Kỹ thuật gia công Polime - Phần 3

Máy trộn thùng quay Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. Máy trộn ruban Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. Máy trộn vít đứng Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. Máy trộn 2 vít Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. 2.2.2. Thiết bị trộn pát Mục đích và đặc điểm Quá trình tạo pát đơn giản là phân tán các hạt đơn rời vào pha lõng liên tục và hòa tan các chất vào nhau. Quá trình có thể liên quan đến các phản ứng hóa học. Đôi khi cũng cần phải làm ướt hoặc sấy khô các hạt rắn đền một giới hạn nào đó. Thường thì trạng thái vật lý của sản phẩm cuối cùng là yếu tố quan trọng, và đó cũng là yếu tố quyết định việc chọn lựa thiết bị trộn và điều kiện gia công Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. Yếu tố ảnh hưởng sự tách pha Khối lượng riêng của 2 pha Khả năng phân tán ở thể keo Chuyển động Brown của các hạt nhỏ Độ nhớt của pha liên tục Loại và hàm lượng chất phân tán, chất làm ướt pH môi trường Nhiệt độ Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. Cơ chế trộn Các lực va đập và lực trượt phải được tạo ra ở vùng gần cánh trộn. Các tác động gấp, kéo và nén cũng có tác dụng tốt cho việc sản xuất ra một pát đồng nhất. Trong quá trình gia công không có các dòng chảy phát sinh ra xa cánh trộn. Đối với các vật liệu có khuynh hướng dính vào cánh trộn thì phải dùng tác động trượt ở tốc độ thấp vì tạo điều kiện để vật liệu có đủ thời gian về vùng hoạt động. Kết hợp với tác động trượt vận tốc thấp các tác động chà xát cũng có hiệu ứng tốt. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. Yêu cầu gia công Thùng trộn phải phù hợp với vật liệu Vật liệu phải chuyển động dần vào vùng hoạt động bởi sự chuyển động của thùng trộn hay cánh trộn Các bộ phận hoạt động của máy trộn phải tác động lên vật liệu sao cho có thể đưa vật liệu vào vùng hoạt động với cường độ đủ lớn để có thể phân tán Sản phẩm phải được lấy nhanh khỏi thùng trộn và thùng trộn phải được làm sạch ngay sau khi tháo liệu Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. Yêu cầu gia công trên máy trộn liên tục Sản phẩm phải đạt yêu cầu sau khi đi một bận qua. Phễu nạp liệu phải nạp liệu đồng nhất và sạch vào vùng hoạt động mà không có phần nguyên liệu nào bị giữ lại. Thể tích vật liệu trộn phải đủ khi vào vùng hoạt động để có được khối pát đồng nhất. Điều này thật cần thiết trong trường hợp máy đùn ở đó vùng hoạt động có tiết diện rất nhỏ và vật liệu chuyển động theo 1 hướng. Để có kết quả tốt hơn hỗn hợp thường phải trộn khô trước khi đưa vào máy đùn Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. Thiết bị trộn dùng gia công polime Máy trộn kín và máy tán Máy tán: vật liệu được kéo ra, gấp lại và đẩy xuống kết dính các lớp lại. Quá trình này lập lại đến khi có khối vật liệu đồng nhất. Đối với máy tán phần trên của vật liệu còn khoảng không và hoạt động trộn là do các cánh trộn và giữa cánh trộn và vách buồng trộn Máy trộn kín: Phần trên của vật liệu được đậy sát bởi theo hình của xy lanh và roto. Tác động trộn xảy ra ở khoảng hở giữa đỉnh roto và vách buồng trộn. Vận tốc khác biệt giữa các roto là để một roto kéo vật liệu ra khỏi roto thứ hai, làm sạch vật liệu khỏi vùng này. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. Máy tán (Kneader) Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. Máy trộn kín Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. Thiết bị trộn dùng gia công polime Máy trộn 2 trục: Giữa 2 trục có tỉ tốc để gia tăng khả năng kéo vật liệu ra khỏi trục còn lại. Khi vật liệu chạy qua máy 1 bận thì khả năng trộn rất ít do đó vật liệu phải được đưa về vùng nạp liệu. Máy đùn: Máy 1 vít trong vùng trộn tiết diện nhỏ và hiệu quả trộn không cao vì vật liệu chuyển động theo 1 hướng. Máy trộn nhiều vít cho tác động xát và trượt lớn và có những chuyển động ngược nên hiệu quả trộn tốt hơn. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. Máy trộn 2 trục Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. Máy đùn Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. 2.3. Trộn phân bố – Trộn phân tán Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. Phân tích quá trình phân tán K1 K2 K3 R* V K1 > K2 > K3 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. Phân tích quá trình phân tán R* V Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. Yếu tố ảnh hưởng quá trình phân tán Ứng suất trượt trong khối vật liệu Sự định hướng ban đầu của tập hợp hạt độn Kích thước hạt độn 6 a R FK   Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. 2.4. Trộn trên máy trộn 2 trục Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. 2.4.1. Đặc điểm Thao tác nặng nhọc. Hiệu quả trộn thấp  An toàn lao động và vệ sinh công nghiệp thấp  Đầu tư ít  Có thể dùng cho nhiều mục đích Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. Đặc điểm: trục trộn Tỉ tốc thay đổi theo mục đích sử dụng Máy trộn sơ luyện – tỉ tốc 1.00 – 1.07 Máy trộn nhiệt luyện – tỉ tốc 1.22 – 1.27 Máy cán tấm – tỉ tốc 1.00 – 1.07 Máy cán đập – tỉ tốc 2.42 – 2.55 Máy cán nghiền – tỉ tốc 2.55 – 4.00 2.4.2. Cấu tạo và phân loại Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. 