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

1 pelajar lepasan ijazah, 2 Doktor Sains Teknikal, Profesor, Ketua Jabatan Sistem Maklumat dalam Teknologi Kimia, Universiti Teknologi Moscow

PROSES CAMPURAN DAN PENSTRUKTURAN SISTEM ELASTOMER SEBAGAI OBJEK KAWALAN DALAM SISTEM KIMIA-TEKNOLOGI

anotasi

Dalam artikel itu, dari sudut analisis sistem, kemungkinan menggabungkan proses pencampuran dan penstrukturan ke dalam sistem kimia-teknologi tunggal untuk mendapatkan produk daripada elastomer dipertimbangkan.

Kata kunci: pencampuran, penstrukturan, sistem, analisis sistem, pengurusan, kawalan, sistem kimia-teknologi.

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

1 pelajar pascasiswazah, 2 PhD dalam Kejuruteraan, Profesor, Ketua jabatan Sistem Maklumat dalam teknologi kimia, Universiti Negeri Moscow

PROSES CAMPURAN DAN PENSTRUKTURAN SEBAGAI OBJEK KAWALAN DALAM SISTEM KEJURUTERAAN KIMIA

Abstrak

Artikel itu menerangkan kemungkinan menggabungkan berdasarkan analisis sistem proses pencampuran dan pemvulkanan dalam sistem kejuruteraan kimia bersatu bagi produk elastomer yang diperolehi.

kata kunci: pencampuran, penstrukturan, sistem, analisis sistem, arah, kawalan, sistem kimia-kejuruteraan.

pengenalan

Pembangunan industri kimia adalah mustahil tanpa penciptaan teknologi baharu, peningkatan dalam pengeluaran, pengenalan teknologi baharu, penggunaan bahan mentah dan semua jenis tenaga secara ekonomi, dan penciptaan industri sisa rendah.

Proses perindustrian berlaku dalam sistem kimia-teknologi kompleks (CTS), yang merupakan satu set peranti dan mesin yang digabungkan menjadi satu kompleks pengeluaran tunggal untuk pengeluaran produk.

Pengeluaran moden produk daripada elastomer (mendapatkan bahan komposit elastomer (ECM), atau getah) dicirikan oleh kehadiran sejumlah besar peringkat dan operasi teknologi, iaitu: penyediaan getah dan bahan-bahan, menimbang bahan pepejal dan pukal, mencampurkan getah dengan bahan-bahan, membentuk campuran getah mentah - produk separuh siap, dan, sebenarnya, proses penstrukturan spatial (pemvulkanan) campuran getah - kosong untuk mendapatkan produk siap dengan satu set sifat tertentu.

Semua proses untuk pengeluaran produk daripada elastomer saling berkait rapat, oleh itu, pematuhan yang tepat terhadap semua parameter teknologi yang ditetapkan adalah perlu untuk mendapatkan produk yang berkualiti. Mendapatkan produk berhawa dingin dipermudahkan dengan menggunakan pelbagai kaedah untuk memantau kuantiti teknologi utama dalam pengeluaran di makmal kilang pusat (CPL).

Kerumitan dan proses pelbagai peringkat untuk mendapatkan produk daripada elastomer dan keperluan untuk mengawal penunjuk teknologi utama membayangkan mempertimbangkan proses mendapatkan produk daripada elastomer sebagai sistem kimia-teknologi kompleks yang merangkumi semua peringkat dan operasi teknologi, unsur-unsur analisis peringkat utama proses, pengurusan dan kawalan mereka.

1. Ciri umum proses pencampuran dan penstrukturan

Penerimaan produk siap (produk dengan satu set sifat tertentu) didahului oleh dua proses teknologi utama sistem untuk pengeluaran produk daripada elastomer, iaitu: proses pencampuran dan, sebenarnya, pemvulkanan campuran getah mentah. Pematuhan pematuhan dengan parameter teknologi proses ini adalah prosedur wajib yang memastikan penerimaan produk dengan kualiti yang betul, intensifikasi pengeluaran, dan pencegahan perkahwinan.

Pada peringkat awal, terdapat getah - asas polimer, dan pelbagai bahan. Selepas menimbang getah dan bahan-bahan, proses adunan bermula. Proses pencampuran adalah pengisaran bahan-bahan, dan dikurangkan kepada pengedaran yang lebih seragam dalam getah dan penyebaran yang lebih baik.

Proses pencampuran dijalankan pada penggelek atau dalam pengadun getah. Akibatnya, kami mendapat produk separuh siap - sebatian getah mentah - produk perantaraan, yang kemudiannya tertakluk kepada pemvulkanan (penstrukturan). Pada peringkat campuran getah mentah, keseragaman pencampuran dikawal, komposisi campuran diperiksa, dan keupayaan pemvulkanannya dinilai.

Keseragaman pencampuran diperiksa oleh penunjuk keplastikan sebatian getah. Sampel diambil dari bahagian yang berlainan dalam campuran getah, dan indeks keplastikan campuran ditentukan; untuk sampel yang berbeza, ia mestilah lebih kurang sama. Keplastikan campuran P mestilah, dalam had kesilapan, bertepatan dengan resipi yang dinyatakan dalam pasport untuk sebatian getah tertentu.

Keupayaan pemvulkanan campuran diperiksa pada vibrorheometer pelbagai konfigurasi. Rheometer dalam kes ini adalah objek pemodelan fizikal proses penstrukturan sistem elastomer.

Hasil daripada pemvulkanan, produk siap diperolehi (getah, bahan komposit elastomer. Oleh itu, getah ialah sistem multikomponen yang kompleks (Rajah 1.)

nasi. 1 - Komposisi bahan elastomer

Proses penstrukturan adalah proses kimia untuk menukar campuran getah plastik mentah kepada getah elastik dengan membentuk rangkaian ruang ikatan kimia, serta proses teknologi untuk mendapatkan artikel, getah, bahan komposit elastomer dengan menetapkan bentuk yang dikehendaki untuk memastikan fungsi produk yang dikehendaki.

1. Membina model sistem kimia-teknologi
   penghasilan produk daripada elastomer

Sebarang pengeluaran kimia adalah urutan tiga operasi utama: penyediaan bahan mentah, transformasi kimia sebenar, pengasingan produk sasaran. Urutan operasi ini terkandung dalam satu sistem kimia-teknologi kompleks (CTS). Perusahaan kimia moden terdiri daripada sejumlah besar subsistem yang saling berkaitan, di antaranya terdapat hubungan subordinasi dalam bentuk struktur hierarki dengan tiga langkah utama (Rajah 2). Pengeluaran elastomer tidak terkecuali, dan output adalah produk siap dengan sifat yang dikehendaki.

nasi. 2 - Subsistem sistem kimia-teknologi untuk penghasilan produk daripada elastomer

Asas untuk membina sistem sedemikian, serta mana-mana sistem kimia-teknologi proses pengeluaran, adalah pendekatan yang sistematik. Pandangan sistematik mengenai proses tipikal kejuruteraan kimia yang berasingan membolehkan membangunkan strategi berasaskan saintifik untuk analisis komprehensif proses dan, atas dasar ini, membina program terperinci untuk sintesis penerangan matematiknya untuk pelaksanaan selanjutnya program kawalan .

Skim ini adalah contoh sistem kimia-teknologi dengan sambungan bersiri unsur. Mengikut klasifikasi yang diterima, tahap terkecil adalah proses biasa.

Dalam kes pengeluaran elastomer, peringkat pengeluaran yang berasingan dianggap sebagai proses sedemikian: proses menimbang bahan, memotong getah, mencampurkan pada penggelek atau dalam pengadun getah, penstrukturan ruang dalam radas pemvulkanan.

Peringkat seterusnya diwakili oleh bengkel. Untuk pengeluaran elastomer, ia boleh diwakili sebagai terdiri daripada subsistem untuk membekalkan dan menyediakan bahan mentah, blok untuk mencampur dan mendapatkan produk separuh siap, serta blok akhir untuk menstruktur dan mengesan kecacatan.

Tugas pengeluaran utama untuk memastikan tahap kualiti produk akhir yang diperlukan, pengukuhan proses teknologi, analisis dan kawalan proses pencampuran dan penstrukturan, pencegahan perkahwinan, dijalankan dengan tepat pada tahap ini.

1. Pemilihan parameter utama untuk kawalan dan pengurusan proses teknologi pencampuran dan penstrukturan

Proses penstrukturan adalah proses kimia untuk menukar campuran getah plastik mentah kepada getah elastik dengan membentuk rangkaian ruang ikatan kimia, serta proses teknologi untuk mendapatkan artikel, getah, bahan komposit elastomer dengan menetapkan bentuk yang dikehendaki untuk memastikan fungsi produk yang dikehendaki.

Dalam proses pengeluaran produk daripada elastomer, parameter terkawal ialah: suhu Tc semasa pencampuran dan pemvulkanan TV, tekanan P semasa menekan, masa τ memproses campuran pada penggelek, serta masa pemvulkanan (optimum) τopt..

Suhu produk separuh siap pada penggelek diukur dengan termokopel jarum atau termokopel dengan instrumen rakaman sendiri. Terdapat juga sensor suhu. Ia biasanya dikawal dengan menukar aliran air penyejuk untuk penggelek dengan melaraskan injap. Dalam pengeluaran, pengawal selia aliran air penyejuk digunakan.

