ОХТ. Основы_Технологии_Переработки_Эластомеров_Люсова Л.Р._2011. Буканов Александр Михайлович Кузин Владимир Сергеевич Овсянников Николай Яковлевич Наумова Юлия Анатольевна Под ред проф. Люсовой Людмилы Ромуальдовны к лабораторному практикуму Основы технологии переработки эластомеров учебнометодическое пособие
 Скачать 1.03 Mb.
|
|
1 2 3 Винилпиридиновые (СКМВП-15) 964 1,04 Карбоксилсодержащий (СКС-30-1) 920 1,09 Хлорсульфированный полиэтилен 1100 0.91 Киноварь 7700 0,13 Литопон 4220 0,24 Магнезия жженая (оксид магния) 3100 0,32 Магнезия углекислая углекислый магний) 2230 0,45 Мазут 900 1,11 Масло вазелиновое 860 1,16 Мягчитель нефтяной 850 1.18 Модификатор РУ 1310 0,76 Масло индустриальное (И8А) 900 1,11 Масло ПН-6Ш 950-980 1,03-1,05 Мел 2600 0,38 Меркаптобензтиазол 1420 0,70 Нафталин 1220 0,82 Нафтам 2 (неозон Д) 1190 0,84 N – нитрозодифениламин 1270 0,79 Озокерит 950 1,05 Оксид кальция 3400 0,29 Оксид свинца 9400 0,10-0,60 Оксид хрома 5040- 5200 0,19-0,20 Оксид цинка 5420 0,18 Олеиновая кислота 1000 1,00 Параоксинеозон 1200- 1230 0,80-0,85 Парафин 900 1,11 Парахинондиоксим 1830 0,54 Перекись дикумила 1530 0,65 Полиизобутилен (ПИБ) 910-930 1,07-1,10 Пыль эбонитовая 1130- 2000 0,85-0,89 9 общегосударственные стандарты – ГОСТы, ведомственные нормали или технические условия. Механические испытания проводятся как на образцах и специально изготовленных модельных конструкциях, формы, размеры и способ изготовления которых отражены в стандартах, таки на готовых изделиях. При изготовлении резиновых образцов для испытания, помимо соблюдения обязательных требований к стандартности сырья, рецептуры резины и технологии процесса, следует обратить внимание на предысторию образцов механическая и тепловая обработка, продолжительность и условия отдыха после изготовления смеси, вулканизата или перед вырубкой образца и т.п.), от которых могут существенно зависеть результаты испытаний. При рассмотрении условий испытаний необходимо обратить внимание на состояние окружающей среды, температуру, величину и характер деформации, скорость или частоту деформации или нагрузки, допускаемые пределы измерения, конструкцию, форму или размеры образца с допусками, устройство испытательной аппаратуры и т.п. Физико-механические свойства резины, приготовленной по одному рецепту, могут изменяться в зависимости от возможных колебаний технологического процесса (недостаточное распределение ингредиентов при смешении, неравномерная температура при вулканизации и т.п.), а также от способа заготовки образцов для испытания, их размеров и наличия в них дефектов. Для получения достоверных результатов необходимо провести большое число по возможности одинаковых испытаний и обработать полученные результаты методами математической статистики. Количество испытаний не должно быть меньше, а отклонения от средних значений больше, чем указано в ГОСТ 269-66. В лабораторном практикуме на кафедре ХиТПЭ студенты знакомятся с основными методами физико- механических испытаний на занятиях первого этапа, который завершается сдачей коллоквиума по механическим http://mitht.ru/e-library 10 испытаниям каучука и резины. Большинство методов испытаний студенты осваивают путем индивидуальной работы на соответствующем приборе или аппарате. В ряде случаев вовремя практикума проводятся групповые показы некоторых методов испытаний. Перед началом работы на очередном приборе студент знакомится с описанием данного метода испытаний в соответствующем ГОСТе или в учебном пособии и кратко заносит в лабораторный журнал основы осваиваемого метода основной принцип, заложенный в данный метод испытания, характеристики