Производство вспененных поливинилхлоридных листов

Пояснительная записка.docx

ХАРАКТЕРИСТИКА ИЗДЕЛИЯ5
ХАРАКТЕРИСТИКА СЫРЬЯ
4 Углекислый аммоний11
5 Бикарбонат натрия12
ОБОСНОВАНИЕ ВЫБРАННОГО СПОСОБА ПРОИЗВОДСТВА14
РАСЧЕТ ПОТРЕБНОСТЕЙ СЫРЬЯ16
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА18
КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ГОТОВОЙ ПРОДУКЦИИ19
РАСЧЕТ ОСНОВНОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ25
МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОХРАНЕ ТРУДА И ЗАЩИТЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ27
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ30
Полимерные материалы сегодня получили распространение в различных сферах строительства.
В мире Рынок ПВХ занимает 3-е место в мировом рейтинге потребления пластиков (17%). Видимое мировое потребление ПВХ достигло в 2017 году уровня в 27 миллионов тонн что на 6% больше чем в 2016 году при этом суммарные мощности по производству ПВХ составили 35 млн. тонн в год. Рост мирового рынка составил более 1 млн. т начиная с Азии причем около половины из него пришлось на Китай. Ожидается 7%-ное увеличение рынка в Восточной Европе что выше чем в Западной Европе (4%). Доли Северной Америки Западной Европы на мировом рынке ПВХ падают в то время как доля Азии выросла с 39% до 42% по сравнению с 2000 г [19].
Российский рынок поливинилхлорида относится к динамично развивающимся рынкам. В период 2011-2017 гг. спрос на ПВХ увеличился в 147 раза. Основная доля потребления ПВХ приходится на профильно- погонажные изделия (ППИ) в том числе оконная продукция – 587 % рынка. На втором месте расположились пластикаты для кабельной индустрии – 157 %.
Третий по величине потребления ПВХ – рынок напольных покрытий. В силу объективных причин на данном рынке лидирует по объемам потребления эмульсионный ПВХ зарубежных производителей доля которых на этом рынке с каждым годом увеличивается – 100 %. Все эти цифры являются нетипичными для других экономически развитых стран в которых основное применение ПВХ – это трубы фитинги и ППИ.
Причем одним из наиболее востребованных среди них является пластик ПВХ вспененный – материал который подходит даже для изготовления сложных по форме изделий различного назначения [18].
Вспененные ПВХ листы применяются в строительстве:
для внутренней отделки помещений с повышенной влажностью
в системах кондиционирования воздуха и вентиляции
тепло- и звукоизоляции
оконных рамах и откосах
элементах окон и плинтусов
полках и различных конструкциях [16].
ХАРАКТЕРИСТИКА ИЗДЕЛИЯ
Вспененный ПВХ (рис.1) изготавливают по ТУ 2246-001-14658737-2004 является широко распространённым материалом который применяется в строительстве а также в производстве жестких и легких конструкций. От обычного ПВХ он отличается меньшей плотностью а значит меньшим удельным весом меньшей теплопроводностью за счет наличия в материале пор и меньшей механической прочностью [16].
Рис.1 – Вспененные ПВХ листы
Листы рассматриваемого материала имеют закрытопористую структуру которая характеризуется абсолютной однородностью что обеспечивает одинаковые характеристики плотности и жесткости по всему их периметру. Поверхности материала матовая и практически шелковистая.
Говоря о преимуществах вспененного ПВХ пластика необходимо отметить что этот материал абсолютно невосприимчив к воздействию влаги. Он не впитывает молекулы воды из воздуха и не теряет своих свойств под действием атмосферных осадков. И потому изделия изготовленные из данного материала сохраняют свою привлекательность и не деформируются даже с течением времени.
Также немаловажным преимуществом подобных пластиков считается их пожаробезопасность. Этот материал практически не горит (даже под воздействием кислорода воздуха) а если возгорание все-таки произошло он сам затухает. К тому же пластик ПВХ вспененный отличается стойкостью к воздействию большинства химически активных соединений – растворы кислот и оснований не страшны ему точно так же как и современные дезинфицирующие средства или средства бытовой химии. Листы не стойки к действию ароматических и хлорированных углеводородов кетонов сложных эфиров и концентрированной азотной кислоты. Изготовленный из высококачественного поливинилхлорида прочный и долговечный материал являются безопасными с экологической точки зрения а кроме того отличается малым весом и простотой монтажа [21].
