Kuznjecov A.S. 1 , Kornyushko V.F. 2

1 postdiplomski student, 2 doktor tehničkih nauka, profesor, šef katedre za informacione sisteme u hemijskoj tehnologiji, Moskovski tehnološki univerzitet

PROCESI MJEŠAVANJA I STRUKTUIRANJA ELASTOMERSKIH SISTEMA KAO KONTROLNIH OBJEKATA U HEMIJSKO-TEHNOLOŠKOM SISTEMU

anotacija

U radu se, sa stanovišta sistemske analize, razmatra mogućnost kombinovanja procesa mešanja i strukturiranja u jedinstven hemijsko-tehnološki sistem za dobijanje proizvoda od elastomera.

Ključne riječi: miješanje, strukturiranje, sistem, analiza sistema, upravljanje, kontrola, hemijsko-tehnološki sistem.

Kuznjecov A. S. 1 , Kornushko V. F. 2

1 postdiplomski student, 2 doktor inženjerskih nauka, profesor, šef katedre za informacione sisteme u hemijskoj tehnologiji, Moskovski državni univerzitet

PROCESI MJEŠAVANJA I STRUKTUIRANJA KAO UPRAVLJAČKI OBJEKTI U HEMIJSKO-INŽENJERSKOM SISTEMU

Abstract

U članku se opisuje mogućnost kombinovanja na osnovu sistemske analize procesa mešanja i vulkanizacije u jedinstvenom hemijsko-inženjerskom sistemu dobijanja proizvoda od elastomera.

ključne riječi: miješanje, strukturiranje, sistem, analiza sistema, smjer, kontrola, hemijsko-inženjerski sistem.

Uvod

Razvoj hemijske industrije je nemoguć bez stvaranja novih tehnologija, povećanja proizvodnje, uvođenja nove tehnologije, ekonomičnog korišćenja sirovina i svih vrsta energije, stvaranja niskootpadanih industrija.

Industrijski procesi se odvijaju u složenim hemijsko-tehnološkim sistemima (CTS), koji su skup uređaja i mašina spojenih u jedinstven proizvodni kompleks za proizvodnju proizvoda.

Savremenu proizvodnju proizvoda od elastomera (dobivanje elastomernog kompozitnog materijala (ECM), odnosno gume) karakteriše prisustvo velikog broja faza i tehnoloških operacija, i to: priprema gume i sastojaka, vaganje čvrstih i rasutih materijala, mešanje gume. sa sastojcima, oblikovanje sirove gumene smjese - poluproizvoda, i, zapravo, proces prostornog strukturiranja (vulkanizacije) gumene smjese - praznine za dobivanje gotovog proizvoda sa skupom specificiranih svojstava.

Svi procesi za proizvodnju proizvoda od elastomera su međusobno usko povezani, pa je za dobijanje proizvoda odgovarajućeg kvaliteta neophodno tačno poštovanje svih utvrđenih tehnoloških parametara. Dobijanje kondicioniranih proizvoda je olakšano upotrebom različitih metoda za praćenje glavnih tehnoloških količina u proizvodnji u centralnim fabričkim laboratorijama (CPL).

Složenost i višestepeni proces dobijanja proizvoda od elastomera i potreba kontrole glavnih tehnoloških pokazatelja podrazumevaju sagledavanje procesa dobijanja proizvoda od elastomera kao složenog hemijsko-tehnološkog sistema koji obuhvata sve tehnološke faze i operacije, elemente analize elastomera. glavne faze procesa, njihovo upravljanje i kontrola.

1. Opće karakteristike procesa miješanja i strukturiranja

Prijemu gotovih proizvoda (proizvoda sa skupom specificiranih svojstava) prethode dva glavna tehnološka procesa sistema za proizvodnju proizvoda od elastomera, a to su: proces miješanja i, zapravo, vulkanizacija sirove gumene smjese. Praćenje usklađenosti sa tehnološkim parametrima ovih procesa je obavezan postupak koji osigurava prijem proizvoda odgovarajućeg kvaliteta, intenziviranje proizvodnje i sprečavanje brakova.

U početnoj fazi nalazi se guma - polimerna baza i razni sastojci. Nakon vaganja gume i sastojaka, počinje proces miješanja. Proces miješanja je mljevenje sastojaka, a svodi se na ravnomjerniju raspodjelu istih u gumi i bolju disperziju.

Proces miješanja se vrši na valjcima ili u gumenom mikseru. Kao rezultat, dobivamo poluproizvod - sirovu gumenu smjesu - međuproizvod, koji se naknadno podvrgava vulkanizaciji (strukturiranju). U fazi sirove gumene mješavine kontrolira se ujednačenost miješanja, provjerava sastav smjese i ocjenjuje njena vulkanizacijska sposobnost.

Ujednačenost miješanja se provjerava indikatorom plastičnosti gumene smjese. Uzimaju se uzorci iz različitih dijelova gumene mješavine i određuje se indeks plastičnosti smjese, koji bi za različite uzorke trebao biti približno isti. Plastičnost smjese P mora se, u granicama greške, podudarati s receptom navedenom u pasošu za određenu smjesu gume.

Sposobnost vulkanizacije mješavine se provjerava na vibroheometrima različitih konfiguracija. Reometar je u ovom slučaju predmet fizičkog modeliranja procesa strukturiranja elastomernih sistema.

Kao rezultat vulkanizacije dobija se gotov proizvod (guma, elastomerni kompozitni materijal. Dakle, guma je složen višekomponentni sistem (Sl. 1.)

Rice. 1 - Sastav elastomernog materijala

Proces strukturiranja je hemijski proces pretvaranja sirove plastične gumene mešavine u elastičnu gumu formiranjem prostorne mreže hemijskih veza, kao i tehnološki proces za dobijanje artikla, gume, elastomernog kompozitnog materijala fiksiranjem željenog oblika kako bi se obezbedio željenu funkciju proizvoda.

1. Izgradnja modela hemijsko-tehnološkog sistema
   proizvodnja proizvoda od elastomera

Svaka hemijska proizvodnja je niz od tri glavne operacije: priprema sirovina, stvarna hemijska transformacija, izolacija ciljnih proizvoda. Ova sekvenca operacija oličena je u jednom složenom hemijsko-tehnološkom sistemu (CTS). Moderno hemijsko preduzeće sastoji se od velikog broja međusobno povezanih podsistema, između kojih postoje subordinacioni odnosi u obliku hijerarhijske strukture sa tri glavna koraka (slika 2). Proizvodnja elastomera nije izuzetak, a izlaz je gotov proizvod sa željenim svojstvima.

Rice. 2 - Podsistemi hemijsko-tehnološkog sistema za proizvodnju proizvoda od elastomera

Osnova za izgradnju ovakvog sistema, kao i svakog hemijsko-tehnološkog sistema proizvodnih procesa, je sistematski pristup. Sistematsko gledište o posebnom tipičnom procesu hemijskog inženjerstva omogućava razvoj naučno zasnovane strategije za sveobuhvatnu analizu procesa i, na osnovu toga, izgradnju detaljnog programa za sintezu njegovog matematičkog opisa za dalju implementaciju kontrolnih programa. .

Ova shema je primjer hemijsko-tehnološkog sistema sa serijskim povezivanjem elemenata. Prema prihvaćenoj klasifikaciji, najmanji nivo je tipičan proces.

U slučaju proizvodnje elastomera, kao takvi procesi smatraju se odvojene faze proizvodnje: proces vaganja sastojaka, sečenje gume, mešanje na valjcima ili u mešalici gume, prostorno strukturiranje u aparatu za vulkanizaciju.

Sljedeći nivo predstavlja radionica. Za proizvodnju elastomera može se predstaviti kao sastavni deo podsistema za snabdevanje i pripremu sirovina, blok za mešanje i dobijanje poluproizvoda, kao i završni blok za strukturiranje i otkrivanje nedostataka.

Glavni proizvodni zadaci za osiguranje potrebnog nivoa kvaliteta finalnog proizvoda, intenziviranje tehnoloških procesa, analiza i kontrola procesa miješanja i strukturiranja, sprječavanje braka, sprovode se upravo na ovom nivou.

1. Odabir glavnih parametara za kontrolu i upravljanje tehnološkim procesima miješanja i strukturiranja

Proces strukturiranja je hemijski proces pretvaranja sirove plastične gumene mešavine u elastičnu gumu formiranjem prostorne mreže hemijskih veza, kao i tehnološki proces za dobijanje artikla, gume, elastomernog kompozitnog materijala fiksiranjem željenog oblika kako bi se obezbedio željenu funkciju proizvoda.

U procesima proizvodnje proizvoda od elastomera, kontrolisani parametri su: temperatura Tc pri mešanju i vulkanizaciji Tv, pritisak P tokom presovanja, vreme τ obrade smeše na valjcima, kao i vreme vulkanizacije (optimalno) τopt..

