Размещено на http://www.allbest.ru/

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Разработка эффективной технологии сушки стеклонаполненных полиамидов

Специальность 05.17.06 -

Технология и переработка полимеров и композитов

Махов Александр Николаевич

Саратов - 2009

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет»

Научные руководители: доктор технических наук, профессор Сударушкин Юрий Константинович

доктор химических наук, профессор Панова Лидия Григорьевна

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Решетов Вячеслав Александрович доктор технических наук, профессор Артеменко Александр Александрович

Ведущая организация ООО «ЭПО СИГНАЛ», г. Энгельс

Защита состоится « 15 » мая 2009 года в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 212.242.09 при Саратовском государственном техническом университете по адресу: 413100, г.Энгельс, пл. Свободы, Технологический институт, ауд. 237.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке Саратовского государственного технического университета.

Автореферат разослан «14 » апреля 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета В.В. Ефанова



ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Совершенствование техники во всех отраслях промышленности тесно связано с широким применением синтетических материалов. Использование пластических масс, занимающих большое место в этой группе материалов, способствует решению целого ряда технических проблем: в машиностроении, приборостроении, радио- и электротехнике, легкой промышленности и т.д. Без применения полимеров и полимерных композитов невозможно представить автомобиле- и приборостроение, мобильную связь, компьютеры, космическую и авиационную промышленность.

Изделия из пластмасс легче, чем из других материалов (так как плотность большинства полимеров меньше, чем у металлов и керамики). Они требуют меньше затрат на обслуживание при эксплуатации, имеют хороший товарный вид. Их обработка, окраска, отделка, металлизация менее трудоемки и энергоемки, чем у других материалов. Менее трудоемка, чем других материалов, также переработка пластмасс в изделия. Полимеры и композиты - хорошие тепло- и электроизоляционные материалы, обладают рядом ценных радиотехнических свойств, высокой химической стойкостью и сопротивлением ударным нагрузкам, в том числе при низких температурах.

Одно из направлений модифицирования существующих источников тока - переход с металлических частей корпуса батарей и аккумуляторов на пластмассовые. Преимущества - уменьшение веса батарей, повышенная стойкость к воздействию щелочи и воды, технологичность, экономичность, отпадает также необходимость в дополнительной электроизоляции.

Однако к таким деталям предъявляются высокие требования по ударной вязкости, прочности на разрыв, изгиб. На них не допускаются трещины «серебра», вмятины, царапины, механические повреждения, а поверхность должна быть ровной, гладкой, без вздутий, пустот, раковин, холодных спаев, недоливов.

Все это обеспечивается выдерживанием параметров литья, но не менее важна подготовка материала, в том числе - сушка.

В связи с этим разработка эффективных методов сушки является актуальной проблемой.

Цель работы: разработать эффективную технологию сушки стеклонаполненных полиамидов, обеспечивающую комплекс физико-механических свойств необходимых для создания ответственных конструкционных изделий, в том числе деталей аккумуляторных батарей для авиации.

Задачи исследования:

Рассчитать коэффициенты диффузии и диффузионный поток для стеклонаполненных полиамидов ПА 6-210-КС, ПА 6-211-ДС, ПА 610-КС при использовании различных методов сушки.

Исследовать влияние на физико-механические показатели материалов ПА 6-210-КС, ПА 6-211-ДС, ПА 610-КС различных методов сушки.

Определить рациональные условия сушки стеклонаполненных полиамидов и выработать практические рекомендации по применению установки конвективно-лучевой сушки ТИС-50.

Научная новизна работы состоит в том, что впервые:

1. Исследована кинетика сушки, что позволило рассчитать коэффициент и скорость диффузии для процесса десорбции влаги при повышенных температурах.

2. Разработана оригинальная методика расчета коэффициента диффузии и диффузионного потока, имеющая ряд преимуществ перед ранее использующимися: возможность применения для гранул с различными добавками (красители, стекловолокна, пластификаторы), расчеты занимают значительно меньше времени, для получения данных не требуется применение сложных и дорогостоящих приборов и приспособлений.

