f/ Đo chỉ số Oxy
- Chỉ số oxy (L.O.I): Khả năng chống cháy của vật liệu được xác định bằng chỉ số oxy tới hạn (limited oxygen index). Chỉ số L.O.I của vật liệu được đánh giá bởi hàm lượng oxy tối thiểu trong hỗn hợp khí oxy và nitơ cần thiết để duy trì cho vật liệu tự cháy trong thời gian 10 phút (±5 giây). Công thức đơn giản để tính chỉ L.O.I như sau :
݊ ൌ ሺܱଶሻ
ሺܱଶሻ ሺܰଶሻ
Trong đó: n – Chỉ số L.O.I Ø (O2) – lưu lượng Oxy Ø (N2) – lưu lượng nitơ
Một số chất trong thực tế chỉ có thể tự cháy được khi chỉ số L.O.I ≤ 21,0. Chỉ số L.O.I phụ thuộc chủ yếu vào bản chất của vật liệu, ngồi ra chỉ số L.O.I cịn có thể phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau như : Nhiệt độ, độ ẩm và cấu trúc hình thái của mẫu thử nghiệm.
Mẫu đo L.O.I được chuẩn bị như mẫu đo tính năng cơ lý vật liệu (trình bày ở trên) và có hình dạng và kích thước như sau:
Trong đó: a = 150,0mm b = 30,0mm c = 3,0 mm
Hình 2.2- Kích thước mẫu chuẩn dùng để xác định chỉ sốL.O.I
+ Thiết bị đo:
Chỉ số L.O.I của vật liệu được đo theo tiêu chuẩn ASTM-D-2863-95 trên thiết bị oxygen Index Combusitility Tester của hãng YASUDA-Japan.
+ Ý nghĩa của phương pháp:
Đánh giá khả năng chống cháy của vật liệu
a
b
2.2. QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO VẬT LIỆU
Đơn phối trộn vật liệu:
Trên cơ sở khảo sát thành phần cật liệu vỏ chống cháy cỉa thỏi nhiên liệu của Nga, Qua các nghiên cứu tực nghiệm, chúng tôi lựa chọn đơn phối liệu dự kiến như sau để chế tạo vật liệu
Thành phần đơn cao su dùng để chế tạo vật liệu
TT Tên hóa chất Thành phần 1 Cao su NBR-26 100 2 ZnO 10 3 Axit stearic 2 4 D.O.P 5 5 Phòng lão D 1 6 Lưu huỳnh (S) 1
7 Xúc tiến lưu hóa 0,5 – 1,5
8 Nhựa PF 70 - 140
9 Bột gia cường 30 - 170
Công nghệ cán luyện, xuất tấm vật liệu
Quy trình cơng nghệ chế tạo vật liệu chống cháy được thực hiện như sau:
a/ Chế tạo mẫu cao su thử nghiệm
- Bước 1: Cân hóa chất theo tỉ lệ cho trước.
- Bước 2: Cán sơ luyện. Cao su NBR được cân ở bước 1 được cán sơ luyện
theo quy trình cán luyện cao su thơng thường trên máy cán hai trục có tỉ tốc 1:1,15. Hỗn hợp cao su sơ luyện để ổn định 24 giờ trước khi thực hiện bước 3.
- Bước 3: Cán hỗn luyện giai đoạn I. Cao su sau khi đã chuẩn bị ở bước 2 được bổ sung các chất gia cường, trộn hợp trên máy cán cho đến khi cao su đạt trạng thái mềm dẻo thích hợp. Các thành phần cần bổ sung ở bước 3 này gồm có: Nhựa PF và axit stearic.
- Bước 4: Cán hỗn luyện giai đoạn II. Cao su sau khi được hỗn luyện, tiếp
- Bước 5: Nhiệt luyện cao su. Cao su đã chuẩn bị ở bước 4 tiếp tục được bổ sung thêm các chất xúc tiến lưu hóa như DM, TMTD... Trộn hợp cao su trên máy cán cho đến khi cao su đạt trạng thái mềm, khơng bị phân pha thì xuất tấm.
Lưu ý : Trong tất cả các quá trình cán, phải duy trì chế độ nhiệt của trục cán ở 50 -
60 0C bằng cách làm mát trục cán bằng nước, lên tục đảo chéo tam giác để tăng
cường mức độ trộn hợp đồng đều của các cấu tử.
- Bước 6: Xuất tấm cao su theo chiều dày và kích thước cần thiết. Sau đó để
tấm cao su non (chưa lưu hóa) này ổn định ở nhiệt độ phịng ít nhất 24 giờ trước khi thực hiện công đoạn tiếp theo.
b/ Lưu hóa cao su chế tạo được: Cao su sau khi đã được cán luyện đầy đủ sẽ được đem lưu hóa để xác đinh các tính năng cơ lý cũng như các tính chất cần thiết. Cơng đoạn lưu hóa bao gồm các bước sau:
- Bước 1: Định hình tấm cao su non ở bước 3 vào khuôn ép đã được gia nhiệt sẵn ở 60-70oC. Ép tấm cao su non ở lực ép 15-20 kG/cm2.
- Bước 2: Nâng nhiệt độ của khuôn ép lên 145oC± 3oC và duy trì lực ép 15- 20kG/cm2 trong thời gian 30 phút.
- Bước 3: Hạ nhiệt độ của khuôn ép xuống nhiệt độ phịng, tháo khn và lấy sản phẩm.
CHƯƠNG III-KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. KẾT QUẢ KHẢO SÁT, PHÂN TÍCH MẪU VẬT LIỆU CHỐNG CHÁY CHO THỎI NHIÊN LIỆU RẮN HỖN HỢP DO NGA CHẾ TẠO CHO THỎI NHIÊN LIỆU RẮN HỖN HỢP DO NGA CHẾ TẠO
Vật liệu chống cháy cho nhiên liệu rắn hỗn hợp do Nga chế tạo có dạng ống trụ trịn với tổng chiều dài là ≈ 650mm, đường kính ngồi ≈ 65mm, đường kính trong ≈ 62mm được chia thành 2 phần: phần trụ thân có tổng chiều dài ≈ 605mm, phần cốc trụ đáy dài ≈45mm. Phần trụ thân được ghép nối với phần cốc trụ đáy bằng 1 lớp keo đặc biệt có khả năng hóa rắn cùng với q trình hóa rắn cho thỏi nhiên liệu. Phần trụ thân và cốc trụ đáy có mầu nâu nhạt, đã được chế tạo hoàn chỉnh từ trước. Nhiên liệu rắn hỗn hợp sẽ được đúc rót thẳng vào trong lịng của lớp vật liệu chống cháy này ở nhiệt độ cao trong điều kiện có hút chân khơng. Bám dính giữa bề mặt của thỏi nhiên liệu với bề mặt trong của vật liệu chống cháy được giải quyết bằng một lớp keo đặc biệt đã được quét sẵn lên bề mặt trong của lớp vật liệu chống cháy trước khi đúc rót nhiên liệu ít nhất 48 giờ.[8,1]