Công nghệ trộn polymer

CHƯƠNG 3: CƠNG NGHỆ TRỘN POLYMER 3.1 TỔNG QUAN VỀ CƠNG NGHỆ TRỘN POLYMER 3.2 GiỚI THIỆU MỘT SỐ THIẾT BỊ TRỘN 3.1 TỔNG QUAN VỀ CƠNG NGHỆ TRỘN POLYMER 3.1.1 Khái niệm mục đích trộn 3.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến q trình trộn 3.1.3 Trộn phân bố trộn phân tán 3.1 Cơ chế q trình trộn 3.1.1 Khái niệm mục đích trộn Khái niệm: • Trộn q trình chất phụ gia đưa vào phân tán pha polymer tạo nên hệ đồng Mục đích: • Trộn phân bố loại vật liệu khác hỗn hợp (polymer, phụ gia, độn, màu…) • Trong gia cơng q trình trộn hỗ trợ cho việc truyền nhiệt, giúp cho khối vật liệu có nhiệt độ đồng • Nếu hỗn hợp dạng past q trình trộn làm nhuyễn dẻo vật liệu, tạo điều kiện thuận lợi cho q trình gia cơng 3.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến q trình trộn • Mỗi polimer có nhiệt độ trộn tối ưu: mức độ giảm cấp thấp • Quá trình trộn thực tác động học thiết bị trộn Tác động nhiệt đến giảm cấp Mức độ giảm cấp nh hưởng nh hưởng nhiệt nh hưởng tổng cộng Topt Nhiệt độ 3.1.3 Trộn phân bố trộn phân tán • Q trình trộn phân biệt thành: – Trộn phân bố – Trộn phân tán a Trộn phân bố • Trộn phân bố q trình phân bố chất độn vào khối polymer liên tục • Khơng ý đến vấn đề pha phân tán hạt sơ cấp hay tập hợp hạt độn Chỉ ý đến đồng hạt mức độ vĩ mơ • Trong q trình trộn u cầu độ lớn lực tác độngkhơng cao b Trộn phân tán • Các hạt độn phải bị phá vỡ chất độn phân tán dạng hạt sơ cấp • Để phân tán hạt độn dạng sơ cấp, lực tác động phải đủ lớn để thắng lực hút hạt sơ cấp 3.1.4 Cơ chế q trình trộn • Khi trộn vật liệu hạt, hạt chịu tác dụng lực có hướng khác chuyển động hạt hệ tác động hỗn hợp lực • Ngồi chế trộn phụ thuộc vào cấu trúc máy trộn phương pháp tiến hành q trình Cấu tạo roto Ngun lý hoạt động • Khi roto quay vật liệu bị đảo trộn, mạnh vùng roto gặp • Phần vật liệu nằm đỉnh roto vách buồng xuất ứng suất trượt, gây nên biến dạng trượt, giúp phân tán chất dễ dàng • Các ma sát ngoại nội khối vật liệu làm nóng khối vật liệu tạo thành khối đồng liên tục • Nhiệt độ khối vật liệu điều chỉnh hệ thống nước giải nhiệt vỏ máy trục roto cho nước giải nhiệt gia nhiệt vào • Các phụ gia polymer cho vào máy qua cửa nạp liệu Sau thời gian trộn định, hỗn hợp tháo cửa tháo liệu dạng khối • Để thuận tiện cho việc gia cơng tiếp theo, khối vật liệu thường phải đưa qua máy cán trục để cán thành Cơng dụng: • Thường dùng hỗn luyện cao su Ưu điểm: • Hiệu trộn , suất trộn cao • An tồn vệ sinh cơng nghiệp tốt Các thơng số gia cơng: • Hệ số làm đầy • Nhiệt độ vách buồng trộn • Vận tốc roto Phân tán ZnO cao su Nhiệt độ Nhiệt độ Thời vỏ máy cuối gian trộn (0C) (phút) (0C) 50 92.5 65 100.0 80 107.5 Vận tốc roto (RPM) 69 69 69 Năng Mức độ lượng phân tán tiêu hao tương đối (KWH) 398 380 379 50 80.0 35 268 50 50 92.5 105.0 69 137 398 532 3.2.3 Một số loại máy trộn khác a Máy trộn Ribbon • Cấu tạo: gồm bồn trộn, dao trộn xoắn thành phần truyền động • Ứng dụng: Máy trộn ribbon thường sử dụng cho bột có tính nhớt, nhão dính kết, hạt 1 b Máy trộn vít c Máy trộn vít đứng 1 Động Thùng trộn Vít Cửa nạp liệu Chân đỡ Cửa tháo liệu Ống khuếch tán Cánh gạt Bully Ngun lý làm việc: • Hỗn hợp đưa vào máng cấp liệu (4), phần vít trộn (3) nâng lên ống khuếch tán (7) đảo trộn • Khi hỗn hợp hết chiều cao ống khuếch tán, nhờ lực ly tâm cánh vít (3), hỗn hợp đánh văng vào thùng trộn (2) rơi xuống phần hình thùng • Tại vật liệu lại vít trộn nâng lên vào ống khuếch tán Q trình thực lặp lặp lại nhiều lần • Sau trộn, hỗn hợp lấy qua cửa tháo liệu (6) 1 Máy trộn vít đứng Máy trộn vít đứng d Máy trộn thùng quay [...]