3. Исследовано влияние температуры сушки на показатели десорбции влаги, коэффициент диффузии и диффузионный поток. Установлено возрастание коэффициента и скорости диффузии и уменьшение остаточной влажности с ростом температуры.

4. Установлено совместное влияние на процессы структурообразования полиамидов термического воздействия и инфракрасного излучения, приводящее к увеличению степени кристалличности полиамида и повышению термостойкости.

5. Доказана взаимосвязь сформировавшихся в процессе сушки структур полимера с деформационно-прочностными свойствами стеклонаполненных полиамидов. С увеличением степени кристалличности, например, у ПА 6-210-КС с 21 до 72% прочностные свойства возрастают на 10-25%.

Практическая значимость исследования

1. Разработана эффективная технология практического применения конвективно-лучевой сушки в фонтанирующем слое для стеклонаполненных полиамидов, что позволяет снизить остаточную влажность до значений (<0,1%), обеспечивающих получение композитов с высоким комплексом свойств.

2. Разработан метод расчета диффузионного потока и коэффициента диффузии, обеспечивающий выбор оптимальных режимов сушки, и доказана возможность его использования для гранулированных материалов.

3. Работы по переработке полимеров проводились на предприятии «Опытный завод НИИХИТ» для производства аккумуляторных батарей, применяемых в авиационной технике, и технология сушки планируется к внедрению на данном предприятии.

Материалы ПА 6-210-КС и ПА 6-211-ДС введены в конструкторскую и технологическую документацию изготовления авиационных батарей на предприятии ЗАО «ОЗ НИИХИТ».

Апробация результатов исследования

Данная работа развивает ранее проведенные работы профессора д.т.н. Сударушкина Ю.К. по применению конвективно-лучевой сушки в фонтанирующем слое для термопластичных полимеров.

Работы проводились на предприятии: ЗАО «ОЗ НИИХИТ» (сушка, изготовление образцов и деталей для испытаний, измерение остаточной влажности), в высших учебных заведениях: СГУ и СГТУ (научное руководство, определение физико-механических и физико-химических свойств образцов). диффузия полиамид пластификатор

Результаты работ обсуждены на конференциях:

1. V Всероссийской конференции молодых ученых с международным участием «Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии» (Саратов, 2005);

2. Восьмой ежегодной международной конференции «Эффективность реализации научного, ресурсного и промышленного потенциала в современных условиях» (Киев, 2007); (2 доклада).

Публикации. По материалам диссертации опубликованы: 2 статьи в журналах рекомендованных ВАК, 3 статьи в сборниках материалов конференций, 1 монография.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, списка используемой литературы и приложений.

На защиту выносятся:

- новая технология сушки стеклонаполненных полимеров с применением конвективно-лучевой сушки в фонтанирующем слое;

- новая методика расчета коэффициента диффузии и диффузионного потока для систем принудительной десорбции;

- результаты исследования влияния различных методов сушки на показатели десорбции влаги стеклонаполненных полиамидов;

- результаты исследования влияния различных методов сушки на структурирование, физико-механические и физико-химические характеристики стеклонаполненных полиамидов;

- практические рекомендации по применению установки конвективно-лучевой сушки ТИС-50.



ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель исследования, научная новизна и практическая значимость работы, перечислены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе приведен литературный обзор с анализом состояния проблемы переработки термопластов, приведена классификация применяемых методов сушки. Рассмотрены теоретические основы процессов диффузии и десорбции воды в полимерах, деструкции. Приведены характеристики используемого оборудования для сушки.

Во второй главе приведены характеристики исследуемых полимеров, методы их получения.

В третьей главе описаны методы, применяемые для исследования. Описан сорбционный метод определения коэффициентов диффузии.

Четвертая глава посвящена выбору эффективного метода сушки стеклонаполненных полиамидов, используемых в разных отраслях техники, в том числе в производстве различных деталей авиационных аккумуляторных батарей.

Полиамиды имеют гидрофильные (NH₂ и СООН) группы, поэтому сорбируют влагу, что ухудшает качество изделий. В связи с этим полиамиды подвергают сушке.

