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

1 doktorgradsstudent, 2 doktor i tekniske vitenskaper, professor, leder for Institutt for informasjonssystemer i kjemisk teknologi, Moskva teknologiske universitet

PROSESSER FOR BLANDING OG STRUKTURERING AV ELASTOMERSYSTEMER SOM KONTROLLOBJEKTER I ET KJEMISK-TEKNOLOGISK SYSTEM

merknad

I artikkelen, fra et synspunkt om systemanalyse, vurderes muligheten for å kombinere prosessene for blanding og strukturering til et enkelt kjemisk-teknologisk system for å oppnå produkter fra elastomerer.

Nøkkelord: blanding, strukturering, system, systemanalyse, styring, kontroll, kjemisk-teknologisk system.

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

1 Postgraduate stadent, 2 PhD i ingeniørfag, professor, leder av avdelingen for informasjonssystemer i kjemisk teknologi, Moscow State University

BLANDINGS- OG STRUKTURERINGSPROSESSER SOM KONTROLLOBJEKTER I KJEMISK TEKNISKE SYSTEM

Abstrakt

Artikkelen beskriver muligheten for å kombinere på grunnlag av systemanalyse blandings- og vulkaniseringsprosessene i det enhetlige kjemiske ingeniørsystemet for elastomers produkter.

nøkkelord: blanding, strukturering, system, systemanalyse, retning, kontroll, kjemisk-teknisk system.

Introduksjon

Utviklingen av den kjemiske industrien er umulig uten etableringen av nye teknologier, en økning i produksjonen, innføringen av ny teknologi, økonomisk bruk av råvarer og alle typer energi, og etableringen av lavavfallsindustrier.

Industrielle prosesser foregår i komplekse kjemisk-teknologiske systemer (CTS), som er et sett med enheter og maskiner kombinert til et enkelt produksjonskompleks for produksjon av produkter.

Moderne produksjon av produkter fra elastomerer (å oppnå et elastomer-komposittmateriale (ECM), eller gummi) er preget av tilstedeværelsen av et stort antall stadier og teknologiske operasjoner, nemlig: tilberedning av gummi og ingredienser, veiing av faste og bulkmaterialer, blanding av gummi med ingredienser, støping av en rå gummiblanding - halvfabrikat, og faktisk prosessen med romlig strukturering (vulkanisering) av gummiblandingen - emner for å oppnå et ferdig produkt med et sett med spesifiserte egenskaper.

Alle prosesser for produksjon av produkter fra elastomerer er nært forbundet, derfor er nøyaktig overholdelse av alle etablerte teknologiske parametere nødvendig for å oppnå produkter av riktig kvalitet. Innhenting av kondisjonerte produkter forenkles ved bruk av ulike metoder for å overvåke de viktigste teknologiske mengdene i produksjonen i de sentrale fabrikklaboratoriene (CPL).

Kompleksiteten og flertrinnsprosessen for å skaffe produkter fra elastomerer og behovet for å kontrollere de viktigste teknologiske indikatorene innebærer å vurdere prosessen med å skaffe produkter fra elastomerer som et komplekst kjemisk-teknologisk system som inkluderer alle teknologiske stadier og operasjoner, elementer av analyse av hovedstadier i prosessen, deres styring og kontroll.

1. Generelle kjennetegn ved blandings- og struktureringsprosesser

Mottak av ferdige produkter (produkter med et sett med spesifiserte egenskaper) innledes av to hovedteknologiske prosesser i systemet for produksjon av produkter fra elastomerer, nemlig: blandeprosessen og faktisk vulkaniseringen av rågummiblandingen. Overvåking av overholdelse av de teknologiske parametrene til disse prosessene er en obligatorisk prosedyre som sikrer mottak av produkter av riktig kvalitet, intensivering av produksjonen og forebygging av ekteskap.

I det innledende stadiet er det gummi - en polymerbase, og forskjellige ingredienser. Etter å ha veid gummien og ingrediensene, begynner blandingsprosessen. Blandeprosessen er maling av ingrediensene, og reduseres til en jevnere fordeling av dem i gummien og bedre dispersjon.

Blandeprosessen utføres på ruller eller i en gummiblander. Som et resultat får vi et halvfabrikat - en rå gummiblanding - et mellomprodukt, som deretter blir utsatt for vulkanisering (strukturering). På stadiet av rågummiblandingen kontrolleres ensartetheten av blandingen, sammensetningen av blandingen kontrolleres og vulkaniseringsevnen vurderes.

Ensartetheten av blandingen kontrolleres av plastisitetsindikatoren til gummiblandingen. Prøver tas fra forskjellige deler av gummiblandingen, og plastisitetsindeksen til blandingen bestemmes, for forskjellige prøver bør den være omtrent den samme. Plassiteten til blandingen P må, innenfor feilgrensene, falle sammen med oppskriften spesifisert i passet for en bestemt gummiblanding.

Vulkaniseringsevnen til blandingen kontrolleres på vibrorheometre med forskjellige konfigurasjoner. Reometeret i dette tilfellet er et objekt for fysisk modellering av prosessen med å strukturere elastomere systemer.

Som et resultat av vulkanisering oppnås et ferdig produkt (gummi, et elastomert komposittmateriale. Dermed er gummi et komplekst flerkomponentsystem (fig. 1.)

Ris. 1 - Sammensetning av det elastomere materialet

Struktureringsprosessen er en kjemisk prosess for å konvertere en rå plastgummiblanding til elastisk gummi ved å danne et romlig nettverk av kjemiske bindinger, samt en teknologisk prosess for å oppnå en artikkel, gummi, elastomert komposittmateriale ved å fikse ønsket form for å sikre ønsket funksjon av produktet.

1. Bygge en modell av et kjemisk-teknologisk system
   produksjon av produkter fra elastomerer

Enhver kjemisk produksjon er en sekvens av tre hovedoperasjoner: tilberedning av råvarer, selve kjemiske transformasjonen, isolering av målprodukter. Denne sekvensen av operasjoner er nedfelt i et enkelt komplekst kjemisk-teknologisk system (CTS). En moderne kjemisk virksomhet består av et stort antall sammenkoblede delsystemer, mellom hvilke det er underordningsrelasjoner i form av en hierarkisk struktur med tre hovedtrinn (fig. 2). Produksjonen av elastomerer er intet unntak, og produksjonen er et ferdig produkt med ønskede egenskaper.

Ris. 2 - Undersystemer til det kjemisk-teknologiske systemet for produksjon av produkter fra elastomerer

Grunnlaget for å bygge et slikt system, så vel som ethvert kjemisk-teknologisk system for produksjonsprosesser, er en systematisk tilnærming. Et systematisk synspunkt på en egen typisk prosess for kjemiteknikk gjør det mulig å utvikle en vitenskapelig basert strategi for en omfattende analyse av prosessen og på dette grunnlag bygge et detaljert program for syntese av dens matematiske beskrivelse for videre implementering av kontrollprogrammer .

Denne ordningen er et eksempel på et kjemisk-teknologisk system med seriekobling av elementer. I henhold til den aksepterte klassifiseringen er det minste nivået en typisk prosess.

Når det gjelder produksjon av elastomerer, betraktes separate produksjonsstadier som slike prosesser: prosessen med å veie ingredienser, kutte gummi, blande på ruller eller i en gummiblander, romlig strukturering i et vulkaniseringsapparat.

Det neste nivået er representert ved verkstedet. For produksjon av elastomerer kan det representeres som bestående av delsystemer for tilførsel og klargjøring av råvarer, en blokk for blanding og oppnåelse av et halvfabrikat, samt en sluttblokk for strukturering og detektering av defekter.

De viktigste produksjonsoppgavene for å sikre det nødvendige kvalitetsnivået til sluttproduktet, intensivering av teknologiske prosesser, analyse og kontroll av blandings- og struktureringsprosesser, forebygging av ekteskap, utføres nøyaktig på dette nivået.

1. Valg av hovedparametere for kontroll og styring av teknologiske prosesser for blanding og strukturering

Struktureringsprosessen er en kjemisk prosess for å konvertere en rå plastgummiblanding til elastisk gummi ved å danne et romlig nettverk av kjemiske bindinger, samt en teknologisk prosess for å oppnå en artikkel, gummi, elastomert komposittmateriale ved å fikse ønsket form for å sikre ønsket funksjon av produktet.

I prosessene for produksjon av produkter fra elastomerer er de kontrollerte parameterne: temperatur Tc under blanding og vulkanisering Tv, trykk P under pressing, tid τ for å behandle blandingen på rullene, samt vulkaniseringstid (optimal) τopt..