Вспененные ПВХ листы изготавливают в соответствии с требованиями технических условий ТУ 2246-001-14658737-2004 по технологической документации утвержденной в установленном порядке.
Таблица 1 – Технические характеристики листового ПВХ пластика
Наименование показателя
Ударная вязкость по Шарпи на образцах без надреза кДжм²≥
Прочность при разрыве МПа ≥
Относительное удлинение при разрыве % ≥
Температура размягчения по Вика ºС ≥
ISO 306; ГОСТ 15088
Твердость по Шору ед.D ≥
Изменение размеров после прогрева % ≤
Модуль упругости при изгибе МПа ≥
Цвет поверхности листов должен быть равномерным
По п.4.2 настоящих технических условий
Таблица 2 – Предельные отклонения по толщине ПВХ листов
Предельные отклонения
Предельные отклонения по длине ширине и диагоналям должны составлять не более ± 10 мм [20].
В данном курсовом проекте рассматривается производство листа с размерами 3050х1500х3 мм марки CLASSIC.
1 Поливинилхлорид (ГОСТ 14332-78)
Поливинилхлорид [-CH2-CHCl-]n — бесцветная прозрачная пластмасса термопластичный полимер винилхлорида. Отличается химической стойкостью к щелочам минеральным маслам многим кислотам и растворителям. Не горит на воздухе обладает малой морозостойкостью (15 °C). Нагревостойкость: +66.
Суспензионный поливинилхлорид представляет собой продукт суспензионной полимеризации винилхлорида. Для пластифицированных и полужестких изделий общего назначения (линолеум пластифицированные пленки и листы искусственная кожа) применяется марка ПВХ-С-6346-М.
Суспензионный поливинилхлорид должен соответствовать нормам указанным в табл.3
Таблица 3 – Свойства ПВХ-С-6346-М
количество загрязнений и посторонних веществне более
Однородный порошок белого цвета
Количество прозрачных точек ("рыбий глаз") в 01 см3не более
Насыпная плотность гсм3
Остаток после просева на сите с сеткой
Сыпучесть с не более
поглощения пластификатора г на 100 г поливинилхлорида не менее
Термостабильность пленки при 160 °С мин не менее
Массовая доля влаги и летучих веществ % не более
Удельное объемное электрическое сопротивление при 20 °С после выдержки в дистиллированной воде в течение 2ч Ом·см не менее
Массовая доля винилхлорида млн-1 не более
ПВХ-С упаковывается в бумажные мешки по 25 кг МКР – по 500 кг 550 кг и 1 000 кг. Транспортируется железнодорожным транспортом в крытых вагонах и автомобильным транспортом.
2 Метилметакрилат (ГОСТ 20370-74)
Метилметакрилат (CH2=C(CH3)-COOCH3) (Метил-2-метилпроп-2-еноат ММА)— сложный метиловыйэфирметакриловой кислоты; бесцветная маслянистая жидкость с ароматическим запахом легко испаряется и воспламеняется. Температура кипения— 1003°C в водных растворах понижается до 83°C. Плотность— 0935 гсм³.
По физико-химическим показателям метилметакрилат должен соответствовать требованиям и нормам указанным в табл.4.
Таблица 4 – Свойства Метилметакрилата
Бесцветная прозрачная жидкость
Массовая доля основного вещества % не менее
Массовая доля воды % не более
Плотность при 20 °С гсм2
Показатель преломления при 20 °С
Массовая доля свободных кислот в пересчете на метакриловую кислоту
Массовая доля примесей (ацетона метанола метилакрилата метилизобутирата этилметакрилата метил--оксиизобутирата метилацетата) % не более
Отсутствие помутнения
Метилметакрилат заливают в стальные бочки типа I по ГОСТ 17366-80 вместимостью 275 дм3 и автоцистерны с верхним сливом (грузоотправителя-грузополучателя).
Метилметакрилат транспортируют автомобильным и железнодорожным транспортом в крытых транспортных средствах в соответствии с правилами перевозки грузов действующими на данном виде транспорта.
