№ темы | Всего часов | № лекции | Тема практических занятий. Вопросы, отрабатываемые на практических занятиях |
1 | 2 | 3 | 4 |
2,3 | 11 | 1-5 | Определение общих этапов работы по выбору полимеров для производства различных изделий бытового и промышленного назначения; смешение компонентов; расчет параметров процесса литья под давлением. |
3 | 2 | 6 | Расчет параметров формования изделий из листовых заготовок методами пневмо - и вакуумформования: расчет необходимых размеров листовой заготовки; определение времени нагрева листовой заготовки, максимальной и минимальной температуры нагрева; расчет времени охлаждения изделий. |
4 | 4 | 7,8 | Расчет технологических параметров процесса прессования: времени нагрева пресс-материала в генераторе ТВЧ, времени выдержки под давлением при прямом прессовании времени отверждения. |
6.1. ЗАДАНИЯ ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ СТУДЕНТОВ
Тема 2,часов
Определение общих этапов работы по выбору полимеров для производства изделий различного назначения (4 часа)
1.Определить общие этапы работы по выбору полимеров для получения:
- изоляции кабелей;
- пленок, контактирующих с пищевыми продуктами;
- пленок, неконтактирующих с пищевыми продуктами;
- ненагруженных изделий технического назначения;
- труб;
- технических изделий с повышенной ударопрочностью;
- игрушек;
- изделий медицинского назначения;
- изделий бытового назначения;
-химически стойких деталей технического назначения;
- оптических изделий.
Смешение компонентов. Оценка качества смешения (2 часа)
1. Смесь полимерного материала с 2 % пигмента приготовлена в барабанном смесителе с последующей грануляцией с помощью червячной машины. Средний размер гранул порядка 2 мм. Диспергирование частиц пигмента при длительном смешении происходит до размера порядка 0,05 мм. Определить достигнутую степень смешения, воспользовавшись приведенными ниже данными, полученными путем случайного отбора 20 гранул с последующим определением массового содержания пигмента С в каждой грануле:
№ п/п | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 |
С, % | 1,2 | 1,0 | 0,8 | 4,6 | 5,8 | 0,6 | 0,2 | 2,2 | 3,8 | 0,2 | 1,8 | 2,0 | 0,3 | 0,1 | 5,0 | 8,0 | 0,2 | 0,4 | 0,6 | 1,8 |
Для оценки смесительного воздействия воспользоваться статистическими критериями: индекс смешения, критерий Лейси, интенсивность разделения,
коэффициент неоднородности. Найти предельные значения критериев: интенсивности разделения и коэффициента неоднородности. Плотность пигмента принять равной плотности полимерного материала.
2. Описанная в задаче 1 смесь не является качественной. Она снова пропускалась через экструдер, и определялось содержание пигмента в 20 отобранных наугад гранулах:
№ | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 |
ii/ii | ||||||||||||||||||||
С, | 1,9 | 2,0 | 2,0 | 2,2 | 2,0 | 1,9 | 1,9 | 2,2 | 1,9 | 2,0 | 2,2 | 2,2 | 1,8 | 1,9 | 2,1 | 1,8 | 2.1 | 1,9 | 2,1 | 2,2 |
% |
Сравнить степень смешения после вторичной переработки с исходной.
Введение в полимер дисперсных и волокнистых наполнителей (2 часа)
1. Ознакомиться по периодической и учебной литературе со способами введения наполнителей в полимер: получение наполненных материалов по совмещенной технологии в непрерывном режиме, волоконной технологией, механическим электростатическим процессом получения препрегов на порошковом связующем.
2. Подготовить ответы на следующие вопросы:
1) Назовите способы введения в полимер дисперсных и волокнистых наполнителей
2) Виды смешения
3) В чем сущность сухого смешения, пропитки, вальцевания, экструзии?
4) Каковы особенности введения дисперсных наполнителей в полимер?
5) Каковы особенности введения волокнистых наполнителей в полимер?