Сушка применяется для удаления излишней влаги из термопластов непосредственно перед их переработкой. Переработка невысушенных полимеров, способных абсорбировать и удерживать влагу, приводит к получению бракованных деталей с разводами, серебристостью, пузырями и другими дефектами.

При выборе оптимального режима сушку проводили при температурах 80, 90 и 100⁰С. При выборе оптимального метода сушку осуществляли с применением конвективной, конвективно-лучевой и конвективно-лучевой сушки в фонтанирующем слое.

В исследованиях использованы полиамиды марок ПА 6-210КС, ПА 6-211-ДС и ПА 610-КС. Полимерной матрицей в полиамидах марок ПА 6-210-КС и ПА 6-211-ДС служит ПА 6, содержащий 30+3% (масс.) стекловолокна. В полиамиде ПА 6-210-КС длина стекловолокна 3-5 мм, в марке ПА 6-211-ДС длина стекловолокна 5-7,5 мм. Полиамид марки ПА 610-КС состоит из полиамида ПА 610 и 30+3% (масс.) стекловолокна длиной 3-5 мм. Во всех полиамидах использовалось стекловолокно марки Е.

В целях совершенствования и интенсификации технологического процесса была разработана технология сушки материала в фонтанирующем слое при одновременном облучении ИК-лучами на установке модели ТИС. Использование повышенных температур до 100⁰С и инфракрасных лучей (10⁷-7,9•10³ Е) обеспечивало объемное и быстрое удаление остаточной влаги из обрабатываемых термопластов, находящихся в состоянии непрерывной циркуляции и фонтанирования.

На начальном этапе исследования определили относительную влажность полиамида ПА 6-210-КС, которая составила 0,9%.

Сушку проводили с использованием сушильного шкафа ТШ-903 и установки ТИС-50 (без режима и с режимом фонтанирования), рис.1.

Рис.1. Принцип работы установки ТИС-50. 1 - бункер; 2 - радиатор; 3 - кожух бункера; 4 - напорная трубка; 5 - смотровое стекло бункера; 6 - эжектор; 7 - система воздухоподачи; 8 - узел выгрузки материала; 9 - крышка; 10 - воздуховод; 11 - инфракрасные излучатели; 12 - фильтр влагоотделитель; 13 - пневмотрубка; 14 - нагреватель и устройство очистки воздуха.

Материал загружали в аппараты и через определенные промежутки времени (1 час, 3 часа и т.д.) отбирались образцы гранул (?5 г), для определения остаточной влажности.

Остаточная влажность в полимере является основным показателем эффективности сушки.

При появлении видимых следов деструкции (потемнение материала) сушку останавливали, а время фиксировали.

Зависимости остаточной влажности Д от времени сушки t для температур 80-100⁰С приведены на рис. 2-4

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.2. Зависимость остаточной влажности при 80⁰С от времени сушки для методов: 1- конвективная сушка; 2 - конвективно-лучевая сушка; 3 - конвективно-лучевая сушка в фонтанирующем слое

Наименьшая относительная влажность (0,06%) достигается при конвективно-лучевой сушке в режиме фонтанирующего слоя при температурах 100⁰С, за счет удаления сорбированной влаги как с поверхности, так и из объема гранул. Рациональным режимом сушки полиамида ПА 6-210-КС является конвективно-лучевая в фонтанирующем слое сушка при 100⁰С в течение 3-3,5 часов.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.3. Зависимость остаточной влажности при 90⁰С от времени сушки для методов: 1- конвективная сушка; 2 - конвективно-лучевая сушка; 3 - конвективно-лучевая сушка в фонтанирующем слое

Рис.4. Зависимость остаточной влажности при 100⁰С от времени сушки для методов: 1- конвективная сушка; 2 - конвективно-лучевая сушка; 3 - конвективно-лучевая сушка в фонтанирующем слое

Процесс сушки полимеров является процессом переноса вещества и характеризуется такими показателями, как коэффициент диффузии, диффузионный поток, оптимальное время сушки.