Метилметакрилат хранят в герметично закрываемой алюминиевой и стальной таре защищенной от воздействия солнечных лучей и атмосферных осадков в огнебезопасных помещениях при температуре не выше 25 °С. С повышением температуры повышается вероятность полимеризации продукта.
3 Порофор ЧХЗ-57 (ТУ 113-03-365-82)
Азобисизобутиронитрил (C8H12N4) (порофор ЧХЗ-57 Динитрил азобисизомасляной кислоты; 22-Азобис-(2-метилпропионитрил) ДАК АИБН AIBN) – белый кристаллический порошок. Содержание основного вещества: не менее 99%. Температура плавления: 100-103 0С. Относится к горючим легковоспламеняющимся и токсичным веществам. При температуре +60°С начинается его разложение с саморазогреванием и как следствие самовоспламенением без доступа воздуха с образованием синильной кислоты. Свойства представлены в табл.5
Таблица 5 – Свойства Порофора ЧХЗ-57
Кристаллический порошок белого цвета способен слеживаться
Температура плавления °С в пределах
Газовое число см3г не менее
Массовая доля веществ не растворимых в изопропиловом спирте % не более
Массовая доля влаги % не более
Упаковывается в многослойные бумажные мешки и картонные коробки. Хранится в закрытых прохладных помещениях складского типа или открытых площадках (под навесом) на расстоянии от источников тепла и открытого огня. Максимальная температура хранения порофора ЧХЗ-57 не должна превышать +50°С. Необходимо исключить возможность попадания в продукт влаги так как она – катализатор процесса разложения для порофора ЧХЗ-57. Транспортируется автомобильным или железнодорожным транспортом.
4 Углекислый аммоний (ГОСТ 3770-75)
Углекислый аммоний (NH4)2CO3 представляет собой куски размером не более 15 см и кристаллы белого цвета растворимые в воде спирте и глицерине. Молекулярная масса - 9609. Углекислый аммоний при нагревании до 58 °С разлагается с выделением аммиака и углекислого газа. Углекислый газ является наркотиком; раздражает кожу и слизистые оболочки. По химическим показателям углекислый аммоний должен соответствовать требованиям и нормам указанным в табл.6.
Таблица 6 – свойства углекислого аммония.
Массовая доля аммиака (NH) % не менее
Массовая доля нерастворимых в воде веществ % не более
Массовая доля остатка после прокаливания % не более
Органические вещества
Остаток должен быть чисто-белого цвета
Массовая доля сульфатов (SO) - общее количество сульфатов тиосульфатов и сульфидов % не более
Массовая доля хлоридов (Сl) % не более
Массовая доля железа (Fe) % не более
Массовая доля тяжелых металлов (Pb) % не более
Массовая доля мышьяка (As) % не более
Для упаковывания продуктов применяют потребительскую (ампулы банки бутылки пробирки пакеты коробки бутыли) и транспортную (фляги канистры баллоны бочки мешки) тару. В качестве транспортной тары применяют: бочки металлические деревянные фанерные из полимерных материалов;
Продукт перевозят всеми видами транспорта в соответствии с правилами перевозок грузов действующими на данном виде транспорта. Продукт хранят в упаковке изготовителя в крытых складских помещениях вдали от нагревательных приборов.
5 Бикарбонат натрия (ГОСТ 2156-76)
Бикарбонат натрия (NaHCO3) — натриевая кислая соль угольной кислоты мелкокристаллический порошок белого цвета. Проявляет все свойства соли сильного основания и слабой кислоты. В водных растворах имеет слабощелочную реакцию. По физико-химическим показателям двууглекислый натрий должен соответствовать нормам указанным в табл.7.
Таблица 7 – свойства бикарбоната натрия
Кристаллический порошок белого цвета
Массовая доля двууглекислого натрия % не менее
Массовая доля углекислого натрия % не более
Массовая доля хлоридов в пересчете на NaCl % не более
Массовая доля мышьяка (As)
Выдерживает испытание по п.3.7
Выдерживает испытание по п.3.8
Массовая доля кальция (Са) % не более
Массовая доля сульфатов в пересчете на SO % не более
Бикарбонат натрия упаковывают в четырехслойные бумажные мешки марок НМ и ПМ или в пятислойные бумажные мешки марки НМ по ГОСТ 2226 или в специализированные контейнеры разового использования типов МКР-10 М МКР-10 С с полиэтиленовым вкладышем или МКО-1 ОС.