Tekanan dikawal dengan menggunakan pam minyak dengan sensor tekanan dan pengawal selia yang sesuai dipasang.

Penubuhan parameter untuk pembuatan campuran dijalankan oleh roller mengikut carta kawalan, yang mengandungi nilai parameter proses yang diperlukan.

Kawalan kualiti produk separuh siap (campuran mentah) dijalankan oleh pakar makmal kilang pusat (CPL) pengilang mengikut pasport campuran. Pada masa yang sama, elemen utama untuk memantau kualiti pencampuran dan menilai keupayaan pemvulkanan campuran getah ialah data vibrorheometry, serta analisis lengkung rheometrik, yang merupakan perwakilan grafik proses, dan dianggap sebagai elemen kawalan dan pelarasan proses penstrukturan sistem elastomer.

Prosedur untuk menilai ciri pemvulkanan dijalankan oleh ahli teknologi mengikut pasport campuran dan pangkalan data ujian rheometri getah dan getah.

Kawalan untuk mendapatkan produk berhawa dingin - peringkat akhir - dijalankan oleh pakar jabatan untuk kawalan kualiti teknikal produk siap mengikut data ujian sifat teknikal produk.

Apabila mengawal kualiti sebatian getah bagi satu komposisi tertentu, terdapat julat nilai tertentu penunjuk harta, tertakluk kepada produk mana yang mempunyai sifat yang diperlukan diperolehi.

Kesimpulan:

1. Penggunaan pendekatan sistematik dalam analisis proses pengeluaran produk daripada elastomer memungkinkan untuk menjejaki sepenuhnya parameter yang bertanggungjawab untuk kualiti proses penstrukturan.
2. Tugas utama untuk memastikan penunjuk proses teknologi yang diperlukan ditetapkan dan diselesaikan di peringkat bengkel.

kesusasteraan

1. Teori sistem dan analisis sistem dalam pengurusan organisasi: Buku Panduan TZZ: Proc. elaun / Ed. V.N. Volkova dan A.A. Emelyanov. - M.: Kewangan dan statistik, 2006. - 848 p.: ill. ISBN 5-279-02933-5
2. Kholodnov V.A., Hartmann K., Chepikova V.N., Andreeva V.P. Analisis sistem dan membuat keputusan. Teknologi komputer untuk memodelkan sistem kimia-teknologi dengan kitar semula bahan dan haba. [Teks]: buku teks./ V.A. Kholodnov, K. Hartmann. St. Petersburg: SPbGTI (TU), 2006.-160 p.
3. Agayants I.M., Kuznetsov A.S., Ovsyannikov N.Ya. Pengubahsuaian paksi koordinat dalam tafsiran kuantitatif lengkung rheometrik - M .: Teknologi kimia halus 2015. V.10 No. 2, p64-70.
4. Novakov I.A., Wolfson S.I., Novopoltseva O.M., Krakshin M.A. Sifat reologi dan pemvulkanan komposisi elastomer. - M.: ICC "Akademkniga", 2008. - 332 p.
5. Kuznetsov A.S., Kornyushko V.F., Agayants I.M. \Rheogram sebagai alat kawalan proses untuk menstruktur sistem elastomer \ M:. NXT-2015 hlm.143.
6. Kashkinova Yu.V. Tafsiran kuantitatif keluk kinetik proses pemvulkanan dalam sistem penyusunan tempat kerja seorang ahli teknologi - seorang pekerja getah: Abstrak tesis. dis. … cand. teknologi Sains. - Moscow, 2005. - 24 p.
7. Chernyshov V.N. Teori sistem dan analisis sistem: buku teks. elaun / V.N. Chernyshov, A.V. Chernyshov. - Tambov: Tambov Publishing House. negeri teknologi un-ta., 2008. - 96 p.

Rujukan

1. Teori sistem dan analisis sistem v upravlenii organizaciyami: TZZ Spravochnik: Ucheb. posobie / Pod merah. V.N. Volkovoj dan A.A. Emel'yanova. - M.: Kewangan dan statistika, 2006. - 848 s: il. ISBN 5-279-02933-5
2. Holodnov V.A., Hartmann K., CHepikova V.N., Andreeva V.P.. Sistem analiz dan prinyatie reshenij. Komp'yuternye tekhnologii modelirovaniya himiko-tekhnologicheskih sistem s material'nymi dan teplovymi reciklami. : uchebnoe posobie./ V.A. Holodnov, K. Hartmann. SPb.: SPbGTI (TU), 2006.-160 s.
3. Agayanc I.M., Kuznecov A.S., Ovsyannikov N.YA. Modifikaciya osej koordinat pri kolichestvennoj interpretacii reometricheskih krivyh – M.: Tonkie himicheskie tekhnologii 2015 T.10 No. 2, s64-70.
4. Novakov I.A., Vol'fson S.I., Novopol'ceva O.M., Krakshin M.A. Reologicheskie dan vulkanizacionnye svojstva ehlastomernyh kompozicij. - M.: IKC "Akademkniga", 2008. - 332 s.
5. Kuznecov A.S., Kornyushko V.F., Agayanc I.M. \Reogramma kak instrumen upravleniya tekhnologicheskim processom strukturirovaniya ehlastomernyh sistem \ M:. NHT-2015 s.143.
6. Kashkinova YU.V. Kolichestvennaya interpretaciya kineticheskih krivyh processa vulkanizacii v sisteme organizacii rabochego mesta tekhnologa – rezinshchika: avtoref. dis. … gula. teknologi sains. - Moscow, 2005. - 24 s.
7. Chernyshov V.N. Teoriya sistem dan analisis sistem: ucheb. posobie / V.N. Chernyshov, A.V. Chernyshov. – Tambov: Izd-vo Tamb. pergi. teknologi un-ta., 2008. - 96 s.

Dari segi teknologi, proses pemvulkanan ialah transformasi getah "mentah" kepada getah. Sebagai tindak balas kimia, ia melibatkan penyepaduan makromolekul getah linear, yang mudah kehilangan kestabilan apabila terdedah kepada pengaruh luar, ke dalam rangkaian pemvulkanan tunggal. Ia dicipta dalam ruang tiga dimensi kerana ikatan kimia silang.

Struktur "berkait silang" sedemikian memberikan ciri kekuatan tambahan getah. Kekerasan dan keanjalannya, rintangan fros dan haba bertambah baik dengan penurunan keterlarutan dalam bahan organik dan bengkak.

Mesh yang dihasilkan mempunyai struktur yang kompleks. Ia termasuk bukan sahaja nod yang menghubungkan pasangan makromolekul, tetapi juga yang menyatukan beberapa molekul pada masa yang sama, serta ikatan kimia silang, yang seperti "jambatan" antara serpihan linear.

Pembentukan mereka berlaku di bawah tindakan agen khas, molekul yang sebahagiannya bertindak sebagai bahan binaan, secara kimia bertindak balas antara satu sama lain dan makromolekul getah pada suhu tinggi.

Sifat Bahan

Sifat prestasi getah tervulkan yang terhasil dan produk yang dibuat daripadanya bergantung pada jenis reagen yang digunakan. Ciri-ciri ini termasuk rintangan kepada pendedahan kepada persekitaran yang agresif, kadar ubah bentuk semasa mampatan atau kenaikan suhu, dan rintangan kepada tindak balas haba-oksidatif.

Ikatan yang terhasil mengehadkan mobiliti molekul di bawah tindakan mekanikal secara tidak boleh balik, sambil mengekalkan keanjalan bahan yang tinggi dengan keupayaan untuk ubah bentuk plastik. Struktur dan bilangan ikatan ini ditentukan oleh kaedah pemvulkanan getah dan agen kimia yang digunakan untuknya.

Proses ini tidak membosankan, dan penunjuk individu campuran tervulkan dalam perubahannya mencapai minimum dan maksimum pada masa yang berbeza. Nisbah ciri fizikal dan mekanikal yang paling sesuai bagi elastomer yang terhasil dipanggil optimum.

Komposisi mudah tervulkan, sebagai tambahan kepada getah dan agen kimia, termasuk beberapa bahan tambahan yang menyumbang kepada pengeluaran getah dengan sifat prestasi yang diingini. Mengikut tujuannya, ia dibahagikan kepada pemecut (aktivator), pengisi, pelembut (plasticizer) dan antioksidan (antioksidan). Pemecut (selalunya ia adalah zink oksida) memudahkan interaksi kimia semua bahan campuran getah, membantu mengurangkan penggunaan bahan mentah, masa untuk pemprosesannya, dan memperbaiki sifat pemvulkan.

Pengisi seperti kapur, kaolin, karbon hitam meningkatkan kekuatan mekanikal, rintangan haus, rintangan lelasan dan ciri fizikal elastomer yang lain. Menambah jumlah bahan mentah, dengan itu mengurangkan penggunaan getah dan mengurangkan kos produk yang dihasilkan. Pelembut ditambah untuk meningkatkan kebolehprosesan pemprosesan sebatian getah, mengurangkan kelikatannya dan meningkatkan jumlah pengisi.

