Zgryźliwość kojarzy mi się z radością, która źle skończyła.
16. omówić metody przygotowania polimerów do przetwarzania ( bez procesów mieszania)
Podstawowym zadaniem operacji przygotowawczych jest nadanie tworzywu takich właściwości, które zapewniają stabilny przebieg procesów formowania wyrobów oraz nadają im wymagane cechy użytkowe. Stabilny przebieg procesów formowania zależy od wielu czynników, z których najważniejsze to:
- postać tworzywa stosowanego do formowania (np. granulat, pasta, roztwór),
- wilgotność tworzywa,
-reologiczne zachowanie się tworzywa podczas formowania
Przez cechy użytkowe należy rozumieć Np. barwę, palność, stopień antystatyczności itp.
Do podstawowych operacji przygotowawczych, które umożliwiają nadanie tworzywu wymienionych cech należą: rozdrabnianie, granulowanie, suszenie i mieszanie.
Rozdrabnianie i granulowanie
Podstawowym celem procesów rozdrabniania i granulowania jest nadanie tworzywu
rozmiarów stosownych do dalszego przetwarzania. W przetwórstwie tworzyw sztucznych operacje rozdrabniania stosowane są zwłaszcza do odpadów produkcyjnych, NP. kanałów wlewowych z procesów wtryskiwania oraz ścinków płyt, folii i rur powstających przy wytłaczaniu. Odpowiednie rozdrobnienie umożliwia zawrócenie odpadów do cyklu produkcyjnego, stanowiąc w ten sposób formę „wewnętrznego" recyklingu materiałowego w zakładach przetwórczych.
Sposób rozdrabniania zależy od:
- wielkości i kształtu rozdrabnianego przedmiotu
- rodzaju tworzywa, z którego jest on zbudowany.
Rozdrabnianie dużych przedmiotów, NP. połaci folii, płyt, pojemników skrzynek, ma najczęściej charakter dwuetapowy
Pierwszy etap, który można określić mianem rozdrabniania wstępnego, ma na celu obniżenie wymiarów rozdrabnianych detali do wielkości poniżej 100 mm. Podstawą rozdrabniania wstępnego są operacje krajania (cięcia) na krajarkach gilotynowych oraz piłach tarczowych i taśmowych, a także operacje kruszenia, do których używa się najczęściej rozdrabniarek walcowych i młotkowych. Drugi etap, czyli rozdrabnianie właściwe, polega na zmniejszeniu rozmiarów cząstek tworzywa poniżej 10 mm. Podstawą tego etapu jest proces mielenia, określany też jako granulacja na zimno, prowadzony najczęściej na młynkach (granulatorach) nożowych i tarczowych typu udarowego.
Tworzywo wpadające do komory jest rozbijane uderzeniami obracających się noży oraz łamane i ścinane w przestrzeni między ścianą komory (często mającą odpowiednie występy) a nożami. Wymiar cząstek przemiału, który można zmniejszyć kosztem spadku wydajności mielenia, jest regulowany wielkością oczek sita znajdującego się w ścianie komory. Tworzywo o granulacji mniejszej niż wymiar oczka sita jest odprowadzane na zewnątrz. Efektywność działania tego rodzaju granulatorów jest zależna od rodzaju polimeru, a ściślej - jego temperatury zeszklenia i udarności Ponieważ mielenie odbywa się najczęściej w temperaturze pokojowej, najłatwiej rozdrabniają się tworzywa występujące w tej temperaturze w stanie szklistym. Tworzywa o niskich temperaturach zeszklenia (w praktyce poniżej 0 °C), np. polietylen, kauczuki, będące w czasie mielenia w stanie wysokoelastycznym, rozdrabniają się znacznie trudniej. Da uzyskania odpowiedniej efektywności mielenia wymagają one bądź obniżenia temperatury, np. za pomocą ciekłego azotu, bądź też zastosowania specjalnych młynków nożowych o działaniu wybitnie skrawającym.
Metodę granulacji na zimno opartą na mieleniu należy odróżnić od granulacji podczas wytłaczania, metody bardzo często stosowanej w przetwórstwie sproszkowanych polimerów oraz niektórych rodzajów przemiałów. Stosowanie tworzyw w postaci proszku lub przemiału powoduje zwykle nierównomierne zasilanie maszyn przetwórczych, a zwłaszcza wytłaczarek. Wywołuje to najczęściej spadek stabilności procesów formowania wyrobów i pogorszenie ich jakości, np. stabilności wymiarowej. W celu wyeliminowania tych niedogodności tworzywa takie poddaje się granulacji polegającej na ich wytłoczeniu w postaci pręta, który po szybkim schłodzeniu (najczęściej w kąpieli wodnej) tnie się na bardzo krótkie odcinki za pomocą walcowego granulatora nożowego (rodzaj frezu). Stosuje się też metody granulacji gorącego tworzywa bezpośrednio w głowicy wytłaczarki połączone z natychmiastowym chłodzeniem uzyskanego granulatu. Tworzywa w postaci granulatu przetwarzają się bardziej stabilnie. Granulacja podczas wytłaczania jest zwykle połączona z wprowadzeniem modyfikatorów.