Temperaturen på halvfabrikatet på rullene måles med et nåletermoelement eller et termoelement med selvregistrerende instrumenter. Det er også temperatursensorer. Det styres vanligvis ved å endre strømmen av kjølevann for rullene ved å justere ventilen. I produksjonen brukes kjølevannsstrømregulatorer.

Trykket styres ved å bruke en oljepumpe med trykksensor og passende regulator installert.

Etablering av parametrene for fremstilling av blandingen utføres av valsen i henhold til kontrolldiagrammene, som inneholder de nødvendige verdiene for prosessparametrene.

Kvalitetskontrollen av halvfabrikata (råblanding) utføres av spesialistene fra det sentrale fabrikklaboratoriet (CPL) til produsenten i henhold til passet til blandingen. Samtidig er hovedelementet for å overvåke kvaliteten på blandingen og evaluere gummiblandingens vulkaniseringsevne vibrorheometridata, samt analysen av den reometriske kurven, som er en grafisk representasjon av prosessen, og anses som et element av kontroll og justering av prosessen med å strukturere elastomere systemer.

Prosedyren for å evaluere vulkaniseringsegenskapene utføres av teknologen i henhold til passet til blandingen og databasene for reometriske tester av gummier og gummier.

Kontroll av å skaffe et betinget produkt - sluttfasen - utføres av spesialister fra avdelingen for teknisk kvalitetskontroll av ferdige produkter i henhold til testdataene for produktets tekniske egenskaper.

Når du kontrollerer kvaliteten på en gummiblanding av en spesifikk sammensetning, er det et visst spekter av verdier av eiendomsindikatorer, avhengig av hvilke produkter med de nødvendige egenskapene som oppnås.

Funn:

1. Bruken av en systematisk tilnærming i analysen av prosessene for produksjon av produkter fra elastomerer gjør det mulig å fullt ut spore parametrene som er ansvarlige for kvaliteten på struktureringsprosessen.
2. Hovedoppgavene for å sikre de nødvendige indikatorene for teknologiske prosesser settes og løses på verkstednivå.

Litteratur

1. Systemteori og systemanalyse i ledelse av organisasjoner: TZZ Håndbok: Proc. godtgjørelse / Red. V.N. Volkova og A.A. Emelyanov. - M.: Finans og statistikk, 2006. - 848 s.: ill. ISBN 5-279-02933-5
2. Kholodnov V.A., Hartmann K., Chepikova V.N., Andreeva V.P. Systemanalyse og beslutningstaking. Datateknologier for modellering av kjemisk-teknologiske systemer med material- og termisk resirkulering. [Tekst]: lærebok./ V.A. Kholodnov, K. Hartmann. St. Petersburg: SPbGTI (TU), 2006.-160 s.
3. Agayants I.M., Kuznetsov A.S., Ovsyannikov N.Ya. Modifikasjon av koordinataksene i den kvantitative tolkningen av reometriske kurver - M .: Fine kjemiske teknologier 2015. V.10 nr. 2, s64-70.
4. Novakov I.A., Wolfson S.I., Novopoltseva O.M., Krakshin M.A. Reologiske og vulkaniseringsegenskaper til elastomerblandinger. - M.: ICC "Akademkniga", 2008. - 332 s.
5. Kuznetsov A.S., Kornyushko V.F., Agayants I.M. \Rheogram som et prosesskontrollverktøy for strukturering av elastomere systemer \ M:. NXT-2015 s.143.
6. Kashkinova Yu.V. Kvantitativ tolkning av de kinetiske kurvene til vulkaniseringsprosessen i systemet for å organisere arbeidsplassen til en teknolog - en gummiarbeider: Sammendrag av oppgaven. dis. … cand. tech. Vitenskaper. - Moskva, 2005. - 24 s.
7. Chernyshov V.N. Systemteori og systemanalyse: lærebok. godtgjørelse / V.N. Chernyshov, A.V. Chernyshov. - Tambov: Tambov Publishing House. stat tech. un-ta., 2008. - 96 s.

Referanser

1. Teoriya sistem i sistemnyj analiz v upravlenii organizaciyami: TZZ Spravochnik: Ucheb. posobie / Pod rød. V.N. Volkovoj og A.A. Emel'yanova. - M.: Finansy i statistikka, 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 tekhnologii modelirovaniya himiko-tekhnologicheskih sistem s material'nymi 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.YA. Modifikaciya osej koordinat pri kolichestvennoj interpretacii reometricheskih krivyh – M.: Tonkie himicheskie tekhnologii 2015 T.10 nr. 2, s64-70.
4. Novakov I.A., Vol'fson S.I., Novopol'ceva O.M., Krakshin M.A. Reologicheskie i vulkanizacionnye svojstva ehlastomernyh kompozicij. - M.: IKC "Akademkniga", 2008. - 332 s.
5. Kuznecov A.S., Kornyushko V.F., Agayanc I.M. \Reogramma kak instrument upravleniya tekhnologicheskim processom strukturirovaniya ehlastomernyh sistem \ M:. NHT-2015 s.143.
6. Kashkinova YU.V. Kolichestvennaya interpretaciya kineticheskih krivyh processa vulkanizacii v system organizacii rabochego mesta tekhnologa – rezinshchika: avtoref. dis. … cand. teknologi vitenskap. - Moskva, 2005. - 24 s.
7. Chernyshov V.N. Teoriya sistem og sistemnyj analiz: ucheb. posobie / V.N. Chernyshov, A.V. Chernyshov. – Tambov: Izd-vo Tamb. gos. teknologi un-ta., 2008. - 96 s.

Teknologisk er vulkaniseringsprosessen transformasjonen av "rå" gummi til gummi. Som en kjemisk reaksjon involverer den integrering av lineære gummimakromolekyler, som lett mister stabilitet når de utsettes for ytre påvirkninger, i et enkelt vulkaniseringsnettverk. Det er skapt i tredimensjonalt rom på grunn av krysskjemiske bindinger.

En slik "tverrbundet" struktur gir gummi ytterligere styrkeegenskaper. Dens hardhet og elastisitet, frost- og varmebestandighet forbedres med en reduksjon i løselighet i organiske stoffer og hevelse.

Det resulterende nettet har en kompleks struktur. Det inkluderer ikke bare noder som forbinder par av makromolekyler, men også de som forener flere molekyler samtidig, samt krysser kjemiske bindinger, som er som "broer" mellom lineære fragmenter.

Deres dannelse skjer under påvirkning av spesielle midler, hvis molekyler delvis fungerer som et byggemateriale, kjemisk reagerer med hverandre og gummimakromolekyler ved høy temperatur.

Materialegenskaper

Ytelsesegenskapene til den resulterende vulkaniserte gummien og produktene laget av den avhenger i stor grad av typen reagens som brukes. Disse egenskapene inkluderer motstand mot eksponering for aggressive miljøer, hastigheten på deformasjon under kompresjon eller temperaturøkning, og motstand mot termisk-oksidative reaksjoner.

De resulterende bindingene begrenser irreversibelt mobiliteten til molekyler under mekanisk påvirkning, mens de opprettholder høy elastisitet av materialet med evne til plastisk deformasjon. Strukturen og antallet av disse bindingene bestemmes av metoden for gummivulkanisering og de kjemiske midlene som brukes for den.

Prosessen er ikke monoton, og individuelle indikatorer for den vulkaniserte blandingen når deres minimum og maksimum til forskjellige tider. Det mest passende forholdet mellom fysiske og mekaniske egenskaper til den resulterende elastomeren kalles det optimale.

Den vulkaniserbare sammensetningen inkluderer i tillegg til gummi og kjemiske midler en rekke tilleggsstoffer som bidrar til produksjon av gummi med ønskede ytelsesegenskaper. I henhold til deres formål er de delt inn i akseleratorer (aktivatorer), fyllstoffer, myknere (myknere) og antioksidanter (antioksidanter). Akseleratorer (oftest er det sinkoksid) letter den kjemiske interaksjonen mellom alle ingrediensene i gummiblandingen, bidrar til å redusere forbruket av råvarer, tiden for bearbeiding og forbedre egenskapene til vulkanisatorer.

Fyllstoffer som kritt, kaolin, kjønrøk øker elastomerens mekaniske styrke, slitestyrke, slitestyrke og andre fysiske egenskaper. Ved å fylle på volumet av råstoff, reduserer de dermed forbruket av gummi og senker kostnadene for det resulterende produktet. Myknere tilsettes for å forbedre bearbeidbarheten av bearbeiding av gummiblandinger, redusere viskositeten og øke volumet av fyllstoffer.

Også myknere er i stand til å øke den dynamiske utholdenheten til elastomerer, motstand mot slitasje. Antioksidanter som stabiliserer prosessen blir introdusert i blandingen for å forhindre "aldring" av gummi. Ulike kombinasjoner av disse stoffene brukes i utviklingen av spesielle rågummiformuleringer for å forutsi og korrigere vulkaniseringsprosessen.