Была построена зависимость ln(1-Д_t/Д₀) от времени t, тангенс угла (tgб), которой входит в формулу расчета коэффициента диффузии:

,

где D - коэффициент диффузии, м²/с;

l - путь, который проходит влага от центра гранулы до поверхности, м;

tgб - угол наклона кривой зависимости ln(1- Д_t/Д₀) от времени t;

Д_t - количество влаги в полиамиде в момент времени t, %;

Д₀ - количество влаги в полиамиде в состоянии равновесия, %.

Для расчета коэффициента диффузии необходимо найти зависимость ln(1-Д_t/Д₀) от времени, позволяющую определить tgб, по которому судят о скорости процесса. В литературе имеются данные по использованию этой зависимости для расчета скорости процесса сорбции влаги пленками, волокнами. В работе предлагается (и доказана дальнейшими исследованиями) возможность использования этого подхода для изучения процессов десорбции влаги при сушке гранул наполненного полиамида.

Гранула полиамида по форме представляет собой цилиндр с высотой h и радиусом r.

,

где r - радиус гранулы полиамида, м

h - высота гранулы, м

Диффузионный поток J определяют по формуле Фика.

Считая, что оптимальное время поток воды в грануле проходит путь l:



,

где J - диффузионный поток, моль/м²•с;

?С_А - изменение концентрации воды за оптимальное время, моль/м³;

l - путь, который проходит влага от центра гранулы до поверхности, м.

Пример определения tgб представлен на рис.5 для конвективно-лучевой сушки в фонтанирующем слое при Т=100⁰С.

tgб = 1,48

Рис.5. Зависимость -ln(1- Д_t/Д₀) от времени t для конвективной сушки

В результате расчетов были получены следующие значения коэффициентов диффузии (D) и диффузионного потока (J), табл. 1.

Таблица 1 Параметры диффузии влаги при сушке полиамида ПА 6-210-КС

Температура сушки, 0С	Конвективная сушка	Конвективно-лучевая сушка	Конвективно-лучевая сушка в фонтанирующем слое
	D, м2/с	J, моль/м2?с	D, м2/с	J, моль/м2?с	D, м2/с	J, моль/м2?с
80	0,44?10-11	0,495?10-6	0,58?10-11	0,645?10-6	0,82?10-11	0,911?10-6
90	0,72?10-11	0,810?10-6	0,87?10-11	0,978?10-6	1,06?10-11	1,19?10-6
100	0,86?10-11	0,998?10-6	1,13?10-11	1,34?10-6	1,42?10-11	1,69?10-6

Применение конвективно-лучевой сушки в фонтанирующем слое приводит к увеличению коэффициента диффузии D на 65-86%, диффузионного потока на 69-84%.

Проведение сушки при 100⁰С приводит к увеличению коэффициента диффузии и диффузионного потока в 1,2 и 2 раза в сравнении с температурами сушки при 90 и 80⁰С соответственно. Очевидно, что оптимальным режимом сушки полиамида ПА 6-210-КС является конвективно-лучевая в фонтанирующем слое при 100⁰С в течение 2-2,5 часов. Поэтому для исследования влияния методов сушки на физико-механические характеристики полиамидов использовали полиамид, высушенный при 100⁰С.

Результаты приведены на рис. 6.



Рис. 6. Зависимость прочности при разрыве (а), относительного удлинения при разрыве (б), изгибающего напряжения (в) и ударной вязкости (г) от длительности процесса сушки для методов: 1 - конвективно-лучевая сушка в фонтанирующем слое; 2- конвективно-лучевая сушка; 3 - конвективная сушка

Исследовалось влияние времени сушки (t) на такие характеристики как прочность (у_р) и относительное удлинение при разрыве (е), изгибающее напряжение (у_и), ударная вязкость (а).

Применение конвективно-лучевой сушки в режиме фонтанирующего слоя привело к увеличению прочности при разрыве 12%, относительного удлинения при разрыве на 20%, изгибающего напряжения на 18%, ударной вязкости на 26%.

Для определения влияния способов сушки на структуру полиамидов, исследовали поведение полиамида ПА 6-210-КС при нагреве от 200 до 600⁰С методом термогравиметрического анализа.