Juga, pemplastik mampu meningkatkan daya tahan dinamik elastomer, ketahanan terhadap lelasan. Antioksidan yang menstabilkan proses dimasukkan ke dalam komposisi campuran untuk mengelakkan "penuaan" getah. Pelbagai kombinasi bahan ini digunakan dalam pembangunan formulasi getah mentah khas untuk meramal dan membetulkan proses pemvulkanan.

Jenis pemvulkanan

Getah yang paling biasa digunakan (butadiena-stirena, butadiena dan asli) tervulkan dalam kombinasi dengan sulfur dengan memanaskan campuran hingga 140-160°C. Proses ini dipanggil pemvulkanan sulfur. Atom sulfur terlibat dalam pembentukan ikatan silang antara molekul. Apabila menambah sehingga 5% sulfur ke dalam campuran dengan getah, vulcanizate lembut dihasilkan, yang digunakan untuk pembuatan tiub automotif, tayar, tiub getah, bola, dll.

Apabila lebih daripada 30% sulfur ditambah, ebonit yang agak keras dan kenyal rendah diperolehi. Sebagai pemecut dalam proses ini, thiuram, captax, dan lain-lain digunakan, kesempurnaan yang dipastikan dengan penambahan pengaktif yang terdiri daripada oksida logam, biasanya zink.

Pemvulkanan sinaran juga mungkin. Ia dijalankan dengan cara sinaran mengion, menggunakan aliran elektron yang dipancarkan oleh kobalt radioaktif. Proses bebas sulfur ini menghasilkan elastomer dengan rintangan kimia dan haba tertentu. Untuk pengeluaran getah khas, peroksida organik, resin sintetik dan sebatian lain ditambah di bawah parameter proses yang sama seperti dalam kes penambahan sulfur.

Pada skala industri, komposisi mudah tervulkan, diletakkan dalam acuan, dipanaskan pada tekanan tinggi. Untuk melakukan ini, acuan diletakkan di antara plat dipanaskan akhbar hidraulik. Dalam pembuatan produk bukan acuan, campuran dituangkan ke dalam autoklaf, dandang atau pemvulkan individu. Pemanasan getah untuk pemvulkanan dalam peralatan ini dijalankan menggunakan udara, stim, air yang dipanaskan atau arus elektrik frekuensi tinggi.

Pengguna terbesar produk getah selama bertahun-tahun kekal sebagai perusahaan kejuruteraan automotif dan pertanian. Tahap ketepuan produk mereka dengan produk getah adalah penunjuk kebolehpercayaan dan keselesaan yang tinggi. Di samping itu, bahagian yang diperbuat daripada elastomer sering digunakan dalam pengeluaran pemasangan paip, kasut, alat tulis dan produk kanak-kanak.

kesimpulan

Berdasarkan analisis sistem mengenai proses menggemkan jalur tergalvani, model dan kaedah telah ditentukan, aplikasi yang diperlukan untuk pelaksanaan kaedah kawalan: model simulasi proses pengeringan salutan polimer, kaedah untuk mengoptimumkan teknologi parameter proses pempolimeran berdasarkan algoritma genetik, dan model kawalan proses neuro-kabur.

Telah ditentukan bahawa pembangunan dan pelaksanaan kaedah untuk mengawal proses pemvulkanan jalur tergalvani pada unit salutan polimer berdasarkan rangkaian neuro-fuzzy adalah tugas saintifik dan teknikal yang mendesak dan menjanjikan dari segi faedah ekonomi, pengurangan kos. dan pengoptimuman pengeluaran.

Telah ditetapkan bahawa proses pemvulkanan jalur tergalvani dalam relau unit salutan logam adalah objek berganda bersambung dengan taburan parameter sepanjang koordinat, beroperasi di bawah keadaan tidak pegun dan memerlukan pendekatan sistematik untuk mengkaji.

Keperluan untuk sokongan matematik sistem kawalan untuk objek terma berganda bersambung unit salutan logam ditentukan: memastikan berfungsi dalam mod sambungan langsung dengan objek dan dalam masa nyata, pelbagai fungsi yang dilakukan dengan invarian relatifnya semasa operasi, pertukaran maklumat dengan sejumlah besar sumber dan pengguna dalam proses menyelesaikan masalah utama, kebolehoperasian dalam keadaan yang mengehadkan masa untuk mengira tindakan kawalan.

PERISIAN MATEMATIK SISTEM KAWALAN NEURO-FUZZY UNTUK OBJEK TERMA PELBAGAI DISAMBUNG UNIT SALAT LOGAM BERGUDDED

Analisis Sistem Kawalan Objek Terma Berbilang Sambungan Unit Salutan Getah

Reka bentuk konseptual ialah peringkat reka bentuk awal, di mana keputusan dibuat yang menentukan penampilan sistem berikutnya, dan penyelidikan dan penyelarasan parameter penyelesaian yang dicipta dengan organisasi yang mungkin dijalankan. Pada masa ini, secara beransur-ansur menjadi sedar bahawa untuk membina sistem pada tahap kebaharuan yang berbeza secara kualitatif, dan bukan hanya pemodenan mereka, adalah perlu untuk dipersenjatai dengan idea-idea teori tentang arah di mana sistem berkembang. Ini adalah perlu untuk mengatur pengurusan proses ini, yang akan meningkatkan kedua-dua penunjuk kualiti sistem ini dan kecekapan reka bentuk, operasi dan proses operasi mereka.

Pada peringkat ini, adalah perlu untuk merumuskan masalah kawalan, dari mana kita akan memperoleh masalah kajian. Selepas menganalisis proses pempolimeran jalur tergalvani sebagai objek kawalan, adalah perlu untuk menentukan sempadan kawasan subjek yang menarik apabila membina model kawalan proses, i.e. menentukan tahap abstraksi yang diperlukan bagi model yang akan dibina.

Kaedah penyelidikan sistem yang paling penting ialah perwakilan mana-mana sistem kompleks dalam bentuk model, i.e. penerapan kaedah kognisi, di mana penerangan dan kajian ciri dan sifat asal digantikan dengan penerangan dan kajian ciri dan sifat beberapa objek lain, yang dalam kes umum mempunyai bahan atau ideal yang sama sekali berbeza. perwakilan. Adalah penting bahawa model tidak memaparkan objek kajian itu sendiri dalam bentuk yang paling hampir dengan asal, tetapi hanya sifat dan strukturnya yang lebih menarik untuk mencapai matlamat kajian.

Tugas kawalan adalah untuk menetapkan nilai seperti parameter proses pemvulkanan jalur tergalvani, yang akan membolehkan mencapai pekali lekatan maksimum dengan penggunaan minimum sumber tenaga.

Sejumlah keperluan dikenakan ke atas kualiti produk gulung pra-dicat, yang diterangkan dalam GOST, disenaraikan dalam bahagian 1.3. Proses pengeringan dalam ketuhar unit salutan gusi hanya menjejaskan kualiti lekatan pada substrat. Oleh itu, kecacatan seperti ketidaksamaan salutan, sisihan kilauan, dan jalan berlubang tidak dipertimbangkan dalam kertas ini.

Untuk menjalankan proses pengeringan salutan polimer, adalah perlu untuk mengetahui set parameter teknologi berikut: suhu 7 zon relau (Tz1 ... Tz7), kelajuan talian (V), ketumpatan dan kapasiti haba substrat logam (, s), ketebalan dan suhu awal jalur (h, Tin.), julat suhu pempolimeran cat yang digunakan ().

Parameter ini dalam pengeluaran biasanya dipanggil resipi.

Parameter seperti kuasa kipas yang dipasang di zon relau, jumlah udara bersih yang dibekalkan, parameter bahaya letupan varnis dikecualikan daripada pertimbangan, kerana ia mempengaruhi kadar pemanasan zon sebelum pengeringan dan kepekatan gas letupan, yang tidak didedahkan dalam kerja ini. Peraturan mereka dijalankan secara berasingan daripada pengurusan proses pemvulkanan itu sendiri.

Mari kita tentukan tugas penyelidikan yang perlu dilakukan untuk mencapai matlamat pengurusan. Ambil perhatian bahawa keadaan semasa analisis sistem mengenakan keperluan khas ke atas keputusan yang dibuat berdasarkan kajian model yang diperoleh. Ia tidak mencukupi hanya untuk mendapatkan penyelesaian yang mungkin (dalam kes ini, suhu zon relau) - ia adalah perlu bahawa ia adalah optimum. Analisis sistem, khususnya, membolehkan kami mencadangkan kaedah membuat keputusan untuk carian bertujuan untuk penyelesaian yang boleh diterima dengan membuang kaedah yang jelas lebih rendah daripada yang lain mengikut kriteria kualiti yang diberikan. Tujuan penggunaannya untuk analisis masalah khusus adalah untuk menggunakan pendekatan sistematik dan, jika boleh, kaedah matematik yang ketat, untuk meningkatkan kesahihan keputusan yang dibuat dalam konteks menganalisis sejumlah besar maklumat tentang sistem dan banyak lagi. penyelesaian yang berpotensi.

Oleh kerana pada peringkat ini kami hanya mengetahui parameter input dan output model, kami akan menerangkannya menggunakan pendekatan "kotak hitam".