Typer vulkanisering

Mest brukte gummier (butadien-styren, butadien og naturlig) vulkaniseres i kombinasjon med svovel ved å varme blandingen til 140-160°C. Denne prosessen kalles svovelvulkanisering. Svovelatomer er involvert i dannelsen av intermolekylære tverrbindinger. Ved tilsetning av opptil 5% svovel til blandingen med gummi, produseres et mykt vulkanisat, som brukes til fremstilling av bilrør, dekk, gummirør, kuler, etc.

Når mer enn 30 % svovel tilsettes, oppnås en ganske hard, lite elastisk ebonitt. Som akseleratorer i denne prosessen brukes thiuram, captax, etc., hvis fullstendighet sikres ved tilsetning av aktivatorer bestående av metalloksider, vanligvis sink.

Strålingsvulkanisering er også mulig. Det utføres ved hjelp av ioniserende stråling, ved hjelp av elektronstrømmer som sendes ut av radioaktiv kobolt. Denne svovelfrie prosessen resulterer i elastomerer med spesiell kjemisk og termisk motstand. For produksjon av spesielle gummier tilsettes organiske peroksider, syntetiske harpikser og andre forbindelser under samme prosessparametere som ved svoveltilsetning.

I industriell skala blir den vulkaniserbare sammensetningen, plassert i en form, oppvarmet ved forhøyet trykk. For å gjøre dette plasseres formene mellom de oppvarmede platene til den hydrauliske pressen. Ved fremstilling av ikke-støpte produkter helles blandingen i autoklaver, kjeler eller individuelle vulkanisatorer. Oppvarming av gummi for vulkanisering i dette utstyret utføres ved bruk av luft, damp, oppvarmet vann eller høyfrekvent elektrisk strøm.

De største forbrukerne av gummiprodukter i mange år forblir bil- og landbruksingeniørbedrifter. Graden av metning av produktene deres med gummiprodukter er en indikator på høy pålitelighet og komfort. I tillegg brukes ofte deler laget av elastomerer i produksjon av rørleggerinstallasjoner, fottøy, skrivesaker og barneprodukter.

funn

Basert på en systemanalyse av prosessen med å gummiere en galvanisert stripe, ble modeller og metoder bestemt, bruken av disse er nødvendig for implementering av kontrollmetoden: en simuleringsmodell av tørkeprosessen for polymerbelegg, en metode for å optimalisere den teknologiske parametere for polymeriseringsprosessen basert på en genetisk algoritme, og en nevro-fuzzy prosesskontrollmodell.

Det har blitt fastslått at utvikling og implementering av en metode for å kontrollere prosessen med vulkanisering av en galvanisert stripe på en polymerbeleggenhet basert på nevrofuzzy nettverk er en presserende og lovende vitenskapelig og teknisk oppgave når det gjelder økonomiske fordeler, kostnadsreduksjon og produksjonsoptimalisering.

Det har blitt fastslått at prosessen med vulkanisering av en galvanisert stripe i ovnene til en metallbeleggenhet er et flerfoldig forbundet objekt med en fordeling av parametere langs koordinaten, som opererer under ikke-stasjonære forhold og krever en systematisk tilnærming til å studere.

Kravene til den matematiske støtten til kontrollsystemet for flertilkoblede termiske objekter til metallbeleggenheten er bestemt: sikre funksjon i modusen for direkte forbindelse med objektet og i sanntid, mangfoldet av funksjoner som utføres med deres relative invarians under drift, utveksling av informasjon med et stort antall av sine kilder og forbrukere i ferd med å løse hovedproblemene, drift under forhold som begrenser tiden for beregning av kontrollhandlinger.

MATEMATISK PROGRAMVARE TIL NEURO-FUZZY KONTROLLSYSTEMET FOR FLERE TILKOBLET TERMISKE OBJEKTER TIL EN GUDDED METALL COATING UNIT

Systemanalyse av kontrollen av flerkoblede termiske objekter i den gummierte beleggsenheten

Konseptuell design er det innledende designstadiet, der beslutninger tas som bestemmer systemets påfølgende utseende, og forskning og koordinering av parametrene til de opprettede løsningene med deres mulige organisering utføres. For tiden blir det gradvis innsett at for å bygge systemer på et kvalitativt forskjellig nyhetsnivå, og ikke bare deres modernisering, er det nødvendig å være bevæpnet med teoretiske ideer om retningen systemer utvikler seg i. Dette er nødvendig for å organisere styringen av denne prosessen, som vil øke både kvalitetsindikatorene til disse systemene og effektiviteten av deres design-, drift- og driftsprosesser.

På dette stadiet er det nødvendig å formulere et kontrollproblem, som vi vil hente forskningsproblemer fra. Etter å ha analysert prosessen med polymerisering av en galvanisert stripe som et kontrollobjekt, er det nødvendig å bestemme grensene for fagområdet som er av interesse når man bygger en prosesskontrollmodell, dvs. bestemme det nødvendige abstraksjonsnivået for modellene som skal bygges.

Den viktigste metoden for systemforskning er representasjon av eventuelle komplekse systemer i form av modeller, dvs. anvendelse av erkjennelsesmetoden, der beskrivelsen og studien av originalens egenskaper og egenskaper erstattes av beskrivelsen og studien av egenskapene og egenskapene til et annet objekt, som i det generelle tilfellet har et helt annet materiale eller ideal representasjon. Det er viktig at modellen ikke viser selve studieobjektet i den formen som er nærmest originalen, men kun de av dens egenskaper og strukturer som er av større interesse for å nå målet med studien.

Kontrolloppgaven er å angi slike verdier for parametrene for vulkaniseringsprosessen til en galvanisert stripe, noe som gjør det mulig å oppnå maksimal adhesjonskoeffisient med et minimumsforbruk av energiressurser.

Det stilles en rekke krav til kvaliteten på ferdigmalte valsede produkter, som er beskrevet i GOST, oppført i avsnitt 1.3. Tørkeprosessen i ovnene til gummibeleggenheten påvirker kun kvaliteten på vedheft til underlaget. Derfor tas ikke defekter som beleggujevnheter, glansavvik og jettegryter i betraktning i denne artikkelen.

For å utføre tørkeprosessen til polymerbelegget, er det nødvendig å kjenne til følgende sett med teknologiske parametere: temperaturer på 7 ovnssoner (Tz1 ... Tz7), linjehastighet (V), tetthet og varmekapasitet til metallsubstratet (, s), tykkelse og starttemperatur på stripen (h, Tin.), temperaturområdet for polymerisering av den påførte malingen ().

Disse parameterne i produksjon kalles vanligvis en oppskrift.

Slike parametre som kraften til viftene installert i ovnssonene, volumet av ren luft som tilføres, parametrene for eksplosjonsfare for lakk er utelukket fra vurdering, siden de påvirker oppvarmingshastigheten til sonene før tørking og konsentrasjonen av eksplosive gasser, som ikke er beskrevet i dette arbeidet. Reguleringen deres utføres separat fra styringen av selve vulkaniseringsprosessen.

La oss definere forskningsoppgavene som må utføres for å nå målet om ledelse. Merk at dagens systemanalyse stiller spesielle krav til beslutninger som tas på grunnlag av studiet av de innhentede modellene. Det er ikke nok bare å oppnå mulige løsninger (i dette tilfellet temperaturene i ovnssonene) - det er nødvendig at de er optimale. Spesielt systemanalyse lar oss foreslå beslutningsmetoder for målrettet søken etter akseptable løsninger ved å forkaste de som åpenbart er dårligere enn andre i henhold til et gitt kvalitetskriterium. Hensikten med dens anvendelse på analyse av et spesifikt problem er å anvende en systematisk tilnærming og, hvis mulig, strenge matematiske metoder, for å øke gyldigheten av beslutningen som er tatt i sammenheng med å analysere en stor mengde informasjon om systemet og mange potensielle løsninger.

På grunn av det faktum at vi på dette stadiet bare kjenner inngangs- og utgangsparametrene til modellene, vil vi beskrive dem ved å bruke "black box" -tilnærmingen.

Den første oppgaven som skal løses er å bygge en simuleringsmodell av beleggtørkeprosessen, dvs. få en matematisk beskrivelse av objektet, som brukes til å utføre eksperimenter på en datamaskin for å designe, analysere og evaluere objektets funksjon. Dette er nødvendig for å bestemme i hvilken grad temperaturen på metalloverflaten (Tp. ut.) vil øke når den forlater ovnen for gitte verdier av båndhastighet, tykkelse, tetthet, varmekapasitet og begynnelsestemperatur til metallet, som samt temperaturene i ovnssonene. I fremtiden vil en sammenligning av verdien oppnådd ved utgangen av denne modellen med polymerisasjonstemperaturen til malingen gjøre det mulig å trekke en konklusjon om kvaliteten på vedheft til belegget (Figur 10).