Двууглекислый натрий транспортируют всеми видами транспорта (кроме авиации) в крытых транспортных средствах в соответствии с правилами перевозки грузов действующими на транспорте данного вида. Двууглекислый натрий хранят в закрытых складских помещениях.
Таблица 8 – Контроль качества сырья
Наименование компонента
Нормативные требования при приемке сырья с указанием ГОСТ ТУ
ОБОСНОВАНИЕ ВЫБРАННОГО СПОСОБА ПРОИЗВОДСТВА
Существует несколько способов производства изделий из вспененного ПВХ. При этом технологическая цепочка оставляется практически без изменений все процессы производства так или иначе присутствуют во всех способах. Отличие данных способов имеется только в процессе формообразования. На данном этапе закладываются необходимые механические свойства изделия – отсутствие или наличие пор на поверхности физические размеры и шероховатость поверхности.
В данном курсовом проекте применяется технология «Celuka». На выходе расплавленного материала из фильеры происходит формообразование изделия с регулированием и контролем процесса вспенивания. При производстве изделие проходит процесс калибрования где осуществляется формирование монолитной поверхности. Порообразование происходит внутри материала посредством охлаждения поверхности изделия при этом контролируется размер изделия в поперечном сечении. Этим способом можно производить изделия различных конфигураций и размеров.
Существует также технология свободного вспенивания где расплавленный материал после прохождения фильеры начинает произвольно расширяться во всех направлениях. В данном методе трудно контролируется толщина изделия. Метод неприменим для сложных геометрических форм изделия.
Технология «Goodrich». Практически повторяет технологию свободного вспенивания. В процессе формообразования расплав пластика попадает в вакуумную ванну где образуется монолитная поверхность при непосредственном контакте материала с водой. Качество изделий более низкое чем при производстве изделий по технологии «Celuka».
При производстве изделий из вспененного поливинилхлорида (ПВХ) для получения необходимых свойств применяют стандартные присадки подходящие для ПВХ. Порообразование может проводиться двумя способами.
Механическая газация материала. В процессе производства при получении расплава ПВХ в экструдере расплавленная масса насыщается сжатым углекислым газом или воздухом в процессе формообразования продукции происходит вспенивание материала. Данный метод не получил широкого распространения из-за сложности конструкции аппарата и малой надежности такого оборудования.
В данном проекте применяется химическое порообразование. В процессе производства на этапе приготовления смеси вместе с прочими веществами добавляется химический порообразователь которые под воздействием внешних факторов образуют поры в монолите изделия.
При таком способе производства возможен точный контроль плотности материала что позволяет производить изделия толщиной от 1 мм. Кроме того химический метод порообразования позволяет легко контролировать процесс образования пористой структуры что дает возможность производить вспененный ПВХ с закрытыми и открытыми порами. Закрытые поры не связаны между собой такой материал имеет большую механическую прочность. Во вспененном материале с открытыми порами поры связаны между собой что позволяет получить паропроницаемость изделия что широко используется в строительных конструкциях [16].
РАСЧЕТ ПОТРЕБНОСТЕЙ СЫРЬЯ
Производительность предприятий рассчитывается исходя из годовой программы и режима работы предприятия при этом учитывается коэффициент запаса для рабочей программы предприятия (принимается 09).
где М – заданная годовая мощность предприятия равная 26 млн.м2
Ппр=26млн.09=28 млн.м2
Режим работы предприятия по количеству рабочих дней в году зависит от вида процесса. Для периодического процесса обычно принимается трехсменный режим работы по пятидневной рабочей неделе и расчет годового фонда рабочего времени - ГФРВ (в часах) производится следующим образом:
ГФРВ= (365 – 52 2 –14) 24 (4.2)
где: 365 – количество дней в году
– количество недель в году
– выходные дни (суббота и воскресенье)
– количество дней для проведения планово-предупредительных работ (ППР)
– количество рабочих часов в сутки.