Определяли параметры пиролиза образцов высушенных методами конвективной сушки и конвективно-лучевой сушки в фонтанирующем слое. Для сравнения были исследованы невысушенный и пересушенный (потемневший) материалы. Результаты приведены в таблице 2.

Таблица 2.Данные пиролиза образцов ПА 6-210-КС

Методы сушки	Основная стадия деструкции	Потери массы, % при температурах, 0С
			300	400	500	600
Без сушки			2	5	58	68
Конвективная сушка			2	5	58	69
Конвективная сушка (пересушенный материал)			1	20	65	68
Конвективно-лучевая сушка в фонтанирующем слое			2	6	63	69

Полученные результаты показывают, что образцы ПА 6-210-КС, не подвергнутые сушке, имеют начальную температуру деструкции Т_н - 380⁰С. Материал, высушенный с помощью конвективно-лучевой сушки в фонтанирующем слое, обладает большей термостойкостью (температура начала разложения 390⁰С), чем не подвергнутый сушке и высушенный на конвективной сушилке. У пересушенного полиамида разложение начинается при меньшей температуре и при 400⁰С достигает 20%. Причина данного явления связана с частичной деполимеризацией и деструкцией материала в процессе сушки.

Рассчитана скорость V потерь массы в процессе деструкции, результаты представлены на рис. 7.

Рис.7. Зависимость скорости потерь массы полиамида от температуры: 1 - непросушенный материал; 2 - конвективная сушка; 3 - пересушенный материал; 4 - конвективно-лучевая сушка в фонтанирующем слое

Отмечена несколько меньшая скорость термодеструкции образцов высушенных с применением конвективно-лучевой сушки в фонтанирующем слое. Пик, характеризующий максимальные скорости потери массы приходится на интервал 450-500⁰С. Для пересушенного материала пик сдвинут в область меньших температур (400-450⁰С), что подтверждает протекание частичной деструкции при сушке.

Подтверждение влияния сушки на структуру полиамида получено исследованием образцов методом рентгеноструктурного анлиза (РСА).

В результате исследований методом РСА получены кривые интенсивности дифракции при рассеянии аморфной и кристаллической фаз и определено содержание кристаллической фазы, табл.3. Учитывая, что в образце содержится 30% стекловолокна (аморфная фаза), объем кристаллической фазы в полимерной матрице увеличивается примерно на 50%.

Таблица 3. Влияние условий сушки на степень кристалличности ПА 6-210-КС

Методы сушки	Содержание влаги в полиамиде, %	Содержание кристаллической фазы в материале, %	Содержание кристаллической фазы в матрице, %
Без сушки	0,9	14	21
Конвективная сушка	0,1	27	40
Конвективная сушка (пересушенный материал)	-	38	57
Конвективно-лучевая сушка в фонтанирующем слое	0,06	48	72

Из результатов видно, что сушка материала приводит к увеличению степени кристалличности.

Конвективно-лучевая сушка в фонтанирующем слое обеспечивает наибольшее содержание кристаллической фазы в полиамидах, что в свою очередь приводит к значительному повышению комплекса деформационно-прочностных свойств.

Для пересушенного материала отмечено снижение кристаллической фазы, обусловливающее резкое падение значений показателей физико-механических свойств. Причина - образование низкомолекулярной фазы из продуктов деполимеризации и термоокислительной деструкции.

Значительное возрастание кристаллической фазы связано, очевидно, с влиянием на процессы структурообразования не столько процесса десорбции влаги, сколько совместного влияния термического воздействия и инфракрасного излучения.

Другим видом сырья, используемого в производстве деталей авиационных аккумуляторных батарей, является полиамид ПА 6-211-ДС, содержащий, как и в ранее проведенных исследованиях, в качестве связующего полиамид 6, поэтому сушку проводили при уже выбранной оптимальной температуре 100⁰С. Начальная влажность данного полиамида составляла 1%.

Определена зависимость остаточной влажности полимера при использовании конвективной, конвективно-лучевой и конвективно-лучевой сушки в фонтанирующем слое.