Figur 10 - Konseptuell simuleringsmodell av beleggtørkeprosessen

Den andre oppgaven er å utvikle en metode for å optimere de teknologiske parametrene til vulkaniseringsprosessen for galvanisert bånd. For å løse det er det nødvendig å formalisere kontrollkvalitetskriteriet og bygge en modell for å optimalisere teknologiske parametere. På grunn av det faktum at temperaturregimet kontrolleres ved å endre temperaturene i ovnssonene (Tz1 ... Tz7), bør denne modellen optimalisere verdiene deres (Tz1opt ... Tz7opt) i henhold til kontrollkvalitetskriteriet (Figur 11) ). Denne modellen mottar også vulkaniseringstemperaturer som input, siden uten dem er det umulig å bestemme kvaliteten på malingsvedheft til metallunderlaget.

Figur 11 - Konseptuell modell for optimalisering av prosessparametere

De viktigste metodene for vulkanisering av gummier. For å utføre den viktigste kjemiske prosessen med gummiteknologi - vulkanisering - brukes vulkaniseringsmidler. Vulkaniseringsprosessens kjemi består i dannelsen av et romlig nettverk, inkludert lineære eller forgrenede gummimakromolekyler og tverrbindinger. Teknologisk består vulkanisering i å behandle gummiblandingen ved temperaturer fra normal til 220 ° C under trykk og sjeldnere uten den.

I de fleste tilfeller utføres industriell vulkanisering med vulkaniseringssystemer som inkluderer et vulkaniseringsmiddel, akseleratorer og vulkaniseringsaktivatorer og bidrar til en mer effektiv flyt av romlige nettverksdannelsesprosesser.

Den kjemiske interaksjonen mellom gummien og vulkaniseringsmidlet bestemmes av gummiens kjemiske aktivitet, dvs. graden av umettethet av dens kjeder, tilstedeværelsen av funksjonelle grupper.

Den kjemiske aktiviteten til umettede gummier skyldes tilstedeværelsen av dobbeltbindinger i hovedkjeden og økt mobilitet av hydrogenatomer i -metylengrupper ved siden av dobbeltbindingen. Derfor kan umettede gummier vulkaniseres med alle forbindelser som interagerer med dobbeltbindingen og dens nabogrupper.

Det viktigste vulkaniseringsmidlet for umettede gummier er svovel, som vanligvis brukes som et vulkaniseringssystem i forbindelse med akseleratorer og deres aktivatorer. I tillegg til svovel kan organiske og uorganiske peroksider, alkylfenol-formaldehyd-harpikser (AFFS), diazoforbindelser og polyhaloidforbindelser brukes.

Den kjemiske aktiviteten til mettede gummier er betydelig lavere enn aktiviteten til umettede gummier, derfor må svært reaktive stoffer, som forskjellige peroksider, brukes til vulkanisering.

Vulkanisering av umettede og mettede gummier kan utføres ikke bare i nærvær av kjemiske vulkaniseringsmidler, men også under påvirkning av fysiske påvirkninger som initierer kjemiske transformasjoner. Disse er høyenergistråling (strålingsvulkanisering), ultrafiolett stråling (fotovulkanisering), langvarig eksponering for høye temperaturer (termisk vulkanisering), sjokkbølger og noen andre kilder.

Gummi som har funksjonelle grupper kan vulkaniseres ved de gruppene med tverrbindingsmidler som interagerer med de funksjonelle gruppene.

De viktigste regelmessighetene i vulkaniseringsprosessen. Uavhengig av typen gummi og vulkaniseringssystemet som brukes, oppstår noen karakteristiske endringer i materialegenskaper under vulkaniseringsprosessen:

Plassiteten til gummiblandingen reduseres kraftig, styrken og elastisiteten til vulkanisatene vises. Dermed overstiger ikke styrken til en rågummiblanding basert på NC 1,5 MPa, og styrken til et vulkanisert materiale er ikke mindre enn 25 MPa.

Den kjemiske aktiviteten til gummi er betydelig redusert: i umettede gummier reduseres antall dobbeltbindinger, i mettede gummier og gummier med funksjonelle grupper, antall aktive sentre. Dette øker vulkanisatets motstand mot oksidative og andre aggressive påvirkninger.

Øker motstanden til det vulkaniserte materialet mot påvirkning av lave og høye temperaturer. Dermed herder NC ved 0ºС og blir klebrig ved +100ºС, mens vulkanisatet beholder styrke og elastisitet i temperaturområdet fra -20 til +100ºС.

Denne karakteren av endringen i egenskapene til materialet under vulkanisering indikerer entydig forekomsten av struktureringsprosesser, som ender med dannelsen av et tredimensjonalt romlig rutenett. For at vulkanisatet skal beholde elastisiteten, må tverrbindinger være tilstrekkelig sjeldne. For eksempel, i tilfellet med NC, beholdes den termodynamiske fleksibiliteten til kjeden hvis en kryssbinding oppstår per 600 karbonatomer i hovedkjeden.

Vulkaniseringsprosessen er også preget av noen generelle mønstre av endringer i egenskaper avhengig av vulkaniseringstiden ved konstant temperatur.

Siden viskositetsegenskapene til blandinger endres mest betydelig, brukes skjærrotasjonsviskosimeter, spesielt Monsanto-reometre, for å studere vulkaniseringskinetikken. Disse enhetene gjør det mulig å studere vulkaniseringsprosessen ved temperaturer fra 100 til 200ºС i 12 - 360 minutter med forskjellige skjærkrefter. Opptakeren av enheten skriver ut avhengigheten av dreiemomentet på vulkaniseringstiden ved en konstant temperatur, dvs. den kinetiske vulkaniseringskurven, som har en S-form og flere seksjoner tilsvarende stadiene i prosessen (fig. 3).

Det første stadiet av vulkanisering kalles en induksjonsperiode, et sviestadium eller et prevulkaniseringsstadium. På dette stadiet må gummiblandingen forbli flytende og fylle hele formen godt, derfor er egenskapene preget av et minimum skjærmoment M min (minimum viskositet) og en tid t s hvor skjærmomentet øker med 2 enheter sammenlignet med minimum .

Varigheten av induksjonsperioden avhenger av aktiviteten til vulkaniseringssystemet. Valget av et vulkaniseringssystem med en eller annen verdi på t s bestemmes av massen til produktet. Under vulkaniseringen varmes materialet først opp til vulkaniseringstemperaturen, og på grunn av den lave termiske ledningsevnen til gummi er oppvarmingstiden proporsjonal med massen til produktet. Av denne grunn bør vulkaniseringssystemer som gir en tilstrekkelig lang induksjonsperiode velges for vulkanisering av produkter med stor masse, og omvendt for produkter med lav masse.

Den andre fasen kalles hovedvulkaniseringsperioden. Ved slutten av induksjonsperioden akkumuleres aktive partikler i massen av gummiblandingen, noe som forårsaker rask strukturering og følgelig en økning i dreiemoment opp til en viss maksimal verdi M max. Fullføringen av det andre trinnet er imidlertid ikke tiden for å nå Mmaks, men tiden t90 som tilsvarer M90. Dette øyeblikket bestemmes av formelen

M 90 \u003d 0,9 M + M min,

hvor M – dreiemomentforskjell (M=M maks – M min).

Tid t 90 er den optimale vulkaniseringen, hvis verdi avhenger av aktiviteten til vulkaniseringssystemet. Kurvens helning i hovedperioden karakteriserer vulkaniseringshastigheten.

Det tredje trinnet i prosessen kalles overvulkaniseringsstadiet, som i de fleste tilfeller tilsvarer et horisontalt snitt med konstante egenskaper på den kinetiske kurven. Denne sonen kalles vulkaniseringsplatået. Jo bredere platået er, desto mer motstandsdyktig er blandingen mot overvulkanisering.

Bredden på platået og det videre kurveforløpet avhenger hovedsakelig av gummiens kjemiske natur. Ved umettede lineære gummier, som NK og SKI-3, er ikke platået bredt og da oppstår forringelse, d.v.s. kurvens helning (fig. 3, kurve en). Prosessen med forringelse av egenskaper på stadiet av overvulkanisering kalles tilbakevending. Årsaken til reverseringen er ødeleggelsen av ikke bare hovedkjedene, men også de dannede tverrbindingene under påvirkning av høy temperatur.