Объем выпускаемого изделия:
где: а – длина (305 м); b – ширина (15 м); h – толщина изделия (0003 м)
V= 305 15 0003=0013725 м3
Вес погонного метра изделия:
где: ρ – плотность изделия (600 кгм3)
m=600 0013725=8235 кг
Производительность предприятия:
Q=m Ппр тыс.кг (4.5)
Q=8235 28 млн.= 23058 тыс.кг
Таблица 9 – Производительность предприятия
Вспененные ПВХ листы
Таблица 10 – Материальный баланс производства
Наименование сырьевого компонента
ком-та в составе ком-ции %
Расход сырьевых компонентов в
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА
Все необходимые компоненты ПВХ порофор углекислый аммоний бикарбонат натрия поступают автомобильными транспортами (2) (6) (8) (10) метилметакрилат автоцистерной (4) на склады сырья (1) (3) (5) (7) (9).
Далее подвесным краном (11) мешки поступают на растарку на растарочную машину (12).
Вначале в отдельных аппаратах с мешалкой (16) куда компоненты отгружаются пневмотранспортом (14) а метилметакрилат насосом (15) приготавливают раствор порофора ЧХЗ-57 в метилметакрилате который в пропорции 1:3 смешивают с частью поливинилхлорида.
Затем все компоненты композиции загружают в шаровую мельницу (18) в следующем порядке: углекислый аммоний бикарбонат натрия поливинилхлорид и смесь поливинилхлорида с раствором порофора в метилметакрилате. Продолжительность обработки смеси в шаровой мельнице составляет 20-24 ч при постоянном охлаждении водой.
Полученную композицию помещают в закрытую металлическую емкость (19) в которой она хранится при температуре не выше 35 С.
Далее смесь подается в экструдер (20) в котором при температуре 160-180 С происходит расплавление и перемешивание вещества с образованием технологической массы.
На выходе экструдера располагается фильера которая придает первоначальную форму изделию. При прохождении через нее расплава происходит процесс порообразования и материал начинает расширяться.
Для контролирования процесса расширения изделие проходит каландр (21) которое не позволяет расширению материала происходить в поперечном направлении. Также происходит охлаждение (22) поверхности изделия что позволяет получить монолитную плоскость.
С помощью резака (25) происходит отрез необходимого размера изделия. Далее изделия идут на упаковку (26) и с помощью автопогрузчика (27) направляются на склад готовой продукции (28).
КОНТРОЛЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА И КАЧЕСТВА ГОТОВОЙ ПРОДУКЦИИ
Вспененные поливинилхлоридные пластики должны обладать хорошей светостойкостью.
Они должны быть устойчивы к большинству известных химических веществ. В частности к любым бытовым моющим и дезинфицирующим средствам растворам многих кислот и щелочей.
Этот материал экологически безопасен он не должен содержать тяжелых металлов и не иметь вредного воздействия на человеческий организм и окружающую среду.
1 Определение плотности.
Из листов вырезают образцы соответствующие требованиям настоящего стандарта. При определении плотности образцы должны быть гладкими без пустот и трещин для уменьшения возможности захвата или включения воздушных пузырьков. Кондиционирование образцов перед испытанием и испытания проводят по ГОСТ 12423-66 при контрольной стандартной атмосфере если в стандартах или технических условиях на пластмассы нет других указаний. При определении плотности образцов заданную температуру поддерживают с точностью до 01 К. Число образцов от одной партии материала должно быть не менее трех.
Плотность изделия определяют по отношению массы образца к его объему определяемым непосредственно взвешиванием и обмером. Образцы для испытания должны иметь объем не менее 1 см3 и массу не более 180 г. Массу образца определяют взвешиванием с точностью до 00001 г. Объем образца вычисляют по результатам линейных замеров; За результат испытания принимают среднее арифметическое трех параллельных определений допускаемые расхождения между которыми не должны быть более 0005 гсм [10].
2 Определение прочности на растяжение.
Образец для испытания растягивают вдоль его главной продольной оси с постоянной скоростью в процессе растяжения измеряют нагрузку выдерживаемую образцом и удлинение образца и определяют заданные показатели.
Испытания проводят на испытательной машине которая при растяжении образца обеспечивает измерение нагрузки с погрешностью не более 1% измеряемой величины и постоянную скорость раздвижения зажимов в пределах требуемых настоящим стандартом [11].