Temperatura poluproizvoda na valjcima mjeri se igličastim termoelementom ili termoelementom sa samosnimajućim instrumentima. Tu su i temperaturni senzori. Obično se kontrolira promjenom protoka rashladne vode za valjke podešavanjem ventila. U proizvodnji se koriste regulatori protoka rashladne vode.

Pritisak se kontroliše pomoću uljne pumpe sa ugrađenim senzorom pritiska i odgovarajućim regulatorom.

Uspostavljanje parametara za proizvodnju smjese vrši se valjkom prema kontrolnim kartama, koje sadrže potrebne vrijednosti parametara procesa.

Kontrolu kvaliteta poluproizvoda (sirove mješavine) provode stručnjaci centralne tvorničke laboratorije (CPL) proizvođača prema pasošu mješavine. Istovremeno, glavni element za praćenje kvaliteta miješanja i vrednovanje sposobnosti vulkanizacije gumene mješavine su podaci vibroheometrije, kao i analiza reometrijske krive, koja predstavlja grafički prikaz procesa, a smatra se kao element kontrole i podešavanja procesa strukturiranja elastomernih sistema.

Postupak procjene vulkanizacijskih karakteristika provodi tehnolog prema pasošu mješavine i bazama podataka reometrijskih ispitivanja gume i gume.

Kontrolu dobijanja kondicioniranog proizvoda - završnu fazu - provode stručnjaci odjela za tehničku kontrolu kvaliteta gotovih proizvoda prema podacima ispitivanja tehničkih svojstava proizvoda.

Prilikom kontrole kvalitete gumene smjese jednog specifičnog sastava, postoji određeni raspon vrijednosti pokazatelja svojstava, prema kojima se dobivaju proizvodi sa potrebnim svojstvima.

Zaključci:

1. Upotreba sistematskog pristupa u analizi procesa proizvodnje proizvoda od elastomera omogućava najpotpunije praćenje parametara odgovornih za kvalitet procesa strukturiranja.
2. Na nivou radionice postavljaju se i rješavaju glavni zadaci za osiguranje potrebnih indikatora tehnoloških procesa.

Književnost

1. Teorija sistema i sistemska analiza u upravljanju organizacijama: Priručnik TZZ: Proc. dodatak / Ed. V.N. Volkova i A.A. Emelyanov. - M.: Finansije i statistika, 2006. - 848 str.: ilustr. ISBN 5-279-02933-5
2. Kholodnov V.A., Hartmann K., Chepikova V.N., Andreeva V.P. Analiza sistema i donošenje odluka. Računarske tehnologije za modeliranje hemijsko-tehnoloških sistema sa materijalnim i termičkim reciklama. [Tekst]: udžbenik./ V.A. Kholodnov, K. Hartmann. Sankt Peterburg: SPbGTI (TU), 2006.-160 str.
3. Agayants I.M., Kuznetsov A.S., Ovsyannikov N.Ya. Modifikacija koordinatnih osa u kvantitativnoj interpretaciji reometrijskih krivulja - M.: Fine hemijske tehnologije 2015. V.10 br. 2, str.64-70.
4. Novakov I.A., Wolfson S.I., Novopoltseva O.M., Krakshin M.A. Reološka i vulkanizacijska svojstva elastomernih kompozicija. - M.: ICC "Akademkniga", 2008. - 332 str.
5. Kuznetsov A.S., Kornyushko V.F., Agayants I.M. \Rheogram kao alat za kontrolu procesa za strukturiranje elastomernih sistema \ M:. NXT-2015 str.143.
6. Kashkinova Yu.V. Kvantitativno tumačenje kinetičkih krivulja procesa vulkanizacije u sistemu organizacije radnog mjesta tehnologa - gumenjaka: Sažetak diplomskog rada. dis. … cand. tech. nauke. - Moskva, 2005. - 24 str.
7. Chernyshov V.N. Teorija sistema i sistemska analiza: udžbenik. dodatak / V.N. Chernyshov, A.V. Chernyshov. - Tambov: Izdavačka kuća Tambov. stanje tech. un-ta., 2008. - 96 str.

Reference

1. Teoriya sistem i sistemnyj analiz v upravlenii organizaciyami: TZZ Spravochnik: Ucheb. posobie / Pod red. V.N. Volkovoj i A.A. Emel'yanova. - M.: Finansy i statistika, 2006. - 848 s: il. ISBN 5-279-02933-5
2. Holodnov V.A., Hartmann K., Chepikova V.N., Andreeva V.P. Sistemnyj analiz i prinyatie reshenij. Komp'yuternye tehnologii modelirovaniya himiko-tehnoloških sistema s materialnymi i teplovymi reciklami. : uchebnoe posobie./ V.A. Holodnov, K. Hartmann. SPb.: SPbGTI (TU), 2006.-160 s.
3. Agayanc I.M., Kuznecov A.S., Ovsyannikov N.Y.A. Modifikaciya osej koordinat pri kolichestvennoj interpretaciji reometricheskih krivyh – M.: Tonkie himicheskie technologii 2015 T.10 br. 2, s64-70.
4. Novakov I.A., Vol'fson S.I., Novopol'ceva O.M., Krakshin M.A. Reologicheskie i vulkanizacionnye svojstva ehlastomernyh kompozicija. - M.: IKC "Akademkniga", 2008. - 332 s.
5. Kuznecov A.S., Kornyushko V.F., Agayanc I.M. \Reogramma kak instrument upravleniya tehnološkim procesom strukturiraniya ehlastomernyh sistem \ M:. NHT-2015 s.143.
6. Kashkinova YU.V. Kolichestvennaya interpretaciya kineticheskih krivyh procesa vulkanizacii v sisteme organizacii rabochego mesta tehnologa – rezinshchika: avtoref. dis. …kand. tehnologije nauka. - Moskva, 2005. - 24 s.
7. Chernyshov V.N. Teoriya sistem i sistemnyj analiz: ucheb. posobie / V.N. Chernyshov, A.V. Chernyshov. – Tambov: Izd-vo Tamb. gos. tehnologije un-ta., 2008. - 96 s.

Tehnološki, proces vulkanizacije je transformacija "sirove" gume u gumu. Kao hemijska reakcija, uključuje integraciju linearnih makromolekula gume, koji lako gube stabilnost kada su izloženi vanjskim utjecajima, u jedinstvenu mrežu vulkanizacije. Nastaje u trodimenzionalnom prostoru zbog unakrsnih hemijskih veza.

Takva "poprečno povezana" struktura daje gumi dodatne karakteristike čvrstoće. Njegova tvrdoća i elastičnost, otpornost na mraz i toplinu poboljšavaju se smanjenjem rastvorljivosti u organskim tvarima i bubrenjem.

Rezultirajuća mreža ima složenu strukturu. Uključuje ne samo čvorove koji povezuju parove makromolekula, već i one koji ujedinjuju nekoliko molekula u isto vrijeme, kao i unakrsne kemijske veze, koje su poput "mostova" između linearnih fragmenata.

Njihovo stvaranje nastaje pod djelovanjem specijalnih sredstava, čije molekule djelomično djeluju kao građevinski materijal, kemijski reagirajući jedni s drugima i s makromolekulama gume na visokoj temperaturi.

Svojstva materijala

Performanse rezultirajuće vulkanizirane gume i proizvoda napravljenih od nje uvelike ovise o vrsti korištenog reagensa. Ove karakteristike uključuju otpornost na izlaganje agresivnom okruženju, brzinu deformacije tokom kompresije ili porasta temperature i otpornost na termičke oksidativne reakcije.

Rezultirajuće veze nepovratno ograničavaju pokretljivost molekula pod mehaničkim djelovanjem, uz održavanje visoke elastičnosti materijala sa sposobnošću plastične deformacije. Struktura i broj ovih veza određen je metodom vulkanizacije gume i hemijskim sredstvima koja se za to koriste.

Proces nije monoton, a pojedinačni pokazatelji vulkanizirane mješavine u svojoj promjeni dostižu svoj minimum i maksimum u različito vrijeme. Najprikladniji omjer fizičkih i mehaničkih karakteristika rezultirajućeg elastomera naziva se optimalnim.

Kompozicija koja se može vulkanizovati, pored gume i hemijskih agenasa, uključuje niz dodatnih supstanci koje doprinose proizvodnji gume sa željenim performansama. Prema namjeni dijele se na akceleratore (aktivatore), punila, omekšivače (plastifikatore) i antioksidante (antioksidanse). Ubrzivači (najčešće je to cink oksid) olakšavaju kemijsku interakciju svih sastojaka gumene mješavine, pomažu u smanjenju potrošnje sirovina, vremena za njegovu obradu i poboljšavaju svojstva vulkanizera.

Punila kao što su kreda, kaolin, čađa povećavaju mehaničku čvrstoću, otpornost na habanje, otpornost na habanje i druge fizičke karakteristike elastomera. Nadopunjavajući količinu sirovine, oni na taj način smanjuju potrošnju gume i smanjuju cijenu rezultirajućeg proizvoda. Omekšivači se dodaju kako bi se poboljšala obradivost prerade gumenih smjesa, smanjio njihov viskozitet i povećao volumen punila.