Når det gjelder mettede gummier og umettede gummier med forgrenet struktur (en betydelig mengde dobbeltbindinger i side 1,2-enhetene), endres egenskapene ubetydelig i overvulkaniseringssonen, og i noen tilfeller til og med bedre (fig. 3, kurver b og i), siden den termiske oksidasjonen av dobbeltbindingene til sidelenkene er ledsaget av ytterligere strukturering.

Oppførselen til gummiblandinger på overvulkaniseringsstadiet er viktig i produksjonen av massive produkter, spesielt bildekk, siden på grunn av reversering kan overvulkanisering av de ytre lagene forekomme mens undervulkanisering av de indre lagene. I dette tilfellet kreves vulkaniseringssystemer som vil gi en lang induksjonsperiode for jevn oppvarming av dekket, høy hastighet i hovedperioden og et bredt vulkaniseringsplatå under revulkaniseringsstadiet.

3.2. Svovelvulkaniseringssystemer for umettet gummi

Egenskaper til svovel som vulkaniseringsmiddel. Prosessen med vulkanisering av naturgummi med svovel ble oppdaget i 1839 av C. Goodyear og uavhengig i 1843 av G. Gencock.

For vulkanisering brukes naturlig malt svovel. Elementært svovel har flere krystallinske modifikasjoner, hvorav bare α-modifikasjonen er delvis løselig i gummi. Det er denne modifikasjonen, som har et smeltepunkt på 112,7 ºС, og brukes i vulkanisering. -formmolekylene er en åtteleddet syklus S 8 med en gjennomsnittlig aktiveringsenergi av ringbrudd E act = 247 kJ/mol.

Dette er en ganske høy energi, og delingen av svovelringen skjer bare ved en temperatur på 143ºС og over. Ved temperaturer under 150ºС skjer heterolytisk eller ionisk dekomponering av svovelringen med dannelsen av det tilsvarende svovelbiionet, og ved 150ºС og over, homolytisk (radikal) dekomponering av S-ringen med dannelse av svoveldiradikaler:

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

t150ºС S 8 →Sֹ–S 6 –Sֹ→S 8 ֹֹ.

Biradikale S 8 ·· brytes lett opp i mindre fragmenter: S 8 ֹֹ→S х ֹֹ + S 8-х ֹֹ.

De resulterende biionene og biradikalene av svovel samhandler deretter med gummimakromolekyler enten ved dobbeltbindingen eller på stedet for α-metylenkarbonatomet.

Svovelringen kan også brytes ned ved temperaturer under 143ºС hvis det er noen aktive partikler (kationer, anioner, frie radikaler) i systemet. Aktivering skjer i henhold til skjemaet:

S 8 + A + → A - S - S 6 - S +

S 8 + B – → B – S – S 6 –

S 8 + Rֹ → R - S - S 6 - Sֹ.

Slike aktive partikler er tilstede i gummiblandingen når vulkaniseringssystemer med vulkaniseringsakseleratorer og deres aktivatorer brukes.

For å omdanne myk plastgummi til hard elastisk gummi er en liten mengde svovel tilstrekkelig - 0,10,15 vekt%. Imidlertid varierer de faktiske doseringene av svovel fra 12,5 til 35 wt.h. per 100 wt.h. gummi.

Svovel har en begrenset løselighet i gummi, så doseringen av svovel avhenger av i hvilken form det er fordelt i gummiblandingen. Ved reelle doser er svovel i form av smeltede dråper, fra overflaten av hvilke svovelmolekyler diffunderer inn i gummimassen.

Fremstillingen av gummiblandingen utføres ved forhøyet temperatur (100-140ºС), noe som øker løseligheten av svovel i gummi. Derfor, når blandingen avkjøles, spesielt i tilfeller med høye doser, begynner fritt svovel å diffundere på overflaten av gummiblandingen med dannelse av en tynn film eller svovelbelegg. Denne prosessen i teknologi kalles falming eller svetting. Utblomstring reduserer sjelden klebrigheten til preformene, så preformene behandles med bensin for å friske opp overflaten før montering. Dette forverrer arbeidsforholdene til montører og øker brann- og eksplosjonsfaren ved produksjon.

Problemet med falming er spesielt akutt ved produksjon av stålsnordekk. I dette tilfellet, for å øke styrken på bindingen mellom metall og gummi, økes dosen av S til 5 wt.h. For å unngå falming i slike formuleringer, bør en spesiell modifikasjon brukes - det såkalte polymere svovelet. Dette er -formen, som dannes ved å varme opp -formen til 170ºС. Ved denne temperaturen oppstår et kraftig hopp i viskositeten til smelten og det dannes polymert svovel S n, hvor n er over 1000. I verdenspraksis brukes ulike modifikasjoner av polymert svovel, kjent under merkenavnet "cristex".

Teorier om svovelvulkanisering. Kjemiske og fysiske teorier har blitt fremsatt for å forklare prosessen med svovelvulkanisering. I 1902 la Weber frem den første kjemiske teorien om vulkanisering, hvis elementer har overlevd til i dag. Ved å ekstrahere produktet av interaksjonen av NK med svovel, fant Weber at en del av det innførte svovelet ikke ekstraheres. Denne delen ble kalt av ham bundet, og den separerte - fri svovel. Summen av mengden bundet og fritt svovel var lik den totale mengden svovel som ble introdusert i gummien: S total =S fri +S binding. Weber introduserte også begrepet vulkaniseringskoeffisient som forholdet mellom bundet svovel og mengden gummi i sammensetningen av gummiblandingen (A): K vulk \u003d S bond / A.

Weber lyktes i å isolere polysulfid (C 5 H 8 S) n som et produkt av intramolekylær tilsetning av svovel til dobbeltbindingene til isoprenenheter. Derfor kunne ikke Webers teori forklare styrkeøkningen som følge av vulkanisering.

I 1910 la Oswald frem en fysisk teori om vulkanisering, som forklarte effekten av vulkanisering ved den fysiske adsorpsjonsinteraksjonen mellom gummi og svovel. I følge denne teorien dannes gummi-svovelkomplekser i gummiblandingen, som interagerer med hverandre også på grunn av adsorpsjonskrefter, noe som fører til en økning i materialets styrke. Imidlertid bør adsorpsjonsbundet svovel ekstraheres fullstendig fra vulkanisatet, noe som ikke ble observert under reelle forhold, og den kjemiske teorien om vulkanisering begynte å råde i alle videre studier.

Hovedbevisene for den kjemiske teorien (broteori) er følgende bestemmelser:

Bare umettede gummier er vulkanisert med svovel;

Svovel interagerer med umettede gummimolekyler for å danne kovalente tverrbindinger (broer) av ulike typer, dvs. med dannelse av bundet svovel, hvis mengde er proporsjonal med umettetheten til gummien;

Vulkaniseringsprosessen er ledsaget av en termisk effekt proporsjonal med mengden tilsatt svovel;

Vulkanisering har en temperaturkoeffisient på ca 2, dvs. nær temperaturkoeffisienten til en kjemisk reaksjon generelt.

Økningen i styrke som følge av svovelvulkanisering oppstår på grunn av struktureringen av systemet, som et resultat av at det dannes et tredimensjonalt romlig rutenett. Eksisterende svovelvulkaniseringssystemer gjør det mulig å syntetisere praktisk talt enhver type tverrbinding, endre vulkaniseringshastigheten og den endelige strukturen til vulkanisatet. Derfor er svovel fortsatt det mest populære tverrbindingsmidlet for umettede gummier.

1. LITTERATURGJENNOMGANG

1.1. Utvikling av metoder og instrumenter for å bestemme graden av vulkanisering og vulkaniseringsegenskaper

1.2. Vibrasjonsreometrimetoden

1.3. Muligheter for å bruke resultatene av reometriske tester

1.4. Forbedrede modeller av vibrerende reometre

1.5. Matematisk grunnlag for tolkning av kinetiske kurver

2. METODER OG UNDERSØKELSESFORMÅL

2.1. Programvare for kvantitativ tolkning av kinetiske kurver for vulkaniseringsprosessen

2.1.1. Tabell Kurvesystem og dets bruk for kvantitativ tolkning av kinetiske kurver

2.1.2. Tabell Kurve 3D-system

2.1.3. Kjennetegn ved det integrerte MatLab-systemet

2.2. Studieobjekt 63 f 3. EKSPERIMENTELL

3.1. Analyse av reproduserbarheten til kinetiske kurver av vulkaniseringsprosessen

3.2 Analyse av de viktigste empiriske modellene for kvantitativ tolkning av de kinetiske kurvene til vulkaniseringsprosessen

