СПОСОБ НАГРЕВА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ Советский патент 1972 года по МПК B29B13/08 

Изобретение касается нагрева различных веществ в осиовном высокомолекулярных соединений, имеющих малую величину коэффициента теплопроводности и малые диэлектрические потери.

Переработка полимеров, проводимая в шприцмашинах, литьевых машинах или способом прессования, требует их предварительного нагрева до определенной температуры. Для полимеризации, в частности, требуется нагрев до нескольких десятков или сотен градусов. При плохой теплопроводимости материала нагрев больших его объемов требует много времени, особенно если необходимо обеспечить больплую равномерность нагрева по объему. Трудность заключается в том, что нельзя создавать большие градиенты температуры на поверхности материала, так как происходит возгонка его с поверхности. Поэтому нагрев обычно производят в камерах, в которых поддерживается необходимая температура, и процесс выравнивания температуры по объему занимает нередко несколько суток.

Известен способ нагрева диэлектрических веществ путем введеиия в ннх жидкостей с большими потерями в сверхвысокочастотном диапазоне и помещения в поле высокой частоты.

сти нагрева больших объемов веществ, пропитывающие жидкости выбирают с температурой кипения, равной илп близкой к температуре, до которой иагревают вещества, преимущественно до температуры их плавления.

Сущность изобретения состоит в том, что диэ.1ектрик, подлежащий нагреву, предварительно пропитывается химически нейтральной для него жидкостью, хорошо поглощающей

высокочастотную энергию и имеющей температуру кипения, равную или близкую к температуре, до которой необходимо нагреть диэлектрик. В этом случае нагрев материала осуществляется за счет теплопередачи от ж.идкости и ее паров.

Пропитывание иолимеров можно легко осуществить, например, различными органическими жидкостями: углеводородами, спиртами, эфирами и т. д. Часть из них, например, этиловый спирт, циклогексанон и многие другие имеет достаточно высокие диэлектрические потери. Практически всегда можно подобрать такую жидкость нли смесь жидкостей, которая имеет необходимую температуру кипения и

легко пропитывает порошкообразный или предварительно сирессованный блок из полимера. Поскольку диэлектрические свойства указанных жидкостей не всегда известны, подбор подходящей жидкости можно осуществить

личества. Равномерность нагрева блоков полимера, пропитанных жидкостями, увеличивается за счет саморегулирования процесса: в местах, где жидкость испарилась, температура материала практически не повышается, так как потери в самом материале малы.

Предлагаемый способ нагрева можно проиллюстрировать следующим примером.

«Сухая заготовка, спрессованная нз порошка высокомолекулярного полиэтилена, имеющая диаметр около 100 мм н длину около 200 мм, должна быть нагрета до температуры 150-200°С с большой равномерностью. Эксперимент показал, что в полях даже порядка 500-800 ejcM (при мопдности генератора в 5 кет) нагрева материала не происходит в течение длительного времени. Нагрев в специальном резонаторе показал, что нужно создать напряженность порядка 2000 в/см, чтобы нагреть материал за 1 час 40 мин, при этом эквивалентная мощность составляет 20-30 кет. Ввиду плохой теплопроводности материала (она сравнима с теплопроводностью кварца) нагрев его в резонаторе происходит лишь в местах пучностей электрического поля, т. е. неравномерно.

В соответствии с предлагаемым способом заготовка была пропитана циклогексаноиом, имеющим температуру кипеиия 156,7°С. После такой пропитки заготовку помещали в высокочастотную камеру и нагревали ее всего за 15-20 мин, хотя напряженность ноля в камере не превышала 100 в/см. Нагрев пропитанного материала производился и в волноводном тракте. При этом время нагрева составляло всего 3-4 мин

мощности порядка

при 5 кет.

Равномерность нагрева более крупных заготовок можно повысить путем перемещения

или вращения их в камерах или трактах. Р1спаряющаяся жидкость может быть собрана и сконденсирована для многократного использования.

Применение даже нейтральных жидкостей может в некоторой степени изменить свойства (в основном диэлектрические) нагреваемого вещества в случае, если добавляемые жидкости не выпариваются полностью. Для ряда случаев применения такие изменения свойства могут оказаться несущественными, более того, добавление к химически нейтральным жидкостям в незначительных количествах (или их замена) химически активных жидкостей с больщими потерями может привести к

ноявлеиию у материалов новых олезных свойств.

Предмет изобретения

Способ нагрева диэлектрических веществ, в частности высокомолекулярных полимеров, путем введеиия в них жидкостей с больщими потерями в высокочастотном диапазоне и помещения в поле высокой частоты, отличающийся тем, что, с целью повыщения равномерности нагрева больших объемов веществ, пропитывающие жидкости выбирают с температурой кипения, равной или близкой к температуре, до которой нагревают вещества, преимущественно до температуры их плавления.