Također, plastifikatori mogu povećati dinamičku izdržljivost elastomera, otpornost na abraziju. Antioksidansi koji stabiliziraju proces uvode se u sastav smjese kako bi spriječili „starenje“ gume. Različite kombinacije ovih supstanci koriste se u razvoju specijalnih formulacija sirove gume za predviđanje i korekciju procesa vulkanizacije.

Vrste vulkanizacije

Najčešće korištene gume (butadien-stiren, butadien i prirodne) vulkaniziraju se u kombinaciji sa sumporom zagrijavanjem smjese na 140-160°C. Ovaj proces se naziva vulkanizacija sumpora. Atomi sumpora su uključeni u formiranje međumolekularnih poprečnih veza. Prilikom dodavanja do 5% sumpora u smjesu s gumom nastaje meki vulkanizat koji se koristi za proizvodnju automobilskih zračnica, guma, gumenih cijevi, kuglica itd.

Kada se doda više od 30% sumpora, dobija se prilično tvrd, niskoelastičan ebonit. Kao akceleratori u ovom procesu koriste se tiuram, kaptaks itd., čija se potpunost osigurava dodatkom aktivatora koji se sastoje od metalnih oksida, najčešće cinka.

Moguća je i radijaciona vulkanizacija. Izvodi se pomoću jonizujućeg zračenja, koristeći tokove elektrona koje emituje radioaktivni kobalt. Ovaj proces bez sumpora rezultira elastomerima sa posebnom hemijskom i termičkom otpornošću. Za proizvodnju specijalnih guma dodaju se organski peroksidi, sintetičke smole i druga jedinjenja pod istim procesnim parametrima kao i u slučaju dodavanja sumpora.

U industrijskoj skali, sastav koji se može vulkanizirati, stavljen u kalup, zagrijava se pod povišenim tlakom. Da biste to učinili, kalupi se postavljaju između zagrijanih ploča hidraulične preše. U proizvodnji neukalupljenih proizvoda, smjesa se sipa u autoklave, kotlove ili pojedinačne vulkanizere. Zagrijavanje gume za vulkanizaciju u ovoj opremi vrši se korištenjem zraka, pare, zagrijane vode ili visokofrekventne električne struje.

Najveći potrošači gumenih proizvoda dugi niz godina ostaju automobilska i poljoprivredna inženjerska poduzeća. Stupanj zasićenosti njihovih proizvoda gumenim proizvodima pokazatelj je visoke pouzdanosti i udobnosti. Osim toga, dijelovi od elastomera često se koriste u proizvodnji vodovodnih instalacija, obuće, kancelarijskog materijala i proizvoda za djecu.

zaključci

Na osnovu sistemske analize procesa gumiranja pocinčane trake utvrđeni su modeli i metode čija je primjena neophodna za implementaciju metode upravljanja: simulacijski model procesa sušenja polimernog premaza, metoda za optimizaciju tehnološkog procesa. parametri procesa polimerizacije zasnovani na genetskom algoritmu i neuro-fuzzy modelu upravljanja procesom.

Utvrđeno je da je razvoj i implementacija metode upravljanja procesom vulkanizacije pocinkovane trake na jedinici za polimernu prevlaku na bazi neuro-fuzzy mreža hitan i obećavajući naučno-tehnički zadatak u smislu ekonomske koristi, smanjenja troškova. i optimizacija proizvodnje.

Utvrđeno je da je proces vulkanizacije pocinkovane trake u pećima jedinice za prevlačenje metala višestruko povezan objekat sa distribucijom parametara duž koordinata, koji radi u nestacionarnim uslovima i zahteva sistematski pristup proučavanju.

Utvrđeni su zahtjevi za matematičku podršku sistema upravljanja višestruko povezanim termičkim objektima jedinice za metalnu prevlaku: osiguranje funkcionisanja u načinu direktne veze sa objektom iu realnom vremenu, raznovrsnost funkcija koje se obavljaju uz njihovu relativnu nepromjenjivost tokom rad, razmjena informacija sa velikim brojem njenih izvora i potrošača u procesu rješavanja glavnih problema, operativnost u uslovima koji ograničavaju vrijeme za proračun kontrolnih radnji.

MATEMATIČKI SOFTVER NEURO-FUZZY UPRAVLJAČKOG SISTEMA ZA VIŠE POVEZOVANE TERMIČKE OBJEKTE JEDINJE ZA PREMAZIVANJE METALOM GUDDED

Sistemska analiza upravljanja višestruko povezanim termičkim objektima jedinice za gumiranje

Idejno rješenje je početna faza projektiranja, u kojoj se donose odluke koje određuju kasniji izgled sistema, te se sprovode istraživanje i usklađivanje parametara kreiranih rješenja sa njihovom mogućom organizacijom. Trenutno se postepeno uviđa da je za izgradnju sistema na kvalitativno drugačijem nivou novine, a ne samo njihove modernizacije, potrebno biti naoružan teorijskim idejama o pravcu razvoja sistema. Ovo je neophodno za organizaciju upravljanja ovim procesom, što će povećati kako pokazatelje kvaliteta ovih sistema, tako i efikasnost procesa njihovog projektovanja, rada i rada.

U ovoj fazi potrebno je formulisati kontrolni problem iz kojeg ćemo dobiti istraživačke probleme. Nakon analize procesa polimerizacije pocinkovane trake kao kontrolnog objekta, potrebno je odrediti granice predmetnog područja koje su od interesa za izgradnju modela upravljanja procesom, tj. odrediti potreban nivo apstrakcije modela koji će se izgraditi.

Najvažnija metoda istraživanja sistema je predstavljanje bilo kojeg složenog sistema u obliku modela, tj. primjena metode spoznaje, u kojoj se opis i proučavanje karakteristika i svojstava originala zamjenjuje opisom i proučavanjem karakteristika i svojstava nekog drugog predmeta, koji u općem slučaju ima potpuno drugačiji materijal ili ideal reprezentacija. Važno je da model ne prikazuje sam predmet proučavanja u obliku najbližem originalu, već samo ona njegova svojstva i strukture koje su od većeg interesa za postizanje cilja studije.

Zadatak kontrole je postavljanje takvih vrijednosti parametara procesa vulkanizacije pocinčane trake, koje će omogućiti postizanje maksimalnog koeficijenta prianjanja uz minimalnu potrošnju energetskih resursa.

Na kvalitetu prethodno obojenih valjanih proizvoda nameće se niz zahtjeva, koji su opisani u GOST-u, navedenim u odjeljku 1.3. Proces sušenja u pećnicama jedinice za premazivanje gume utječe samo na kvalitetu prianjanja na podlogu. Stoga se u ovom radu ne razmatraju nedostaci poput neravnina premaza, odstupanja sjaja i rupa.

Za izvođenje procesa sušenja polimernog premaza potrebno je poznavati sljedeći skup tehnoloških parametara: temperature 7 zona peći (Tz1 ... Tz7), brzinu linije (V), gustinu i toplinski kapacitet metalne podloge. (, s), debljina i početna temperatura trake (h, Tin.), temperaturni opseg polimerizacije nanesene boje ().

Ovi parametri u proizvodnji se obično nazivaju receptura.

Parametri kao što su snaga ventilatora instaliranih u zonama peći, količina dovedenog čistog zraka, parametri opasnosti od eksplozije lakova su isključeni iz razmatranja, jer utiču na brzinu zagrijavanja zona prije sušenja i koncentraciju eksplozivnih gasova, koji nisu otkriveni u ovom radu. Njihova regulacija se provodi odvojeno od upravljanja samim procesom vulkanizacije.

Hajde da definišemo istraživačke zadatke koje je potrebno izvršiti da bi se postigao cilj menadžmenta. Napominjemo da postojeće stanje analize sistema nameće posebne zahtjeve za odluke koje se donose na osnovu proučavanja dobijenih modela. Nije dovoljno samo dobiti moguća rješenja (u ovom slučaju temperature zona peći) - potrebno je da one budu optimalne. Sistemska analiza nam posebno omogućava da predložimo metode odlučivanja za svrsishodno traženje prihvatljivih rješenja odbacivanjem onih koja su očigledno inferiorna u odnosu na druge prema datom kriteriju kvalitete. Svrha njegove primjene na analizu konkretnog problema je primjena sistematskog pristupa i, ako je moguće, rigoroznih matematičkih metoda, povećanje valjanosti odluke donesene u kontekstu analize velike količine informacija o sistemu i mnogih potencijalna rješenja.

Zbog činjenice da u ovoj fazi znamo samo ulazne i izlazne parametre modela, opisaćemo ih koristeći pristup „crne kutije“.