3 Определение температуры размягчения.
Сущность метода заключается в определении температуры при которой стандартный индентор с плоской нижней поверхностью под действием нагрузки проникает в испытуемый образец нагреваемый с постоянной скоростью на глубину 1 мм. Индентор воздействует перпендикулярно к поверхности образца.
За температуру размягчения по Вика (VST) принимают температуру (°С) измеренную как можно ближе к поверхности образца при которой индентор проникает на глубину 1 мм.
Сущность метода при испытании ячеистых пластмасс заключается в определении температуры при которой образец под действием нагрузки сжимается на 1 мм [12].
4 Определение твердости по Шору.
Метод определения твердости пластмасс и эбонита вдавливанием с помощью дюрометров двух типов: дюрометра тип А применяемого для испытания более мягких пластмасс и дюрометра типа D для испытания более твердых пластмасс.
Метод позволяет выполнить измерение либо непосредственно после вдавливания либо спустя заданный промежуток времени после вдавливания либо и то и другое.
Специальный индентор вдавливают в испытуемый материал под действием силы в заданных условиях и измеряют глубину вдавливания.
Твердость при вдавливании обратно пропорциональна глубине вдавливания и зависит от модуля упругости и вязкоупругих свойств материала. Форма индентора приложенная к нему сила и продолжительность приложения силы влияют на результат испытания поэтому между результатами получаемыми при использовании дюрометров разных типов или при использовании других приборов для измерения твердости не может быть прямой зависимости [13].
5 Определение изменения размеров после прогрева.
Изменение линейных размеров после теплового воздействия (термоусадку) проводят по ГОСТ 11529 методом "по рискам" на трех образцах длиной (220±5) мм в продольном направлении со следующими дополнениями:
- расстояние между иглами разметочного шаблона - (200±02) мм;
- риски наносят на лицевые поверхности образца;
- образец укладывают на стеклянную пластинку покрытую тальком;
- температура теплового воздействия - (100±2)°С время - (60±2) мин.
Изменения линейных размеров каждого образца не должны превышать установленных значений [14].
6 Определение модуля упругости при изгибе.
Сущность метода заключается в определении модуля упругости при изгибе как отношения приращения напряжения к соответствующему приращению относительной деформации установленному настоящим стандартом. Для проведения испытания применяют аппаратуру по ГОСТ 4648-71 при этом испытательная машина должна обеспечивать скорость сближения нагружающего наконечника и опор соответствующую скорости деформации образца (10±05)% в минуту а прибор для измерения деформации образца должен обеспечивать измерение с погрешностью не более 001 мм.
Испытания на изгиб проводят двумя методами:
А - при нагружении по трехточечной схеме (рис2);
Б - при нагружении по четырехточечной схеме (рис.3).
При методе А испытуемый образец нагружают наконечником в середине расстояния между опорами. При методе Б испытуемый образец нагружают парой наконечников расположенных в средней трети расстояния между опорами.
) в методе А - в середине расстояния между опорами. Величину прогиба оценивают по величине перемещения подвижной части нагружающего устройства (рис.2);
Рис.2 – Трехточечная схема нагружения при изгибе
) в методе Б - в соответствии с рис.3
Рис.3 – Четырехточечная схема нагружения при изгибе.
Образцы нагружают при скорости сближения нагружающего наконечника и опор обеспечивающей скорость деформации образца (10±05)% в минуту.
Нагружение осуществляют до величины относительной деформации крайних волокон 05%.
Относительную деформацию крайних волокон (Е) вычисляют по формуледля метода А:
гдеz- значение прогиба мм;
h - толщина образца мм;
Lv- расстояние между опорами мм.
Если образцы разрушаются до достижения относительной деформации крайних волокон 05% нагружение осуществляют до меньшей величины деформации установленной в нормативно-технической документации на конкретную продукцию.
По диаграмме определяют значения нагрузки и прогиба соответствующие значениям относительной деформации крайних волокон 01 и 03%.
Модуль упругости при изгибе (Eизг) в МПа вычисляют по формуле:
F2- нагрузка при величине относительной деформации крайних волокон 03% Н;
F1- нагрузка при величине относительной деформации крайних волокон 01% Н;
b - ширина образца мм;
z2- прогиб образца соответствующий относительной деформации крайних волокон 03% мм;
z1- прогиб образца соответствующий относительной деформации крайних волокон 01% мм
За результат испытания принимают среднеарифметическое значение всех параллельных определений [15].
