Производство химических волокон (стр. 8 из 8)
Всего 286,74
Поликапроамид Формование 75,39
Полиамидирование 143,25
Всего 218,61
Отходы вытянутой нити перерабатываются в штапельные волокна, при этом теряется 15% отходов и получается штапельного волокна:
G11 = 293,74 · 0,85 = 249,64кг
Отходы невытянутых нитей и отходы полимера составляют:
G12 == 286,74 + 218,64 = 505,38кг
Эти отходы подвергаются деполиамидированию (щелочному расщеплению), 30% отходов теряется.
Регенерируется капролактама (возвращаемого в производство):
G13 = 505,38 · 0,7 = 353,76кг
Воды после экстракции крошки, поступающие на вакуум-выпарку, содержат 399,97кг капролактама.
При регенерации теряется 15% мономера.
Следовательно, возвращается в производство капролактама:
G14 = 399,97 · 0,85 = 340,00кг
Всего возвращается в производство в виде штапельного волокна и капролактама:
G15 = 249,64 + 353,76 + 340,00 = 943,40кг
Таким образом, расход капролактама на 1кг нити с учетом использования отходов составляет:
кгРасчет числа прядильных машин.
При расчете необходимого числа прядильных машин для капроновых нитей принимаем:
Скорость формования υ, м/мин 860
Число формуемых нитей n 112
Масса нити на бобине, кг 1,5
Кратность вытяжения, М 3,6
КПД машин η 0,9
Линейная плотность сформированной нити Т0равна:
где Т0и Т - линейная плотность нити до и после вытяжения (текс),
К = 0,9 - суммарный коэффициент, учитывающий содержание влаги и замасливателя в готовой нити и низкомолекулярных соединений в невытянутом и готовом волокне, а так же усадку нити при отделке.
Суточная производительность одного прядильного места составляет:
Производительность одной прядильной машины равна:
Для производства 10000кг нити (с учетом 11,3% отходов, образующихся на всех последующих стадиях технологического процесса переработки сформированной нити, а так же содержания влаги и замасливателя в готовой нити - всегда 10%) необходимо получить невытянутой нити:
Следовательно, число необходимых прядильных машин составляет:
С учетом резерва на случай ремонта следует иметь 8 прядильных машин.
Из полученных данных построим график зависимости производительности прядильной машины от плотности.
График 4 - график зависимости G12=f (To)
Расчет числа крутильно-вытяжных машин для капронового волокна.
Для этого расчет принимаем:
Число веретен на машине n 164
Частота вращения веретена, об/мин 4500 - 8000
Скорость вытянутой нити V, м/мин 360
КПД машины η 0,9
Продолжительность работы машины
в сутки τ, ч 21
Производительность одной крутильно-вытяжной машины составляет:
Масса нити, подлежащей вытягиванию с учетом 2% несортной продукции (скрытый брак) равна:
Число крутильно-вытяжных машин составляет:
Необходимое число крутильно-вытяжных машин для капроновых нитей составляет 45.
На основании полученных данных построим график зависимости производительности крутильно-вытяжной машины от скорости вытягивания капроновой нити.
График 5 - график зависимости G15=f (V)
Заключение
Формование волокон представляет собой процесс экструзии (продавливания) расплава или раствора полимера через металлическую пластину, имеющих ряд симметрично расположенных отверстий малого диаметра, в результате чего образуется жидкие полимерные струи. Последующая обработка струй включает вытяжку расплава, охлаждение и холодную вытяжку. Диаметр полученных волокон значительно меньше диаметра струй. Волокна являются анизотропными (макромолекулы полимера ориентированы вдоль оси вытяжки),
Полиамидные волокна, а именно капроновое волокно обладают комплексом ценных свойств, определяющих целесообразность и необходимость их широкого использования для изготовления разнообразных изделий.
Капрон - очень прочное вещество т.к практически полностью оказывается кристаллическим. Это достигается за счет вытягивания и одновременного охлаждения выходящего экструдера (продукта формования) в виде нескольких струей (волокон). Затем не полностью остывшие волокна подвергают продольной вытяжке путем намотки на тянущиеся барабаны, при этом их диаметр уменьшается в 10 - 15 раз, что приводит к усилению нитей за чет кристаллизации.
Эластичность капрона намного выше шелка. Но капроновое волокно характеризуется сравнительно невысокой гигроскопичностью, так, же обладают наиболее высокой устойчивостью к истиранию, превосходя по этому параметру другие волокна. Капрон обладает стойкостью к действию микроорганизмов (гниению), но недостаточно стойки в условиях тропиков. Кроме того, волокно не стойко к щелочам и концентрированным минеральным кислотам.
К недостатком капронового волокна можно отнести:
Низкий модуль эластичности. Полиамидные волокна и капрон в частности имеют значительно меньший модуль, чем другие химические волокна.
Пониженная сцепляемость. Из-за чрезмерной гладкости волокон и обусловлена их пониженная сцепляемость их с другими волокнами. В результате высокой прочности и высокой устойчивости к истиранию, эти нити не обрываются, а скатываются на поверхности ткани в шарики, что ухудшает внешний вид изделия. Повышенной гладкостью полиамидных нитей объясняется также и частный спуск петель в чулках и других трикотажных изделиях, а так же неприятный блеск этих изделий (для уменьшения гладкости волокон их обрабатывают кислотами).
Изделия из капрона, и в сочетании с капроном, стали уже обычными в нашем быту. Из капроновых нитей шьют одежду, которая стоит намного дешевле, чем одежда из натуральных природных материалов. Из капрона делают рыболовные сети, леску, фильтровальные материалы, кордную ткань. Из кордной ткани делают каркасы авто - и авиапокрышек.
Список литературы
1. Ермилов А.С., − Теоретические основы процессов получения и переработки полимерных материалов: урс лекций/ А.С. Ермилов. - Пермь: Изд-во Перм. гос. Техн. ун-та, 2009. - 159с.
2. Тадмор З., Гогос К., − Теоретические основы переработки полимеров. Пер. с англ. - М.: "Химия", 1984. - 632 с., ил. - Нью-Йорк. 1979.
3. Торнер Р.В., − Основные процессы переработки полимеров. - М.: "Химия", 1972. - 452 с., ил.
4. Роговин З.А., − Основы химии и технологии химических волокон. Т II. Изд.4-е, перераб. и доп. М.: Химия, 1974. - 344 с., ил.
5. Технология производства химических волокон: Учебник для техникумов. - 3-е изд., пераб. и доп. / А.Н. Ряузов., В.А. Груздев и др. - М.: Химия, 1980. - 448 с., ил.
6. Николаев А.Ф., − Синтетические полимеры и пластические массы на их основе, Ленинградское отделение, "Химия", 1966. - 768 с., ил.
7. Пырков Л.М., − Химические волокна. - М.: Наука, 1969. - 174 с., ил.
8. Энциклопедия полимеров. Ред. Коллегия: В.А. Каргин (глав. ред) Т.1 - М.: "Советская Энциклопедия", 1972. - 1224с., ил.
9. Энциклопедия полимеров. Ред. Коллегия: В.А. Кабанов (глав. ред) Т.2 - М., "Советская Энциклопедия", 1974. - 1082с., ил.
10. Яхно О.М., Дубовицкий В.Ф., − Основы реологии полимеров. - Киев: "Вища школа", 1976. - 186 с.
11. http://ru. wikipedia.org/wiki