Prvi zadatak koji treba riješiti je izgradnja simulacionog modela procesa sušenja premaza, tj. dobiti matematički opis objekta koji se koristi za izvođenje eksperimenata na računaru u cilju projektovanja, analize i evaluacije funkcionisanja objekta. Ovo je neophodno kako bi se utvrdilo u kojoj meri će se temperatura metalne površine (Tp. out.) povećati pri izlasku iz peći za date vrednosti brzine trake, debljine, gustine, toplotnog kapaciteta i početne temperature metala, kao kao i temperature zona peći. U budućnosti, usporedba vrijednosti dobivene na izlazu ovog modela s temperaturom polimerizacije boje omogućit će izvođenje zaključka o kvaliteti prianjanja premaza (slika 10.).

Slika 10 - Konceptualni simulacijski model procesa sušenja premaza

Drugi zadatak je razvoj metode za optimizaciju tehnoloških parametara procesa vulkanizacije pocinčane trake. Za njegovo rješavanje potrebno je formalizirati kriterij kvalitete kontrole i izgraditi model za optimizaciju tehnoloških parametara. Zbog činjenice da se temperaturni režim kontroliše promenom temperatura zona peći (Tz1...Tz7), ovaj model treba da optimizuje njihove vrednosti (Tz1opt...Tz7opt) prema kriterijumu kvaliteta kontrole (Slika 11. ). Ovaj model kao ulaz prima i temperature vulkanizacije, jer bez njih je nemoguće odrediti kvalitet prianjanja boje na metalnu podlogu.

Slika 11 - Konceptualni model za optimizaciju parametara procesa

Glavne metode vulkanizacije gume. Za izvođenje glavnog hemijskog procesa gumene tehnologije - vulkanizacije - koriste se sredstva za vulkanizaciju. Hemija procesa vulkanizacije sastoji se u formiranju prostorne mreže, uključujući linearne ili razgranate gumene makromolekule i poprečne veze. Tehnološki, vulkanizacija se sastoji u obradi gumene smjese na temperaturama od normalne do 220°C pod pritiskom i rjeđe bez njega.

U većini slučajeva, industrijska vulkanizacija se izvodi sa sistemima za vulkanizaciju koji uključuju sredstvo za vulkanizaciju, akceleratore i aktivatore vulkanizacije i doprinose efikasnijem toku procesa formiranja prostorne mreže.

Hemijska interakcija između gume i sredstva za vulkanizaciju određena je hemijskom aktivnošću gume, tj. stepen nezasićenosti njegovih lanaca, prisustvo funkcionalnih grupa.

Hemijska aktivnost nezasićenih kaučuka uzrokovana je prisustvom dvostrukih veza u glavnom lancu i povećanom pokretljivošću atoma vodonika u -metilenskim grupama u blizini dvostruke veze. Stoga se nezasićene gume mogu vulkanizirati sa svim spojevima koji stupaju u interakciju s dvostrukom vezom i njenim susjednim grupama.

Glavno sredstvo za vulkanizaciju nezasićenih kaučuka je sumpor, koji se obično koristi kao sistem za vulkanizaciju u kombinaciji sa akceleratorima i njihovim aktivatorima. Pored sumpora, organskih i neorganskih peroksida, mogu se koristiti alkilfenol-formaldehidne smole (AFFS), diazo jedinjenja i polihaloidna jedinjenja.

Hemijska aktivnost zasićenih kaučuka znatno je niža od aktivnosti nezasićenih, stoga se za vulkanizaciju moraju koristiti visoko reaktivne tvari, poput raznih peroksida.

Vulkanizacija nezasićenih i zasićenih kaučuka može se izvesti ne samo u prisustvu hemijskih vulkanizatora, već i pod uticajem fizičkih uticaja koji pokreću hemijske transformacije. To su visokoenergetska zračenja (radijacijska vulkanizacija), ultraljubičasto zračenje (fotovulkanizacija), produženo izlaganje visokim temperaturama (termalna vulkanizacija), udarni valovi i neki drugi izvori.

Gume koje imaju funkcionalne grupe mogu se vulkanizirati na tim grupama sa agensima za umrežavanje koji su u interakciji sa funkcionalnim grupama.

Glavne zakonitosti procesa vulkanizacije. Bez obzira na vrstu gume i korišćeni sistem vulkanizacije, tokom procesa vulkanizacije dešavaju se neke karakteristične promene u svojstvima materijala:

Plastičnost gumene smjese naglo se smanjuje, pojavljuju se čvrstoća i elastičnost vulkanizeta. Dakle, čvrstoća sirove gumene smjese na bazi NC ne prelazi 1,5 MPa, a čvrstoća vulkaniziranog materijala nije manja od 25 MPa.

Hemijska aktivnost gume je značajno smanjena: u nezasićenim gumama smanjuje se broj dvostrukih veza, u zasićenim gumama i gumama sa funkcionalnim grupama broj aktivnih centara. Time se povećava otpornost vulkanizeta na oksidativne i druge agresivne utjecaje.

Povećava otpornost vulkaniziranog materijala na djelovanje niskih i visokih temperatura. Tako NC stvrdnjava na 0ºS i postaje ljepljiv na +100ºS, dok vulkanizat zadržava čvrstoću i elastičnost u temperaturnom rasponu od -20 do +100ºS.

Ovakav karakter promjene svojstava materijala tokom vulkanizacije nedvosmisleno ukazuje na pojavu procesa strukturiranja, koji završavaju formiranjem trodimenzionalne prostorne mreže. Da bi vulkanizat zadržao elastičnost, poprečne veze moraju biti dovoljno rijetke. Na primjer, u slučaju NC, termodinamička fleksibilnost lanca se zadržava ako se jedna unakrsna veza javlja na 600 atoma ugljika glavnog lanca.

Proces vulkanizacije također karakteriziraju neki opći obrasci promjena svojstava u zavisnosti od vremena vulkanizacije na konstantnoj temperaturi.

Budući da se svojstva viskoznosti mješavina najznačajnije mijenjaju, za proučavanje kinetike vulkanizacije koriste se smični rotacijski viskozimetri, posebno Monsanto reometri. Ovi uređaji omogućavaju proučavanje procesa vulkanizacije na temperaturama od 100 do 200ºS u trajanju od 12 - 360 minuta uz različite sile smicanja. Rekorder uređaja ispisuje zavisnost momenta od vremena vulkanizacije pri konstantnoj temperaturi, tj. kinetička kriva vulkanizacije, koja ima S-oblik i nekoliko sekcija koje odgovaraju fazama procesa (slika 3).

Prva faza vulkanizacije naziva se period indukcije, faza scorch ili faza pre vulkanizacije. U ovoj fazi, gumena smjesa mora ostati tečna i dobro ispuniti cijeli kalup, stoga njena svojstva karakterizira minimalni smični moment M min (minimalni viskozitet) i vrijeme t s tokom kojeg se moment smicanja povećava za 2 jedinice u odnosu na minimalni .

Trajanje indukcionog perioda zavisi od aktivnosti sistema za vulkanizaciju. Izbor sistema za vulkanizaciju s jednom ili drugom vrijednošću t s određen je masom proizvoda. Tokom vulkanizacije, materijal se prvo zagreva na temperaturu vulkanizacije, a zbog niske toplotne provodljivosti gume, vreme zagrevanja je proporcionalno masi proizvoda. Iz tog razloga, za vulkanizaciju proizvoda velike mase treba odabrati sisteme za vulkanizaciju koji pružaju dovoljno dug period indukcije, i obrnuto za proizvode male mase.

Druga faza se naziva glavni period vulkanizacije. Na kraju perioda indukcije, aktivne čestice se akumuliraju u masi gumene smjese, uzrokujući brzo strukturiranje i, shodno tome, povećanje momenta do određene maksimalne vrijednosti M max. Međutim, završetak druge faze nije vrijeme za dostizanje M max, već vrijeme t 90 koje odgovara M 90 . Ovaj trenutak je određen formulom

M 90 \u003d 0,9 M + M min,

gdje je M – razlika momenta (M=M max – M min).

Vrijeme t 90 je optimalna vulkanizacija, čija vrijednost zavisi od aktivnosti sistema za vulkanizaciju. Nagib krive u glavnom periodu karakteriše brzinu vulkanizacije.

Treća faza procesa naziva se faza overvulkanizacije, koja u većini slučajeva odgovara horizontalnom presjeku sa konstantnim svojstvima na kinetičkoj krivulji. Ova zona se naziva vulkanizacijski plato. Što je plato širi, to je mješavina otpornija na pretjeranu vulkanizaciju.

Širina platoa i dalji tok krivine uglavnom zavise od hemijske prirode gume. Kod nezasićenih linearnih guma, kao što su NK i SKI-3, plato nije širok i tada dolazi do propadanja, tj. nagib krive (slika 3, kriva a). Proces propadanja svojstava u fazi prevulkanizacije naziva se reverzija. Razlog za reverziju je uništenje ne samo glavnih lanaca, već i formiranih poprečnih veza pod djelovanjem visoke temperature.