Suszenie
Jedną z istotnych cech większości tworzyw sztucznych jest ich zdolność pochłaniania wilgoci z otoczenia. Zdolność ta zależy od rodzaju tworzywa określonego stopniem polarności polimeru oraz charakterem i ilością zawartych w nim dodatków, np. wypełniaczy.
Zbyt duża zawartość wilgoci powoduje:
- spienienie tworzywa,
- smugi lub zmatowienie powierzchni,
- zmiany wymiarów,
- korozja aparatury,
-degradacja tworzywa
zbyt mała zawartość wilgoci:
-złe przewodzenie ciepła i złe uplastycznianie (termoplasty)
- złe płynięcie (duroplasty - wilgoć działa jak smar)
Dopuszczalna zawartość wilgoci w tworzywach termoplastycznych: 0,01 - 0,5 % Dopuszczalna zawartość wilgoci w tworzywach termoutwardzalnych: 3-5 %
Etapy suszenia:
· dyfuzja wilgoci z wnętrza ziaren na powierzchnię
· odparowanie wilgoci z powierzchni ziaren,
· dyfuzja pary wodnej przez laminarną warstewkę powietrza przy powierzchni
· usunięcie pary wodnej z przestrzeni suszenia
Parametry suszenia: temperatura (10-20°C < temp. mięknienia), wilgotność powietrza, szybkość przepływu powietrza, czas, ciśnienie,
Metody suszenia
· Suszarnie periodyczne:
a) półkowe suszarnie komorowe z naturalnym lub wymuszonym obiegiem powietrza
b) komorowe suszarnie próżniowe
c) bębnowe i wieżowe
d) fluidalne
17. procesy mieszania pod kątem rozdziału składników (ekstensywne, intensywne itd.). pojęcia: aerozol, emulsja, zawiesina, lateks, pasta, piana
Mieszanie
Procesy mieszania
cel: zwiększenie stopnia (NP. powierzchni) kontaktu między składnikami i możliwie równomierne rozprowadzenie ich w całej objętości w skali makro bądź mikro.
Rodzaje mieszania:
- dystrybucyjne (ekstensywne) - ujednorodnianie składu w skali makro
- dyspersyjne (intensywne) - ujednorodnienie składu w skali mikro
celem mieszania dystrybucyjnego jest rozdział składników a produktem jest mieszanka mieszanie ekstensywne związane jest z mieszaniem składników sypkich (proszki, granulaty)
celem mieszania dyspersyjnego jest rozproszenie składników a produktem jest mieszanina mieszanie intensywne związane jest z mieszaniem składników ciekłych (roztwory, stopy)
Ciekłe kompozycje polimerowe
roztwory emulsje zawiesiny piany
Roztwór - w najprostszym przypadku układ jednofazowy, w którym jedna substancja jest rozproszona w drugiej na poziomie cząsteczkowym
Emulsja - w najprostszym przypadku układ dwufazowy dwóch cieczy, z których jedna je« rozproszona w drugiej na poziomie ponadcząsteczkowym, np. koloidalnym
· płynna żywica rozproszona w cieczy upłynniającej - emulsja I rodzaju
· ciecz upłynniająca rozproszona w ciekłej żywicy - emulsja drugiego rodzaju
Stabilność emulsji zapewnia użycie emulgatorów (surfaktanty)
Do emulsji zalicza się stopione mieszaniny termoplastów, w których rolę emulgatora pełni kompatybilizator. Mogą tu istnieć obok siebie dwie fazy ciągłe w pewnym zakresie składów.
Zawiesina (dyspersja) - w najprostszym przypadku układ dwufazowy, z których jedna -ci stałe o dużym rozdrobnieniu- jest rozproszona w drugiej - cieczy dysperguj
piana - układ dwufazowy z których jedna - gaz rozproszony jest w drugiej cieczy
aerozol jest układem odwrotnym, tzn. kropelki cieczy rozproszone są w gazie
lateks – koloidalny roztwór kauczuku naturalnego lub syntetycznego w substancji płynnej. Otrzymuje się go przez nacinanie roślin kauczukowych i dodaje stabilizatorów. Polimery z których można produkować lateks to : poliizopren, polibutadien.
A o paście nigdzie nic nie ma…