Технология получения композиций на основе смесей низковязких полимеров методом активирующего смешения тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.15 ВАК РФ

РГ о од Щ

1 5 о1ш-ЙЙБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

На правах рукописи

БРНТОВ Владислав Павлович "^¡р^

■ ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ КОШОЗИЦИЙ НА ОСНОВЕ ОШВЙ ШЗШЯЗКИХ ПОЛИМЕРОВ ШОДОИ ' ШЙВИРУЩГО С1ШШЯ

02.00*16 - хамя 0Х1Юлогня йонпозициошш* иагериолоэ

АВТОРЕФЕРАТ .: '

даосоргацин пр соиоканио ученой степени вшидата ¡гвхничоогах туг

Санкт-Петербург - 1993

Работа выполнена в Санкт-Петербургской технологичео-кок институте,

НАШНЙ РУКОЮДИГЕЛЬ»

до мор технических наук, профессор БОГДАНОВ

Валерий Владимирович научный консультант КЛОЦУНГ

кандидат технических наук Борис Авраиович

ОШШШЕ ОШОНШЫ»

, доктор технических наук, профессор №АУШШШ

Игорь Викэнтьевич кандидат технических наук, СИГОВ

стариий научный сотрудник ' Валерии Александрович

ШУВД ПРДПРРЧГИВ

Центральный научио-исследовагельскяй институт конотрукднонных иатераадов,С.Петербург ,

Защита состоится I99.fr. в / / чао

на заседании специализированного совета Д 063»25*12 при С.-Петербургском технологической институте, по адресу» 1960И, 0.-Петербург, Иоско во кии пр.,2б

-Отзывы и замечания в одном акзешшре, заверенные гербовой печатью прооим направлять по адреоу» 19800, С.-Петербург, Московский пр.,26, б.-Петербурге кий технологический институт» (]

Автореферат разослав

О .К .Волнн

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Один из основных путей получения полимерных композиционных материалов закличастся во введении в полииерную матрицу неполимеряых компонентов, создании полимер-полимерных оистеы в процессе сиешеняя. Настоящий этап развития теории и практики смешения связан с установленной зависимости структуры и сзойств коилознодй от технологических режимов обработки и конструктивных параметров оборудования. Данный подход рассматривает смешение в основной как совокупность физических процессов (гомогенизация, диспергирование), направленных на увеличение поверхности раздела ыехду компонентами. В то хе время существенный вклад смешения (как результата действия иеха-ничеокого поля) в развитие механохимическюс процессов в полимерны* оиотеиах не вызывает сомнения.

Нг-'больаии интерес представила бы процессы сиешеняя, организованные таким образом» что энергия, сообщаемая компонентам, наряду о диспергированием я гомогенизацией, инициировала химические взаимодейотвия ыеаду коыпонентами, не проявляющиеся в других условиях, или приводила х значительному уокорс ткв этих взаимодействий.

В технологии полимерных композиционных материалов создание подобных регулируемых процессов} как правило, трудно осуществить Яа базе традиционного оборудования, tes как от aero наряду о высокой гомогенизирующая и диопэргирущвй Л способнооты) требу иго я концентрация значмельйого количества энергий и ее рациональное иопольэованне в рабочей объеме. Особую сяоюооть представляет приготовление сиесей низковязких сред, в которых Трудна реализовать необходимые яа-пряхеяия сдвига» Создав такие: условия позволил ыадообъеи-ные смесители - роторйо-пульсационнк? аппараты (РПА)> пред-отавляпщие набор концентрически peono;^кенных'роторов я отаторов о прорезями и обеопечйвавщие наряду о васокой йроизводительяоетьв обработку оред в ламинарном,^ турбулентном и реяйие автоколебаний. ;

ч

Это открывает возможности для создания! материалов ' с новьгаи. свойствам, где коипоненты в отличие от имеодих-. с я систем того *е состава будут, связаны химическими связями» высокопроизводительных технологических процессов получения традиционных композиций, на основе смесей химически взаимодействующих компонентов j новых опособов и оборудования для модификации полимеров.

