Технологічні основи переробки поліаміду методом лиття під тиском на ТзОВ «Ламела».
Автор: Білинський Юрій Данилович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Хімічні технології переробки полімерних та композиційних матеріалів
Інститут: Інститут хімії та хімічних технологій
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2022-2023 н.р.
Мова захисту: англійська
Анотація: Все більшої популярності для промислового використання в нас час набирають вироби на основі полімерних композитів, використання яких дозволяє зменшити масу виробу не зменшуючи його експлуатаційних характеристик. Сучасні методи переробки дозволяють виготовляти деталі в великих масштабах та високої якості з дотриманням усіх вимог, які ставляться до деталей. Найбільш широко використовується в промисловості для виготовлення конструктивних деталей з високими технологічними параметрами – поліамід, який володіє значними механічними властивостями, які подекуди переважають над металом. Також характеризується значно меншою питомою масою, ніж металева сировина. Проте поліаміди мають один суттєвий недолік порівняно з іншими полімерами ряду поліолефінів – відносно високе вологопоглинання, яке зменшує властивості полімеру. Воно викликане особливістю структури полімеру, яка є полярною та легко піддається впливу вологи. Проте використанням наповнювачів, зміною компонентів полімеризації можна зменшити даний ефект до мінімуму. Серед основних чинників, що обмежують широке впровадження поліаміду у виробництво полімерних виробів є їх висока вартість близько 3 $/кг [4]. Для зменшення вартості поліамідних виробів та модифікації їх властивостей часто додають різноманітні наповнювачі та скловолокна, які зменшують частку чистої сировини в кінцевому продукті, тим самим зменшують вартість виробу. Об’єкт дослідження: Технологія переробки поліаміду методом лиття під тиском на основі ТзОВ «Ламела». Предмет дослідження: технологічні особливості процесу переробки поліамідів методом лиття під тиском, дослідження впливу вологи на пара метри 6 виробів, аналіз техніко-механічних показників чистого полімеру, особливості проектування технологічного оснащення, виробу обладнання та розрахунку техноко-економічних показників. Мета дослідження: Розробити технологічні основи переробки поліаміду методом лиття під тиском на ТзОВ «Ламела». У магістерській кваліфікаційній роботі у літературному огляді описано особливості одержання, властивості, перероблення та застосування поліамідів. Особливу увагу приділено розгляду взаємозв’язків умов сушіння, вмісту вологи та фізико-механічних параметрів поліамідних матеріалів, вплив різноманітних чинників на структуру та властивості виробів на основі поліаміду. У першому розділі висвітлено огляд літературних джерел. Вказано переваги та недоліки виробів з поліамід у. Наведено дослідження про вплив вмісту вологи на якість отримуваних виробів та вплив характеру повторного сушіння на механічні характеристики сировини. Описано галузі використання поліамідних виробів. Наведено вплив термічної та гідролітичної деградації на кінцеві параметри виробу. У другому розділі проаналізовано потенційні вимоги до виробу «Ролик» та встановлено базові вимоги до продукту. Обрано матеріал для виготовлення одиниці продукції – ПА6-Л-211/311 та вказано його параметри в порівнянні з можливими аналогами. Відповідно до умов експлуатації готового виробу ставляться такі вимоги: ? Поверхня виробів не повинна містити здуттів, тріщин та раковин для чого було описано можливі дефекти, які виникають при виготовленні виробів литтям під тиском та наведено способи усунення браку; ? Твердість виробу повинна становити не менше 100 од.; ? Руйнівне напруження на розтяг повинно бути не менше 75 МПа; ? Виріб повинен бути стійким до впливу органічних речовин; Описано характеристики та структуру вибраного полімеру, як сировини відповідно і характеристики виробу. 7 Описано можливі методи переробки поліамідів (лиття під тиском, екструзія, видувне формування та ротаційне формування) Для виконання поставлених вимог підходить лише метод лиття під тиском, оскільки інші методи не дозволяють сформувати виріб складної будови та не є економічно вигідними для формування виробів малої маси та великої кількості. Розроблено технологічну схему для виготовлення типового виробу «Ролик» враховуючи особливості переробки (чутливість сировини до вологи та невикористання відходів виробництва у технологічному процесі). Для виготовлення заданої кількості виробу 50 тис. шт. розраховано матеріальні потоки та втрати сировини на кожній стадії виготовлення та наведено відповідні розрахунки. Для виготовлення 50 000 од. продукції на рік масою 273,6 г з врахуванням витратного коефіцієнту, який включає в себе особливості методу переробки та особливості сировини і який відповідно становить 1,1923, потрібно 16,31 тон/рік сировини для отримання 13,68 тон готової продукції. Вибрано основне та допоміжне технологічне обладнання для виготовлення виробу «Ролик». Проведено розрахунки характеристик обладнання та його кількісті для виготовлення всього асортименту виробів. Обрано литтєву машину SSB SUN-200?48 з необхідними характеристиками. У третьому розділі розраховано конструктивні параметри форми та знаків для формування виробу «Ролик». Спроектовано типовий виріб «Ролик» з врахування всіх необхідних вимог та встановлено допуски для кожного розміру. Обрано тип та конструкцію литтєвої форми для промислового виробництва виробу. Обґрунтовано тип ливникової системи, розраховано оптимальну систему охолодження, яка забезпечить відповідне відведення тепла без затримок процесу та створення браку виробу. Обрано циліндричну сис тему виштовхування для автоматизації процесу виймання виробу з форми. Передбачено центруючі елементи форми для якісного змикання. Описано принцип роботи форми з наведенням відповідних елементів. 8 У четвертому розділі проаналізовано можливі ринки збуту виготовленої продукції, конкурентну спроможність виробів та ринок ресурсів. Розраховані витрати на оплату праці працівникам виробництва, а також витрати на енергоресурси, маркетинг та амортизаційні відрахування. Складено план виробництва та реалізації продукції. Розраховано необхідну суму інвестицій для впровадження виробництва. Встановлено собівартість типового виробу «Ролик». У даному авторефераті було коротко описано магістерську кваліфікаційну роботу, завданням якої було розроблення технологічних основ переробки поліаміду методом лиття під тиском на основі ТзОВ «Ламела». Проектування проводилось для типового виробу «Ролик» з поліаміду марки ПА6 -Л-211/311. Ключові слова: поліамід, лиття під тиском, сушіння, переробка, форма для лиття під тиском, пластифікація, властивості, модифікування, композити. Список використаних джерел та літератури: 1) H.F. Mark, Encyclopedia of Polymer Science and Technology, Third edition, Wiley-Interscience, 2004 - 9523 c.; 2) Stanyl, General Information, DSM, Heerlen, the Netherlands, 1995. 3) P. Schrijver-Rzymelka, Kunststoffe 89(7), 87–90 (1999) 4) Plast. Technol. Monthly. 46 (Oct. 2000).