Tugas pertama yang perlu diselesaikan ialah membina model simulasi proses pengeringan salutan, i.e. mendapatkan penerangan matematik objek, yang digunakan untuk menjalankan eksperimen pada komputer untuk mereka bentuk, menganalisis dan menilai fungsi objek. Ini adalah perlu untuk menentukan sejauh mana suhu permukaan logam (Tp. keluar.) akan meningkat apabila meninggalkan relau untuk nilai tertentu kelajuan jalur, ketebalan, ketumpatan, kapasiti haba dan suhu awal logam, sebagai serta suhu zon relau. Pada masa hadapan, perbandingan nilai yang diperoleh pada output model ini dengan suhu pempolimeran cat akan memungkinkan untuk membuat kesimpulan tentang kualiti lekatan salutan (Rajah 10).

Rajah 10 - Model simulasi konsep proses pengeringan salutan

Tugas kedua ialah membangunkan kaedah untuk mengoptimumkan parameter teknologi proses pemvulkanan jalur tergalvani. Untuk menyelesaikannya, adalah perlu untuk memformalkan kriteria kualiti kawalan dan membina model untuk mengoptimumkan parameter teknologi. Disebabkan fakta bahawa rejim suhu dikawal dengan menukar suhu zon relau (Tz1 ... Tz7), model ini harus mengoptimumkan nilainya (Tz1opt ... Tz7opt) mengikut kriteria kualiti kawalan (Rajah 11). ). Model ini juga menerima suhu pemvulkanan sebagai input, kerana tanpa mereka adalah mustahil untuk menentukan kualiti lekatan cat pada substrat logam.

Rajah 11 - Model konsep untuk mengoptimumkan parameter proses

Kaedah utama pemvulkanan getah. Untuk menjalankan proses kimia utama teknologi getah - pemvulkanan - agen pemvulkanan digunakan. Kimia proses pemvulkanan terdiri daripada pembentukan rangkaian spatial, termasuk makromolekul getah linear atau bercabang dan pautan silang. Dari segi teknologi, pemvulkanan terdiri daripada pemprosesan sebatian getah pada suhu dari normal hingga 220 ° C di bawah tekanan dan kurang kerap tanpanya.

Dalam kebanyakan kes, pemvulkanan industri dijalankan dengan sistem pemvulkanan yang merangkumi ejen pemvulkanan, pemecut dan pengaktif pemvulkanan dan menyumbang kepada aliran proses pembentukan rangkaian ruang yang lebih cekap.

Interaksi kimia antara getah dan agen pemvulkanan ditentukan oleh aktiviti kimia getah, i.e. tahap ketidaktepuan rantainya, kehadiran kumpulan berfungsi.

Aktiviti kimia getah tak tepu adalah disebabkan oleh kehadiran ikatan berganda dalam rantai utama dan peningkatan mobiliti atom hidrogen dalam kumpulan -metilena bersebelahan dengan ikatan berganda. Oleh itu, getah tak tepu boleh tervulkan dengan semua sebatian yang berinteraksi dengan ikatan berganda dan kumpulan jirannya.

Ejen pemvulkanan utama untuk getah tak tepu ialah sulfur, yang biasanya digunakan sebagai sistem pemvulkanan bersama-sama dengan pemecut dan pengaktifnya. Sebagai tambahan kepada sulfur, peroksida organik dan bukan organik, resin alkilfenol-formaldehid (AFFS), sebatian diazo, dan sebatian polihaloid boleh digunakan.

Aktiviti kimia getah tepu jauh lebih rendah daripada aktiviti tak tepu, oleh itu, bahan yang sangat reaktif, seperti pelbagai peroksida, mesti digunakan untuk pemvulkanan.

Pemvulkanan getah tak tepu dan tepu boleh dilakukan bukan sahaja dengan kehadiran agen pemvulkanan kimia, tetapi juga di bawah pengaruh pengaruh fizikal yang memulakan transformasi kimia. Ini adalah sinaran tenaga tinggi (pemvulkanan sinaran), sinaran ultraungu (fotovulkanisasi), pendedahan berpanjangan kepada suhu tinggi (pemvulkanan terma), gelombang kejutan dan beberapa sumber lain.

Getah yang mempunyai kumpulan berfungsi boleh tervulkan pada kumpulan tersebut dengan agen penghubung silang yang berinteraksi dengan kumpulan berfungsi.

Keteraturan utama proses pemvulkanan. Tidak kira jenis getah dan sistem pemvulkanan yang digunakan, beberapa perubahan ciri dalam sifat bahan berlaku semasa proses pemvulkanan:

Keplastikan sebatian getah berkurangan dengan ketara, kekuatan dan keanjalan vulkanisasi muncul. Oleh itu, kekuatan sebatian getah mentah berasaskan NC tidak melebihi 1.5 MPa, dan kekuatan bahan tervulkan tidak kurang daripada 25 MPa.

Aktiviti kimia getah berkurangan dengan ketara: dalam getah tak tepu, bilangan ikatan berganda berkurangan, dalam getah tepu dan getah dengan kumpulan berfungsi, bilangan pusat aktif. Ini meningkatkan rintangan pemvulkanan kepada oksidatif dan pengaruh agresif yang lain.

Meningkatkan rintangan bahan tervulkan kepada tindakan suhu rendah dan tinggi. Oleh itu, NC mengeras pada 0ºС dan menjadi melekit pada +100ºС, manakala vulcanizate mengekalkan kekuatan dan keanjalan dalam julat suhu dari -20 hingga +100ºС.

Ciri perubahan sifat bahan semasa pemvulkanan ini dengan jelas menunjukkan berlakunya proses penstrukturan, berakhir dengan pembentukan grid spatial tiga dimensi. Untuk pemvulkanan mengekalkan keanjalan, pautan silang mestilah cukup jarang berlaku. Sebagai contoh, dalam kes NC, fleksibiliti termodinamik rantai dikekalkan jika satu ikatan silang berlaku bagi setiap 600 atom karbon rantai utama.

Proses pemvulkanan juga dicirikan oleh beberapa corak umum perubahan sifat bergantung pada masa pemvulkanan pada suhu malar.

Oleh kerana sifat kelikatan campuran berubah paling ketara, viskometer putaran ricih, khususnya rheometer Monsanto, digunakan untuk mengkaji kinetik pemvulkanan. Peranti ini memungkinkan untuk mengkaji proses pemvulkanan pada suhu dari 100 hingga 200ºС selama 12 - 360 minit dengan pelbagai daya ricih. Perakam peranti menulis pergantungan tork pada masa pemvulkanan pada suhu malar, i.e. lengkung kinetik pemvulkanan, yang mempunyai bentuk S dan beberapa bahagian yang sepadan dengan peringkat proses (Rajah 3).

Peringkat pertama pemvulkanan dipanggil tempoh aruhan, peringkat hangus, atau peringkat pra-pevulkanan. Pada peringkat ini, campuran getah mesti kekal cecair dan mengisi keseluruhan acuan dengan baik, oleh itu sifatnya dicirikan oleh momen ricih minimum M min (kelikatan minimum) dan masa t s semasa momen ricih meningkat sebanyak 2 unit berbanding dengan minimum. .

Tempoh tempoh induksi bergantung kepada aktiviti sistem pemvulkanan. Pilihan sistem pemvulkanan dengan satu atau nilai lain t s ditentukan oleh jisim produk. Semasa pemvulkanan, bahan pertama kali dipanaskan kepada suhu pemvulkanan, dan disebabkan kekonduksian haba getah yang rendah, masa pemanasan adalah berkadar dengan jisim produk. Atas sebab ini, sistem pemvulkanan yang menyediakan tempoh aruhan yang cukup lama harus dipilih untuk produk pemvulkanan yang berjisim besar, dan begitu juga sebaliknya untuk produk yang berjisim rendah.

Peringkat kedua dipanggil tempoh pemvulkanan utama. Pada akhir tempoh aruhan, zarah aktif terkumpul dalam jisim sebatian getah, menyebabkan penstrukturan pantas dan, dengan itu, peningkatan tork sehingga nilai maksimum tertentu M max. Walau bagaimanapun, penyiapan peringkat kedua bukanlah masa untuk mencapai M max, tetapi masa t 90 sepadan dengan M 90 . Momen ini ditentukan oleh formula

M 90 \u003d 0.9 M + M min,

di mana M – perbezaan tork (M=M maks – M min).

Masa t 90 ialah pemvulkanan optimum, nilainya bergantung kepada aktiviti sistem pemvulkanan. Kecerunan lengkung dalam tempoh utama mencirikan kadar pemvulkanan.

Peringkat ketiga proses dipanggil peringkat pemvulkanan berlebihan, yang dalam kebanyakan kes sepadan dengan bahagian mendatar dengan sifat malar pada lengkung kinetik. Zon ini dipanggil dataran pemvulkanan. Lebih luas dataran tinggi, lebih tahan campuran terhadap pemvulkanan berlebihan.

Lebar dataran tinggi dan laluan lengkung selanjutnya bergantung terutamanya pada sifat kimia getah. Dalam kes getah linear tak tepu, seperti NK dan SKI-3, dataran tinggi tidak lebar dan kemudian kemerosotan berlaku, i.e. kecerunan lengkung (Rajah 3, lengkung a). Proses kemerosotan sifat pada peringkat pemvulkanan berlebihan dipanggil pengembalian. Sebab pengembalian adalah pemusnahan bukan sahaja rantai utama, tetapi juga pautan silang yang terbentuk di bawah tindakan suhu tinggi.