6) Сущность электронно-ионной технологии изготовления препрегов на порошковом связующем, ее достоинства и недостатки
7) Сущность волоконной технологии, ее достоинства и недостатки.
Расчет основных параметров процесса литья под давлением (3 часа)
1. Рассчитать давление, создаваемое шнеком при впрыске расплава, если диаметр гидроцилиндра Оц=0,16 м, диаметр шнека сшг=0,036м, давление рабочей жидкости в гидроцилиндре 5 МПа.
2. Рассчитать потери давления в пластикационном цилиндре при переработке полиэтилена, если давление на материал в цилиндре Рл=100МПа, объем отливаемого изделия 50*10" м, а максимально возможный объем отливки 63*10-6м3.
3. Определить удельный объем, массу и плотность изделия из ПЭНП при температуре переработки (Т=473°К) и комнатной температуре. Объем формы 40**10°mj. Мольная масса структурной единицы полимера 28,1 кг/кмоль, пространственный коэффициент со= 1,11*10" м /кг, межмолекулярный коэффициент 7т=677МПа. Давление ЗОМПа.
4. Рассчитать производительность литьевой машины с объемом впрыска 63см3. Исходные данные: изделие «Втулка» из ПЭНП с массой изделия 39,5*10"3кг, толщиной стенки 2,5мм. Температура материала на впрыске у сопла - 200°С, температура формы - 50°С, температура изделия - 70°С, число
ft 7
гнезд - 1, коэффициент температуропроводности - 0,102*10" м /с.
Тема 3-2 часа
Изготовление изделий пневмо-и вакуумформованием (2 часа)
1. Рассчитать необходимые размеры листовой заготовки из ударопрочного полистирола марки УПМ-503 при изготовлении упаковочной тары с размерами 20*60мм. Исходные данные: усадка вдоль и поперек листа 18 и 10%, соответственно, припуск на зажим 15 мм, расстояние между гнездами 10 мм, число гнезд 4 и 6 соответственно.
2. Рассчитать время нагрева листовой заготовки из ПЭНП. Исходные дан-
7 7
ные: толщина листа Змм, площадь S=0,3m, Sn=0,33m,. Поверхность нагревателя имеет температуру Т]=973 С, температура нагрева заготовки ТК=130°С, Т2=75°С.
3. По данным задачи 2 рассчитать Ттах и Tmin температуры нагрева.
4. Определить время одностороннего охлаждения изделия из ПЭНП. Исходные данные: средняя температура листовой заготовки - Тл=130°С, температура формы - Тф=40°С, температура изделия в конце охлаждения - Ти=60°С, толщина изделия - 8=1,8мм, коэффициент температуропроводности -a=l,08*10'V/c.
Тема -4-4 часа
Подготовка пресс-материала к прессованию (2 часа)
1. Рассчитать производительность ротационной таблеточной машины, изготавливающей таблетки (<1=35мм) из фенопласта марки . Исходные данные: т=1, п=10об/мин, Ь=10мм, N=15, К=1, р=1400кг/м.
2. Рассчитать время нагрева из пресс-материала в генераторе токов высокой частоты марки ВЧД-1,6/40НП. Исходные данные: с= 1700Дж/(кг*°К), р=1400кг/м3, Т2=110°С, Т,=20°С, Нп=0,01 м, U=5kB, Sb=0,003m, 8r=5, 8tgS=0,3,/K=41*106r4, K=0,55.
3. Рассчитать время нагрева из пресс-материала в контактном нагревателе. Исходные данные: с= 1700Дж/(кг*°К), р=1400кг/м3, Т2=110°С, Т,=20°С, диаметр таблеток - с1=30мм, коэффициент теплопроводности фенопласта - Х=43*10"3Вт/(м*°К). Температура верхней и нижней плит контактного нагревателя составляет 130-140°С и 120-130°С, соответственно. Сравнить время нагрева таблеток в генераторах ТВЧ и контактном нагревателе.