и размеры испытываемых образцов, способ выражения результата испытания, параметры, стандартизирующие испытание. Общие требования к проведению физико-механических испытаний резины, эбонита и прорезиненных тканей изложены в ГОСТ 269-66. Ниже приводится перечень основных испытаний каучуков, резиновых смесей и вулканизатов, возможных к применению в лаборатории кафедры ХиТПЭ и дается указание на соответствующие номера ГОСТов, в которых приводится описание указанных методов и приборов. Перечень методов испытаний. № Название ГОСТА. Методы испытаний каучуков и резиновых смесей 1 Каучуки и резиновые смеси. Метод определения пластоэластических свойств на пластомере. 415-75 2 Каучуки и резиновые смеси. Метод определения жесткости и эластического восстановления по Дефо. 10201-75 3 Каучуки и резиновые смеси. Метод определения вязкости и способности к преждевременной вулканизации. 10722-76 4 Смеси резиновые. Метод определения кольцевого модуля. 412-76 5 Резина. Методы определения вулканизационных характеристик резиновых смесей с помощью вибрационных сдвиговых реометров. 12535-84, ASTM D 2084, ISO 3417.1991 43 Продолжение таблицы 1 2 3 Известь гашеная 2040 4,09 Ионол (алкофен БП) 900-1040 0,97-1,11 Инденкумароновая смола (ИКС) 1200 0,83 Кальций хлористый технический 1650-1690 0,60-0,95 Канифоль 1070 0,93 Каптакс (2-меркаптобензтиазол) 1500 0,67 Каолин 2600-2670 0,37-0,38 Карбамат МЦ (цимат) 1670-1750 0,58 Кислота бензойная 1160 0,86 Каучуки Натуральный (НК) 920 1,09 СКБ (натрий-бутадиеновый) 900-920 1,09-1,11 Бутадиен(метил)-стирольные СКС-10 900 1,09 СКС-30(А,АРК,РП) 940 1,06 СКМС-30АРКМ-15 940 1,06 СКМС-30АРКМ-27 940 1,06 СКС-50 970 1,03 СКС-85 1030 Бутадиен-нитрильные (сульфонатные и парафинатные) СКН-18 (БНКС – 18 АМН) 940 1,06 СКН-26 (БНКС – 28 АМН) 960 1,04 СКН-40 (БНКС – 40 АМН) 990 1,01 Бутилкаучук (БК 1645) 920 1,09 Изопреновые (СКИ-3) 925 1,08 Дивиниловые (СКД) 917 1,09 Хлоропреновые 1210-1250 0,80-0,87 Силоксановые 1700-2200 0,45-0,59 СКТ 2130 0,47 Фторкаучуки 1690-1900 0,62-0,63 СКФ-26 1820 0,55 СКФ-32 1830 0,60 Этиленпропиленовые (СКЭП,СКЭПТ) 850-870 1,15-1,18 http://mitht.ru/e-library 42 Приложение 3. Таблица плотности и удельных объемов материалов, применяемых в резиновой промышленности. Наименование материала Плотность, кг/м 3 Удельный объем, см 3 /г 1 2 3 Автол 18 800 1,25 Альнафт (альдоль -нафтиламин) 1160 0,86 Альтакс (дибензтиазолилдисульфид) 1450-1500 0,68-0,69 Аммоний углекислый 1590 0,63 Анилин технический 1020 0,98 Антрацен 1250 0,80 Асбест 234-260 0,42-0,88 Аэросил А 2400 Барит 4300 0,23 Нефрас (бензин-растворитель БР-1, БР-2) 730 1,37 Бензол 870-880 1,11 Бисалкофен БП (продукт 2246) 1080 0,93 Вазелин технический 850 1,12 Воск ЗВ-1 906 1,10 Воск ЗВ-2 855 1,17 Гипс 2320 0,43 Глицерин 1260 0,79 Графит 2400 0,42 Гудрон масляный 830-940 1,07 Гудрон кислый 900 1,11 Гуттаперча 990 1,01 Дибутилфталат (ДБФ) 1050 0,95 Дифенилгуанидин (ДФГ) 1130-1190 0,85 Диафен ФФ 1210-1260 0,79-0,82 Диафен НН 1200 0,83 Диафен ФП 1140 0,87 Дихлорэтан 1250 0,80 Дибутилсебацинат (ДБС) 933 1,07 11 6 Определение усадки резиновых смесей. Прилож. Б. Методы испытаний вулканизатов. 7 Резина. Метод определения упругопрочностных свойств при растяжении. 270-75 8 Резина. Определение сопротивления раздиру раздвоенные, угловые и серповидные образцы. 262-93 9 Резина. Метод определения относительного гистерезиса и полезной упругости при растяжении. 252-75 10 Резина. Метод определения эластичности. 6950-73 11 Резина. Метод определения твердости по Шору А. 263-75 12 Резина. Метод определения твердости в международных единицах (от 30 до 100 IRHD). 