2.4.3. Điều kiện nhâp liệu 1  2 N T  2 cos tan tanYF N       Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. 2.4.4. Phân tích thuỷ động học H3/2H0/2 H/2 h/2H2/2 y x Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. Phương trình tính vận tốc 2 2 1 1 1 1 1 2 4 2 x P h f f v y V y V x h               Phương trình profil vận tốc         h hfafhaHhf V vx  15.0125.013 22 1 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. Phương trình gradien áp suất             3 3 116 h Hh Vf x P  Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. Phương trình tính áp suất     CHhg HH RVf p    2 00 1 , 4 13      CHhg HH RVf p    2 00 1 , 4 13    C HH RVf P 00 1 max 2 13   Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. Profil vận tốc – Profil áp suất H3/2H0/2 H/2 h/2H2/2 y x P/Pmax 1 0.5 0 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. Phương trình tính phản lực đẩy trục      , 2 1 1 0 1 g H RVf Fs   Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. Phương trình tính công tiêu tốn                   ,12, 2 1 4 2 3 0 0 2 1 gfg f H RHVW P Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. Các hàm liên quan           1 3 2 1 , 1 1 1 3 4 1 1 1 g arctg arctg                                     0 0 0 20 0 0 2 2020 2 34234 , H Hh arctg H HH H Hh h HHHHh Hhg     0 02 0 02 0 02 2 02 4323 H HH arctg H HH H HH H HH C     Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only.                     11 311343 arctgarctgg     11 4     arctgarctgg 2 3 44g g g  Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. Các giá trị , g1, g2, g3, g4 và C theo  0.36910.28510.15930.05190.01490.0000C 1.40991.24350.98100.67960.42570.0000g4 -2.2207-2.1759-1.8717-1.3455-0.85040.000g3 0.59910.31110.09030.01370.00110.0000g2 0.74190.48170.19700.04670.00730.0000g1 3.5202.4281.6401.2451.0861.000 1.181.051.101.051.021.00  Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. 2.4.5. Qui trình trộn Phụ gia khó phân tán cho trước, phu gia dễ phân tán cho sau Phụ gia rắn cho trước, phụ gia lỏng cho sau Nguyên tắc chung Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. Các quá trình Quá trình xâm nhập của phụ gia Quá trình phân tán phụ gia Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. Quá trình xâm nhập của phụ gia Nơi cho phụ gia Lớp cao su “chết” Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. Quá trình xâm nhập của phụ gia Trường hợp không có cắt đảo: Phụ gia xâm nhập do các nếp gấp giũa khối polime trên khe trục và lớp polime trên bề mặt trục. Trường hợp có cắt đảo: Phụ gia xâm nhập theo cơ chế cuộn và ép. Phụ giạ bị cuộn vào lớp polime cắt đảo, bị kép và ép khi vào khe trục. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. Trộn không có cắt đảo L ư ơ ïng phu ïgia vào kho ái po lim e Thời gian trộnt2 t1 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. Quá trình phân tán Quá trình phân tán do các biến dạng, ứng suất trượt khi khối hỗn hợp đi vào khe trục. Tại khe trục chủ yếu chỉ có dòng chảy dọc chu vi. Mức độ phân tán phụ thuộc ứng suất trượt tác dụng tại vùng biến dạng này. Để tăng hiệu quả phân tán cần có sự xáo trộn, thay đổi hướng tập hợp độn. Sự xáo trộn xảy ra: * Do dòng chảy ngược. * Do cắt đảo. * Do cán đổi đầu. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. 1. Trường hợp không có cắt đảo chỉ có khoảng 70% bề dày của lớp polime trên khe trục là có phụ gia xâm nhập. Có một lớp “chết” phụ gia không vô được do không có dòng chảy bán kính. 2. Khi không có cắt đảo khối lượng polime trên khe trục có ảnh hưởng rất nhiều đến quá trình xâm nhập. Khối lượng càng lớn, nếp gấp tạo ra càng nhiều và càng lớn, phụ gia bị cuốn vào càng nhiều. Tuy nhiên khi khối polime này quá lớn thi nó sẽ bị tách rời khỏi lớp polime trên khe trục và mất tác dụng. Kết luận Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. 3. Khi không có cắt đảo, tính đồng nhất của khối hỗn hợp: * Rất tốt theo hướng chu vi. * Tốt theo hường dọc trục. * Xấu theo hướng bán kính. 3. Khi có cắt đảo tỉ tốc không ảnh hưởng đến thời gian trộn. 4. Khi có cắt đảo, khối polime trên khe trục không ảnh hưởng đến quá trình trộn. Kết luận Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. 2.5. Trộn trên máy trộn kín Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. 2.5.1. Đặc điểm Là loại thùng trộn. Máy trộn roto. Phụ gia xâm nhập nhờ tác động quay ngược chiều của các rotr tao cơ chế cuộn ép. Quá trình phân tán xảy ra chủ yếu ở vùng giữa đỉnh roto và vách buồng trộn. Hiệu quả trộn, năng suất trộn cao. An toàn và vệ sinh công nghiệp tốt. Hỗn hợp xuất ra ở dụng khối nên thường trang bị thêm máy cán 2 trục hay máy đùn để xuất tấm, tạo dạng bán thành phẩm. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. 2.5.2. Cấu tạo Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. Cấu tạo roto Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. Cấu tạo roto Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. 2.5.3. Phân tích thuỷ động học P1 P1 P2 P2 QD QP qD qP V = DN P2 > P1 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only.