Расчет технологических параметров процесса прессования (2 часа)
1. Рассчитать время выдержки под давлением при прессовании изделия «Крышка» из пресс-материала . Исходные данные: фх=1,54, а=0,8, Р=0,5, хотв=60с.
2. Рассчитать время отверждения при прессовании изделия из пресс-материала Э, толщина стенки изделия 8мм, температура стенки формы 190°С. Температура пресс - материал, при которой наиболее интенсивно протекает процесс отверждения 100 С.
3. Рассчитать производительность роторной линии ЛПИ-63 при двух потоках. Исходные данные: Nk=12, a=30 tu=0,15 мин.
4. Определить основные параметры процесса прессования при изготовлении изделия из пресс-материала . Выбрать пресс и рассчитать его производительность, если известно, что удельное давление прессования должно быть 30 МПа, температура предварительного подогрева 150°С. Изделие прямоугольная пластина с размерами 100*70*2мм.
7. ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ
№ темы | Всего часов | Вопросы для самостоятельного изучения | Литература |
1 | 2 | 3 | 4 |
1 | 10 | Методы определения теплофизических, диэлектрических свойств композитов. | 1,2, 8-10, 12,20 12,20 |
2 | 20 | Особенности свойств и технологии пенопо-лимеров на основе термопластов (ПЭ, 1111, ПС иПВХ). | 1,3,5-7, 22 |
4 | 5 | Электропроводные композиты на основе гибридных наполнителей | 1,2, 8-10, 12,20 |
5 | 25 | Снижение горючести полимеров с применением минеральных наполнителей и наполни-телей-антипиренов. Способы введения наполнителей. Влияние их на реологические и деформационно-прочностные свойства композитов. | 10-15 |
11.КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
Предусмотрена 1 контрольная работа, включающая 5 теоретических вопросов.
ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ
1. Тепловое расширение полимеров. Возможности регулирования.
2. Тепловое расширение изотропных и анизотропных КМ. Методы расчета
3. Абляция и ее взаимосвязь с химической природой полимеров.
4. Теплопроводность. Температуропроводность. Взаимосвязь с параметрами переработки. Расчеты.
5. Теплостойкость, термостойкость, морозостойкость. Методы определения.
6. Теплоемкость. Взаимосвязь со структурой и свойствами.
7. Характеристика диэлектрических свойств полимеров.
8. Структура пенокомпозитов. Жесткие и эластичные пенополимеры.
9. Способы введения газообразователей.
10. Химические и физические газообразователи.
11. Параметры структуры вспененых материалов.
12. Технология и оборудование получения вспененных полимеров из термо - и реактопластов.
13. Свойства пенополимеров: теплопроводность, теплоемкость, диэлектрические свойства и их взаимосвязь с природой полимера и его структурой.
14. Прочностные свойства пенополимеров. Возможности регулирования свойств.
15. Преимущества полимеров как антифрикционных материалов.
16. Антифрикционные материалы с политетрафторэтиленом в виде матрицы или наполнителя.
17. Реактопласты, наполненные политетрафторэтиленом (ПТФЭ). Композиции на основе пористых металлов, пропитанных ПТФЭ.
18. Антифрикционные материалы, работающие в воде и др. средах.
19. Полиформальдегидные покрытия по стали, покрытия на основе полифениленсульфоксида. Фрикционные КМ.
20. Классификация полимеров по электропроводности.
21. Электропроводные ПКМ на основе дисперсных и волокнистых наполнителей. Металлические волокна. Металлизированные и инклюдированные волокна.
22. Механизмы проводимости в ПКМ.
23. Основные свойства электропроводных ПКМ.
24. Композиты с магнитными свойствами.
25. Виды виброшумопоглощающих материалов. Акустическая усталость.
26. Акустическая дефектоскопия в практике неразрушающего контроля.
27. Акустические материалы. Основные акустические характеристики.
28. Многостадийность процесса горения. Химические процессы при горении полимеров. Основные пути и способы снижения горючести. Механизм действия замедлителей горения. Методы изучения пожароопасных свойств.