Среди больного числа подобных процессов рассмотрены: 'получение адгезивов не основе смесей ниэкомолекулярных жарбоксилатных каучуков с эпоксидныии оиолаии, модификация полииэолрена в растворе специальными добавили, регулирование молекулярной пассы и ОД? полимеров. Данный вы' бор объясняется как большой потребности в подобных композициях, так и возможность» обобщать полученные результаты на вярохий круг материалов и процессов*

Необходимость решения проблемы создания эффективной технологии получения полимерных композиции и модификации овойс.а полимеров определена Координационным планом Ака- . демия наук РФ по проблеме! "Пути улучшения механических овойств полимерных сплавов и композитов".

Даль работа» создание высокопроизводительной техкодо-' ткя приготовления хоипоэацай на основе cueces низковязких полииеров в условиях направленных механохимических превращении, обеспечивающих получение материалов о удучиенными фезвко-механичесюшк и вксплуатаМонньши показателями»

Для реализации данной дели были поставлены эадачи.:по» - получение экспериментальных данных о. закономерностях механохимических превращении, про.екаюадх в индивидуальных полимерах и их смесях в процессе приготовления композиций » разработке критерия эффективности процесса ме-хавохимической модификгтки к создают, методов его расчета, в том числе для двухфазных систем j создании тех-яологии получения полимерных композиций на основе новых способов обработки и усовершенствованного оборудования*

Научная новизна представленной работы состой в сле-: дувдем:

. - предлояены представления об активирующем (А.) смешения как процессе получения полимерных композиционных ыате---■ риалов, в ходе которого анергия, сообщаемая системе, наряду с увеличениеы поверхности раздела фаз либо инициирует химические взаимодействия между компонентами, не

проявляющиеся в других условиях, либо увеличивает скорость

химических взаимодействий}

- разработан критерий эффективности процесса А. смеиения, характеризующий условия подвода энергии к полимерной системе и представляющий по Физическому смыслу плотность энергии деформирования (произведение величин напряжения и деформации сдвига - Гу ) , и созданы методы его расчета применительно к ламинарному и .турбулентному рехииая обработки низковязких смесей в РПА, приближенно я оценки для р-ча смесителей, Предложена методика расчета критерия для двухфазных систем» ¿

- установлены корреляции мезду критерием эффективности А» омешения и фязико-ыеханическиии и эксплуатационными с во 8-

■ отваии получаемых композиции, что явилось основой для создания ' i вого способа и оборудования для проведения механохймичесвих превращений в индивидуальных полимерах а их смесях. :

Практичаокуд ценность исследования еоставйяз*i

- новый способ получения адгезивов на оонове низкомолекулярного карбокоилатного каучука я эпоксидной омолиj

- новая конструкция РПА, обеспечивающая повышенную онеии-; вавщув способность, высокую производительность и возможность выстрой пврепаяадки в завноииоогн ог ооотноиения компонентов!

- рекомендации по технология приготовдаайя коипозиций на основа смесей низко- в выооковяэкях ;илим8рой в РПА^ста-тичеоких смеоителях й на традиционном оборудования.

Результата проведение? исследований внедрена на» .

- опытном производстве ГПНИй^На им.О.В.Лебедева; Реализо-

пан способ проведения химического взаимодействия мезду эпоксидной смолой и карбоксилатньш низкомолекулярный каучуколг в специально л инструкции РИА, сочетающей статический и динамический смесители. Получены композиции о улучшенными характеристиками по сравнение с обычной механической сиесью (прочность яри разрыве на 300#, относительное удлинение ка 58С#, адгезионная прочность но 300£). Способ и аппарат пробованы та гае для модификации свойств ' -иэопренового каучука и регулирования ШР различных каучу-И)в и показали свов прккенииость |

- заводе Институте прикладной хиыии Академии наук Китая. Внедрены способ и устройство для модификации свойств композиций на основе смесей полимеров. По представленной техническое документации изготовлен модернизированный статический смеситель, позволяющий реализовать высокие'гомогенность смеси « дисперсность одного компонента в среде другого. Разработка используется для улучшения вксплуата-аяонш,- свойств композиций пластмасс с каучукаыи, применяемых в кабельной промышленности.