Dalam kes getah tepu dan getah tak tepu dengan struktur bercabang (sebilangan besar ikatan berganda di sisi 1,2-unit), sifat berubah secara tidak ketara dalam zon pemvulkanan berlebihan, dan dalam beberapa kes malah bertambah baik (Rajah 3, selekoh b dan dalam), kerana pengoksidaan terma ikatan berganda pautan sisi disertai dengan penstrukturan tambahan.

Kelakuan sebatian getah pada peringkat pemvulkanan berlebihan adalah penting dalam pengeluaran produk besar-besaran, terutamanya tayar kereta, kerana disebabkan penbalikan, pemvulkanan berlebihan lapisan luar boleh berlaku manakala pemvulkanan lapisan dalam. Dalam kes ini, sistem pemvulkanan diperlukan yang akan menyediakan tempoh aruhan yang panjang untuk pemanasan seragam tayar, kelajuan tinggi dalam tempoh utama, dan dataran tinggi pemvulkanan yang luas semasa peringkat pemvulkanan semula.

3.2. Sistem Pemvulkanan Sulfur untuk Getah Tak Tepu

Sifat sulfur sebagai agen pemvulkanan. Proses pemvulkanan getah asli dengan sulfur ditemui pada tahun 1839 oleh C. Goodyear dan secara bebas pada tahun 1843 oleh G. Gencock.

Untuk pemvulkanan, sulfur tanah semulajadi digunakan. Sulfur unsur mempunyai beberapa pengubahsuaian kristal, yang mana hanya pengubahsuaian α sebahagiannya larut dalam getah. Ia adalah pengubahsuaian ini, yang mempunyai takat lebur 112.7 ºС, dan digunakan dalam pemvulkanan. Molekul bentuk  ialah kitaran lapan anggota S 8 dengan purata tenaga pengaktifan pecah cincin E tindakan = 247 kJ/mol.

Ini adalah tenaga yang agak tinggi, dan perpecahan cincin sulfur berlaku hanya pada suhu 143ºС dan ke atas. Pada suhu di bawah 150ºС, penguraian heterolitik atau ionik cincin sulfur berlaku dengan pembentukan biion sulfur yang sepadan, dan pada 150ºС dan ke atas, penguraian homolitik (radikal) cincin S dengan pembentukan diradikal sulfur:

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

t150ºС S 8 →Sֹ–S 6 –Sֹ→S 8 ֹֹ.

Biradikal S 8 ·· mudah terpecah kepada serpihan yang lebih kecil: S 8 ֹֹ→S х ֹֹ + S 8-х ֹֹ.

Bion dan biradikal sulfur yang terhasil kemudian berinteraksi dengan makromolekul getah sama ada pada ikatan berganda atau di tapak atom karbon α-metilena.

Cincin sulfur juga boleh terurai pada suhu di bawah 143ºС jika terdapat sebarang zarah aktif (kation, anion, radikal bebas) dalam sistem. Pengaktifan berlaku mengikut skema:

S 8 + A + →A - S - S 6 - S +

S 8 + B – → B – S – S 6 –

S 8 + Rֹ → R - S - S 6 - Sֹ.

Zarah aktif sedemikian terdapat dalam sebatian getah apabila sistem pemvulkanan dengan pemecut pemvulkanan dan pengaktifnya digunakan.

Untuk menukar getah plastik lembut kepada getah elastik keras, sejumlah kecil sulfur adalah mencukupi - 0.10.15% berat. Walau bagaimanapun, dos sebenar sulfur berjulat dari 12.5 hingga 35 wt.h. setiap 100 wt.h. getah.

Sulfur mempunyai keterlarutan terhad dalam getah, jadi dos sulfur bergantung pada bentuk di mana ia diedarkan dalam sebatian getah. Pada dos sebenar, sulfur adalah dalam bentuk titisan cair, dari permukaannya molekul sulfur meresap ke dalam jisim getah.

Penyediaan campuran getah dijalankan pada suhu tinggi (100-140ºС), yang meningkatkan keterlarutan sulfur dalam getah. Oleh itu, apabila campuran disejukkan, terutamanya dalam kes dosnya yang tinggi, sulfur bebas mula meresap ke permukaan campuran getah dengan pembentukan filem nipis atau salutan sulfur. Proses dalam teknologi ini dipanggil pudar atau berpeluh. Efflorescence jarang mengurangkan kelekitan preform, jadi preform dirawat dengan petrol untuk menyegarkan permukaan sebelum pemasangan. Ini memburukkan keadaan kerja pemasang dan meningkatkan bahaya kebakaran dan letupan pengeluaran.

Masalah pudar terutamanya dalam pengeluaran tayar kord keluli. Dalam kes ini, untuk meningkatkan kekuatan ikatan antara logam dan getah, dos S dinaikkan kepada 5 wt.h. Untuk mengelakkan pudar dalam formulasi sedemikian, pengubahsuaian khas harus digunakan - sulfur polimer yang dipanggil. Ini ialah bentuk , yang terbentuk dengan memanaskan bentuk  kepada 170ºС. Pada suhu ini, lonjakan tajam dalam kelikatan leburan berlaku dan sulfur polimer S n terbentuk, di mana n adalah lebih 1000. Dalam amalan dunia, pelbagai pengubahsuaian sulfur polimer, yang dikenali di bawah nama jenama "cristex", digunakan.

Teori pemvulkanan sulfur. Teori kimia dan fizikal telah dikemukakan untuk menerangkan proses pemvulkanan sulfur. Pada tahun 1902, Weber mengemukakan teori kimia pertama pemvulkanan, unsur-unsur yang telah bertahan hingga ke hari ini. Mengekstrak produk interaksi NK dengan sulfur, Weber mendapati bahawa sebahagian daripada sulfur yang diperkenalkan tidak diekstrak. Bahagian ini dipanggil olehnya terikat, dan yang dipisahkan - sulfur bebas. Jumlah jumlah sulfur terikat dan bebas adalah sama dengan jumlah jumlah sulfur yang dimasukkan ke dalam getah: S jumlah =S ikatan +S bebas. Weber juga memperkenalkan konsep pekali pemvulkanan sebagai nisbah sulfur terikat kepada jumlah getah dalam komposisi sebatian getah (A): K vulk \u003d ikatan S / A.

Weber berjaya mengasingkan polisulfida (C 5 H 8 S) n sebagai hasil penambahan intramolekul sulfur kepada ikatan berganda unit isoprena. Oleh itu, teori Weber tidak dapat menjelaskan peningkatan kekuatan akibat pemvulkanan.

Pada tahun 1910, Oswald mengemukakan teori fizikal pemvulkanan, yang menjelaskan kesan pemvulkanan oleh interaksi penjerapan fizikal antara getah dan sulfur. Menurut teori ini, kompleks getah-sulfur terbentuk dalam campuran getah, yang berinteraksi antara satu sama lain juga disebabkan oleh daya penjerapan, yang membawa kepada peningkatan kekuatan bahan. Walau bagaimanapun, sulfur terikat penjerapan harus diekstrak sepenuhnya daripada pemvulkanan, yang tidak diperhatikan dalam keadaan sebenar, dan teori kimia pemvulkanan mula diguna pakai dalam semua kajian lanjut.

Bukti utama teori kimia (teori jambatan) adalah kenyataan berikut:

Hanya getah tak tepu yang tervulkan dengan sulfur;

Sulfur berinteraksi dengan molekul getah tak tepu untuk membentuk ikatan silang kovalen (jambatan) pelbagai jenis, i.e. dengan pembentukan sulfur terikat, yang jumlahnya berkadar dengan ketidaktepuan getah;

Proses pemvulkanan disertai dengan kesan haba yang berkadar dengan jumlah sulfur tambahan;

Pemvulkanan mempunyai pekali suhu kira-kira 2, i.e. hampir dengan pekali suhu tindak balas kimia secara umum.

Peningkatan kekuatan akibat pemvulkanan sulfur berlaku disebabkan oleh penstrukturan sistem, akibatnya grid spatial tiga dimensi terbentuk. Sistem pemvulkanan sulfur sedia ada memungkinkan untuk mensintesis secara praktikal sebarang jenis pautan silang, menukar kadar pemvulkanan dan struktur akhir pemvulkanan. Oleh itu, sulfur masih merupakan agen penghubung silang yang paling popular untuk getah tak tepu.