РАСЧЕТ ОСНОВНОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
1 Двухшнековый экструдер
Экструдер двухшнековый конический - это вид двушнекового экструдера который обладает некоторыми преимуществами в том что касается узлов с упорными подшипниками подачи материала и производительности в процессе пластикации.
Заднее межосевое расстояние в коническом экструдере достаточно велико для размещения крупных упорных подшипников и глубокие витки шнека на загрузке обеспечивают возможность подачи большего количества материала в зону плавления.
Двухшнековые экструдеры используются в основном при переработке порошкообразных полимерных формовочных масс особенно ПВХ [11].
Таблица – Технические характеристики экструдера.
Скорость шнека(обмин.)
Эффективная работа длины шнека (мм.)
Мощность главного эл.двигателя (кВт.)
Мощность нагревающего цилиндра(кВт.)
Производительность(кгчас)
Количество экструдеров:
где – производительность предприятия (3889 кгч)
– производительность экструдера (400 кгч)
Принимаем 1 экструдер.
Мельница для ПВХ PTSMP-400 используется для шлифования и обработки мягкого материала ПВХ а также может обрабатывать полиэтилен ПЭ поливинилхлорид ПВХ полистирол ПС поликарбонат ПК пену РЕ PVC SBS EBA и другие материалы порошковой обработки.
Таблица – Технические характеристики мельницы
Габаритные размеры мм
Количество роторов шт
Принимаем 3 мельницы.
Предназначен для непрерывного формования листа полимера методом пропуска его через зазор между вращающимися валами. В результате каландрирования получается полотно необходимой толщины и ширины.
Область переноса (мм)
Диаметр барабана (мм)
Производительность(мчас)
Температурный диапазон(ºС)
Температурная колебание (ºС)
0V (+-5%)однофазное 50Hz
Потребляемая мощность(кВТ)
Количество каландров:
Принимаем 2 каландра.
МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОХРАНЕ ТРУДА И ЗАЩИТЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Суспензионный поливинилхлорид представляет собой белый порошок без вкуса и запаха. По воздействию на организм человека он относится к умеренно опасным веществам 3-го класса. При нагревании выше 150 °С суспензионный поливинилхлорид частично распадается с выделением хлористого водорода и окиси углерода.
Предельно допустимые концентрации в воздухе рабочей зоны мгм3: винилхлорида - 51; хлористого водорода - 5; окиси углерода - 20.
Предельно допустимая концентрация пыли поливинилхлорида в воздухе рабочей зоны производственных помещений 6 мгм3. Поливинилхлорид относится к горючим веществам. Температура воспламенения 310-330 °С температура самовоспламенения 470-490 °С. Пылевоздушные смеси поливинилхлорида взрывобезопасны. Распространение пламени по пылевоздушной смеси не наблюдается до концентрации 300 гм3 при любой дисперсности. При контакте с водой кислотами щелочами и кислородом воздуха поливинилхлорид не горит и взрывобезопасен. Показатели пожаровзрывоопасности определены по ГОСТ 12.1.044. Проверку показателей пожаровзрывобезопасности проводят при пересмотре стандарта.
Производственные помещения связанные с сушкой рассевом дроблением упаковкой поливинилхлорида по пожароопасности должны соответствовать категории В класс помещения по ПУЭП-11. Средства пожаротушения: распыленная пода пена кошма песок. Уборку пыли в производственных помещениях проводят с помощью вакуумной пылеуборки.
Производственные помещения должны быть оснащены приточно-вытяжной вентиляцией и соответствовать требованиям санитарных норм. Место отбора проб должно быть оборудовано дополнительно местной вентиляцией. Индивидуальные средства защиты: спецодежда респиратор типа "Лепесток" противогаз марки БКФ по ГОСТ 12.4.121 биологические перчатки (силиконовый крем) [4].