Апробация работы. Материалы диссертации отражены в б статьях и тезисах докладов* Результаты работы доклады- » вались на П Всесоюзной конференции "Каучук-89", Москва, 19891 П Всесоюзной конференции "Смеси полимеров" , Казань, 1990>П Научно-технической конференции "Цатематическое моделирование в процессах производства и переработки полимерных материалов", Пермь, 1992) научно-техническом семинаре "Пластмассы со специальными свойствами", С.-Петер- -бург, 19921 Всероссийской конференцгч "Переработка полимерных материалов в изделия", Ижевск, 1993*

По материалам работы поданы 2 заявки не патенты РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения,Л-х разделов, выводов, списка литературы и приложений, содержит 1*0 страницы машинописного текста, 31 рисунок, II таблиц.

В первом разделе представлены общие положения и состояние вопроса по рассматриваемой проблеме, во втором -

иетодические попроси экспериментального исследования. В третьей разделе освещена теоретические основы технологии А.смешения, а четвертой вопросы технологии получения различных композиционных материалов на основе смесей полимеров. В прилояенкях содержатся сведения о внедрении результатов исследования.

Автор защищает:

- новые представления о процессе Л. смешения, иетоды расчета критерия эффективности процесса для различных видов оборудования а двухфазных систем, способ получения эпоксикаучуковых композиций, конструкции роторно-пульса-ционного аппарата.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Объекты исследования, использованные в работе, подразделяются на две группы: индивидуальные полимеры для изучения основных закономерностей физико-химических превращений, протекающих при переработке, и полимерные композиции на основе смесей полимеров.

В первую группу входили различные пластические пассы • СПЗВП, ЛЭНП. IIBX, ПС) и каучуки (НК, СК0-30, СКТВ, БК) реологические свойства и поведение которых в механическом поле существенно отличается (высокая и низкая вязкость, характер течения, деструкция, структурирование и т.п.).

Вторув группу составляли композиции зпоковдиого оли-гоиера с олигобут'адиенакралояитрильнны (СКН-Ю KIP) или олигобутадиеновым (СКД-КТРА) каучукаыи с концевымигкарбоксильными группами, разбавленные, фурфурилглицидиловый эфиром; композиции на основе растворов СКИ-3 в гексане различной концентрации и модифицирующих'добавок,'композиции на основе ПЭВП и БК» Реологические свойства материалов изучали иетодаыи капиллярной и ротационной вистсозиыетрии.

Для реализации и оценки внеинего воздействия на материал, подводимого рабочими.органами.оборудования^ была создана лабораторная устаног-са, основным элементом кото-

рой являлись КЗА с вертикальным расположением вала и статический сиоситель с винтовыми элементами. Установка предусматривала замену ротороз, статоров и винтовых элементов, била снабжена расходно-напорныаи оистемоав для сред различной вязкости, устройствами 'измерения частоты вращения роторов, крутяцего момента и мощности и позволяла регулировать величины скоростей и напряжений сдвига в широких пределах.

. Для исследования физических и химических превращений, развивающихся при а. оаеиении, использовали реогониметр Вайссенб1рга (совместное и раздельное влияние температурных и механических полей), пластограф Брабендера (оценка__-кинетику, "эхакохшк^есйх в ,"протекавдйх в реальных

системах).

Структуру неотвервденных композиций изучали с помощью оптической { Саг I ¿сПь, 150х), а отвервденных - электронной (РЭМ-100, ВБ-ЭОО) микроскопии.