1. KAJIAN LITERATUR

1.1. Pembangunan kaedah dan instrumen untuk menentukan tahap pemvulkanan dan ciri pemvulkanan

1.2. Kaedah rheometri getaran

1.3. Kemungkinan menggunakan keputusan ujian rheometrik

1.4. Model rheometer bergetar yang dipertingkatkan

1.5. Asas matematik untuk tafsiran lengkung kinetik

2. KAEDAH DAN OBJEK PENYIASATAN

2.1. Perisian untuk tafsiran kuantitatif lengkung kinetik proses pemvulkanan

2.1.1. Sistem Lengkung Jadual dan penggunaannya untuk tafsiran kuantitatif lengkung kinetik

2.1.2. Sistem 3D Lengkung Jadual

2.1.3. Ciri-ciri sistem bersepadu MatLab

2.2. Objek kajian 63 f 3. EKSPERIMEN

3.1. Analisis kebolehulangan lengkung kinetik proses pemvulkanan

3.2 Analisis model empirikal utama untuk tafsiran kuantitatif bagi lengkung kinetik proses pemvulkanan

3.2.1. Lengkung kamiran

3.2.2. Lengkung pembezaan 100 ^ 3.2.3. Keluk modulus kehilangan

3.3. Model kinetik

3.4. Pengaruh Faktor Resipi-Teknologi Terhadap Karakter Lengkung Kinetik Proses Pemvulkanan

3.4.1. Kebergantungan suhu keluk kinetik proses pemvulkanan

3.4.2. Pengaruh Faktor Resipi Terhadap Karakter Lengkung Kinetik Proses Pemvulkanan

Senarai disertasi yang disyorkan

• Kajian kinetik pemvulkanan getah diena oleh sistem penstrukturan yang kompleks 2000, Calon Sains Kimia Molchanov, Vladimir Ivanovich

• Pembangunan asas saintifik teknologi untuk penciptaan dan pemprosesan getah termoplastik kasut oleh pemvulkanan dinamik 2007, Doktor Sains Teknikal Karpukhin, Alexander Alexandrovich

• Simulasi pemvulkanan bukan isoterma tayar kereta berdasarkan model kinetik 2009, calon sains teknikal Markelov, Vladimir Gennadievich

• Sokongan maklumat algoritma untuk analisis sistem proses kimia-teknologi automatik bagi penstrukturan komposit elastomer berbilang komponen 2017, Calon Sains Teknikal Kuznetsov, Andrey Sergeevich

• Sistem automatik untuk penstabilan tidak langsung kekuatan tegangan produk getah 2009, calon sains teknikal Klimov, Anton Pavlovich

Pengenalan kepada tesis (sebahagian daripada abstrak) mengenai topik "Tafsiran kuantitatif lengkung kinetik proses pemvulkanan dalam sistem mengatur tempat kerja seorang ahli teknologi getah"

Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, satu siri produk perisian baharu telah muncul yang membolehkan ahli teknologi menyelesaikan masalah yang sebelum ini mustahil untuk ditetapkan.

Sebagai contoh, kaedah perancangan eksperimen telah lama digunakan dalam kerja ahli teknologi getah, tetapi kaedah yang paling biasa digunakan untuk menggambarkan kawasan yang hampir tidak bergerak adalah berdasarkan semata-mata pada pembinaan polinomial darjah kedua dan kurang kerap darjah ketiga. Kini masalah sedemikian boleh diselesaikan dengan cara yang lebih cekap, mendapatkan model yang parameternya boleh ditafsirkan berdasarkan konsep fizikokimia.

Terdapat juga kemungkinan pendekatan asas yang berbeza untuk pembentukan pangkalan data yang berkaitan dengan penyimpanan dan penggunaan maklumat yang diperlukan untuk pembangunan mod pemvulkanan untuk produk dan kawalan proses teknologi, dan terutamanya proses pencampuran.

Penggunaan produk perisian baru dalam kerja seorang ahli teknologi getah secara praktikal menghapuskan keperluan untuk menyimpan maklumat di atas kertas dan boleh dianggap sebagai salah satu komponen penting di tempat kerjanya.

Tujuan kerja disertasi: adalah pembentukan kaedah asas untuk tafsiran rasional lengkung kinetik proses pemvulkanan dan penciptaan modul perisian kompleks ini yang membolehkan pakar bekerja pada tahap yang benar-benar moden.

Untuk mencapai matlamat ini, tugas-tugas berikut telah diselesaikan.

Menjalankan analisis statistik ciri-ciri kuantitatif yang diperoleh dengan memproses lengkung kinetik proses pemvulkanan.

Pembangunan kaedah untuk pembentangan data eksperimen yang paling bermaklumat semasa memproses lengkung kinetik dan menulis program yang sepadan.

Pertimbangan kemungkinan versi model untuk tafsiran kuantitatif lengkung kinetik kamiran dan pembezaan, analisis statistik model ini, pembangunan cadangan mengenai syarat untuk aplikasinya dan kaedah untuk membina model dengan kehadiran proses sekunder yang berlaku semasa pemvulkanan.

Analisis hubungan antara parameter model ini dan ciri pemvulkanan. Berdasarkan ini, pembangunan kaedah untuk mencipta semula lengkung kinetik mengikut ciri pemvulkanan, dengan itu menghapuskan keperluan untuk menyimpan maklumat di atas kertas.

Peneguhan keperluan untuk mendapatkan lengkung kinetik pembezaan (lengkung halaju), analisis kemungkinan mengklasifikasikan lengkung ini dan keberkesanan menggunakan momen statistik untuk memahami hasil kajian kinetik.

Menjalankan analisis perbandingan rheogram dan lengkung modulus kehilangan, menilai kemungkinan meramalkan ciri pemvulkanan daripada lengkung modulus kehilangan.

Analisis kemungkinan mendapatkan persamaan pembezaan yang mencirikan proses pemvulkanan berdasarkan penghampiran lengkung kamiran menggunakan model empirikal. Penilaian kemungkinan mengira pemalar kadar dan susunan tindak balas dengan anggaran sedemikian.

Pertimbangan pengaruh faktor resipi-teknologi terhadap sifat lengkung kinetik proses pemvulkanan dan> penilaian kelebihan menggunakan plot kontur untuk analisis pengaruh ini.

Pembangunan kaedah untuk menyelesaikan masalah ini adalah relevan untuk pakar industri getah.

Kebaharuan saintifik.

1. Buat pertama kalinya, hubungan antara parameter model untuk menerangkan rheogram dan lengkung halaju kinetik dan hubungannya dengan ciri pemvulkanan ditunjukkan. Berdasarkan ini, satu kaedah telah dibangunkan untuk membina lengkung kinetik mengikut ciri pemvulkanan.

2. Berdasarkan analisis pengaruh faktor resipi-teknologi terhadap sifat lengkung kinetik proses pemvulkanan, kaedah telah dibangunkan untuk membina plot kontur yang memudahkan membuat keputusan apabila merancang baharu dan menilai mod pemvulkanan sedia ada.

3. Ia ditunjukkan bahawa, bersama-sama dengan ciri pemvulkanan, adalah dinasihatkan untuk mengira momen statistik lengkung halaju, yang mencirikan bentuk lengkung secara keseluruhan, dan tidak menetapkan titik individu pada lengkung ini.

4. Buat pertama kalinya, kemungkinan mendapatkan persamaan pembezaan yang mencirikan proses pemvulkanan berdasarkan penghampiran lengkung kamiran menggunakan model empirikal telah ditunjukkan.

Kepentingan praktikal.

1. Berdasarkan kaedah yang dibangunkan untuk pembinaan semula lengkung kinetik yang mencukupi mengikut ciri pemvulkanan, keperluan untuk menyimpan maklumat yang bersifat kinetik (contohnya, rheogram) di atas kertas dihapuskan.

2. Penggunaan plot kontur dalam koordinat "tempoh pemvulkanan - tahap faktor resipi-teknologi" adalah perlu untuk membuat keputusan yang betul apabila mengoptimumkan resipi dan merancang baharu serta menilai mod pemvulkanan sedia ada.

3. Kesesuaian untuk membina dan menganalisis lengkung halaju kinetik pembezaan yang diperoleh pada rheometer generasi baharu ditunjukkan, memandangkan bentuk lengkung ini lebih (berbanding dengan rheogram) sensitif kepada perubahan dalam faktor teknologi resipi.

1. KAJIAN LITERATUR

Tesis yang serupa dalam kepakaran "Teknologi dan pemprosesan polimer dan komposit", 05.17.06 kod HAC

• Meningkatkan Kecekapan Proses Pertukaran Haba dalam Rawatan Haba Salutan Gumming Menggunakan Tenaga Gelombang Mikro 2004, calon sains teknikal Shestakov, Demid Nikolaevich

• Bahan komposit yang sangat anjal berasaskan campuran getah 2000, calon sains kimia Khalikova, Saodathon

• Bahan Polifungsi Berasaskan Azomethines untuk Getah Teknikal 2010, Doktor Sains Teknikal Novopoltseva, Oksana Mikhailovna

• Pengoptimuman keadaan terma bagi objek fasa pepejal yang bertindak balas secara kimia 1997, Doktor Sains Fizikal dan Matematik Zhuravlev, Valentin Mikhailovich

• Pemodelan dan pengiraan proses haba tidak pegun pemanasan aruhan dalam pengeluaran produk getah 2012, calon sains teknikal Karpov, Sergey Vladimirovich

Kesimpulan disertasi mengenai topik "Teknologi dan pemprosesan polimer dan komposit", Kashkinova, Yulia Viktorovna

1. Analisis statistik bagi ciri-ciri kuantitatif yang diperoleh semasa pemprosesan rheogram menunjukkan bahawa ciri-ciri ini ditentukan dengan serakan kebolehulangan yang besar. Ini adalah benar terutamanya bagi parameter kinetik yang dikaitkan dengan magnitud tahap pemvulkanan (torsi minimum dan kenaikannya), dan pada tahap yang lebih rendah, parameter yang dikaitkan dengan tempoh proses (masa mula pemvulkanan, masa 90 dan 50). % penukaran).