20403-75 13 Резина. Метод определения плотности. 267-73 14 Резина. Метод определения усталостной выносливости при многократном растяжении. 261-79 15 Резина. Методы испытаний на многократный продольный изгиб образцов с прямой канавкой. 9983-74 16 Резина. Метод определения теплообразования, остаточной деформации и усталостной выносливости при многократном сжатии. 20418-75 17 Резина. Метод испытания на кратковременное статическое сжатие. 265-77 18 Резина. Метод определения динамического модуля и модуля внутреннего трения при знакопеременном изгибе с вращением. 21. 10828-75 19 Резина. Метод определения работы разрушения при растяжении. 23020-78 20 Резина. Метод определения сопротивления раздиру на образцах - полосках. 23016-78 21 Резина и клей. Методы определения прочности связи с металлом при отрыве. 209-75 22 Резина и прорезиненная ткань. Метод определения прочности связи между слоями при расслоении. 6768-75 23 Резина. Метод определения морозостойкости при растяжении. 408-78 24 Резина. Метод определения способности к кристаллизации при сжатии. 13270-85 25 Резина. Метод определения прочности связи резина-корд (Н-метод). 14863-69 http://mitht.ru/e-library 12 26 Резина и клей. Методы определения прочности связи с металлом при отслаивании. 411-77 27 Резина. Метод определения сопротивления истиранию при скольжении 426-77 28 Резина. Метод определения сопротивления истиранию при качении с проскальзыванием. 12251-77 29 Резина. Метод определения условно-равновесного модуля. 11053-75 30 Резина. Методы определения релаксации напряжения при сжатии. 9982-76 31 Резина. Метод определения сопротивления истиранию при скольжении по возобновляемой поверхности. 23509-79 32 Единая система защиты от коррозии и старения. Резины. Метод испытаний на стойкость к термическому старению. 9.024-74 33 Единая система защиты от коррозии и старения. Резины. Метод ускоренного испытания на стойкость к озонному и термосветоозонному старению. 9.026-74 34 Единая система защиты от коррозии и старения. Резины. Методы испытаний на стойкость к старению под действием статической деформации сжатия. 9.029-74 35 Единая система защиты от коррозии и старения. Резины. Методы испытаний на стойкость в ненапряженном состоянии к воздействию жидких агрессивных сред. 9.030-74 36 Единая система защиты от коррозии и старения. Резины. Метод прогнозирования изменения свойств при термическом старении. 9.713-86 37 Единая система защиты от коррозии и старения. Резины. Метод испытания на стойкость к старению при воздействии естественных климатических факторов. 9.066-76 38 Резина. Общие требования к проведению физико- механических испытаний. 269-66 Для студентов в начальный период лабораторного практикума обязательным является освоение методов (поз. 1- 5, 7, 8, 10-16, 27, 38). В дальнейшем по указанию 41 а) особенности смешения _________ б) температура – 150 о С продолжительности вулканизации 20, 40, 60, 80 и 100 мин. в) ________________ г) ________________ Определить а) пластичность каучука и резиновых смесей б) показатели смесей расчетную плотность склонность к подвулканизации в) оптимальную продолжительность вулканизации по кинетике изменения следующих механических свойств вулканизатов: условной прочности при растяжении относительного удлинения напряжений при заданных удлинениях; сопротивлению раздиру; г) при оптимальном времени вулканизации определить сопротивление истиранию плотность эластичность по упругому отскоку полезную упругость гистерезисные потери теплообразование при многократном сжатии (при постоянстве нагрузки) _______________ _______________ _______________ Дата выдачи задания “ ____ ” _________ 20 г. Руководитель _________ http://mitht.ru/e-library 40 Приложение 2 Образец индивидуального задания к лабораторному практикуму Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный университет тонких химических технологий имени М.