Рчаимодействие функциональных групп полимеров'-в кол- . позициях оцени! ли с помощью ИК-, У^спектроскопии и химическими методами (метод определения содержания эпоксидных групп - ГОСТ 12497-78, гель-золь анализ). Физико-механи-че-хие и эксплуатационные характеристики определяли в соответствия со стандартами.

: теоретические основы технологии активирующего сжшшя

Процесс смешения ыохет быть организован таким образом, что энергия, сообщаемая материалу, будет вызывать регулируемые химические взаимодействия меьду компонентами, не проявляющиеся в других условиях, или приводить к их ускорению. Зто позволяет получать новые материалы или создавать высокопроизводительн: > технологические процессы. Для характеристики денного вида смешения предложено использовать тернии Активирующее (а).

А. смекение отличается от.других видов смешения, сопровокдащихся механохиническиыи превраденияци, тем,

что нараду с увеличениегл поверхности раздела пе^у-компонентами, протекание химической реакции или увеличение ее скорости осуществляется благодаря концентрации и рациональному использованию подводимо?, энергии.

А. смешение отличается от других видов механического воздействия, вызываюдих механохимические эффекты (например, ультразвукового), специфическим действиеа аеханкчес-кого поля, приводящего к суаестзенному увеличения поверхности раздела фаз между компонентами.

В ходе А. смешения могут образовываться свободные макрорадикалы либо в результате механохраклнга, либо в ходе перораспределения по целям колебательной энергии исходного высокоактивного состояния, возникшего при локальном подводе избытка механической энергии. Для низковязких систем разрыв, цепей с образованием радикалов из-за низких напряжений сдвига реализовать слохно, а механизм перераспределения колебательной энергии по связям при использовании обычного оборудования будет осуществляться со слишком .налой скоростью. Именно этот факт положен нами в основу при выборе оборудования для проведения химических превращений в низковязких средах - ТПА, имеющих весьма иирохий наб^ частот воздействия. Существование химических превращений под действием механических полей общеизвестно. Однако установлен;..? кол"чественной связи меяду критериями, характеризующими превращения на химическом уровне, а критериями оценки внешнего механического поля: составляет одну из нерешенных проблей мехенохимии.

При разработке критерия процесса А. смешения использовали имеющиеся в литературе экспериментальные данные о протекании механохимическях превращений в полимерах, обрабатываемых, в. 'Вибрационных устройствах. Устанавливая .' физическую аналогию между колебательными процессами и • процессом сдвигового течения как основного в.технологии переработки полимеров,-показано, что величина энергии движения ньютоновской жидкости в ламинарном'потоке в единице объема за определенный промежуток времени "Ь '

(время пребывания материала в зеке переработки) будет

щ = дж/ы3 ,

где - величина деформации сдвига соответствует амплитуде, а - скорость сдвиги - частоте воздействия.

Для оценки применимости предложенного критерия при установлении саго« ыекду уровнем механохииических превращений и режимами обработки проведены экспериментальные исследования по кинетике иехекохимических превращений в различных материалах. Опыты проводили на различном оборудовании и приборах, в воздуаксг. и инертной средах, при низких к высоких скоростях сдвига, что позволило разделить ■ вклад в развивающиеся процессы иехакических и температурных полей.

Традиционное представление данных по механодеструк-цпи в-координатах "молекулярная наоса" (степень химических превращений) - время" -малоинформативно, В этой случае к^лстанта' скорости деструкции будет зависеть не только от свойств.материала (рис.1,а), но к от режимов обработки (рисД,б), и обобщить имевшийся материал по механодеструк-ци" не представляется возможным.

Устанавливая зависимость критериев механодеетрукции от величины Ъ.'й , ыогно получить для.данного материала корреляционную зависимость, инварианту» относительно режимов' переработки п конструкции оборудования (рис,1,в). Однако в этом случае необходимо решить вопрос о рациональной соотношении величин, входящих в критерий, так как во- -личина может быть реализована -и за бесконечно боль-

ное время. Представим зависимость' константы скорости деструкции А. от величины логарифма интенсивности воздействия Ту* й, экстрапол"пуя полученнув прянув к пулевой скорости, получим величину Гд" , необходимую для начала процесса иеханодеструкции (рисЛ,г).