U slučaju zasićenih i nezasićenih kaučuka razgranate strukture (značajna količina dvostrukih veza u bočnim 1,2-jedinicama), svojstva se neznatno mijenjaju u zoni prevulkanizacije, au nekim slučajevima čak i poboljšavaju (Sl. 3, krive b i in), budući da je termička oksidacija dvostrukih veza bočnih karika praćena dodatnim strukturiranjem.

Ponašanje gumenih smjesa u fazi prevulkanizacije važno je u proizvodnji masivnih proizvoda, posebno automobilskih guma, jer zbog reverzije može doći do prevulkanizacije vanjskih slojeva, a do podvulkanizacije unutrašnjih. U ovom slučaju su potrebni sistemi za vulkanizaciju koji bi obezbedili dug period indukcije za ravnomerno zagrevanje gume, veliku brzinu u glavnom periodu i širok plato vulkanizacije tokom faze revulkanizacije.

3.2. Sumporni vulkanizacijski sistemi za nezasićene gume

Svojstva sumpora kao vulkanizatora. Proces vulkanizacije prirodnog kaučuka sumporom otkrio je 1839. C. Goodyear i nezavisno 1843. G. Gencock.

Za vulkanizaciju se koristi prirodni mljeveni sumpor. Elementarni sumpor ima nekoliko kristalnih modifikacija, od kojih je samo α-modifikacija djelimično rastvorljiva u kaučuku. Upravo ova modifikacija ima tačku topljenja od 112,7 ºS i koristi se u vulkanizaciji. Molekuli -forme su osmočlani ciklus S 8 sa prosječnom energijom aktivacije rupture prstena E act = 247 kJ/mol.

Ovo je prilično visoka energija, a cijepanje sumpornog prstena događa se samo na temperaturi od 143ºS i više. Na temperaturama ispod 150ºS dolazi do heterolitičke ili jonske razgradnje sumpornog prstena sa stvaranjem odgovarajućeg sumpornog bioona, a na 150ºS i više do homolitičke (radikalne) razgradnje S prstena sa stvaranjem sumpornih diradikala:

t150ºS S 8 →S + - S 6 - S - → S 8 + -

t150ºS S 8 →Sֹ–S 6 –Sֹ→S 8 ֹֹ.

Biradikali S 8 ·· lako se raspadaju na manje fragmente: S 8 ֹֹ→S h ֹֹ + S 8-h ֹֹ.

Rezultirajući biooni i biradikali sumpora zatim stupaju u interakciju s makromolekulama gume ili na dvostrukoj vezi ili na mjestu atoma ugljika α-metilen.

Sumporni prsten se takođe može razgraditi na temperaturama ispod 143ºS ako u sistemu ima aktivnih čestica (katjona, anjona, slobodnih radikala). Aktivacija se odvija prema shemi:

S 8 + A + →A - S - S 6 - S +

S 8 + B – → B – S – S 6 –

S 8 + Rֹ → R - S - S 6 - Sֹ.

Takve aktivne čestice su prisutne u smjesi gume kada se koriste sistemi za vulkanizaciju sa akceleratorima vulkanizacije i njihovim aktivatorima.

Za pretvaranje meke plastične gume u tvrdu elastičnu gumu dovoljna je mala količina sumpora - 0,10,15% tež. Međutim, stvarne doze sumpora kreću se od 12,5 do 35 tež.h. po 100 tež.h. guma.

Sumpor ima ograničenu rastvorljivost u kaučuku, pa doza sumpora zavisi od oblika u kome je raspoređen u gumenoj mešavini. U stvarnim dozama, sumpor je u obliku otopljenih kapljica sa čije površine molekuli sumpora difundiraju u gumenu masu.

Priprema gumene mješavine vrši se na povišenoj temperaturi (100-140ºS), što povećava rastvorljivost sumpora u gumi. Stoga, kada se smjesa ohladi, posebno u slučajevima njezinih velikih doza, slobodni sumpor počinje da difundira na površinu gumene mješavine sa stvaranjem tankog filma ili sumpornog premaza. Taj se proces u tehnologiji naziva blijeđenje ili znojenje. Eflorescencija rijetko smanjuje ljepljivost predformi, tako da se predforme tretiraju benzinom kako bi se osvježila površina prije sklapanja. To pogoršava uslove rada montažera i povećava opasnost od požara i eksplozije u proizvodnji.

Problem blijeđenja posebno je akutan u proizvodnji guma od čelične korde. U ovom slučaju, da bi se povećala čvrstoća veze između metala i gume, doza S se povećava na 5 tež.h. Kako bi se izbjeglo blijeđenje u takvim formulacijama, treba koristiti posebnu modifikaciju - takozvani polimerni sumpor. Ovo je -forma, koja se formira zagrevanjem -forme na 170ºS. Na ovoj temperaturi dolazi do naglog skoka viskoznosti taline i formira se polimerni sumpor S n, gdje je n preko 1000. U svjetskoj praksi koriste se različite modifikacije polimernog sumpora, poznate pod markom "cristex".

Teorije vulkanizacije sumpora. Predložene su kemijske i fizičke teorije koje objašnjavaju proces vulkanizacije sumpora. Weber je 1902. godine iznio prvu kemijsku teoriju vulkanizacije, čiji su elementi opstali do danas. Ekstrahirajući produkt interakcije NK sa sumporom, Weber je otkrio da dio unesenog sumpora nije ekstrahovan. Ovaj dio je on nazvao vezanim, a odvojeni - slobodnim sumporom. Zbir količine vezanog i slobodnog sumpora bio je jednak ukupnoj količini sumpora unešenog u gumu: S ukupno =S slobodna +S veza. Weber je također uveo koncept koeficijenta vulkanizacije kao omjera vezanog sumpora i količine gume u sastavu gumene smjese (A): K vulk \u003d S veza / A.

Weber je uspio izolovati polisulfid (C 5 H 8 S) n kao produkt intramolekularnog dodavanja sumpora na dvostruke veze izoprenskih jedinica. Stoga Weberova teorija nije mogla objasniti povećanje snage kao rezultat vulkanizacije.

Godine 1910. Oswald je iznio fizičku teoriju vulkanizacije, koja je objasnila učinak vulkanizacije fizičkom adsorpcijskom interakcijom između gume i sumpora. Prema ovoj teoriji, u gumenoj smjesi nastaju kompleksi guma-sumpor, koji međusobno djeluju i zbog adsorpcionih sila, što dovodi do povećanja čvrstoće materijala. Međutim, adsorpcijski vezan sumpor trebalo bi u potpunosti izvući iz vulkanizata, što nije uočeno u realnim uvjetima, te je kemijska teorija vulkanizacije počela prevladavati u svim daljnjim istraživanjima.

Glavni dokazi kemijske teorije (teorije mostova) su sljedeće tvrdnje:

Samo nezasićene gume se vulkaniziraju sumporom;

Sumpor stupa u interakciju sa nezasićenim molekulima gume i formira kovalentne poprečne veze (mostove) različitih tipova, tj. sa stvaranjem vezanog sumpora, čija je količina proporcionalna nezasićenosti gume;

Proces vulkanizacije je praćen termičkim efektom proporcionalnim količini dodanog sumpora;

Vulkanizacija ima temperaturni koeficijent od oko 2, tj. blizak temperaturnom koeficijentu hemijske reakcije uopšte.

Do povećanja čvrstoće kao rezultat vulkanizacije sumpora dolazi zbog strukturiranja sistema, zbog čega se formira trodimenzionalna prostorna mreža. Postojeći sistemi vulkanizacije sumpora omogućavaju da se direktno sintetizuje praktično bilo koji tip umrežavanja, promeni brzina vulkanizacije i konačna struktura vulkanizata. Stoga je sumpor još uvijek najpopularniji agens za umrežavanje nezasićenih kaučuka.