Углекислый аммоний при нагревании до 58 °С разлагается с выделением аммиака и углекислого газа. Предельно допустимая концентрация аммиака в воздухе рабочей зоны производственных помещений составляет 20 мгм3 Углекислый газ является наркотиком; раздражает кожу и слизистые оболочки. При работе с препаратом следует применять индивидуальные средства защиты. Помещения в которых проводятся работы с препаратом должны быть оборудованы общей приточно-вытяжной механической вентиляцией. Анализ препарата в лаборатории следует проводить в вытяжном шкафу [6].
Метилметакрилат - легко воспламеняющаяся жидкость. Температура кипения 1006-1011 °С. Температура вспышки в закрытом тигле 8 °С. Температура самовоспламенения 460 °С. Пары эфира с воздухом образуют взрывоопасные смеси (категория взрывоопасной смеси I группа Б). Область воспламенения паров в воздухе 15-116% (по объему). Температурные пределы воспламенения паров в воздухе: нижний 2 °С верхний 43 °С.
Метилметакрилат может вызывать острое профессиональное отравление и хроническую профессиональную интоксикацию. Предельно допускаемая концентрация (ПДК) паров метилметакрилата в воздухе рабочей зоны составляет 10 мгм3. По степени воздействия на организм метилметакрилат отнесен к третьему классу опасности по ГОСТ 12.1.007-76.
Все работы связанные с производством и переработкой метилметакрилата проводят в производственных помещениях с общеобменной приточно-вытяжной вентиляцией. Технологическое оборудование которое может выделять вредные вещества оборудуют местными вытяжными системами. Все работающие с метилметакрилатом должны быть обеспечены специальной одеждой и фильтрующим противогазом марки БКФ [7].
Двууглекислый натрий не токсичен пожаро- и взрывобезопасен. Двууглекислый натрий представляет собой мелкокристаллический порошок который при попадании на слизистые оболочки вызывает раздражение. При постоянной работе в атмосфере загрязненной пылью двууглекислого натрия может возникнуть раздражение дыхательных путей. Предельно допустимая концентрация двууглекислого натрия в воздухе рабочей зоны составляет 5 мгм3.
Работы с двууглекислым натрием обслуживающий персонал должен выполнять в специальной одежде специальной обуви и предохранительных приспособлениях предусмотренных типовыми отраслевыми нормами утвержденными в установленном порядке. Производственные помещения и лаборатории в которых проводится работа с двууглекислым натрием должны быть оборудованы приточно-вытяжной механической вентиляцией [9].
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Воробьев В.А. Технология строительных материалов и изделий на основе пластмасс.- М.: ВШ 1984.
Основы технологии полимерных строительных материалов. Под ред. В.М.Хрулева. – Минск: ВШ 1981.
Горлов Ю.П. Технология теплоизоляционных и акустических материалов и издеий: Учеб. Для вузов по спец. «Пр-во строит. Изделий и конструкци». – М: Высш. Шк. 1989. – 384 с.
ГОСТ 14332-78 Поливинилхлорид суспензионный. Технические условия.
ГОСТ 3885-73 Реактивы и особо чистые вещества. Правила приемки отбор проб фасовка упаковка маркировка транспортирование и хранение (с Изменениями N 1 2 3 4 5).
ГОСТ 3770-75. Реактивы. Аммоний углекислый. Технические условия (с Изменением N 1)
ГОСТ 20370-74 Эфир метиловый метакриловой кислоты. Технические условия (с Изменениями N 1 2 3 с Поправкой)
ТУ 113-03-365-82 Азобисизобутиронитрил (профор ЧХЗ-57 технический).
ГОСТ 2156-76. Натрий двууглекислый. Технические условия (с Изменениями N 1 2 3 4).
ГОСТ 15139-69. Пластмассы. Методы определения плотности (объемной массы).
ГОСТ 11262-2017 (ISO 527-2:2012) Пластмассы. Метод испытания на растяжение.
ГОСТ 15088-2014 Пластмассы. Метод определения температуры размягчения термопластов по Вика.
ГОСТ 24621-2015 (ISO 868:2003) Пластмассы и эбонит. Определение твердости при вдавливании с помощью дюрометра (твердость по Шору).
ГОСТ 11529-2016 Материалы поливинилхлоридные для полов. Методы контроля
ГОСТ 9550-81 Пластмассы. Методы определения модуля упругости при растяжении сжатии и изгибе.