Для практической реализации процессов А. смешения необходимо установить зависимости, связызающие критерий

Кинетические кривые деструкции пластических касс

Ш( при различных условиях обоаботкд: ........>•-„. —

■56 72 ¿03/**/Д?

Обобщенная кинетическая »:швая НК

5 ¿'

12

. в-£ 4'

Т"~3 V , 6" б

£ С

й5 18

"Зависимость конотаитн деструкции от интенсивности ____

«О ; •

2 Т»

¿V V»

¡0

8 . В

г

Б

а

№ й^ &7 Г/ '

' Щ5

Обозначения:'а) 1-полистироя. 2- полииетиямвтакрилат, 3-поливинилацзтат -

б) I - 3- - 10 с"1,2 - У " И-' о"1» 3 -- ¿0 с"

в) точки'не кривой соответствуют различный ро-лшяа обработки

г) (х)5 соответствует минимальному зкачешш , необходимому для начала процесса иеханодвструкцв».

Рис .1

с хехнологическчми реаимаыи и конструктивными параметрами используемого оборудования. С этой цель® были созданы математические модели расчета для ламинарного и

турбулентного режимов работы РПА. В первом случае было осуществлено численное решение. Величину определяли как функцию следующих параметров: частоты вращения ротора ( ), рабочего зазора меаду ротором и статором ( ¿Г ), суммарных площадей на роторе и статоре ( Р ), объемного расхода ( <3. ), так, для нкдкости, подчиняющейся степенному закону ( у^о «= 6,31-Ю3 Па, т - 0,68 - раствор СКИ-3 в трансформаторном ¡.¡золе),-и обрабатываемой в РПА при 0.=,

0,12 ¡Р/ч, ¿Г =1,2 мм, £ а. Ч,19.10~Ч м2 и п- =3000 об/шн, ^,59Л0б кДз/м3.

Для турбулентного резша работы РПА величина плотноог ги энергии ыогет быть вычислена из зависимости

» 0,125-Т2^ , где<^о - диаметр ротора. В работе приведены такаа зависимости для приближенной оценки Е"'^ для тайих распространенных; смесителей как роторные .и валковые. •'

Предложенные, 'зависимости. для расиста величины 2Г выполнены, как и большинство методов расчета' оборудования, для однофазных .систем, тем яе,'ме.:ее наиболее важные с практической точки 'ерениа результаты по модификации полимеров гюгут,- быть- получены.именно на их омесязс, так.как в подобных ойстймахреализуются процессы-прививки, синтеза и др. При.обработке д^/хфаэаых сиотем б'силу'различных реологических свойств' фаз- в иих будут--рь-виваться различные напрязения и деформации сдвига И величины Гу' будут различными..Поэтому, были предложены общие'зависимости для расчета величин в двухфазных системах». Согласно схеме расчета-(рис .2) две ньютоновские жидкости с вязкостями

и помещены между плоскопараллельными пластинами,

одна из который'неподвижна," а другая движется со скоростью и1 } 1-1 и П-П - границы раздела сред, условия, равенства напряжений на которых имеют вид

Схема расчета критерия ~ а' ^для^двухфазных систем

-ет— 2Г

газ:

6--2.Г-*

I'

Рис .2 „т ... „I

Ъ = сг

- г 3 Г, - С,

(I)

(2) .

Уравнение (I) в случае ньетоиовских-жидкостей прнни-мает вид

и 1 '-> гг .

, • 2-е

. Преобразования приводят к следующему выражению для расчета критерия -

ТТ- К:Уг> ; " где К - К^ + Ка + X

5 , г „ Тгз

СС.+Г -I

х-г

5 1

Здесь ;

^ ' Г > О Г

Полученные зависимости позволяют рассчитать величину в каждой из фаз.

