0,28	3,6
ДФГ		1,75	1,19	2,52	1,71	18,2
Белила цинковые		2,91	5,47	0,91	0,62	30,3
Сера		0,58	1,47	0,68	0,46	6,1
Стеарин		0,58	0,96	1,04	0,71	6,1
Нафтам-2		0,58			0,68	6,1
ПН-75		34,97	1,86	32,26	21,86	363,6
Итого	171,6	100,00	-	147,51

Таблица № 2 Расчёт навесок ингредиентов на одну

заправку.

Рецепт №25

Каучуки и ингредиенты

Содержание ингредиента

Плот-ность г/м³

Объём ингредиентов

Р, г

масс. ч. на 100 масс. ч. каучука

% (масс.)

м³*1О^-3

% (об.)

СКН-40

75,99

0,92

108,70

86,26

714,3

Альтакс

0,6

0,45

1,48

0,41

0,33

4,3

ДФГ

2,28

1,19

2,52

2,00

21,4

Оксид цинка

3,80

5,47

0,91

0,72

35,7

Сера

0,76

1,47

0,68

0,54

7,1

Стеорин

0,76

0,96

1,04

0,83

7,1

Нафтан-2

0,76

1,00

0,79

7,1

ПН-75

15,20

1,86

10,75

8,53

142,86

Итого

131,6

126,01

Порядок расчета рецепта резиновой смеси:

1. Массовую долю компонента рассчитывают по формуле:

(1)

где - содержание ингредиента в % (масс), g - содержание ингредиента, масс. ч. на 100

масс. ч. каучука.

2. Объемную часть компонента рассчитывают по формуле:

(2)

где v - объёмная часть ингредиента, р - плотность ингредиента. 3. Объемную долю компонента рассчитывают по формуле:

(3)

где - объёмная доля ингредиента.

4. Массу загрузки рассчитывают по формуле:

(4)

где Р - масса загрузки, -теоретическая плотность резиновой смеси, V_pa_б- объём

единовременной загрузки.

5. Теоретическую плотность рассчитывают по формуле:

(5)

6, Навеску компонента рассчитывают по формуле:

gG/ (6)

Таблица № 3. Порядок и время введения ингредиентов на вальцы.

Вводимый ингредиент	Время введения ингредиентов на вальцы, мин
Резиновая смесь с содержащая 20 масс. ч. ТУ П234	Резиновая смесь с содержащая 60 масс. ч. ТУ П234
Каучук СКН-40
Стеарин	1,45	1,15
Белила цинковые	4,03	1,38
Нафтам-2	4,52	3,18
ТУ П234	9,30	3,34; 4,24
Каптакс	10,12	12,04
Сера	10,53	13,06
ИТОГО	12,31	16,08

Вывод: Из полученных в ходе лабораторной работы данных можно сделать вывод, что для резиновых смесей с большим количеством наполнителя требуется большее время смешения.