1. PREGLED LITERATURE

1.1. Razvoj metoda i instrumenata za određivanje stepena vulkanizacije i vulkanizacijskih karakteristika

1.2. Metoda vibracione reometrije

1.3. Mogućnosti korištenja rezultata reometrijskih testova

1.4. Poboljšani modeli vibracionih reometara

1.5. Matematičke osnove za tumačenje kinetičkih krivulja

2. METODE I OBJEKTI ISTRAŽIVANJA

2.1. Softver za kvantitativnu interpretaciju kinetičkih krivulja procesa vulkanizacije

2.1.1. Tabela Krivi sistem i njegova upotreba za kvantitativnu interpretaciju kinetičkih krivulja

2.1.2. Table Curve 3D sistem

2.1.3. Karakteristike MatLab integrisanog sistema

2.2. Objekti proučavanja 63 f 3. EKSPERIMENTALNI

3.1. Analiza reproduktivnosti kinetičkih krivulja procesa vulkanizacije

3.2 Analiza glavnih empirijskih modela za kvantitativno tumačenje kinetičkih krivulja procesa vulkanizacije

3.2.1. Integralne krive

3.2.2. Diferencijalne krive 100 ^ 3.2.3. Krive modula gubitka

3.3. Kinetički modeli

3.4. Utjecaj recepturno-tehnoloških faktora na karakter kinetičkih krivulja procesa vulkanizacije

3.4.1. Temperaturna zavisnost kinetičkih krivulja procesa vulkanizacije

3.4.2. Utjecaj faktora recepture na karakter kinetičkih krivulja procesa vulkanizacije

Preporučena lista disertacija

• Proučavanje kinetike vulkanizacije dienskih kaučuka složenim strukturnim sistemima 2000, kandidat hemijskih nauka Molčanov, Vladimir Ivanovič

• Razvoj naučnih osnova tehnologije za stvaranje i preradu termoplastičnih guma za cipele dinamičkom vulkanizacijom 2007, doktor tehničkih nauka Karpukhin, Aleksandar Aleksandrovič

• Simulacija neizotermne vulkanizacije automobilskih guma na osnovu kinetičkog modela 2009, kandidat tehničkih nauka Markelov, Vladimir Gennadievich

• Algoritamsko-informaciona podrška sistemskoj analizi automatizovanih hemijsko-tehnoloških procesa strukturiranja višekomponentnih elastomernih kompozita 2017, Kandidat tehničkih nauka Kuznjecov, Andrej Sergejevič

• Automatski sistem za indirektnu stabilizaciju vlačne čvrstoće gumenih proizvoda 2009, kandidat tehničkih nauka Klimov, Anton Pavlovič

Uvod u rad (dio apstrakta) na temu "Kvantitativno tumačenje kinetičkih krivulja procesa vulkanizacije u sistemu organizacije radnog mjesta gumarskog tehnologa"

Poslednjih godina pojavio se čitav niz novih softverskih proizvoda koji omogućavaju tehnologu da rešava probleme koje je ranije bilo nemoguće postaviti.

Na primjer, metode planiranja eksperimenata su se dugo koristile u radu gumenih tehnologa, ali najčešće korištene metode za opisivanje gotovo stacionarne regije temeljile su se isključivo na konstrukciji polinoma drugog i rjeđe trećeg stupnja. Sada se takvi problemi mogu rješavati na mnogo efikasnije načine, dobijajući modele čiji se parametri mogu interpretirati na osnovu fizičko-hemijskih koncepata.

Postojala je i mogućnost suštinski drugačijeg pristupa formiranju baza podataka vezanih za pohranu i korištenje informacija potrebnih za razvoj načina vulkanizacije proizvoda i kontrolu tehnoloških procesa, a prvenstveno procesa miješanja.

Upotreba novih softverskih proizvoda u radu gumenog tehnologa praktički eliminira potrebu za pohranjivanjem informacija na papir i može se smatrati jednom od važnih komponenti njegovog radnog mjesta.

Svrha rada na disertaciji je bila formiranje osnovnih metoda za racionalno tumačenje kinetičkih krivulja procesa vulkanizacije i kreiranje za ovaj kompleks softverskih modula koji omogućavaju stručnjaku da radi na istinski modernom nivou.

Za postizanje ovog cilja riješeni su sljedeći zadaci.

Izvođenje statističke analize kvantitativnih karakteristika dobijenih obradom kinetičkih krivulja procesa vulkanizacije.

Razvoj metode za što informativniji prikaz eksperimentalnih podataka prilikom obrade kinetičkih krivulja i pisanja odgovarajućeg programa.

Razmatranje mogućih verzija modela za kvantitativnu interpretaciju integralnih i diferencijalnih kinetičkih krivulja, statistička analiza ovih modela, izrada preporuka o uslovima za njihovu primenu i metodama za konstruisanje modela u prisustvu sekundarnih procesa koji se dešavaju tokom vulkanizacije.

Analiza odnosa između parametara ovih modela i karakteristika vulkanizacije. Na osnovu toga, razvoj metoda za ponovno kreiranje kinetičke krivulje prema vulkanizacijskim karakteristikama, čime se eliminira potreba za pohranjivanjem informacija na papir.

Utemeljenje potrebe za dobijanjem diferencijalnih kinetičkih krivulja (krive brzina), analiza mogućnosti klasifikacije ovih krivih i efikasnost korišćenja statističkih momenata za sagledavanje rezultata kinetičkih studija.

Izvođenje uporedne analize reograma i krivulja modula gubitaka, procjena mogućnosti predviđanja karakteristika vulkanizacije iz krivulja modula gubitka.

Analiza mogućnosti dobijanja diferencijalne jednadžbe koja karakteriše proces vulkanizacije na osnovu aproksimacije integralne krive korišćenjem empirijskih modela. Procjena mogućnosti izračunavanja konstante brzine i reda reakcije sa takvom aproksimacijom.

Razmatranje uticaja recepturno-tehnoloških faktora na prirodu kinetičkih krivulja procesa vulkanizacije i> procena prednosti korišćenja konturnih dijagrama za analizu ovog uticaja.

Razvoj metoda za rješavanje ovih problema relevantan je za stručnjake u gumarskoj industriji.

Naučna novina.

1. Po prvi put je prikazan odnos između parametara modela za opisivanje reograma i krivulja kinetičke brzine i njihova povezanost sa karakteristikama vulkanizacije. Na osnovu toga je razvijena metoda za konstruisanje kinetičkih krivulja prema karakteristikama vulkanizacije.

2. Na osnovu analize uticaja recepturno-tehnoloških faktora na prirodu kinetičkih krivulja procesa vulkanizacije, razvijena je metoda za konstruisanje konturnih dijagrama koji olakšavaju donošenje odluka pri planiranju novih i evaluaciji postojećih načina vulkanizacije.

3. Pokazano je da je, uz karakteristike vulkanizacije, preporučljivo izračunati i statističke momente krivulja brzina, koji karakterišu oblik krive u cjelini, a ne fiksiraju pojedine tačke na ovoj krivulji.

4. Po prvi put je prikazana mogućnost dobijanja diferencijalne jednadžbe koja karakteriše proces vulkanizacije na osnovu aproksimacije integralne krive pomoću empirijskih modela.

Praktični značaj.

1. Na osnovu razvijene metode za adekvatnu rekonstrukciju kinetičke krive prema karakteristikama vulkanizacije, eliminiše se potreba za pohranjivanjem informacija kinetičke prirode (npr. reograma) na papiru.

2. Upotreba konturnih grafika u koordinatama "trajanje vulkanizacije - nivo receptura-tehnološkog faktora" neophodna je za donošenje ispravnih odluka pri optimizaciji recepture i planiranju novih i evaluaciji postojećih načina vulkanizacije.

3. Prikazana je svrsishodnost konstrukcije i analize krivulja diferencijalne kinetičke brzine dobijenih na reometrima nove generacije, budući da je oblik ovih krivulja (u odnosu na reograme) osjetljiviji na promjene recepturno-tehnoloških faktora.

1. PREGLED LITERATURE

Slične teze u specijalnosti "Tehnologija i prerada polimera i kompozita", 17.05.06 HAC šifra

• Poboljšanje efikasnosti procesa razmene toplote u toplotnoj obradi gumenih premaza korišćenjem mikrotalasne energije 2004, kandidat tehničkih nauka Šestakov, Demid Nikolajevič

• Visoko elastični kompozitni materijali na bazi mješavine gume 2000, kandidat hemijskih nauka Khalikova, Saodathon

• Polifunkcionalni sastojci na bazi azometina za tehničke gume 2010, doktor tehničkih nauka Novopoltseva, Oksana Mikhailovna

• Optimizacija termičkih stanja hemijski reagujućih objekata čvrste faze 1997, doktor fizičko-matematičkih nauka Žuravljov, Valentin Mihajlovič

• Modeliranje i proračun nestacionarnih termičkih procesa indukcionog zagrijavanja u proizvodnji gumenih proizvoda 2012, kandidat tehničkih nauka Karpov, Sergej Vladimirovič

Zaključak disertacije na temu "Tehnologija i obrada polimera i kompozita", Kashkinova, Julia Viktorovna

1. Statistička analiza kvantitativnih karakteristika dobijenih prilikom obrade reograma pokazala je da su ove karakteristike određene sa velikom disperzijom reproduktivnosti. Ovo se posebno odnosi na kinetičke parametre povezane sa veličinom stepena vulkanizacije (minimalni obrtni moment i njegov prirast), a u manjoj meri i parametri povezani sa trajanjem procesa (vreme početka vulkanizacije, vreme 90 i 50). % konverzije).

2. Po prvi put je razvijena metoda za izradu konturnih dijagrama koji olakšavaju donošenje odluka prilikom planiranja novih i evaluacije postojećih režima vulkanizacije. Metoda se zasniva na kreiranju modela koji karakterišu zavisnost stepena ili brzine vulkanizacije od vremena; parametri ovih modela su proizvoljne funkcije jednog ili više procesno-tehnoloških faktora. Razvijen je program za implementaciju ove metode.

