Устройство для виброобработки полимерных смол Советский патент 1982 года по МПК B29B1/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИБРООБРАБОТКИ ПОЛИМЕРНЫХ СМОЛ

1

Изобретение относится к переработке полимерных материалов и может быть использовано в химической промышленности при производстве антикоррозионных работ.

Известно устройство для виброобработки полимеров, выполненное в виде приставки к экструдеру, содержащей дорн и образующую с ним кольцевой зазор втулку, смонтированную с возможностью круговых колебаний от кулачкового механизма с силовым замыканием, лабиринтное уплотнение. При подводе вибрационных импульсов полимеры испытывают периодическое сдвиговое деформирование, в результате чего наблюдается ускорение механических релаксационных процессов, связанное с разрущением и перестройкой структурных связей Ускорение механических релаксационных явлений значительно интенсифицирует процесс формования, снижает внутренние напряжения, способствует более полной высокоэластической усадке, снижает анизотропию свойств в готовых изделиях 1 .

Недостатком известного устройства является то, что оно сложно по конструкции и позволяет проводить виброобработку расплавов полимеров лишь по определенному ре

жиму - сдвиговые колебания сообщаются полимеру в течение очень короткого времени, ограниченного скоростью протекания расплава через ячейку (кольцевой зазор), в которой проводится виброобработка, и, та КИМ образом, отсутствует возможность накладывать сдвиговые деформации в течение более продолжительного времени. Кроме того, проявляющийся при этом виброреологический эффект обнаруживается лищь в мо10 мент вибродействия.

Ближайщим по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для виброобработки полимерных смол, содержащее основание, вибровозбудитель и закрепленную на нем

камеру с лопастями. В результате виброобработки эпоксидной смолы, например, в течение двух часов происходит разрушение исходной надмолекулярной структуры (характеризующееся снижением вязкости смолы), а после прекращения воздействия наблюдается в течение 2-х часов ее восстановление. Процесс тиксотропного разрущениявосстановления структурных связей в олигомерах при вибрационном воздействии сопровождается повышением упорядоченности и регулярности структуры ассоциатов, что в конечном итоге приводит к улучшению физико-механических свойств полимера. Ускоряется процесс отверждения смол, увеличивается степень отверждения и модуль упругости сшитых полимеров (2). Недостатками известного устройства являются большая длительность вибровоздействия, в ходе которого удается достичь положительного эффекта, а также незначительный период времени после обработки, в течение которого олигомеры восстанавливают исходную структуру, так как периодическое сдвиговое деформирование проявляется при работе устройства лишь как побочный процесс и концентрируется в тонком слое, примыкающем к вибрирующей поверхности. В остальной толщине олигомера, много большей толщины пограничного слоя, происходит интенсивное затухание колебаний. Поэтому такое вибровоздействие малоэффективно. Цель изобретения - улучшение физикохимических свойств эпоксидных олигомеров И увеличение периода их активного, состояния после виброобработки. Достигается указанная цель тем, что в устройстве для виброобработки полимерных смол, содержащем основание, вибровозбудитель и закрепленную из нем камеру с лопастями, лопасти выполнены в виде вертикально расположенных и жестко связанных с основанием неподвижных перегородок и размещенных между ними с образованием рабочих зазоров для сдвиговой деформации смолы подвижных перегородок, которые закреплены на камере. Наиболее эффективная обработка смолы происходит при амплитуде виброскорости подвижных пластин 0,4-1,5 и частоте до 100 Гц. Разрушение исходной надмолекулярной структуры эпоксидных олигомеров при подобного рода воздействии происходит при 20С в течение 10 мин. После прекращения периодического деформирования наблюдается постепенное (в течение более чем 10 сут.) восстановление структурных связей. Процесс разрушения структуры олй гомерор приводит в конечном итоге к сни-: жению времени их отверждения, к улучшению структуры сшитого полимера и его физико-механических свойств. На чертеже представлено предлагаемое устройство, общий вид. Устройство содержит основание 1, вибро возбудитель 2 и закрепленную на нем камеру 3 с лопастями, выполненными в виде вертикально расположенных и жестко связанных с основанием 1 неподвижных перегородок 4 и размещенных между ними с образованием рабочих зазоров 5, составляющих 1-8 мм для сдвиговой деформации смолы, подвижных перегородок 6, которые закреплены на камере 3. Подвижные перегороДки 6 имеют отверстия 7 для свободного пере текания смолы. Устройство работает следующим образом. Подвергаемая обработке смола заливаётся в камеру 3, и в зазор между подвижными перегородками 6 устанавливаются неподвижные перегородки 4, соединенные общей связью. При работе вибровозбудителя 2 происходит осциллирующее перемещение перегородок друг относительно друга. Для полной реализации обнаруженного эффекта параметры воздействия подбираются так, чтобы после периодических деформаций по всему объему было практически одНородным (отсутствовало затухание колебаний), а периодические сдвиговые деформации носили необратимый характер. Первое условие достигается в том случае, когда толщина слоя обрабатываемой смолы (рабочий зазор) в направлении распространения колебаний много меньше длины волны, а второе условие - при продолжительности цикла колебаний, существенно меньшей характерного времени релаксции полимера. Оба указанных условия реализуются при использовании низкочастотных колебаний большой амплитуды. Пример. Обработка эпоксидно-сланцевой смолы ЭИС- проводится при виброчастоте 20 Гц, амплитуде 6 мм и величине зазора между осциллирующими поверхностями пластин 3 мм. В этих условиях время обработки составляет 10 мин, а время возврата структуры олигомеров в исходное состояние -20 сут. Использование предлагаемого устройства для модификации эпоксидных смол обеспечивает по сравнению с известными воз можность значительно сократить время обработки эпоксидных композиций и, тем самым, уменьшить энергозатраты; продлить время, в течение которого подвергнутые обработке эпоксидные олигомеры сохраняют впоследствии способность к образованию сшитых полимеров с улучшенными физикомеханическими показателями. Предлагаемое устройство, кроме того, является просты в осуществлении. Формула изобретения Устройство для виброобработки полимерных смол, содержащее основание, вибровозбудитель и закрепленную иа нем камеру с лопастями, отличающееся тем, что, с целью улучшения физико-химических свойств эпоксидных олигомеров и увеличения периода их активного состояния после виброобработки, лопасти выполнены в виде вертикально ,| асположенных и жестко связанных с осноЬанием неподвижных перегородок и размешенных между ними с образованием рабочих зазоров для сдвиговой деформации смолы подвижных перегородок, которые закреплены на камере.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Там же, с. 41 (прототип).