3.2.1. Integrerte kurver

3.2.2. Differensialkurver 100 ^ 3.2.3. Tapsmodulkurver

3.3. Kinetiske modeller

3.4. Innflytelsen av oppskriftsteknologiske faktorer på karakteren til kinetiske kurver i vulkaniseringsprosessen

3.4.1. Temperaturavhengighet av de kinetiske kurvene til vulkaniseringsprosessen

3.4.2. Påvirkningen av oppskriftsfaktorer på karakteren til kinetiske kurver i vulkaniseringsprosessen

Anbefalt liste over avhandlinger

• Studie av kinetikken til vulkanisering av diengummi ved komplekse struktureringssystemer 2000, kandidat for kjemiske vitenskaper Molchanov, Vladimir Ivanovich

• Utvikling av det vitenskapelige grunnlaget for teknologi for fremstilling og prosessering av termoplastiske gummier ved dynamisk vulkanisering 2007, doktor i tekniske vitenskaper Karpukhin, Alexander Alexandrovich

• Simulering av ikke-isotermisk vulkanisering av bildekk basert på en kinetisk modell 2009, kandidat for tekniske vitenskaper Markelov, Vladimir Gennadievich

• Algoritmisk informasjonsstøtte for systemanalyse av automatiserte kjemisk-teknologiske prosesser for strukturering av multikomponent elastomere kompositter 2017, kandidat for tekniske vitenskaper Kuznetsov, Andrey Sergeevich

• Automatisert system for indirekte stabilisering av strekkfastheten til gummiprodukter 2009, kandidat for tekniske vitenskaper Klimov, Anton Pavlovich

Introduksjon til oppgaven (del av abstraktet) om emnet "Kvantitativ tolkning av de kinetiske kurvene til vulkaniseringsprosessen i systemet for å organisere arbeidsplassen til en gummiteknolog"

De siste årene har det dukket opp en hel rekke nye programvareprodukter som lar teknologen løse problemer som tidligere var umulige å sette.

Eksperimentplanleggingsmetoder har for eksempel lenge vært brukt i arbeidet til gummiteknologer, men de mest brukte metodene for å beskrive en nesten stasjonær region var utelukkende basert på konstruksjonen av polynomer av andre og sjeldnere av tredje grad. Nå kan slike problemer løses på mye mer effektive måter, ved å oppnå modeller hvis parametere kan tolkes på grunnlag av fysisk-kjemiske konsepter.

Det var også mulighet for en fundamentalt annerledes tilnærming til dannelsen av databaser knyttet til lagring og bruk av informasjon som er nødvendig for utvikling av vulkaniseringsmoduser av produkter og kontroll av teknologiske prosesser, og først og fremst blandeprosessen.

Bruken av nye programvareprodukter i arbeidet til en gummiteknolog eliminerer praktisk talt behovet for å lagre informasjon på papir og kan betraktes som en av de viktige komponentene på arbeidsplassen hans.

Formålet med avhandlingsarbeidet: var dannelsen av de grunnleggende metodene for rasjonell tolkning av de kinetiske kurvene til vulkaniseringsprosessen og opprettelsen av dette komplekset av programvaremoduler som lar spesialisten jobbe på et virkelig moderne nivå.

For å nå dette målet ble følgende oppgaver løst.

Utføre en statistisk analyse av kvantitative egenskaper oppnådd ved å behandle de kinetiske kurvene til vulkaniseringsprosessen.

Utvikling av en metode for den mest informative presentasjonen av eksperimentelle data ved prosessering av kinetiske kurver og skriving av tilsvarende program.

Betraktning av mulige versjoner av modeller for kvantitativ tolkning av integrerte og differensielle kinetiske kurver, statistisk analyse av disse modellene, utvikling av anbefalinger om betingelsene for deres anvendelse og metoder for å konstruere modeller i nærvær av sekundære prosesser som oppstår under vulkanisering.

Analyse av forholdet mellom parameterne til disse modellene og vulkaniseringsegenskaper. Basert på dette, utvikling av metoder for å gjenskape den kinetiske kurven i henhold til vulkaniseringsegenskaper, og dermed eliminere behovet for å lagre informasjon på papir.

Begrunnelse for behovet for å oppnå differensielle kinetiske kurver (hastighetskurver), analyse av muligheten for å klassifisere disse kurvene og effektiviteten av å bruke statistiske momenter for å forstå resultatene av kinetiske studier.

Gjennomføre en komparativ analyse av reogrammer og tapsmodulkurver, vurdere muligheten for å forutsi vulkaniseringskarakteristikker fra tapsmodulkurver.

Analyse av muligheten for å få en differensialligning som karakteriserer vulkaniseringsprosessen basert på tilnærming av en integralkurve ved bruk av empiriske modeller. Evaluering av muligheten for å beregne hastighetskonstanten og rekkefølgen av reaksjonen med en slik tilnærming.

Betraktning av innflytelsen av reseptteknologiske faktorer på arten av de kinetiske kurvene til vulkaniseringsprosessen og> evaluering av fordelene ved å bruke konturplott for analyse av denne påvirkningen.

Utviklingen av metoder for å løse disse problemene er relevant for spesialister i gummiindustrien.

Vitenskapelig nyhet.

1. For første gang vises forholdet mellom parametrene til modeller for å beskrive reogrammer og kinetiske hastighetskurver og deres sammenheng med vulkaniseringskarakteristikker. Basert på dette er det utviklet en metode for å konstruere kinetiske kurver etter vulkaniseringsegenskaper.

2. Basert på analysen av påvirkningen av reseptteknologiske faktorer på karakteren av de kinetiske kurvene til vulkaniseringsprosessen, er det utviklet en metode for å konstruere konturplott som letter beslutningsprosesser ved planlegging av nye og evaluering av eksisterende vulkaniseringsmodi.

3. Det er vist at sammen med vulkaniseringskarakteristikkene er det tilrådelig å beregne de statistiske momentene til hastighetskurvene, som karakteriserer formen på kurven som helhet, og ikke fiksere individuelle punkter på denne kurven.

4. For første gang er det vist muligheten for å få en differensialligning som karakteriserer vulkaniseringsprosessen basert på tilnærming av en integralkurve ved bruk av empiriske modeller.

Praktisk betydning.

1. På grunnlag av den utviklede metoden for adekvat rekonstruksjon av den kinetiske kurven i henhold til vulkaniseringsegenskaper, elimineres behovet for å lagre informasjon av kinetisk natur (for eksempel reogrammer) på papir.

2. Bruk av konturplott i koordinatene "vulkaniseringsvarighet - nivået på den reseptteknologiske faktoren" er nødvendig for å ta de riktige beslutningene ved optimalisering av resepten og planlegging av nye og evaluering av eksisterende vulkaniseringsmoduser.

3. Hensiktsmessigheten av å konstruere og analysere differensielle kinetiske hastighetskurver oppnådd på nye generasjons reometre er vist, siden formen på disse kurvene er mer (sammenlignet med reogrammer) følsom for endringer i reseptteknologiske faktorer.

1. LITTERATURGJENNOMGANG

Lignende teser i spesialiteten "Teknologi og prosessering av polymerer og kompositter", 05.17.06 HAC-kode

• Forbedring av effektiviteten til varmevekslingsprosesser i varmebehandlingen av gummibelegg ved bruk av mikrobølgeenergi 2004, kandidat for tekniske vitenskaper Shestakov, Demid Nikolaevich

• Svært elastiske komposittmaterialer basert på en blanding av gummier 2000, kandidat for kjemiske vitenskaper Khalikova, Saodathon

• Polyfunksjonelle ingredienser basert på azomethines for teknisk gummi 2010, doktor i tekniske vitenskaper Novopoltseva, Oksana Mikhailovna

• Optimalisering av termiske tilstander til kjemisk reagerende fastfaseobjekter 1997, doktor i fysiske og matematiske vitenskaper Zhuravlev, Valentin Mikhailovich

• Modellering og beregning av ikke-stasjonære termiske prosesser for induksjonsoppvarming i produksjon av gummiprodukter 2012, kandidat for tekniske vitenskaper Karpov, Sergey Vladimirovich

Avhandlingens konklusjon om emnet "Teknologi og prosessering av polymerer og kompositter", Kashkinova, Yulia Viktorovna

1. Statistisk analyse av de kvantitative egenskapene oppnådd under behandlingen av reogrammer viste at disse egenskapene bestemmes med en stor spredning av reproduserbarhet. Dette gjelder spesielt de kinetiske parametrene knyttet til størrelsen på vulkaniseringsgraden (minimum dreiemoment og dets økning), og i mindre grad parametrene knyttet til varigheten av prosessen (vulkaniseringens starttid, tid på 90 og 50 % konvertering).