3. Predložena je grupa modela za adekvatnu kvantitativnu interpretaciju integralnih i diferencijalnih kinetičkih krivulja; parametri ovih modela mogu se tumačiti u terminima fizičko-hemijskih koncepata. U nekim slučajevima, kinetičke krive se mogu opisati sumiranjem takvih modela.

4. Prikazan je odnos između parametara integralnog i diferencijalnog modela i njihova povezanost sa karakteristikama vulkanizacije. Na osnovu toga je po prvi put razvijena metoda za adekvatnu rekonstrukciju kinetičke krive prema karakteristikama vulkanizacije. Ovo omogućava eliminaciju potrebe za pohranjivanjem informacija na papir.

5. Prikazana je svrsishodnost konstrukcije i analize diferencijalnih kinetičkih krivulja za brzinu procesa vulkanizacije. Njihov oblik je osjetljiviji na promjene recepturno-tehnoloških faktora nego u slučaju integralnih krivulja.

6. Na značajnom eksperimentalnom nizu (88 krivulja) pokazano je da se diferencijalne kinetičke krivulje procesa vulkanizacije, kada se tumače kao funkcije distribucije, mogu pripisati tipu IV porodice Pearsonovih krivulja, ali su u većini slučajeva adekvatne opisan modelom 8062 iz kataloga programa Table Curve, koji je diferencijalni oblik integralnog modela 8092.

7. Pokazuje se da je, uz karakteristike vulkanizacije, preporučljivo izračunati i statističke momente krivulja brzina, koji karakterišu oblik krive u cjelini, a ne fiksiraju pojedine tačke na ovoj krivulji.

8. Pokazalo se da se, u odsustvu reverzije, karakteristike očvršćavanja mogu izračunati analizom krivulje modula gubitka.

9. Po prvi put je prikazana mogućnost dobijanja diferencijalne jednadžbe koja karakteriše proces vulkanizacije na osnovu aproksimacije integralne krive pomoću empirijskih modela. U ovom slučaju, konstanta brzine i red reakcije mogu se izraziti u smislu parametara modela, a time i u smislu karakteristika očvršćavanja.

10. Razmatran je utjecaj recepturno-tehnoloških faktora na prirodu kinetičkih krivulja procesa vulkanizacije i obrazložene su prednosti korištenja konturnih dijagrama za analizu ovog utjecaja. Pokazano je da rezultate kinetičkih studija procesa vulkanizacije treba prikazati kao skup linija jednakog nivoa za određeni broj vulkanizacijskih karakteristika i kinetičkih parametara. Razvijena je klasifikacija dijagrama vulkanizacije zasnovana na teoriji grafova.

Spisak referenci za istraživanje disertacije kandidat tehničkih nauka Kaškinova, Julija Viktorovna, 2005

1. Uralsky M.JL, Gorelik R.A., Bukanov A.M. Kontrola i regulacija tehnoloških svojstava gumenih smjesa. - Ml: Hemija, 1983. - 128 str.

2. Makhlis F.A., Fedyukin D.L., Terminološki priručnik o gumi. -M.: Hemija, 1989. -400s.

3. Dogadkin B.A., Dontsov A.A., Shershnev V.A. Hemija elastomera. - M.: Hemija, 1981.-376 str.

4. Kornev A.E., Bukanov A.M., Sheverdyaev O.N. Tehnologija elastomernih materijala. M.: Exim, 2000. - 288 str.

5. Lukomskaya A.I., Badenkov P.F., Kepersha L.M. Proračuni i predviđanje načina vulkanizacije proizvoda od gume. - M.: Hemija, 1978. 280 str.

6. Pratilac gumenog čovjeka. / Ed. L.M. Gorbunov. L.: Goshimizdat, 1932. - 464 str.

7. J. R. Scott Fizičko ispitivanje gume i gume.-M.: Hemija, 1968.-316 str.

8. Vulkanizacija elastomera: TRANS. sa engleskog. / Ed. G. Alliger, F. I. Sietun. M.: Hemija, 1967. - 428 str.

9. ASTM Standard D "412 98a, "Standardne metode ispitivanja za vulkaniziranu gumu i termoplastične elastomere - napetost.", Godišnja knjiga ASTM standarda, sveska 09.01.

10. Mali L. Kako koristiti DSC za mjerenje stanja očvršćavanja elastomera. // Elastomeri. 1988. - 121, br. 2. - P. 22-25.

11. Brasier D. W. Primjena termičkih analitičkih postupaka u proučavanju elastomera i elastomernih sistema // Kemija i tehnologija gume. - 1980. - 53, br. 3 - P.437-511.

12. Bershtein B.A., Egorov B.M. Diferencijalna skenirajuća ®1 kalorimetrija u fizikohemiji polimera. L.: Hemija, 1990. - 256 str.

13. Wendlandt U. Termičke metode analize.: Per. sa engleskog. - M.: Mir, 1978.-526 str.

14. Agayants I. M., Pet vekova gume i gume. M.: Moderna, 2002. - 432 str.

15. Novakov I.A., Novopoltseva O.M., Krakshin M.A. Metode za procjenu i regulaciju* plastičnoelastičnih i vulkanizacijskih svojstava elastomera i sastava na njihovoj osnovi. - M.: Hemija, 2000. - 240s.

16. GOST 10722-76 Gume i gumene smjese. Metoda za određivanje viskoznosti i predvulkanizacijske sposobnosti. // M.: Izdavačka kuća standarda. - 1976., 11 str.

17. ASTM D1646-99 Standardne metode ispitivanja za karakteristike viskoziteta gume, relaksacije naprezanja i predvulkanizacijskih karakteristika (Mooney viskozimetar). - ASTM International, 10. maj 1999. 11 str.

18. Orlovsky P.N., Lukomskaya A.I., Tsydzik M.A., Bogatova S.K. Procjena tehnoloških svojstava gumenih mješavina čađe na smičnom plastometru. // Guma i guma. 1960. - br. 7. - S. 21-28.

19. Peter J. i Heidemann W. Nova metoda za određivanje optimalnog očvršćavanja gumenih smjesa. // Kautschuk i Gummi. 1958. - br. 11. - Str. 159 - 161.

20. Blow C. M. Tehnologija i proizvodnja gume. Institucija gumarske industrije: 1971.-527 str.

21. Lautenschlaeger F.K., Myhre M. Klasifikacija svojstava elastomera korištenjem "koncepta optimalnih svojstava". // Časopis za primijenjenu nauku o polimerima. -1979. 24, br. 3 - str. 605-634.

22. Claxton W. E., Conant F. S. i Liska J. W., Evaluacija progresivnih φ promjena u svojstvima elastomera tokom vulkanizacije. // Hemija gume i"

23 Tehnologija. 1961. V. 34, str. 777.

24. Decker G. E., Wise R. W. i Guerry D., Ail oscilirajući disk reometar za mjerenje dinamičkih svojstava tokom vulkanizacije. // Kemija i tehnologija gume. 1963. V.36, str. 451.

25. Greensmith H.W., Watson A.A. Studije o karakteristikama očvršćavanja prirodne gume. // Zbornik radova konferencije prirodnog kaučuka. II dio - Kuala Lumpur. -1968, str. 120 - 134.

26. Sezna J.A. Upotreba testova obradivosti za osiguranje kvaliteta. // svijet gume. 1989. - 199, br. 4. P. 88-94.

27. GOST 12535-84. Gumene smjese. Metoda za određivanje karakteristika vulkanizacije na volkametru. // M.: Izdavačka kuća standarda. -1984.13 str.

28. ASTM Standard 2084-93, Standardna metoda ispitivanja svojstava gume - vulkanizacija pomoću merača očvršćavanja oscilirajućih diskova, Dodatak X2, Istorija merača očvršćavanja oscilujućih diskova, Odeljak X2.6 i Tabela X2.1.

29. JS JSO 3417-78.Mjerenje karakteristika očvršćavanja gumenim gumama oscilirajućim kurometrom.- 1981.

30. ISO 6502 Guma - Merenje vulkanizacionih karakteristika sa curemetrima bez rotora. Drugo izdanje, 1991.

31. McKelvey D. M. Obrada polimera: TRANS. sa engleskog. M.: Hemija, 1968.-496 str.

32. Uređaji i metode za procjenu svojstava gumenih smjesa obrađenih kalupljenjem pod pritiskom / Halle A.P., Kongarov G.S., Fedorov E.G. Pozdrašenkova G.I. -M.: TsŽITEneftekhim, 1981. -76 str.

33. Alfrey T. Mehanička svojstva visokih polimera: Per. sa engleskog. M.: 1982.-320 str.

34. Monsto reometar 100, opis i primjena. Tehnički glasnik br. IS-1, 18 str.

35. Podalinsky A.V., Yurchuk T.E., Kovalev N.V. O procjeni standarda gume SKI-3 metodom vulkanometrijske analize. // Guma i guma, 1983. br. 10. - str.27-32.

