ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Процесс диспергирования из "Переработка термопластичных материалов" Дополнительные трудности возникают в тех случаях, когда между элементарными частицами возникают силы взаимодействия, приводящие к их агломерации. Для того чтобы такой агломерат поддавался смешению, к нему нужно приложить определенную силу. Изучение процесса диспергирования состоит в определении этих сил или напряжений. [c.457] При исследовании процессов смешения и диспергирования термопластичных материалов считалось, что эти материалы находятся в жидком состоянии. Предполагалось также, что течение расплавов или растворов термопластов является ламинарным, причем условия обработки очень далеки от области турбулентного течения. Поскольку оговаривается, что термопластичный материал несжимаем, его можно деформировать только в результате деформации сдвига. [c.457] Таким образом, процесс смешения термопластов—это создание в материале деформации сдвига, в результате которой происходит преоГразование первоначального упорядоченного распределения ингредиентов в случайное неупорядоченное распределение. Мера этой неупорядоченности определяется при помощи какой-нибудь шкалы сравнений. Кроме того, смешение обычно усложняется возникновением сил взаимодействия между частицами ингредиентов. Поэтому наряду с процессом деформации необходимо рассматривать и возникающие при этом напряжения. [c.457] Однако до настоящего времени применение этих положений не получило широкого распространения, за исключением анализа работы некоторых простых типов экспериментальных смесителей, а также червячных шприцмашин- . [c.457] Что касается процесса диспергирования, то этот процесс изучен еще меньше, чем смешение. Первая статья, в которой рассматривалась эта проблема , появилась сравнительно недавно. Имеется большое количество эмпирических данных о смешении и диспергировании твердых материалов в каучуках и пластических материалах -б i однако выводы большинства этих работ не выходят за рамки изучавшихся систем. [c.458] Согласно рассмотренной в главе П1 теории смешения, для того чтобы смешать первоначально упорядоченную или изолированную систему из двух компонентов, необходимо подвергнуть ее деформации сдвига. [c.458] Цель этой деформации сдвига—перемешать систему так, чтобы определенная статистически вариация любых свойств ряда образцов, отобранных из этой системы, была минимальна и в пределе стремилась к нулю. Процесс деформации сдвига, обобщен, т. е. не ограничивается каким-либо частным случаем деформации сдвига или определенным видом смесителя. [c.458] В дальнейшем в настоящей главе рассматриваются условия течения и характеристики процесса деформации сдвига в нескольких наиболее широко распространенных типах смесителей. Оценка технологических возможностей и степени совершенства каждого смесителя дается на основе сопоставления протекающего в нем процесса с идеальным процессом смещения. Сравнение производится в соответствии с указанными выше требованиями. [c.459] Вследствие этих ограничений нельзя воспользоваться существующей теорией интенсивного смешения для строгой количественной оценки реальных процессов. Одним из основных препятствий на пут 5 к широкому применению теории смешения в промышленной технологии является отсутствие методов математического описания реологического поведения реальных пластических материалов. Гидродинамические уравнения, описывающие течение в смесителях, также носят очень сложный характер, и только в немногих случаях удалось получить их решение. [c.459] Однако использование качественных и частично количественных представлений способствует лучшему пониманию существа процесса смешения. [c.459] Поскольку основным критерием оценки смешения материала является степень смешения, ниже рассмотрены методы ее определения. [c.460] Методы детального описания смеси были разработаны Данк-вертсом и Лейси . Эти авторы оценивали качество смеси, сопоставляя среднеквадратичное отклонение содержания ингредиента, вычисленного для конечного числа образцов, от среднего значения. При этом размеры образцов зависят от длины, объема или площади поверхности частиц, которые характеризуют смесь или ее свойства. Например, если цвет является свойством (смешение происходит в результате деформации сдвига, а не диффузии) и мерой однородности цвета является зрительное впечатление, характеристической длиной является разрешающая способность глаза (около 0,025 мм). В этом случае смесь с идеальным распределением ингредиентов не должна иметь разноцветных полосок, толщина которых превышает 0,025 мм. Если для определения цветовой однородности использовать спектрофотометр, суммирующий данные по площади круга диаметром 25 мм, то вследствие его меньшей разрешающей способности толщина отдельных цветных полос может достигать 2,5 мм. Поэтому оценка по цвету любых образцов, для которых толщина полос укладывается в этот предел, может оказаться одинаковой. Разрешающая способность глаза или спектрофотометра, а следовательно, и характеристическая длина, зависит и от того, насколько сильно отличаются полосы по цвету друг от друга. [c.460] Для определения степени смешения можно замерять изменение реологических свойств , реакционной способности и электропроводности- . Последний способ оценки степени смешения является, по-видимому, наиболее перспективным. [c.460] Некоторые авторы пытались использовать в качестве критерия степени смешения величины электростатических зарядов, возникающих в резине при смешении ее с твердым наполнителем . Единственным прямььм способом оценки степени смешения является предложенное в главе П1 определение средней толщины полос. Однако для замера этой величины требуются определенные условия, и предстоит проделать еще немалую работу, прежде чем этот способ оценки получит широкое распространение. [c.461] Таким образом, в настоящее время не существует ни общепринятого критерия оценки процесса смешения, ни широко применимой методики оценки степени смешения. Поэтому каждый частный случай следует оценивать, исходя из основных особенностей подвергаемого смешению материала, а также учитывая специфику свойств, подлежащих контролю, и необходимую степень точности оценки. [c.461] Машины, применяемые для смешения и диспергирования термопластичных материалов можно разделить на три группы вальцы, закрытые смесители и шприцмашины. [c.461] Вальцы обычно состоят из двух параллельных валков, вращающихся в противоположные стороны, причем оси валков лежат в одной горизонтальной плоскости, а между их цилиндрическими поверхностями существует небольшой зазор. Благодаря трению между поверхностью валков и находящимся между ними материалом последний затягивается в зазор и, деформируясь, течет в направлении вращения валков. Если одновременно с термопластичным материалом в зазор вводить пластификатор или тщательно измельченные твердые ингредиенты, то они будут смешиваться со смолой за счет происходящей в зазоре интенсивной деформации сдвига. [c.461] Обычно соответствующей регулировкой температуры валков можно добиться того, что вальцуемый материал будет прилипать к одному из валков в виде сравнительно тонкого листа. Валки изготовляют полыми и подают во внутреннюю полость нагревающую или охлаждающую среду. Валки обычно вращаются с различной скоростью, так как это облегчает образование слоя материала на одном из валков. При смешении с валка время от времени срезают ленту материала, а затем вновь направляют ее в зазор. Величину зазора между валками можно регулировать при помощи винтов, приводимых в действие вручную или от электродвигателя. [c.461] Закрытый смеситель представляет собой цилиндрический резервуар или корпус, внутри которого вращаются лопасти или роторы, деформирующие смешиваемый материал. Обычно корпус состоит из двух цилиндрических камер. [c.462] Корпус и роторы имеют полости для охлаждения или нагревания, что позволяет регулировать температуру смеси. [c.463] Вернуться к основной статье