Введение к работе
Актуальпость проблемы. Развитие отраслей промышленности требует применения новых высокоэффективных конструкционных материалов. Одним из основных направлений в решении данной проблемы является получение и использование композиционных материалов на основе полимеров. При этом в качестве наполнителя предложено использовать порошки, получаемые из отходов производства в виде металлической стружки.
Несовершенство технологии и оборудования для получения высо-конаполненных композиционных материалов сдерживает интенсификацию технологического процесса и снижение затрат на их производство.
В этом отношении предложенная в диссертации безотходная энергосберегающая технология совмещенных процессов измельчения наполнителя и смешения компонентов металлополимерных композиций, а также разработка высокопроизводительного оборудования для получения металлического наполнителя путем переработки металлических стружечных отходов, является актуальной.
Диссертационная работа выполнялась в рамках межвузовских научных программ: "Перспективные материалы", 1997 г.; "Технологии автомобильного, тракторного и сельскохозяйственного машиностроения", 1997 г.; "Ресурсосберегающие технологии автомобильного и тракторного машиностроения", 1998 г.
Цель работы заключается в исследовании кинетики процесса диспергирования металлического наполнителя в среде олигомера, в разработке технологии и оборудования получения материалов на основе металлополимерных композиций, а также в изучении влияния конструктивных параметров вибровращательной мельницы и технологических факторов на физико-механические и структурные характеристики композиционных материалов.
Научная новизна работы заключается в следующем:
получено кинетическое уравнение процесса диспергирования металлических наполнителей в среде олигомера, позволяющее определять изменение содержания фракционного состава частиц наполнителя в зависимости от времени;
предложена методика определения критического числа оборотов барабана мельницы в процессе получения металлополимерной композиции с учетом вязкости среды и воздействия вибрации;
предложен технологический процесс получения композиционных материалов диспергированием наполнителя в среде связующего вибровращательным способом;
разработана инженерная методика, позволяющая по заданным прочностным характеристикам рассчитывать параметры технологического процесса производства композиционных материалов.
Практическая ценность результатов работы. Проведенные теоретические и экспериментальные исследования позволили разработать технологический процесс и конструкцию вибровращательной мельницы непрерывного действия, получить металлополимерные материалы с повышенными прочностными характеристиками.
Предложенная инженерная методика пригодна для проектирования высоконаполненных металлополимерных материалов с заданными прочностными характеристиками.
Основные результаты работы внедрены на ОАО НИИРТМаш, г. Тамбов и ОАО "Завод технологического оборудования", г. Тамбов
Апробация работы. Основные результаты диссертации доложены на: Международной научно-практической конференции, г. Донецк, УССР, 1997 г.; ежегодных научных конференциях ТГТУ, Тамбов, 1997, 1998, 1999, 2000 гг.; Международной конференции молодых ученых "Проблемы химии и химической технологии", г. Воронеж, 1998 г.; научно-технической конференции "Инженерное и информационное обеспечение экологической безопасности в Тамбовской области," г. Тамбов, 1998 г.
По теме диссертационной работы автор принимал участие в выставках:
"Ученые ВУЗа производству", посвященной 40-летию ТГТУ, Тамбов, 1998 г.;
"Выставка полимерных материалов" при кафедре "Полимерное машиностроение" ТГТУ, Тамбов, 1998 г.
Публикации: по результатам диссертационной работы опубликовано 18 работ, в том числе получен патент и положительное решение на выдачу патента.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка использованных источников из 163 наименований и 2 приложений. Диссертация изложена на 211 страницах машинописного текста, включающего 45 рисунков и 23 таблицы.