С использованием полученных данных рассчитаны значения коэффициентов диффузии при Т=100⁰С:

D_к =1,1310^-11 м²/с - для конвективной сушки;

D_кл = 1,2910^-11 м²/с - для конвективно-лучевой сушки;

D_клф = 1,7010^-11 м²/с - для конвективно-лучевой сушки в фонтанирующем слое.

Рассчитано значение диффузионного потока при Т=100⁰С:

J_к = 1,3610^-6 моль/м²с - для конвективной сушки;

J_кл = 1,5710^-6 моль/м²с - для конвективно-лучевой сушки;

J_клф = 2,1410^-6 моль/м²с - для конвективно-лучевой сушки в фонтанирующем слое.

Применение конвективно-лучевой сушки в фонтанирующем слое приводит к увеличению коэффициента диффузии D на 23-47%, диффузионного потока - на 28-45%.

Наименьшая относительная влажность (0,08%) достигается при конвективно-лучевой сушке в режиме фонтанирующего слоя. Рациональным режимом сушки полиамида ПА 6-211-ДС является конвективно-лучевая в фонтанирующем слое сушка при 100⁰С в течение 2-2,5 часов.

Исследовалось влияние методов на физико-механические характеристики.

Результаты приведены на рис.8.

а) б)

в) г)

Рис.8. Зависимость прочности при разрыве (а), изгибающего напряжения (б), относительного удлинения при разрыве (в) и ударной вязкости (г) от метода сушки полиамида ПА 6-211-ДС:

1 - конвективная сушка;

2 - конвективно-лучевая сушка;

3 - конвективно-лучевая сушка в фонтанирующем слое

Применение конвективно-лучевой сушки в режиме фонтанирующего слоя привело к увеличению прочности при разрыве на 13 МПа, относительного удлинения при разрыве - на 0,9%, изгибающего напряжения на - 35 МПа, ударной вязкости - на 17 кДж/м².

Третьим видом исследуемого сырья являлся полиамид ПА 610-КС.

Материал также подвергался сушке тремя методами: конвективная, конвективно-лучевая и конвективно-лучевая в фонтанирующем слое. Были получены значения коэффициента диффузии и диффузионного потока. Изменяемым параметром была температура (80, 90, 100⁰С). Результаты приведены в табл. 4.

Таблица 4. Параметры диффузии влаги при сушке материала ПА 610-КС

Температура сушки, 0С	Конвективная сушка	Конвективно-лучевая сушка	Конвективно-лучевая сушка в фонтанирующем слое
	D, м2/с	J, моль/м2?с	D, м2/с	J, моль/м2?с	D, м2/с	J, моль/м2?с
80	0,43?10-11	0,96?10-6	0,61?10-11	1,38?10-6	0,71?10-11	1,63?10-6
90	0,53?10-11	1,20?10-6	0,69?10-11	1,58?10-6	0,82?10-11	1,90?10-6
100	0,63?10-11	1,44?10-6	0,80?10-11	1,85?10-6	1,01?10-11	2,36?10-6

Проведение сушки при 100⁰С приводит к увеличению коэффициента диффузии и диффузионного потока в 1,2 и 1,5 раза в сравнении с температурами сушки при 90 и 80⁰С соответственно. Очевидно, что оптимальным режимом сушки полиамида ПА 6-210-КС является конвективно-лучевая в фонтанирующем слое при 100⁰С в течение 2,5-3 часов. Поэтому для исследования влияния методов сушки на физико-механические характеристики полиамидов использовали полиамид, высушенный при 100⁰С.

Результаты приведены в табл. 5.

Таблица 5. Значения физико-механических показателей при сушке полиамида ПА 610-КС при 100⁰С

Физико-механические показатели	Метод сушки
	конвективная	конвективно-лучевая	конвективно-лучевая в фонтанирующем слое
Прочность при разрыве, МПа	117	121,5	140,5
Относительное удлинение при разрыве, %	3,4	3,45	4,7
Изгибающее напряжение, МПа	183	185,5	208,5
Ударная вязкость, кДж/м2	26,5	27,5	36

Практические рекомендации

1. Оптимальный режим сушки - температура 100⁰С, время сушки - 2-3 часа.