2. Buat pertama kalinya, kaedah telah dibangunkan untuk membina carta kontur yang memudahkan membuat keputusan apabila merancang baharu dan menilai rejim pemvulkanan sedia ada. Kaedah ini berdasarkan penciptaan model yang mencirikan pergantungan tahap atau kadar pemvulkanan pada masa; parameter model ini adalah fungsi arbitrari satu atau lebih faktor teknologi proses. Satu program telah dibangunkan untuk melaksanakan kaedah ini.

3. Sekumpulan model telah dicadangkan untuk tafsiran kuantitatif yang mencukupi bagi lengkung kinetik kamiran dan pembezaan; parameter model ini boleh ditafsirkan dari segi konsep fizikokimia. Dalam sesetengah kes, lengkung kinetik boleh diterangkan dengan merumuskan model sedemikian.

4. Hubungan antara parameter model kamiran dan pembezaan dan hubungannya dengan ciri pemvulkanan ditunjukkan. Atas dasar ini, buat pertama kalinya, satu kaedah telah dibangunkan untuk pembinaan semula lengkung kinetik yang mencukupi mengikut ciri pemvulkanan. Ini memungkinkan untuk menghapuskan keperluan untuk menyimpan maklumat di atas kertas.

5. Kesesuaian membina dan menganalisis lengkung kinetik pembezaan untuk kadar proses pemvulkanan ditunjukkan. Bentuk mereka lebih sensitif kepada perubahan dalam faktor teknologi resipi berbanding dalam kes lengkung kamiran.

6. Pada tatasusunan eksperimen yang ketara (88 lengkung) ditunjukkan bahawa lengkung kinetik pembezaan proses pemvulkanan, apabila ditafsirkan sebagai fungsi pengedaran, boleh dikaitkan dengan jenis IV keluarga lengkung Pearson, tetapi dalam kebanyakan kes ia adalah mencukupi. diterangkan oleh model 8062 daripada katalog program Lengkung Jadual, yang merupakan bentuk pembezaan bagi model kamiran 8092.

7. Ia ditunjukkan bahawa, bersama-sama dengan ciri pemvulkanan, adalah dinasihatkan untuk mengira momen statistik lengkung halaju, yang mencirikan bentuk lengkung secara keseluruhan, dan tidak menetapkan titik individu pada lengkung ini.

8. Telah ditunjukkan bahawa, jika tiada penbalikan, ciri penawar boleh dikira dengan menganalisis keluk modulus kehilangan.

9. Buat pertama kalinya, kemungkinan mendapatkan persamaan pembezaan yang mencirikan proses pemvulkanan berdasarkan penghampiran lengkung kamiran menggunakan model empirikal telah ditunjukkan. Dalam kes ini, pemalar kadar dan susunan tindak balas boleh dinyatakan dari segi parameter model dan oleh itu dari segi ciri pengawetan.

10. Pengaruh faktor resipi-teknologi terhadap sifat lengkung kinetik proses pemvulkanan dipertimbangkan dan kelebihan menggunakan plot kontur untuk analisis pengaruh ini dibuktikan. Ditunjukkan bahawa hasil kajian kinetik proses pemvulkanan harus dibentangkan sebagai satu set garisan tahap yang sama untuk beberapa ciri pemvulkanan dan parameter kinetik. Klasifikasi gambar rajah pemvulkanan berdasarkan teori graf telah dibangunkan.

Senarai rujukan untuk penyelidikan disertasi calon sains teknikal Kashkinova, Yulia Viktorovna, 2005

1. Uralsky M.JL, Gorelik R.A., Bukanov A.M. Kawalan dan pengawalseliaan sifat teknologi sebatian getah. - Ml: Kimia, 1983. - 128 hlm.

2. Makhlis F.A., Fedyukin D.L., Buku rujukan istilah mengenai getah. -M.: Kimia, 1989. -400an.

3. Dogadkin B.A., Dontsov A.A., Shershnev V.A. Kimia elastomer. - M.: Kimia, 1981.-376 hlm.

4. Kornev A.E., Bukanov A.M., Sheverdyaev O.N. Teknologi bahan elastomer. M.: Exim, 2000. - 288 p.

5. Lukomskaya A.I., Badenkov P.F., Kepersha L.M. Pengiraan dan ramalan mod pemvulkanan keluaran getah. - M.: Kimia, 1978. 280 hlm.

6. Teman lelaki getah. / Ed. L.M. Gorbunov. L.: Goshimizdat, 1932. - 464 hlm.

7. J. R. Scott Ujian fizikal getah dan getah.-M.: Kimia, 1968.-316 hlm.

8. Pemvulkanan elastomer: TRANS. dari bahasa Inggeris. / Ed. G. Alliger, F. I. Sietun. M.: Kimia, 1967. - 428 hlm.

9. Piawaian ASTM D "412 98a, "Kaedah Ujian Piawai untuk Getah Tervulkan dan Elastomer Termoplastik - Ketegangan.", Buku Tahunan Piawaian ASTM, Jilid 09.01.

10. Little L. Cara menggunakan DSC untuk mengukur keadaan sembuh untuk elastomer. // Elastomer. 1988. - 121, No. 2. - P. 22-25.

11. Brasier D. W. Aplikasi prosedur analisis terma dalam kajian elastomer dan sistem elastomer // Kimia dan teknologi getah. - 1980. - 53, No. 3 - P.437-511.

12. Bershtein B.A., Egorov B.M. Pengimbasan pembezaan ®1 kalorimetri dalam fizikokimia polimer. L.: Kimia, 1990. - 256 hlm.

13. Wendlandt U. Kaedah analisis terma.: Per. dari bahasa Inggeris. - M.: Mir, 1978.-526 hlm.

14. Agayants I. M., Lima abad getah dan getah. M.: Moden, 2002. - 432 p.

15. Novakov I.A., Novopoltseva O.M., Krakshin M.A. Kaedah untuk penilaian dan pengawalseliaan* sifat plastoelastik dan pemvulkanan elastomer dan komposisi berdasarkannya. - M.: Kimia, 2000. - 240s.

16. GOST 10722-76 Getah dan sebatian getah. Kaedah untuk menentukan kelikatan dan keupayaan pra-pevulkanan. // M.: Pusat penerbitan piawaian. - 1976., 11 hlm.

17. ASTM D1646-99 Kaedah Ujian Standard untuk Kelikatan Getah, Kelonggaran Tekanan dan Ciri-ciri Pra-Vulkanisasi (Mooney Viscometer). -ASTM Antarabangsa, 10-Mei-1999.11 hlm.

18. Orlovsky P.N., Lukomskaya A.I., Tsydzik M.A., Bogatova S.K. Penilaian sifat teknologi campuran getah karbon hitam pada plastometer ricih. // Getah dan getah. 1960. - No. 7. - S. 21-28.

19. Peter J. dan Heidemann W. Kaedah baru untuk menentukan penyembuhan optimum sebatian getah. // Kautschuk dan Gummi. 1958. - No. 11. - Hlm. 159 - 161.

20. Blow C. M. Teknologi dan pembuatan getah. Institusi industri getah: 1971.-527 hlm.

21. Lautenschlaeger F.K., Myhre M. Pengelasan sifat elastomer menggunakan "konsep sifat optimum". // Jurnal sains polimer gunaan. -1979. 24, No. 3 - P. 605-634.

22. Claxton W. E., Conant F. S. dan Liska J. W., Penilaian perubahan φ progresif dalam sifat elastomer semasa pemvulkanan. // Kimia Getah dan"

23 Teknologi. 1961. V. 34, Hlm. 777.

24. Decker G. E., Wise R. W., dan Guerry D., Ail rheometer cakera berayun untuk mengukur sifat dinamik semasa pemvulkanan. // Kimia dan Teknologi Getah. 1963. V.36, Hlm. 451.

25. Greensmith H.W., Watson A.A. Kajian tentang ciri pengawetan getah asli. // Prosiding persidangan getah asli. Bahagian II - Kuala Lumpur. -1968 Hlm. 120 - 134.

26. Sezna J.A. Penggunaan ujian kebolehprosesan untuk jaminan kualiti. // dunia getah. 1989. - 199, No. 4. Hlm 88-94.

27. GOST 12535-84. Sebatian getah. Kaedah untuk menentukan ciri pemvulkanan pada volkameter. // M.: Pusat penerbitan piawaian. -1984.13 hlm.

28. ASTM Standard 2084-93, Kaedah Ujian Standard untuk Harta Getah - Pemvulkanan Menggunakan Meter Penawar Cakera Berayun, Lampiran X2, Sejarah Meter Penawar Cakera Berayun, Bahagian X2.6 dan Jadual X2.1.

29. JS JSO 3417-78.Row Rubber Measurement of Cure Characteristics with the Oscillating Curometer.- 1981.

30. ISO 6502 Getah-Pengukuran ciri pemvulkanan dengan kuremetr tanpa rotor. Cetakan kedua, 1991.

31. McKelvey D. M. Pemprosesan polimer: TRANS. dari bahasa Inggeris. M.: Kimia, 1968.-496 hlm.

32. Peranti dan kaedah untuk menilai sifat sebatian getah yang diproses dengan pengacuan di bawah tekanan / Halle A.P., Kongarov G.S., Fedorov E.G. Pozdrashenkova G.I. -M.: TsZhITEneftekhim, 1981. -76 hlm.