1

хч-

технология получения шпозида шодон

АКТИВИРУЮЩЕГО СИЕШЕШИ

Композиции на основе эпоксидных смол с карбоксилатиьши каучуками

В работах, проведенных другими исследователями, установлено влияние концентрации каучука, вида отверди-теля, условий разбавления на структуру и свойства эпокси-каучуков юс композиций и показана принципиальная возмог-ность проведения хишческого взаимодействия между коыпо-невтаия под действием механических сил. В данной работе била уоотеалене задача установить количественную связь : иеаду эффективностью внешнего воздействия на материал, уоловияи:! протекания химического' взаимодействия и свой- ■ стваш получаемых* композиций* ■

Варьируя величиной Vq при обработке смесей с различны»! соотношением компонентов} анализировали ИК-спектри продуктов к лх физико-механические сво-йс^ва» Установлено, 'что для сиеоей с.различным соо'тиовением.СЩ-Ю КТР¡ЭД-20 хш,шческое/взаимодействие иекду .ко ыпойенташ'-происходи при достижении ¡величиной Tg' определенного', значения, '■ las, lüt-oneKip.u ciioca'ОЩ-Ю'iBB »аЦэ (X0»SÖ>, получен-' ной при величине' ~ (25*30)*106 .кДк/u3 Свидетельствуют об "отсугртрии-. хишческого ■'взаимодействия ыезду '.компонентами, а'стайгтЬуяецао& при ' l'¡f (35-<J íO-TO' 0 вДк/м3 -об его.протекании. В таол. I.приведены значения'оптимальных величин^критерия;'ttf* '.-щй компоеищМ-с различны« содергашгеи каучука» а'-в табл. 2 - ф.'зшщ-ыеханическио и эксплуатационные показатели композиций с соотношением компонентов 50:50, полученные различными способами, здесь se для сравнения приведены дэнние о свойствах сиесей, полученных предварительной реакцией этерйфнкации (длительный прогрев предварительно перемешанных компонентов), в процессе которой реализуются химические взаимодействия меиду компонентами. '

Оптимальные величины критерия различного состава

Таблица I 'У для композиций

Состав композиций (содержание каучука), %

Диапазон оптимальныхззнач&ний критерия Г¡5" , кДчЛг .10

ЭД-20+СКН-10 НХР ЭД-20+СКД-КТРА

10 35-38 36-39

20 39-41 - 40-42

30 «|2-«Л 43-45

40 45-47 45-48

50. 47-49 : «»8-50 .

. Таблица 2

Физико-механические и эксплуатационные показатели композиций, полученных различными способами

Показатели

"ростов А.сие» смешение, шение

Этери-фикация

Прочность при разрыве, Относительное »удлинение, % Адгезионная прочность, МПа

М 10 м

5а 12,2

»,2 «б Н,5

Пользуясь методикой расчета РИА и.знвя трейувмую величину | можно раббчитать рациональные техноло-

гические режимы процесса., Полученные данные легли в оонову способа получения.композиций (заявха на патент Р4 Ш 50ЧЭЧ91/05 от 22.05.92) и устройства для его реализации (заЛвка на патент РФ ш 5043511 от 22.05.92), представляющего комбинированный РПА со статическим смесителей. Технологическая схема приготовления композиций (рио.Э) внедрена на опытном производстве ГПНИИОКа им. С.В.Лебедева. Получены материалы о улучиеннымй в Эт5 раз характеристиками по сравнение с обычной иеханичеокой смесью»

Технологическая схема процесса приготовления ____эд)1КСИка*яз1гко'выХ',-ж)АШоа11Ци а--*