2. Просушенный материал рекомендуется загружать в бункер литьевой машины в горячем состоянии. В случае невозможности немедленного использования материала хранить его в установке для сушки при температуре 50-60⁰С без применения фонтанирующего слоя.

3. Для исключения попадания следов металла в материал рекомендуется изготавливать бункер установки ТИС из нержавеющей стали (алюминий подвергается истиранию).

Выводы

1. Разработана новая эффективная технология сушки стеклонаполненных полиамидов - конвективно-лучевая в режиме фонтанирующего слоя, обеспечивающая минимальную остаточную влажность в полимере и в результате этого высокий комплекс деформационно-прочностных свойств, позволяющих использовать данные полиамиды для изготовления деталей аккумуляторов авиационного назначения.

2. Впервые предложено использование расчета коэффициента диффузии и диффузионного потока для процесса десорбции воды в результате термического воздействия на стеклонаполненные полиамиды ПА 6-210-КС, ПА 6-211-ДС, ПА-610-КС при использовании различных методов сушки (конвективная сушка, конвективно-лучевая и конвективно-лучевая сушка в фонтанирующем слое).

3. Установлено совместное влияние на процессы структурообразования термического воздействия и инфракрасного излучения. Степень кристалличности в полиамиде составляет 21%; в подвергнутом сушке возрастает от 40 до 72% соответственно, для конвективной и конвективно-лучевой в фонтанирующем слое.

4. Доказана взаимосвязь сформировавшихся в процессе сушки структур полиамида с деформационно-прочностными свойствами. Физико-механические свойства полиамидов увеличились: прочность на разрыв на 8-19%, относительное удлинение при растяжении - на 20-28%, прочность при изгибе - на 10-18%, ударная вязкость - на 20-26%.

5. Предложена новая методика расчета коэффициентов диффузии процесса десорбции воды из полимеров для разных методов и параметров сушки.

6. Определены оптимальные режимы сушки стеклонаполненных полиамидов при применении установки ТИС-50. Выданы практические рекомендации. Применение данной установки внедрено для изготовления полиамидных деталей аккумуляторов авиационных батарей.



ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ ИЗЛОЖЕНЫ В СЛЕДУЮЩИХ ПУБЛИКАЦИЯХ

Статьи в журналах, включенных в список ВАК РФ

1. Махов, А.Н. Конвективно-лучевая сушка композиционного материала на основе полиамида в фонтанирующем слое / Махов А.Н., Сударушкин Ю.К., Павлюк В.В. // Журнал прикладной химии. 2005. Т.78.№12.С.2008-2010.

2. Махов, А.Н. Исследование процесса сушки стеклонаполненных полиамидов / Махов А.Н., Сударушкин Ю.К. // Пластические массы. 2006.№7.С.54-55.

Публикации в других изданиях

3. Махов, А.Н. Переработка и ресурсосбережение пластических масс, композитов, пленочных материалов / Махов А.Н., Сударушкин Ю.К., Панкратов А.А. Под ред. д-ра техн. наук, проф. Ю.К. Сударушкина. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2003.152 с.

4. Махов, А.Н. Исследование процесса термообработки стеклонаполненных полиамидов / Махов А.Н. // Межвузовский сборник научных трудов V Всероссийской конференции молодых ученых. Саратов: Изд-во "Научная книга", 2005, С 229-230.

5. Махов, А.Н. Разработанная технология изготовления корпусных изделий из полиамида марки ПА-6-210-КС / Махов А.Н.// Эффективность реализации научного, ресурсного и промышленного потенциала в современных условиях: Материалы Восьмой ежегодной междунар. конф. Киев, 2007, С.389-390.

6. Махов, А.Н. Исследование десорбции воды в процессе сушки стеклонаполненных полиамидов / Махов А.Н., Сударушкин Ю.К. // Эффективность реализации научного, ресурсного и промышленного потенциала в современных условиях: Материалы Восьмой ежегодной междунар. конф. Киев, 2007, С.390-393.

Размещено на Allbest.ru

...