33. Alfrey T. Sifat mekanikal polimer tinggi: Per. dari bahasa Inggeris. M.: 1982.-320 hlm.

34. Monsto Rheometer 100, Penerangan dan aplikasi. Buletin Teknikal No. IS-1, 18 p.

35. Podalinsky A.V., Yurchuk T.E., Kovalev N.V. Mengenai penilaian kepiawaian getah SKI-3 dengan kaedah analisis volcametric. // Getah dan getah. 1983. No 10. - hlm.27-32.

36. Kato H, Fujuta H Beberapa sistem baru untuk memaut silang polikloroprena. // Kimia dan Teknologi Getah 1971. -V. 48. - hlm. 19-25.

37. Reztsova E.V., Vilents Yu: E. Pengaruh faktor teknologi dalam pemprosesan sebatian getah berdasarkan SKI-3 dan SKMS-ZOARCM-15 terhadap kinetik pemvulkanan dan ciri dinamik getah.// Getah dan getah. 1971. -№12. - hlm.15-18.

38. Anand R., Blacly D.C., Lee K.S. Korelasi antara tork reometer Monsanto dan kepekatan pautan silang untuk rangkaian elastomer. Persidangan Getah Antarabangsa "Rubbercone", 1982 2-4 Jun.

39. Wolfson B. JI, Gorelik B. M. Kuchersky A. M. Penentuan modulus keseimbangan bersyarat bagi getah pada volkameter dengan pemutar biconical. // Getah dan getah.- 1977.-N6.- hlm. 57-58.

40. Volfson B. L., Gorelik B. M. Penentuan modulus ricih elastomer pada vulkameter dengan rotor biconical. // Getah dan getah.- 1977.- N1.- S. 51-54.

41. Charlesby A. Sinaran nuklear dan polimer: Per. dari bahasa Inggeris. - M.: Izdatinlit, 1962. 210 s

42. Podalinsky A. V. Fedorov Yu. N. Kropacheva E. N. Kajian pergantungan suhu kadar pemvulkanan bagi kopolimer alternatif butadiena dengan propilena. // Getah dan getah, -1982.- N2.- S. 16-19.

43. Dogadkin B. A. Kimia elastomer. M.: Kimia, 1972. - 381 hlm.

44. Jurowski V., Kubis E. Kaedah untuk menentukan parameter proses penstrukturan dan pemusnahan getah semasa pemvulkanan. //Getah dan getah.-1980.-N8.-C.60-62.

45. Peralatan untuk pencirian elastomer dan getah oleh Goettfert.

46. ​​Tapak web // www.goettfert.com/index.html

47. McCabe K. Pengukuhan elastomer: TRANS. dari bahasa Inggeris. / Ed. J-Kraus. -M.: 1968.-S. 188-200.

48. Pechkovskaya K. A. Jelaga sebagai penambah getah. M.: Kimia, 1968. - 215p.

49 Rohu C.L., Starita J.N. Menggunakan pengukuran reologi dinamik untuk kawalan kualiti dalam talian dan luar talian masa nyata. // dunia getah. -1986. -194, No. 6. P. 28-33.

50. Zakharenko H.V., Kozorovitskaya E.I. Palkina Yu.Z., Suzdalnitskaya Zh.S. Kaedah untuk menilai sifat sebatian getah. TsNIITEneftekhim; siri: pengeluaran RTI dan ATI. Isu #3 1988, 52 ms.

51. Shevchuk V.P., Krakshin M.A., Delakov E.P., Terekhova E.A. Tempat kerja automatik pembangun resipi dalam pengeluaran barangan getah. // Getah dan getah. 1987. - No. 2.-S. 41-43.

52. Sarlet X., X. Vandorin P., Wingrif* S.M. Komputer mini untuk ahli teknologi getah // Pelatih. conf. untuk getah dan getah. M., f 1984.- P.39.- (Preprints).

53. Smith M. A., Roebuh X. Kawalan kualiti moden sebatian getah.// Intern. conf. pada getah dan getah - M., 1984. - P. 51, - (Preprints).

54. Pawlowski H. A. dan Perry A. L., "A New Automatic Curemeter" dibentangkan di RPI Rubber Conference 84, Birmingham, U.K., Mac. 1984;

55. Robert I. Barker, David P. King dan Henry A. Pawlowski (kepada Monsanto Co.) A.S. 4,552,025 (12 Nov. 1985);

56. Thomas D. Masters dan Henry A. Pawlowski (kepada Monsanto Co.) A.S. 4,794,788 (3 Jan 1989);

57. F 55. Henri A. G. Burhin, David P. J. King dan Willy A. G. Sprentels (kepada Monsanto

59. Mengukur sifat keanjalan visco menggunakan rheometer MDR 2000. Kirim semula pendahuluan dan permohonan. Nota teknikal kepada industri. Instrumen dan peralatan Monsanto. RUJ: LLN 89/4.

60. Laman web// www.komef.ru/gibrheometre.shtml

61. XDR® Reometer & Viskometer oleh CCSi. ]

62. Laman web// www.ccsi-mc.com/html-instruments.htm

63. Jack C. Warner dan Tobin L., "Innovations in Cure Meter and Mooney Viscometer Technology", dibentangkan pada mesyuarat ke-148 American Chemical Society di Cleveland, Ohio 17-20 Oktober 1995, Rubber World.1997. - V.215, No. 4.

64 Andries van Swaaij. Penganalisis proses getah 2000. // Getah Asli. -23, suku ke-3 2001. - hlm. 2-4.

65. Roger E., Sedov A.S., Neklyudov Yu.G., Versi pengeluaran peranti dan perisian f. Teknologi Alpha. - Persidangan praktikal saintifik antarabangsa XI “Industri getah. Bahan mentah, bahan, teknologi.» Moscow, 2005. 224p.

66. Peralatan Alpha Technologies.

67. Laman web//www.alpha-technologies.com/instruments/rheometry.htm

68. Mitropolsky A.K. Teknik pengiraan statistik. - M.: Nauka, 1971.-576 hlm.

69. Agayants I.M., Orlov A.JI. Perancangan eksperimen dan analisis data: garis panduan untuk kerja makmal. - M.: IPTSMITKhT, 1998, 143 hlm.

70. Siskov V.I. Analisis korelasi dalam penyelidikan ekonomi. M.: Statistik, 1975. - 168 hlm.

71. Brownlee C.A. Penyelidikan statistik dalam pengeluaran: Per. dari bahasa Inggeris. / Ed. A.N. Kolmogorov. M.: Izdatinlit, 1949. - 228 hlm.

72. Lukomsky YI: Teori korelasi dan aplikasinya kepada analisis pengeluaran. M.: Gosstatizdat, 1958. - 388 hlm.

73. Cramer G. Kaedah matematik statistik: Per. dari bahasa Inggeris. M.: Mir, 1975 .-648 hlm.

74. Anufriev I.E. Tutorial MatLab 5.3/b.x. St Petersburg: BHV-Petersburg, 2002.-736 hlm.

75. Kashkinova TO.V., Agayants I.M. Bentuk persembahan data eksperimen dalam kajian kinetik proses pemvulkanan. // Simposium ke-16 "Masalah tayar dan komposit tali getah": Federal State Unitary Enterprise "NIIShP" Moscow, 2005. - hlm. 187-194.

76. Mosanto MDR 2000E dalam ujian kinetik penawar alat untuk meningkatkan kualiti artikel getah terawat H.B. Burhin, Louvain-la-Neuve (Belgium)/ Kautschuk und Gummi, Kunstst. -1992, -45, #10, -hlm. 866-870

77. Mengukur sifat keanjalan visco menggunakan rheometer MDR 2000, Louvain-la-neuve, 1989, 20 p:

78. Varaksin M.E., Kuchersky A.M., Kuznechikova V.V., Radaeva G.I. Peranti dan kaedah baharu untuk menilai sifat sebatian getah: siri: pengeluaran RTI dan ATI. Keluaran No 3 M., TsNIITEneftekhim, 1989 - 126 p.

79. Agayants I.M., Kashkinova Yu.V. Analisis kebolehulangan lengkung rheometri proses pemvulkanan. // Persidangan saintifik dan praktikal ke-9 "Industri getah. Bahan mentah": FSUE "NIIShP" Moscow, 2002. - ms.7-10.

80. Agayants I.M., Kashkinova Yu.V. Model empirikal lengkung kinetik proses pemvulkanan. // Persidangan antarabangsa mengenai getah dan getah: Prosiding. Laporan Moscow, 2004. - hlm.28-29:

81. Agayants I.M., Kashkinova Yu.V. Tafsiran kuantitatif lengkung kinetik. // Nota saintifik MITHT. Keluaran 11, 2004. hlm. 3-8.

82. Kashkinova Yu.V., Agayants-I.M. Pengaruh faktor preskripsi-teknologi pada ciri pemvulkanan dan parameter kinetik proses pemvulkanan. // Nota saintifik MITHT. Keluaran 13, 2005. - hlm. 34-38.

Sila ambil perhatian bahawa teks saintifik yang dibentangkan di atas disiarkan untuk semakan dan diperoleh melalui pengecaman teks disertasi asal (OCR). Dalam hubungan ini, ia mungkin mengandungi ralat yang berkaitan dengan ketidaksempurnaan algoritma pengecaman. Tiada ralat sedemikian dalam fail PDF disertasi dan abstrak yang kami sampaikan.