2. For første gang er det utviklet en metode for å konstruere konturkart som letter beslutningstaking ved planlegging av nye og evaluering av eksisterende vulkaniseringsregimer. Metoden er basert på å lage modeller som karakteriserer avhengigheten av vulkaniseringsgrad eller -hastighet på tid; parametrene til disse modellene er vilkårlige funksjoner av en eller flere prosessteknologiske faktorer. Det er utviklet et program for å implementere denne metoden.

3. En gruppe modeller er foreslått for adekvat kvantitativ tolkning av integrerte og differensielle kinetiske kurver; parametrene til disse modellene kan tolkes i form av fysisk-kjemiske konsepter. I noen tilfeller kan kinetiske kurver beskrives ved å summere opp slike modeller.

4. Forholdet mellom parametrene til de integrerte og differensielle modellene og deres sammenheng med vulkaniseringsegenskapene er vist. På bakgrunn av dette ble det for første gang utviklet en metode for adekvat rekonstruksjon av den kinetiske kurven i henhold til vulkaniseringsegenskaper. Dette gjør det mulig å eliminere behovet for å lagre informasjon på papir.

5. Hensiktsmessigheten av å konstruere og analysere differensielle kinetiske kurver for hastigheten på vulkaniseringsprosessen er vist. Formen deres er mer følsom for endringer i reseptteknologiske faktorer enn ved integrerte kurver.

6. På en betydelig eksperimentell matrise (88 kurver) er det vist at de differensielle kinetiske kurvene til vulkaniseringsprosessen, når de tolkes som distribusjonsfunksjoner, kan tilskrives type IV av familien av Pearson-kurver, men i de fleste tilfeller er de tilstrekkelig beskrevet av 8062-modellen fra katalogen til Table Curve-programmet, som er en differensiell form for integreringsmodellen 8092.

7. Det er vist at, sammen med vulkaniseringsegenskapene, er det tilrådelig å beregne de statistiske momentene til hastighetskurvene, som karakteriserer formen på kurven som helhet, og ikke fiksere individuelle punkter på denne kurven.

8. Det er vist at i fravær av reversjon kan herdekarakteristikker beregnes ved å analysere tapsmodulkurven.

9. For første gang er det vist muligheten for å få en differensialligning som karakteriserer vulkaniseringsprosessen basert på tilnærming av en integralkurve ved bruk av empiriske modeller. I dette tilfellet kan hastighetskonstanten og reaksjonsrekkefølgen uttrykkes i form av modellparametere og dermed i form av herdeegenskaper.

10. Påvirkningen av reseptteknologiske faktorer på arten av de kinetiske kurvene til vulkaniseringsprosessen vurderes og fordelene ved å bruke konturplott for analysen av denne påvirkningen er underbygget. Det er vist at resultatene av kinetiske studier av vulkaniseringsprosessen bør presenteres som et sett med linjer på likt nivå for en rekke vulkaniseringskarakteristikker og kinetiske parametere. Det er utviklet en klassifisering av vulkaniseringsdiagrammer basert på grafteori.

Liste over referanser for avhandlingsforskning kandidat for tekniske vitenskaper Kashkinova, Yulia Viktorovna, 2005

1. Uralsky M.JL, Gorelik R.A., Bukanov A.M. Kontroll og regulering av teknologiske egenskaper til gummiblandinger. - Ml: Chemistry, 1983. - 128 s.

2. Makhlis F.A., Fedyukin D.L., Terminologisk oppslagsbok om gummi. -M.: Kjemi, 1989. -400-tallet.

3. Dogadkin B.A., Dontsov A.A., Shershnev V.A. Kjemi av elastomerer. - M.: Kjemi, 1981.-376 s.

4. Kornev A.E., Bukanov A.M., Sheverdyaev O.N. Teknologi av elastomere materialer. M.: Exim, 2000. - 288 s.

5. Lukomskaya A.I., Badenkov P.F., Kepersha L.M. Beregninger og prognoser for vulkaniseringsmoduser for gummiprodukter. - M.: Kjemi, 1978. 280 s.

6. Ledsager til gummimannen. / Red. L.M. Gorbunov. L.: Goshimizdat, 1932. - 464 s.

7. J. R. Scott Fysisk testing av gummi og gummi.-M.: Chemistry, 1968.-316 s.

8. Vulkanisering av elastomerer: TRANS. fra engelsk. / Red. G. Alliger, F. I. Sietun. M.: Kjemi, 1967. - 428 s.

9. ASTM Standard D "412 98a, "Standard Test Methods for Vulcanized Rubber and Thermoplastic Elastomers - Tension.", Annual Book of ASTM Standards, Volume 09.01.

10. Lille L. Hvordan bruke DSC for å måle herdetilstand for elastomerer. // Elastomerikk. 1988. - 121, nr. 2. - S. 22-25.

11. Brasier D. W. Anvendelser av termiske analytiske prosedyrer i studiet av elastomerer og elastomersystemer // Gummikjemi og teknologi. - 1980. - 53, nr. 3 - P.437-511.

12. Bershtein B.A., Egorov B.M. Differensiell skanning ®1 kalorimetri i fysikalsk kjemi av polymerer. L.: Kjemi, 1990. - 256 s.

13. Wendlandt U. Termiske analysemetoder.: Pr. fra engelsk. - M.: Mir, 1978.-526 s.

14. Agayants I. M., Fem århundrer med gummi og gummi. M.: Moderne, 2002. - 432 s.

15. Novakov I.A., Novopoltseva O.M., Krakshin M.A. Metoder for evaluering og regulering* av plastoelastiske og vulkaniseringsegenskaper til elastomerer og sammensetninger basert på dem. - M.: Kjemi, 2000. - 240-tallet.

16. GOST 10722-76 Gummi og gummiblandinger. Metode for å bestemme viskositet og prevulkaniseringsevne. // M.: Forlag av standarder. - 1976., 11 s.

17. ASTM D1646-99 Standard testmetoder for gummiviskositet, spenningsavslapping og pre-vulkaniseringsegenskaper (Mooney-viskosimeter). -ASTM International, 10. mai-1999.11 s.

18. Orlovsky P.N., Lukomskaya A.I., Tsydzik M.A., Bogatova S.K. Evaluering av de teknologiske egenskapene til kullsvart gummiblandinger på et skjærplastometer. // Gummi og gummi. 1960. - Nr. 7. - S. 21-28.

19. Peter J. og Heidemann W. En ny metode for å bestemme optimal herding av gummiblandinger. // Kautschuk og Gummi. 1958. - Nr. 11. - S. 159 - 161.

20. Blow C. M. Rubber teknologi og produksjon. Institusjon for gummiindustrien: 1971.-527 s.

21. Lautenschlaeger F.K., Myhre M. Klassifisering av egenskaper til elastomerer ved bruk av "optimal property concept". // Tidsskrift for anvendt polymervitenskap. -1979. 24, nr. 3 - s. 605-634.

22. Claxton W. E., Conant F. S. og Liska J. W., Evaluering av progressive φ-endringer i elastomeregenskaper under vulkanisering. // Gummikjemi og"

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

24. Decker G. E., Wise R. W., og Guerry D., Ail oscillerende diskreometer for måling av dynamiske egenskaper under vulkanisering. // Gummikjemi og teknologi. 1963. V.36, s. 451.

25. Greensmith H.W., Watson A.A. Studier av herdeegenskapene til naturgummi. // Proceedings of natural rubber conference. Del II - Kuala Lumpur. -1968 s. 120 - 134.

26. Sezna J.A. Bruk av bearbeidbarhetstester for kvalitetssikring. // gummiverden. 1989. - 199, nr. 4. S. 88-94.

27. GOST 12535-84. Gummiforbindelser. Metode for å bestemme vulkaniseringskarakteristikker på et vulkanmeter. // M.: Forlag av standarder. -1984.13 s.

28. ASTM-standard 2084-93, standard testmetode for gummiegenskaper - vulkanisering ved bruk av oscillerende diskherdemåler, vedlegg X2, historikk for oscillerende diskherdemåler, avsnitt X2.6 og tabell X2.1.

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

30. ISO 6502 Gummi-Måling av vulkaniseringsegenskaper med rotorløse herdere. Andre utgave, 1991.

31. McKelvey D. M. Bearbeiding av polymerer: TRANS. fra engelsk. M.: Kjemi, 1968.-496 s.

32. Enheter og metoder for å vurdere egenskapene til gummiblandinger behandlet ved støping under trykk / Halle A.P., Kongarov G.S., Fedorov E.G. Pozdrashenkova G.I. -M.: TsZhITEneftekhim, 1981. -76 s.

33. Alfrey T. Mekaniske egenskaper til høypolymerer: Pr. fra engelsk. M.: 1982.-320 s.

34. Monsto Rheometer 100, Beskrivelse og anvendelse. Teknisk bulletin nr. IS-1, 18 s.

35. Podalinsky A.V., Yurchuk T.E., Kovalev N.V. Om vurderingen av standarditeten til gummi SKI-3 ved metoden for vulkansk analyse. // Gummi og gummi. 1983. nr. 10. - s.27-32.