А аГ7=>,

I - расходные ёмкости | 2 - статический смеситель ^ 3 - РПА»** - гидросистема

-.'Л': . Рис.Э

V. А.

Модификация полииэопрена в растворе

В настоящее время в шинной промышленности широко •иопольэувт модификаторы, позволяющие улучШт качеотво резиновых ОМвоей» В, олучар примейения.нйзковяэких хаучу- -.< ков или их растворов ойбтеыа "каучук-цодификаюр* пред-, отавл'яет омесь яву» ?шдвдотё0' о различной^вязкостью, реагирующих, иедду собой, при определенных усло'вкязс» Примером хакЬй оиртечн являйся .раозвор иаопренового. каучука СКИ-З в гекоане Ь оМедда о йа1рие8б0. оаЯЬв' * -нитрозодифенил- . амина. Подобная-'оиотем гредмавдям собрй омесь двух химически-взаимодействующих орйд»: Однако. гтчшесо отличается большой длительность»« Рв]рвые Ориентировочные опыты по обработке данной системы в РИА, проведенные совместно о ГПНИИОКом, показали возможйбсп ускорения процесса в 3-5 . раз»' • ,. .. ;; . : ;'У:'/..■ ■

Регулирование молекулярной массы и МИР каучуков

В ряде случаев в процессе оинтеза не удается добиться необходимого сочетания Ш и ЫЖР» На примере ряда выосо-молекулярных каучуков.была показана возможность.регулируе-

иого изменения МИР. Основу такого регулирования состав-, ■ лям корреляция между ММ, 1ЕЛР и "Су , а такке методы количественного определения величин и с у для 'конкретного оборудования. Расчет ММР проводили с помощью ' универсальной калибровочной зависимости для обсчета результатов гель-хроматогра$ии.

Композиции на основе смесей высоковязких полимеров :

~ Концентрация требуемого количества энергии в материале и ее рациональное использование необходимо и при создании смесей, в условиях отсутствия ыеханохимичеоких превращений. В таких системах требуетоя, кеч правило* обеспе--' чить высокий уровень дисперсности одного компонента в сре-;Хе другого. В качестве примеров подобных процессов, практическая реализация ко'торых была ооущеотвл^ена автором, : г.ледует назвать получение» оилоксановых композиций на . валковых машинах способом предельного, наполнения | апоксноилоксановых композиций на в1! л ко в юс машинах (модификация метода предельного яа.^лнения)§ композиций поли- • этилена о каучуками (диспергирование одного воыпонента -в среде другого в специальной приставке к экотрудеру в вцде отатичеокого смесителя)« . •

Последний процесс внедрен-иа опытной заводе Института прикладной химии Академии наук Китая для улучшения ■ свойств композиций (полиэтилен - 955^ > буткякаучук - 3О» применяемых в кабельной промышленности. :

7;: - в и з о д ы . '

I. Предложены представления об 'активируэдем суепении как способе получения полимерных композиционных материалов, в ходе которого энергия, сообщаемая сЕотвме,.наряду о увеличением поверхности раздела либо инициирует химические взаимодействия мезду компонентами, не проявляющиеся в других условиях (получение композиций о новыми свойствами), либо-увеличивает.скорооть химических вэаииодей- . ствий (создание высокопроизводительных процессов)«

2. Разработан критерий эффективности процесса активирующего смешения, характеризующий условия подвода энергии к полимерной системе рабочими органами оборудования и представляющий по физическому смыслу плотность энергии деформирования (произведение величин напряжения и деформации одвига ).

3. Устанавливая зависимость критериев механодест-рукции'от величины и величины интенсивности деформационного воздействия Гу можно получить для данного материала корреляционную зависимость, инвариантную относительно режимов переработки, и определить значение ту" , при котором возможно начало процесса химических превраще-

; НИЙ. ' . •"

4. Разработаны методы расчета Г у для ламинарного и турбулентного в уоловиях автоколебании режимов обработки ниэховязких омеоей в роторно-пульоационных аппаратах, валковых и роторных омеоителей, ламинарного-течения двухфазных ньютоновских и неныотоновоких оред между плоскопарал-

■ дельными пластинами» Денные методы позволили* связать плот-ноогь энергиидеформирования е-технологическими режимами переработки и конструктивными параметрами,оборудования.