В.Ломоносова» кафедра Хи ТПЭ Лабораторный практикум по дисциплине Принципы технологии переработки полимеров Задание № студенту ___________________ Содержание задания Найти для резин на основе каучука СКМС-30АРК оптимальное содержание технического углерода К Изучить влияние содержания технического углерода на свойства резиновых смесей и физико-механические свойства вулканизатов. Составы смесей для исследования Номер смеси / мас. ч. Наименование ингредиентов 1 2 3 1. Каучук СКМС-30АРК 100 100 100 2. Сера 2,0 2,0 2,0 3. Стеариновая кислота 2,0 2,0 2,0 4. Альтакс 0,6 0,6 0,6 5. Дифенилгуанидин 0,75 0,75 0,75 6. Оксид цинка 5,0 5,0 5,0 7. Масло ПН-6 7,0 7,0 7,0 8. Технический углерод К (ДГ-100) 20,0 40,0 60,0 Специальные указания 13 преподавателя студент осваивает другие методы испытаний и использует их в экспериментальной работе. После знакомства с методами испытаний студенты сдают коллоквиум. При этом необходимо знать 1) сущность метода испытания 2) устройство машины или прибора для проведения испытаний и принцип ее действия 3) порядок и условия проведения испытания температура, скорость и т.д.) и способ заготовки образцов 4) способы выражения результатов испытания 5) физический смысл определяемых величин 6) возможности применения данного испытания для контроля и исследования 7) влияние факторов внешнего воздействия на изучаемое свойство. 3. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ПРОВЕДЕНИЮ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ ЧАСТИ ПРАКТИКУМА 3.1. Вид и содержание заданий Задание по лабораторному практикуму выдается студенту руководителем на специальном бланке приложение. В задании формулируются содержание исследования, поручаемого студенту, составы резиновых смесей (в расчете на 100 мас. ч. каучука, подлежащих изучению, а также дается ряд разъяснений и специальных указаний. В задании четко указывается перечень обязательных определений свойств каучуков, резиновых смесей и вулканизатов с перечислением методов этих определений. Руководитель, в случае необходимости включает в задание указания об особенностях выполнения его отдельных разделов, например о способе пластикации каучуков, о порядке введения ингредиентов в смесь при ее изготовлении, о температуре смешения, длительности и способе вулканизации. Обычно же эта регламентация подготавливается студентом. http://mitht.ru/e-library 7 в) измеряет усадку резиновой смеси, вырезает заготовки из резиновой смеси для вулканизации и шифрует их г) наблюдает порядок работы оператора при вулканизации части образцов (3-5 штук) на вулканизационных прессах. Вулканизацию резиновых образцов проводит учебный мастер-прессовщик; д) проводит испытания каучуков, невулканизованных смесей и резиновых образцов в соответствии с заданием. Все записи по работе и результаты испытаний заносятся в лабораторных журнал, который периодически просматривается преподавателем. Как правило, студент ведет одновременно испытания только одной резиновой смеси и переходит к следующей лишь после того, как у предыдущей смеси определен оптимум вулканизации. Разрешение на изготовление каждой последующей смеси студент получает от преподавателя. Входе лабораторного практикума студент должен выполнить все практические задания, обработать экспериментальные результаты, сдать 4 коллоквиума (см. календарный план-приложение 1), написать необходимые рефераты, составить отчет с выводами и получить зачет необходимую кумулятивную оценку. 