Технология введения пластификатора в смесь

Перед применением пластификатор растворяют в растворителе. Например, синтетический каучук в виде мелко нарезанных кусочков растворяют в бензине. Готовить раствор следует очень тщательно в хорошо промытой таре. Растворение пластификатора должно быть по возможности полным. Для предотвращения попадания в замешенную смесь мельчайших нерастворившихся кусочков пластификатора раствор фильтруют через ватный тампон и марлю, сложенную в несколько слоев. Приготовленный раствор контролируют на концентрацию и зольность. Если концентрация раствора отличается от заданной, раствор разбавляют бензином. Количество добавляемого бензина можно определить по формуле

где В — количество бензина, л;

V — количество раствора синтетического каучука в бензине, которое надо разбавить, л;

b — содержание каучука в первоначальном растворе, %;

а — содержание каучука в растворе, который требуется получить, %.

Процесс смешения порошка смеси с пластификатором, называемый замешиванием, проводят либо вручную на металлическом противне перелопачиванием, либо в механических смесителях, либо на вращающихся обогреваемых изнутри стальных вальцах.

Последний способ в основном применяют для введения в смесь парафина или воска. Аппаратом для замешивания смесей служит вальцовый смеситель. Основные части его — стальные обогреваемые паром вальцы, приводимые во вращение электродвигателем через систему передач. Передача устроена так, что один валок вращается быстрее другого. Один из валков как бы поддерживает смесь, другой переносит ее в зазор между валками, равный 1 мм, что облегчает гомогенизацию материала.

В результате обработки на валках, нагретых до 70— 80° С, частицы исходной порошковой смеси всесторонне промазываются и склеиваются пластификатором. При дальнейшей обработке проката на валках смесь начинает стекать с валков тонкими струйками, которые вытягиваются и застывают в виде нитей, образующих своеобразную «вату». Нити протираются через мелкие сита, в результате чего получается сыпучий, хорошо прессующийся порошок. Угол естественного откоса при свободной засыпке такого порошка не превышает 36°.

Описанный способ позволяет получать смеси с равномерным распределением пластификатора, дающие после прессования прочные и плотные заготовки. Эти смеси можно с успехом использовать для изготовления пластифицированных заготовок в виде тонкого листа или ленты.

Однако приготовление смеси на валках не получило широкого применения из-за небольшой производительности процесса и больших потерь смеси во время замешивания.

При замешивании смеси с раствором синтетического каучука необходимо очень тщательно следить за качеством перемешивания, концентрацией и количеством раствора. Так, при замешивании вручную концентрация синтетического каучука в бензине составляет 4—5%, а количество раствора 200—250 см3 на 1 кг смеси. При механическом замешивании смесей концентрация синтетического каучука в бензине находится в пределах 7,0—8,5%, количество раствора на 1 кг смеси 120—150 см3.



Для замешивания смеси механическим способом применяют смесители, представляющие собой цилиндрический сосуд из нержавеющей стали, внутри которого находится двойной стальной шнек, с помощью которого производится перемешивание. В сосуде имеется вентиляционный отвод для удаления паров бензина из смеси. Раствор из воронки сливается через отверстие в верхней крышке смесителя. Через люк, расположенный в нижней части смесителя, замешенная смесь выгружается из смесителя на противень для сушки. Помимо смесителей указанной конструкции, применяют двухъярусные смесители, состоящие из двух сообщающихся смесителей, со шнеками.

В двухъярусных смесителях совмещены процессы замешивания и сушки смеси, что позволяет повысить производительность и высвободить дополнительные производственные площади, ликвидировав сушильные шкафы. Однако эти смесители не нашли широкого применения в твердосплавной промышленности из-за неудобства их чистки и дополнительного измельчения смеси при разрушении конгломератов во время непрерывного, длительного трения о шнек.