5. Разработан. новнй опобоб .по^' «ениледгезивов-на оонове ниэкомолекулярного -карооксилатного каучука!- и эпоксидной оиоЛы а различныи ооргношением олигомеров, заключающейся в офраЯоткё оме« в ромрио-пудьоационной аппарат те в диапазоне ;плотнорт<. л энергии деформирования Г^а

« (35^50кДж/м. Получены композь^яи .с улучшенными в 3-5 раз характеристиками по сравнение с обычной механической смес.ьв. Способ реализован на опытном ааводе ГПНИШКа им. С.Лебедева4

6.--Предложена новая конструкция роторно-пульсацион- _ ного аппарата» состоящая из статического и динамического смесителей,» реализующая наряду о высокой степенью гомогенизации и диспергирования низковязких сред, концентрацию значительного количества энергии и .ее рациональное использование в рабочем объеме аппарата. Конструкция обеспечи-

веет высокую производительность и быструю переналадку при изменении соотноиения смешиваемых компонентов или их числа.

7. Подтверлдена целесообразность применения активирую-, щего смешения для проведения процессов модифицирования, полиизопрена в растворе специальными добавками низкомолекулярных веществ, регулирования молекулярной массы и шле-кулярномассового распределения полимеров. На заводе Кисти- . тута прикладной химии Академии наук Китая внедрены способ н : устройство для модификации свойств композиций пластмасс о -каучукаыи, применяемых в кабельной промышленности, что позволило реализовать высокую гомогенность смеси и дисперо-лость одного компонента в среде другого,

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах«

1. Усеико В «В., Клоцунг Б.А.* Смирнов БЛ., Бритов -В.П., Получение эпоксикаучуковых композиций в роторно-пульсационных аппаратах //Смеси полимаров. Тез.докл. П ' Всес.конф.- Казань, 1990. - O.I67•',*

2. Катуркин H.H., Уоонко J.B., Бритов В.П» Получение эпоксисялоксановых композиций иетодом ¿шспергйруодего оыо-иения. Там se.-C.90«

* 'т • ■ • •

3. Перспективы создания технологи» получения и обработки каучукоз в роторно-пульоационных аппаратах /Богда- . нов В .В., Клоцунг S.A*» Бригов В.П. я др. В kh.i Перойео-тивные направления химйи я химической технология, Л.1 Химия, 1991, с«63-70«

Ч* Бритов В.П., Смирнов 1Г*Я., Клоцунг Б.А., Богданов В.В. Расчет параметров активирующего смешения в ротор-нотпульсрционных аппаратах //Цатеметйчеокое моделирование в процессах производства я переработка полимерных материалов. Тез .докл. Ш научно-техн.кон'ф. - Пермь¿ 1992, 0.8-9«- .

5. Бритов В.П,, Убенко В#В*/Богданов.В«В. Яолучение композиций эпоксидных смол о олигомерными варбоксилатнымн каучуками методом активирующего смешения У/Плаотмасоы со специальными свойствами. Материалы йаучно-техн'.сеиияёра, СПб ЛДНП, - СПб, 1992, С.«Ю-«»3.

б. Богданов В.В», Бритов В.П. Теоретические основы технологии активирующего смешения полимеров/ТПереработка полеиерных материалов в изделия. Тез.докл.Всероссийской конф. Ижевск, 1993» 0.51-52.

По материалам работы поданы заявки на патенты РФ. Заявка на пагенгРФ» ММ В29В. Способ получения шоке и каучуковых композиций/В»М.Антонов, В.В.Богданов, Б *П«Бритов, В.В.Уоенко. - /й 50*0491/05» заяьл.22.05.1992.

Заявка на полент РФ, МКН Е01К1. Роторно-пульоационныи аппарат/В .В .Богданов 4 В«П*Бритов> В.В.Ким, Б.А.Клоцунг, В.Л.Омйрй08» ка.агуриа. - 5043511/26, ааевй* 22*05*1992*

14.12.93х\ Зак 283-50 РШ Ж СИНТЕЗ ■ Московский пр. 26