36. Kato H, Fujuta H Noen nye systemer for tverrbinding av polykloropren. // Gummikjemi og teknologi 1971. -V. 48. - s. 19-25.

37. Reztsova E.V., Vilents Yu: E. Påvirkning av teknologiske faktorer i behandlingen av gummiblandinger basert på SKI-3 og SKMS-ZOARCM-15 på kinetikken til deres vulkanisering og dynamiske egenskaper av gummi.// Gummi og gummi. 1971. -№12. - s.15-18.

38. Anand R., Blacly D.C., Lee K.S. Korrelasjon mellom Monsanto reometer dreiemoment og konsentrasjon av tverrbindinger for elastomernettverk. International Rubber Conference "Rubbercone", 1982 2.-4. juni.

39. Wolfson B. JI, Gorelik B. M. Kuchersky A. M. Bestemmelse av den betingede likevektsmodulen til gummier på vulkanometre med en bikonisk rotor. // Gummi og gummi.- 1977.-N6.- s. 57-58.

40. Volfson B. L., Gorelik B. M. Bestemmelse av skjærmodulen til elastomerer på vulkametre med en bikonisk rotor. // Gummi og gummi.- 1977.- N1.- S. 51-54.

41. Charlesby A. Kjernefysisk stråling og polymerer: Pr. fra engelsk. - M.: Izdatinlit, 1962. 210 s

42. Podalinsky A. V. Fedorov Yu. N. Kropacheva E. N. Studie av temperaturavhengigheten til vulkaniseringshastigheten til en alternativ kopolymer av butadien med propylen. // Gummi og gummi, -1982.- N2.- S. 16-19.

43. Dogadkin B. A. Kjemi av elastomerer. M.: Kjemi, 1972. - 381 s.

44. Jurowski V., Kubis E. Metode for å bestemme parametrene til prosessene for strukturering og ødeleggelse av gummi under vulkanisering. //Gummi og gummi.-1980.-N8.-C.60-62.

45. Utstyr for karakterisering av elastomerer og gummier av Goettfert.

46. ​​Nettsted // www.goettfert.com/index.html

47. McCabe K. Forsterkning av elastomerer: TRANS. fra engelsk. / Red. J-Kraus. -M.: 1968.-S. 188-200.

48. Pechkovskaya K. A. Sot som gummiforsterker. M.: Kjemi, 1968. - 215s.

49 Rohu C.L., Starita J.N. Ved hjelp av dynamiske reologiske målinger for sanntids on-line og off-line kvalitetskontroll. // gummiverden. -1986. -194, nr. 6. S. 28-33.

50. Zakharenko H.V., Kozorovitskaya E.I. Palkina Yu.Z., Suzdalnitskaya Zh.S. Metoder for å evaluere egenskapene til gummiblandinger. TsNIITEneftekhim; serie: produksjon av RTI og ATI. Utgave #3 1988, 52 s.

51. Shevchuk V.P., Krakshin M.A., Delakov E.P., Terekhova E.A. Automatisert arbeidsplass til en oppskriftsutvikler i produksjon av gummivarer. // Gummi og gummi. 1987. - nr. 2.-S. 41-43.

52. Sarlet X., X. Vandorin P., Wingriff* S.M. Minidatamaskin for gummiteknologer // Intern. konf. for gummi og gummi. M., f 1984.- S.39.- (Fortrykk).

53. Smith M. A., Roebuh X. Moderne kvalitetskontroll av gummiblandinger.// Intern. konf. om gummi og gummi - M., 1984. - S. 51, - (Fortrykk).

54. Pawlowski H. A. og Perry A. L., "A New Automatic Curemeter" presentert på RPI Rubber Conference 84, Birmingham, U.K., Mar. 1984;

55. Robert I. Barker, David P. King og Henry A. Pawlowski (til Monsanto Co.) U.S. 4.552.025 (12. november 1985);

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

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

59. Måling av viskoelastiske egenskaper ved hjelp av MDR 2000 reometer. Send på nytt fremskritt og søknader. Tekniske merknader til industrien. Monsanto instrumenter og utstyr. REF: LLN 89/4.

60. Nettsted// www.komef.ru/gibrheometre.shtml

61. XDR®-ometre og viskosimeter fra CCSi. ]

62. Nettsted// www.ccsi-mc.com/html-instruments.htm

63. Jack C. Warner og Tobin L., "Innovations in Cure Meter and Mooney Viscometer Technology", presentert på det 148. møtet til American Chemical Society i Cleveland, Ohio 17.-20. oktober 1995, Rubber World.1997. - V.215, nr. 4.

64 Andries van Swaaij. Gummiprosessanalysatoren 2000. // Naturgummi. -23, 3. kvartal 2001. - s. 2-4.

65. Roger E., Sedov A.S., Neklyudov Yu.G., Produksjonsversjoner av enheter og programvare f. Alpha Technologies. - XI internasjonal vitenskapelig-praktisk konferanse «Gummiindustri. Råvarer, materialer, teknologi.» Moskva, 2005. 224s.

66. Alpha Technologies utstyr.

67. Nettsted//www.alpha-technologies.com/instruments/rheometry.htm

68. Mitropolsky A.K. Teknikk for statistiske beregninger. - M.: Nauka, 1971.-576 s.

69. Agayants I.M., Orlov A.JI. Eksperimentplanlegging og dataanalyse: retningslinjer for laboratoriearbeid. - M.: IPTSMITKhT, 1998, 143 s.

70. Siskov V.I. Korrelasjonsanalyse i økonomisk forskning. M.: Statistikk, 1975. - 168 s.

71. Brownlee C.A. Statistisk forskning i produksjon: Pr. fra engelsk. / Red. A.N. Kolmogorov. M.: Izdatinlit, 1949. - 228 s.

72. Lukomsky YI: Korrelasjonsteori og dens anvendelse på analyse av produksjon. M.: Gosstatizdat, 1958. - 388 s.

73. Cramer G. Matematiske metoder for statistikk: Per. fra engelsk. M.: Mir, 1975 .-648 s.

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

75. Kashkinova TO.V., Agayants I.M. Former for presentasjon av eksperimentelle data i studiet av kinetikken til vulkaniseringsprosessen. // 16. symposium "Problemer med dekk og gummi-cord-kompositter": Federal State Unitary Enterprise "NIIShP" Moskva, 2005. - s. 187-194.

76. Mosanto MDR 2000E i testing av herdekinetikk et verktøy for å forbedre herdet gummiartikkelkvalitet H.B. Burhin, Louvain-la-Neuve (Belgia)/ Kautschuk und Gummi, Kunstst. -1992, -45, #10, -s. 866-870

77. Måling av viskoelastiske egenskaper ved bruk av MDR 2000 reometer, Louvain-la-neuve, 1989, 20 s:

78. Varaksin M.E., Kuchersky A.M., Kuznechikova V.V., Radaeva G.I. Nye enheter og metoder for å evaluere egenskapene til gummiblandinger: serie: produksjon av RTI og ATI. Utgave nr. 3 M., TsNIITEneftekhim, 1989 - 126 s.

79. Agayants I.M., Kashkinova Yu.V. Analyse av reproduserbarheten til reometriske kurver av vulkaniseringsprosessen. // 9. vitenskapelig og praktisk konferanse «Gummiindustri. Råvarer": FSUE "NIIShP" Moskva, 2002. - s.7-10.

80. Agayants I.M., Kashkinova Yu.V. Empiriske modeller av kinetiske kurver for vulkaniseringsprosessen. // Internasjonal konferanse om gummi og gummi: Proceedings. Rapportere Moskva, 2004. - s.28-29:

81. Agayants I.M., Kashkinova Yu.V. Kvantitativ tolkning av kinetiske kurver. // Vitenskapelige notater fra MITHT. Utgave 11, 2004. s. 3-8.

82. Kashkinova Yu.V., Agayants-I.M. Påvirkning av reseptbelagte teknologiske faktorer på vulkaniseringsegenskaper og kinetiske parametere for vulkaniseringsprosessen. // Vitenskapelige notater fra MITHT. Utgave 13, 2005. - s. 34-38.

Vær oppmerksom på at de vitenskapelige tekstene presentert ovenfor er lagt ut for gjennomgang og oppnådd gjennom original avhandlings tekstgjenkjenning (OCR). I denne forbindelse kan de inneholde feil relatert til ufullkommenhet i gjenkjenningsalgoritmer. Det er ingen slike feil i PDF-filene til avhandlinger og sammendrag som vi leverer.