Чтобы приготовить смесь высокого качества, необходимо исключить загрязнение исходных компонентов смеси. Для этого перед замешиванием смеси смеситель и сливную воронку для раствора каучука тщательно очищают и промывают бензином. В сосуд-воронку заливают требуемое количество раствора синтетического каучука. Порцию смеси засыпают в смеситель, крышку смесителя закрывают и включают мотор. Через отверстие воронки раствор каучука тонкой струйкой подается в смеситель через отверстие в его крышке. При подаче раствора смесь непрерывно перемешивают. После слива всего раствора шнек продолжает еще некоторое время вращаться. После этого открывают нижний люк смесителя, замешенная смесь высыпается на противень и, распределяясь по нему равномерным слоем, поступает на сушку в паровой шкаф. Поскольку механический смеситель снабжен вентиляционным отсосом, через который интенсивно удаляются пары бензина, замешенная смесь уже несколько подсыхает в смесителе и не нуждается в сушке в вытяжном шкафу. Выгруженная из смесителя смесь представляет собой слегка увлажненные липкие комки, которые требуют подсушки лишь в паровом шкафу в течение сравнительно короткого времени.

Смесь сушат в паровом шкафу с полочным обогревом при температуре 70—90° С. Во время сушки смесь перемешивают с целью лучшего и более быстрого ее просы-хания. Высушенную смесь просевают через сетку и помещают в бачки с плотно прикрывающимися крышками для предотвращения загрязнения.

Основной недостаток операции замешивания — нагрев смеси во время сушки в паровом шкафу и просев нагретой смеси, которая подвергается воздействию воздушной атмосферы и окисляется.

Большой недостаток процесса замешивания смесей с пластификатором — также отсутствие надежных методов оценки качества замешенных смесей и по степени равномерности распределения пластификатора, и по качеству сушки.



Замешенная смесь без предварительной подготовки может прессоваться на гидравлических прессах. Для прессования на прессах-автоматах приготовленная смесь обладает недостаточной текучестью. Чтобы придать смеси нужную текучесть, ее подвергают грануляции. Существует несколько способов гранулирования смесей.

Гранулирование во вращающемся смесителе. Замешенную смесь помещают в смеситель (конусный или сигарообразный) и обрабатывают в нем в течение некоторого времени. При вращении смесь скатывается в гранулы шарообразной формы диаметром 0,5—3 мм. Гранулы рассевают по фракциям на вибрационном сите с набором различных сеток. Для прессования отбирают фракцию, состоящую из гранул размером от 0,5 до 1,5 мм. Более крупную фракцию гранул протирают через сито и добавляют к последующей партии смеси, поступающей на грануляцию, Более мелкие гранулы, представляющие собой очень твердые комочки смеси, выводят из процесса в отходы.

Недостатки указанного способа грануляции: значительное количество отходов, большая твердость гранул, для прессования которых требуются большие давления, привели к замене его другими методами.

Последовательный рассев замешенной смеси на вибрационном сите через сетки с различной частотой отверстий. В этом случае смесь под действием вибрации скатывается в комочки различной величины, которые обладают достаточно хорошей текучестью для заполнения гнезда прессформы.

Комочки смеси очень мягкие и хорошо уплотняются при прессовании, в связи с чем брак по «непропрессовке», а также крупные поры в изделиях, спрессованных из таких гранул, почти исключаются.

Указанный способ гранулирования не сопровождается образованием отходов в связи с тем, что та часть смеси, которая не используется как гранулы, присоединяется к следующей партии, поступающей на грануляцию

Данный способ грануляции имеет разновидности, при которых замешенную смесь перед гранулированием либо увлажняют бензином, либо предварительно брикетируют, а затем снова растирают. Брикетирование способствует некоторому упрочнению гранул, но не столь большому, чтобы вызвать «непропрессовку».

Все три способа позволяют получать гранулы, обеспечивающие изготовление качественных изделий при условии прессования на прессах-автоматах. В настоящее время в производственных условиях отдается предпочтение именно этому способу гранулирования.