...Các q tr nh cơ b n trong các máy tr n Tạo các lớp tr ợt với nhau theo các mặt phẳng Chuy n dịch một nhóm hạt từ vị tr nay đ n vị tr khác Thay đổi vị tr của từng hạt riêng lẻ Ph n t n từng ph n tử do va đập vào thành thiết bị Bi n dạng và nghi n nhỏ từng bộ ph n lớp Tr n cắt Tr n đối lưu Tr n khuếch t n Tr n va đập Tr n nghi n 1 3.2 GiỚI THIỆU MỘT SỐ THIẾT BỊ TR N 3.2.1 Máy c n 2 tr c (máy tr n hở)... nhau như sơ luy n, h n luy n, xuất tấm, gia nhiệt… trong đó có những chức n ng mà máy tr n k n khơng thực hi n được (xuất tấm) 1 3.2.2 Máy tr n k n 1 Cấu tạo: • Gồm 1 buồng có 2 roto hình quả tr m quay ngược chiều nhau • Thể tích buồng tr n được giới h n bằng một quả n n có tác dụng n n các ngun liệu xuống buồng máy và chịu tác dụng của các tr c quay 1 • Hệ thống n ớc giải nhiệt được bố tr xung quanh... học trong cao su cũ tr ớc khi ti n hành tái sinh Tr c c n có dạng đặc biệt l n ở giữa, nhỏ ở hai đầu giống như quả bom 1 Nhược điểm: • Hiệu quả tr n thấp n n thời gian của một chu kì tr n dài, n ng lượng tiêu t n cho đ n vị khối lượng ngun liệu l n h n so với các thiết bị khác • Thao tác n ng nhọc, vất vả • An t n lao động và vệ sinh cơng nghiệp thấp Ưu điểm: • Có thể sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau... c n thành tấm 1 Cơng dụng: • Thường dùng h n luy n cao su Ưu điểm: • Hiệu quả tr n , n ng suất tr n cao • An t n vệ sinh cơng nghiệp tốt Các thơng số gia cơng: • Hệ số làm đầy • Nhiệt độ vách buồng tr n • V n tốc roto 1 Ph n t n ZnO trong cao su Nhiệt độ Nhiệt độ Thời vỏ máy cuối gian tr n cùng (0C) (phút) (0C) 50 92.5 3 65 100.0 3 80 107.5 3 V n tốc roto (RPM) 69 69 69 N ng Mức độ lượng ph n t n tiêu... buồng tr n và cả trong tr c roto Cấu tạo roto 1 Cấu tạo roto 1 Ngun lý hoạt động • Khi roto quay vật liệu bị đảo tr n, mạnh nhất ở vùng 2 roto gặp nhau • Ph n vật liệu n m ở đỉnh roto và vách buồng tr n sẽ xuất hi n các ứng suất tr ợt, gây n n các bi n dạng tr ợt, giúp ph n t n các chất được dễ dàng • Các ma sát ngoại và n i trong khối vật liệu sẽ làm n ng khối vật liệu tạo thành một khối đồng nhất... tr c tương ứng với sự gia tăng của ứng suất tr ợt và ứng suất n n • Các ứng suất n y gây bi n dạng trong khối vật liệu và làm vật liệu chảy qua khe tr c • Các bi n dạng tạo n n bề mặt tiếp xúc mới giúp q tr nh ph n t n các phụ gia vào khối polymer dễ dàng h n 1 • Các ứng suất phát sinh càng l n, bi n dạng càng mạnh mẽ khi tỷ tốc càng cao và khe hở tr c càng bé • Dưới tác dụng của ma sát n i và ngoại,... H n luy n Xuất tấm Gia nhiệt C n dập C n nghi n C n lọc Giải thích làm mềm cao su tr ớc khi cho phụ gia tr n hệ lưu hóa vào h n hợp cao su Tỉ tốc f 1 – 1,07 1 – 1,07 1 cho h n hợp polymer đ n nhiệt độ c n 1,22 – 1,27 thiết nghi n sơ bộ cao su cũ, nhựa hỏng … 2,42 – 2,55 trong q tr nh tái sinh ngun liệu nghi n m n cao su cũ, nhựa cũ, nhựa 2,55 – 4 nhiệt r n loại các vật liệu dạng sợi, các chất b n cơ... tương đối (KWH) 398 1 380 2 379 3 50 80.0 4 35 268 3 50 50 92.5 105.0 3 2 69 137 398 532 1 2 1 3.2.3 Một số loại máy tr n khác a Máy tr n Ribbon • Cấu tạo: gồm b n tr n, dao tr n xo n và các thành ph n truy n động • Ứng dụng: Máy tr n ribbon thường được sử dụng cho bột có tính nhớt, nhão hoặc dính kết, hạt 1 1 b Máy tr n 2 vít 1 c Máy tr n vít đứng 1 1 Động cơ 2 Thùng tr n 3 Vít 4 Cửa n p liệu 5 Ch n. .. thơng số quan tr ng c n lưu ý khi sử dụng máy c n 2 tr c • f càng l n thì ứng suất tác dụng càng l n, sự phá vỡ 1 cấu tr c càng mạnh, nhiệt sinh ra càng nhiều Ngun lý làm việc • Vật liệu gia cơng khi đưa vào máy bị các tr c quay ngược chiều kéo vào khoảng giữa 2 tr c nhờ lực li n kết n i và lực ma sát của vật liệu với bề mặt tr c • Lực cắt và lực n n càng gia tăng khi vật liệu càng đi sâu vào khe tr c... liệu d n về 2 đầu tr c  khó cắt hoặc điều chỉnh chiều rộng tấm khi xuất tấm  Phía dưới là khay hứng ngun liệu rơi ra  Ngồi ra c n có bộ ph n dừng kh n cấp khi có sự cố b Ngun lý làm việc • Máy c n 2 tr c làm việc gi n đo n Cụm chi tiết làm việc là 2 tr c rỗng, đặt song song tr n cùng một mặt phẳng n m ngang • Các tr c n y quay với v n tốc khác nhau và ngược chiều • Tỷ số v n tốc dài giữa 2 tr c