Тема выпускной квалификационной работы Анализ ассортимента, свойства и применение термопластичных фторсодержащих полимеров
 Скачать 383.55 Kb.
|
|
Аннотация Тема выпускной квалификационной работы «Анализ ассортимента, свойства и применение термопластичных фторсодержащих полимеров» В работе проведен анализ ассортимента, свойств и области применения фторсодержащих термопластичных полимеров. Выбрано вещество для целевого анализа процесса его получения. В качестве процесса выбрана суспензионная полимеризация трифторхлорэтилена в водной среде. Произведен термодинамический анализ данной реакции. Приведены расчеты материального и теплового балансов. Для проведения процесса выбран и рассчитан реактор. Составлена операторная схема и принципиальная технологическая схема процесса проведения превращения, которая дает общее представление о физико-химической сущности процесса. Работа включает 51 страницу, 8 рисунков, 17 таблиц, 26 литературных ссылок. Содержание Введение 5 1 Фторсодержащие термопластичные полимеры (Аналитический обзор научно-технической и патентной литературы) 7 1.2 Фторопласт-4 8 1.3.Фторопласт-3 9 1.4 Фторопласт-2 10 1.5 Виды маркировок для известных фторопластов 11 1.6 Современные отечественные производители 14 2. Фторопласт-3 15 2.1. Молекулярная масса и структура фторопласта-3. 15 2.2. Свойства политрифторхлорэтилена 18 2.3 Получение политрифторхлорэтилена. 21 3 Термодинамический анализ реакции полимеризации ТФХЭ 23 4. Материальный баланс реакции полимеризации трифторхлорэтилена 30 5. Тепловой баланс реакции полимеризации трифторхлорэтилена 33 6. Расчет и подбор реактора 38 7. Разработка и описание операторной и технологической схемы 44 Выводы 46 Список использованных источников 47 ВведениеС середины 20-го века человечество затрачивает огромное количество ресурсов на совершенствование полимерных материалов, которые крепко вошли во все ниши нашей жизни. Медицина, авиа-, авто-, судостроение, пищевое производство, и конечно же быт. Во всех этих и многих других отраслях производства и жизни полимеры нашли себе широкое применение, что и позволило усовершенствовать промышленность, сделав ее более простой и производительной. На общем фоне очень ярко выделяются фторсодержащие термопласты благодаря своим особенным свойствам. Фторопласты, благодаря своей структуре слабо подвержены влиянию агрессивной среды, а также обладают рядом крайне впечатляющих эксплуатационных физико-механических свойств. История фторопласта началась со случайного открытия политетрафторэтилена (ПТФЕ, PTFE, Ф-4). Был получен химиком Роем Планкеттом в лаборатории Джексона компании DuPont в США, штат Нью Джерси. С тех пор было разработано множество видов фторопластов, которые применяются повсеместно. На мировом рынке производство фторопластов имеет крайне интересную динамику развития. На 2015 год объем мирового производства составлял 163 тысячи тонн, это примерно 4,36 млрд. долларов. В 2018 году объем производства вырос до 199 тысяч тонн, а стоимость достигла 5,1 млрд. долларов. На 2021 год объем производства составил около 233 тысяч тонн в год, а суммарная стоимость составляет около 7,38 млрд. долларов. На данный момент человечество стремительно развивает эту отрасль, модернизируя уже известные виды фторопластов, для получения целевых изделий, которые применяются в особых условиях. Также проводятся исследования по разработке новых видов фторопластов и совершенствованию производства уже известных. Поскольку не смотря на потрясающие свойства изделий из фторопластов стоимость их производства до сих пор является относительно не дешевым мероприятием. Целью работы является изучение теоретических и инженерных основ получения фторопласта-3. Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи Провести аналитический обзор научно-технической и патентной литературы. Выбрать оптимальный способ получения фторопласта-3 Изучить физико-химические основы и выполнить термодинамический анализ процесса получения фторопласта-3. Составить операторную и принципиальную технологическую схему полимеризации фторопласта-3, подобрать необходимые аппараты для синтеза Выполнить материальный и тепловой балансы и осуществить расчет реактора. 1 Фторсодержащие термопластичные полимеры (Аналитический обзор научно-технической и патентной литературы)Фторопласт — высокомолекулярное соединение, называемое полимером. Входит в состав группы конструкционных пластиков. Получается химическим путем, а именно в процессе полимеризации. Обладает высокой химической стойкостью, из-за наличия в своей основной цепи сопряженного атома фтора. В связи с этим соединение данного класса не растворимы во многих органических растворителях, в воде, а также обладает низкой смачиваемостью водой. Для большинства фторсодержащих термопластов характерны высокие показатели диэлектрических свойств, электрической прочности. Обладают низким коэффициентом трения, слабо подвержены износу. Как было ранее сказано практически химически инертны, даже по отношению к агрессивным средам. На них также слабо влияют различные старители. Одним из преимуществ является их огнестойкость и самозатухание. У некоторых представителей характерным минусом является наличие хладотекучести. Существует несколько видов фторопластов, отличающихся по химическому строению, в связи с чем они имеют и отличающиеся свойства. Благодаря своим особенностям, отличаются и области применения изделий созданных из того или иного вида фторопластов. Наиболее известные фторопласты на данный момент: Фторопласт-4 (Политетрафторэтилен) Фторопласт-3 (Политрифторхлорэтилен) Фторопласт-2 (Поливинилиденфторид) Также существуют различные виды модификаций данных фторопластов, но для начал познакомимся более подробно с каждым из представленных термопластов. |