29. Снижение горючести коксующихся полимеров.
30. Снижение горючести некоксующихся полимеров.
ЛИТЕРАТУРА К РАЗДЕЛУ II
Основная
1. и др. Технические свойства полимерных материалов. СПб. Профессия. 2005.
2. , , и др. Полимерные композиционные материалв / Под ред. , СПб. Профессия. 2008.
3. Д. Клемпнер, В. Сенджаревич. Полимерные пены и технологии вспенивания. СПб. Профессия. 2008.
4. . Термоустойчивые полимеры и полимерные материалы. СПб. Профессия, 2006.
Дополнительная
5. , Шустов и технология газонаполненных высокополимеров. М.: Наука. 1980.
6. , Шустов на основе реакционноспособных олигомеров. М.: Химия. 1978.
7. , Тараканов и свойства пенопластов. М.: Химия, 1983.
8. , Шенфиль полимерные композиции. М.: Химия, 1984.
9. Электрические свойства полимеров / Под. ред. . Л.: Химия. 1977.
10. Энциклопедия полимеров. М.: Советская энциклопедия. 1972. Т.1-3.
11. , Заиков полимерных материалов М.:Наука. 1981.
12. Промышленные полимерные композиционные материалы/Под ред. П.Г. :Химия. 198.
13. Полимерные материалы пониженной горючести / Под. ред. Праведникова. М.:Химия. 1986.
14. , Берлин макрокинетики пиролиза полимеров // Успехи химии. 1983.-т.52.-№12.-С..
15. ПКМ пониженной горючести, армированные химическими волокнами // Успехи химии. Т.53.-вып.8.-С..
16. Основы технологии переработки пластмасс / Под ред. , . М.:Химия. 2004.
17. Гурова контроль производства изделий из пластмасс. М.: Высшая школа. 1991.
18. Журналы: «Пластические массы», «ВМС», «Успехи химии».
19. Рабочая программа, методические и контрольные задания для студентов специальности 250600 заочной формы обучения, Саратов, 2001, 127 с.
20. Лущейкин исследования электрических свойств полимеров. М.: Химия. 1988.
21. Литье с газом. САД/СМА/САЕ. Технология, материалы, оборудование. ИФ «АБ Универсал» М. 2000.
22. Новые интеллектуальные материалы и конструкции. М.: Техносфера. 2006.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НАГЛЯДНЫХ ПОСОБИЙ, ТСО
И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ
Лекции по темам: 2 - Совмещение компонентов композиционного материала. Принципы выбора способов, применяемое оборудование. Физическая и химическая сущность процессов;
3 - Способы, технология, параметры формования изделий с изотропными свойствами;
4 - Способы, технология, параметры формования изделий с анизотропией свойств
читаются с использованием мультимедийной техники.
Практические занятия по темам 2,3,4 проводятся с использованием вычислительной техники.
При выполнении лабораторных работ по темам: 1 - Технологические свойства связующих. Способы и оборудование для определения свойств, а также по темам 2,3,4 используются компьютерные программы обработки результатов эксперимента.
Графическая часть курсового проекта выполняется на ЭВМ в графическом редакторе «Компас», расчетная часть КМ – с использованием программы Excel.
Рабочую программу составила
профессор, д. х.н.
Энгельсский технологический институт (филиал)
государственного образовательного учреждения
высшего профессионального образования
«Саратовский государственный технический университет»
Кафедра химической технологии
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
по дисциплине ДС.02
«Химия и технология полимерных композиционных материалов»
Образовательная программа 240502.65
«Технология переработки пластмасс и эластомеров»
УМКД утвержден на заседании кафедры «___»___________201 г, протокол №__ Зав. кафедрой ТПЭ, проф._____________ | |
Утвержден на заседании УМКС «ТПЭ» «___»___________201 г, протокол №__ Председатель УМКС проф. __________ |
Энгельс – 2011
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 |