36. Kato H, Fujuta H Neki novi sistemi za umrežavanje polikloroprena. // Kemija i tehnologija gume 1971. -V. 48. - str. 19-25.

37. Rezcova E.V., Vilents Yu: E. Uticaj tehnoloških faktora u preradi gumenih smeša na bazi SKI-3 i SKMS-ZOARCM-15 na kinetiku njihove vulkanizacije i dinamičke karakteristike gume.// Guma i guma. 1971. -№12. - str.15-18.

38. Anand R., Blacly D.C., Lee K.S. Korelacija između momenta Monsanto reometra i koncentracije poprečnih veza za mreže od elastomera. Međunarodna konferencija o gume "Rubbercone", 1982. 2-4.

39. Wolfson B. JI, Gorelik B. M. Kuchersky A. M. Određivanje modula uslovne ravnoteže guma na volkametrima sa bikoničnim rotorom. // Guma i guma.- 1977.-N6.- str. 57-58.

40. Volfson B. L., Gorelik B. M. Određivanje modula smicanja elastomera na vulkametrima s bikoničnim rotorom. // Guma i guma.- 1977.- N1.- S. 51-54.

41. Charlesby A. Nuklearna radijacija i polimeri: Per. sa engleskog. - M.: Izdatinlit, 1962. 210 s

42. Podalinsky A. V. Fedorov Yu. N. Kropacheva E. N. Studija temperaturne zavisnosti brzine vulkanizacije alternativnog kopolimera butadiena sa propilenom. // Guma i guma, -1982.- N2.- S. 16-19.

43. Dogadkin B.A. Hemija elastomera. M.: Hemija, 1972. - 381 str.

44. Jurowski V., Kubis E. Metoda za određivanje parametara procesa strukturiranja i destrukcije gume tokom vulkanizacije. //Guma i guma.-1980.-N8.-C.60-62.

45. Goettfertova oprema za karakterizaciju elastomera i gume.

46. ​​Web stranica // www.goettfert.com/index.html

47. McCabe K. Ojačanje elastomera: TRANS. sa engleskog. / Ed. J-Kraus. -M.: 1968.-S. 188-200.

48. Pechkovskaya K. A. Čađa kao pojačivač gume. M.: Hemija, 1968. - 215 str.

49 Rohu C.L., Starita J.N. Korišćenje dinamičkih reoloških merenja za on-line i off-line kontrolu kvaliteta u realnom vremenu. // svijet gume. -1986. -194, br. 6. str. 28-33.

50. Zakharenko H.V., Kozorovitskaya E.I. Palkina Yu.Z., Suzdalnitskaya Zh.S. Metode za procjenu svojstava gumenih smjesa. TsNIITEneftekhim; serija: proizvodnja RTI i ATI. Broj 3 1988, 52 str.

51. Shevchuk V.P., Krakshin M.A., Delakov E.P., Terekhova E.A. Automatizirano radno mjesto izrađivača receptura u proizvodnji gumene galanterije. // Guma i guma. 1987. - br. 2.-S. 41-43.

52. Sarlet X., X. Vandorin P., Wingrif* S.M. Miniračunalo za tehnologe gume // Intern. konf. za gumu i gumu. M., f 1984.- P.39.- (Preprinti).

53. Smith M.A., Roebuh X. Moderna kontrola kvaliteta gumenih smjesa.// Intern. konf. o gumi i gumi - M., 1984. - Str. 51, - (Preprinti).

54. Pawlowski H. A. i Perry A. L., "Novi automatski curemeter" predstavljen na RPI Rubber Conference 84, Birmingham, U.K., mar. 1984;

55. Robert I. Barker, David P. King i Henry A. Pawlowski (za Monsanto Co.) U.S. 4.552.025 (12. novembar 1985.);

56. Thomas D. Masters i Henry A. Pawlowski (za Monsanto Co.) U.S. 4.794.788 (3. januar 1989.);

57. F 55. Henri A. G. Burhin, David P. J. King i Willy A. G. Sprentels (Monsantu

59. Mjerenje viskoelastičnih svojstava pomoću MDR 2000 reometra. Zamjerite avanse i aplikacije. Tehničke napomene za industriju. Monsanto instrumenti i oprema. REF: LLN 89/4.

60. Web stranica// www.komef.ru/gibrheometre.shtml

61. XDR® reometri i viskozimetri od CCSi. ]

62. Web stranica// www.ccsi-mc.com/html-instruments.htm

63. Jack C. Warner i Tobin L., "Inovacije u tehnologiji Cure Meter i Mooney Viscometer Technology", predstavljeni na 148. sastanku Američkog hemijskog društva u Clevelandu, Ohajo, 17-20. oktobra 1995., Rubber World.1997. - V.215, br. 4.

64 Andries van Swaaij. Analizator procesa gume 2000. // Prirodni kaučuk. -23, 3. kvartal 2001. - str. 2-4.

65. Roger E., Sedov A.S., Neklyudov Yu.G., Proizvodne verzije uređaja i softvera f. Alpha Technologies. - XI međunarodna naučno-praktična konferencija „Industrija gume. Sirovine, materijali, tehnologija.» Moskva, 2005. 224 str.

66. Alpha Technologies oprema.

67. Web stranica//www.alpha-technologies.com/instruments/rheometry.htm

68. Mitropolsky A.K. Tehnika statističkih proračuna. - M.: Nauka, 1971.-576 str.

69. Agayants I.M., Orlov A.JI. Planiranje eksperimenata i analiza podataka: smjernice za laboratorijski rad. - M.: IPTSMITKhT, 1998, 143 str.

70. Šiškov V.I. Korelaciona analiza u ekonomskim istraživanjima. M.: Statistika, 1975. - 168 str.

71. Brownlee C.A. Statistička istraživanja u proizvodnji: Per. sa engleskog. / Ed. A.N. Kolmogorov. M.: Izdatinlit, 1949. - 228 str.

72. Lukomsky YI: Teorija korelacije i njena primjena na analizu proizvodnje. M.: Gosstatizdat, 1958. - 388 str.

73. Cramer G. Matematičke metode statistike: Per. sa engleskog. M.: Mir, 1975.-648 str.

74. Anufriev I.E. Tutorial MatLab 5.3/b.x. Sankt Peterburg: BHV-Peterburg, 2002.-736 str.

75. Kaškinova TO.V., Agayants I.M. Oblici prikaza eksperimentalnih podataka u proučavanju kinetike procesa vulkanizacije. // 16. simpozijum "Problemi guma i kompozita guma-kord": Federalno državno jedinstveno preduzeće "NIIShP" Moskva, 2005. - str. 187-194.

76. Mosanto MDR 2000E u ispitivanju kinetike stvrdnjavanja alat za poboljšanje kvaliteta očvrslog gumenog proizvoda H.B. Burhin, Louvain-la-Neuve (Belgija)/ Kautschuk und Gummi, Kunstst. -1992, -45, #10, -str. 866-870

77. Mjerenje viskoelastičnih svojstava pomoću MDR 2000 reometra, Louvain-la-neuve, 1989, 20 str:

78. Varaksin M.E., Kuchersky A.M., Kuznechikova V.V., Radaeva G.I. Novi uređaji i metode za ocjenjivanje svojstava gumenih smjesa: serija: proizvodnja RTI i ATI. Izdanje br. 3 M., TsNIITEneftekhim, 1989 - 126 str.

79. Agayants I.M., Kashkinova Yu.V. Analiza reproduktivnosti reometrijskih krivulja procesa vulkanizacije. // 9. naučno-praktična konferencija „Industrija gume. Sirovine": FSU "NIIShP" Moskva, 2002. - str.7-10.

80. Agayants I.M., Kashkinova Yu.V. Empirijski modeli kinetičkih krivulja procesa vulkanizacije. // Međunarodna konferencija o gumi i gumi: Zbornik radova. Izvještaj Moskva, 2004. - str.28-29:

81. Agayants I.M., Kashkinova Yu.V. Kvantitativna interpretacija kinetičkih krivulja. // Znanstvene bilješke MITHT-a. Broj 11, 2004. str. 3-8.

82. Kashkinova Yu.V., Agayants-I.M. Utjecaj recepturno-tehnoloških faktora na karakteristike vulkanizacije i kinetičke parametre procesa vulkanizacije. // Znanstvene bilješke MITHT-a. Broj 13, 2005. - str. 34-38.

Imajte na umu da se gore navedeni naučni tekstovi postavljaju na pregled i dobijaju putem prepoznavanja originalnog teksta disertacije (OCR). S tim u vezi, mogu sadržavati greške vezane za nesavršenost algoritama za prepoznavanje. Nema takvih grešaka u PDF datotekama disertacija i sažetaka koje dostavljamo.