39 Приложение 1 Календарный план лабораторных занятий студентов по курсу Принципы технологии переработки полимеров. Недели Содержание занятий 1-3 Вступительная беседа о целях и задачах лабораторного практикума. Знакомство с приборами и методами испытания каучуков и резин 4 Первый коллоквиум. Выдача заданий на проведение самостоятельной работы. Навеска ой резиновой смесей 5 Изучение свойств ой резиновой смеси и резин на её основе, определение оптимального времени её вулканизации 6 Изучение свойств ой резиновой смеси. 7 Второй коллоквиум. Навеска ой резиновой смеси. 8 Изучение свойств ой резиновой смеси и резин на её основе, определение оптимального времени ей вулканизации. 9 Изучение свойств ой резиновой смеси. 10 Третий коллоквиум. Навеска ей резиновой смеси. 11 Изучение свойств ей резиновой смеси и резин на её основе, определение оптимального времени ее вулканизации. 12 Четвертый коллоквиум. Изучение свойств ей резиновой смеси. 13-14 Оформление отчета и сдача зачета. http://mitht.ru/e-library 38 14. Догадкин Б.А., Шершнев В.А., Донцов А.А. Химия эластомеров. – М Химия, 1981. – 374 с. 15. Пиотровский КБ, Тарасова З.Н. Старение и стабилизация синтетических каучуков и вулканизатов. – М Химия, 1980 – 264 с. сил. Буканов, А.М. Технический углерод А.М. Буканов, Н.Я. Овсянников. – М ИПЦ МИТХТ им. МВ. Ломоносова, 2009. – 68 с К четвертому коллоквиуму. 17. Лекционные записи по курсу 18. /2, 3, 4/ Основные процессы резинового производства. 19. Вострокнутов Е.Г., Новиков МИ, Новиков В.И. Прозоровская Н.В. Переработка каучуков и резиновых смесей реологические основы, технология, оборудование) – М. Химия, 1980. – 245 с. сил. Красовский В.Н., Воскресенский АН, Харчевников В.М. Примеры и задачи по технологии переработки эластомеров. – Л Химия, 1984. – 288 с. 21. Карпов В.Н. Оборудование предприятий резиновой промышленности. Учебник для техникумов. е изд, перераб. и доп. – М Химия, 1987. – 336 с. 22. Агаянц, ИМ. Справочник статистических решений. Методические указания для выполнения магистерских диссертаций / ИМ. Агаянц. – М МИТХТ им. МВ. Ломоносова, 2007. – 79 с. 15 выполнении, могут быть основой темы и содержания квалификационной работы бакалавра. 3.2. Приготовление рабочих навесок резиновых смесей Получив задание, студент обязан в первую очередь произвести расчет потребного количества резиновых смесей. Для выполнения всего комплекса испытаний, указанных в задании, в условиях лаборатории необходимо взять навеску из расчета наг каучука для наполненных смесей и наг каучука для ненаполненных. Указанное количество каучука, и соответственно, резиновой смеси, изготовленной на его основе, взято, исходя из количества образцов для того или иного испытания, видов испытаний, объема гнезда пресс-формы для каждого из испытаний, теоретической плотности резиновой смеси, а также с учетом припуска на выпрессовки. Количество образцов для испытаний регламентируется соответствующим ГОСТом или прописью на этот вид испытаний. Виды испытаний задаются студенту в задании, объем гнезда пресс- формы вычисляется после снятия его геометрических размеров. Теоретическая плотность резиновой смеси вычисляется следующим образом в лабораторный журнал выписывают заданный рецепт смеси в массовых частях на 100 мас. ч. каучука, затем, пользуясь справочными данными таблиц плотности ингредиентов (приложение 3), находят объемы, приходящиеся на долю каждого ингредиента и суммарный объем всей смеси. Зная массу смеси и ее объем, определяют ее теоретическую плотность по формуле |