Отчет по практике: Магнитопласты
Отчет по практике: Магнитопласты
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Государственный Университет
Кафедра химической технологии
Отчет по преддипломной практике
На тему:
«Магнитопласты (МП)»
Выполнил: студент гр.
Проверил: проф.
2009
Содержание
Введение
1.Информационный анализ
2.Экспериментальная часть
2.1 Объекты исследования
2.2 Методы исследования
2.2.1 Синтез поликапроамида из
ε-капролактама
2.2.2 Определение низкомолекулярных
соединений
2.2.3 Определение вязкости
2.2.4 Определение молекулярной массы
2.2.5 Метод инфракрасной
спектроскопии
2.2.6 Метод термогравимитрического
анализа
2.3 Результаты эксперимента и их
обсуждение
2.4 Выводы
Заключение
Список использованных источников
Введение
Магнитопласты
(МП) относятся к новому классу перспективных видов полимерных композиционных
материалов в техническом и экономическом планах и обладают рядом преимуществ по
сравнению с цельными литыми и спеченными магнитами (малостадийностью
технологии, высоким коэффициентом использования исходных материалов, формования
деталей сложной конфигурации без механической обработки, повышенные магнитные
характеристики на единицу объема, достаточная прочность) [1].
Магнитопласты применяются в целом
ряде изделий: в электродвигателях, магнитных системах топливных фильтров, в
качестве сепараторов, газовых и тепловых счетчиках, акустических системах,
медицинских приборах и др., благодаря сочетанию магнитных, прочностных и
технологических свойств [1-4].
В настоящее время МП выпускаются как
на основе термореактивных, так и термопластичных связующих.
Исходя из выбранной технологии
переработки, определяются требования, предъявляемые к полимерному связующему и
МП на его основе по реологическим, магнитным, прочностным характеристикам, а
также температурному диапазону эксплуатации изделий.
Использование реактопластов в
качестве связующих для МП оправдано только в тех случаях, когда другие полимеры
не обеспечивают необходимые требования к технологии их изготовления и
эксплуатации. Основной недостаток реактопластов – длительная стадия
высокотемпературного отверждения. Поэтому в производстве МП наиболее широко
используются полимеры, перерабатываемые высокопроизводительными методами:
литьем под давлением, экструзией и прессованием, т.е. термопласты.
В
настоящее время существует две тенденции развития исследовательских работ в
области создания полимерных магнитных материалов. Одна из них - это синтез
полимеров, обладающих ферромагнитными свойствами [5], другая - использование
магнитных наполнителей с полимерными связующими [1-4].
Для
совмещения полимерного связующего с наполнителем существует несколько способов
совмещения связующего и наполнителя: механическое смешение, осаждение полимера
из раствора на поверхности наполнителя, полимеризационное и поликонденсационное
наполнение. Получение высоконаполненных магнитопластов с хорошими
эксплуатационными свойствами механическим смешением полимера с наполнителем
затруднено из-за неравномерного распределения малых количеств высоковязкого
полимера в большом объеме дисперсной фазы, поэтому для получения магнитопластов
на основе термопластичного связующего наиболее эффективным является способ полимеризационного
наполнения.
Перспективным
полимерным связующим является поликапроамид, это связано с его использованием
для инженерно технических целей в машино- и приборостроении, что требует
введения в исходный полимер усиливающих наполнителей, то есть наполнителей,
существенно повышающих его физико--механические свойства: механическую прочность, твердость,
модуль упругости, ударную вязкость, улучшающих его эксплуатационные свойства
(снижающих ползучесть) и технологические свойства (снижающих усадку при
формовании).
1.Информационный анализ
Наполнение является одним из наиболее
распространённых способов физического модифицирования полимеров с целью
придания им специфических свойств (теплостойкости, механической прочности,
сопротивления усталости, уменьшения усадки, абразивной способности, магнитной
восприимчивости). Традиционный способ получения таких композиций заключается в
механическом смешении расплава или раствора полимера с дисперсными
наполнителями на специальном оборудовании [14]. Однако получение
высоконаполненного полимерного композиционного материала с хорошими
механическими свойствами прямым смешением полимера с наполнителем затруднено
из-за неравномерного распределения малых количеств высоковязкого полимера в
большом объёме дисперсной фазы [15]. Поэтому особый интерес представляет
разработка эффективных технологий получения и переработки ПКМ в различные
изделия. Такими способами создания полимерных высоконаполненных и армированных
композиций являются методы микрокапсулирования частиц наполнителя в полимерном
связующем [16-24].
На
кафедре химической технологии СГТУ разработан и запатентован новый
альтернативный метод получения ПКМ с улучшенными свойствами ─
поликонденсационное наполнение. Сущность поликонденсационного метода
заключается в проведении процесса синтеза полимерного связующего из мономеров
непосредственно в структуре и на поверхности волокнистых и дисперсных
наполнителей. Вероятности взаимодействия способствует пропитка волокон
мономерами, в результате чего достигается более глубокое проникновение молекул
мономеров через аморфизированную часть, капилляры, пустоты и дефекты в
структуру наполнителей.
В работе [25] доказаны преимущества поликонденсационного наполнения.
При создании ПКМ различного функционального назначения на 20 % возрастает
устойчивость к удару и изгибу и на 50% адгезионная прочность, увеличивается
водостойкость, снижается горючесть (КИ возрастает в 1,4 раза).
Несомненными преимуществами альтернативной технологии ПКМ являются
интенсификация технологического процесса, малостадийность (число стадий
сокращается с 10 до 3), снижение материальных, энергетических и трудовых
затрат, а также уменьшение экологической напряженности (исключение легколетучих
органических растворителей) [16,21].
Полимерные композиционные материалы, полученные поликонденсационным
способом, значительно отличаются от материалов традиционного формования на
основе полимерного связующего. Формирование более плотной и в большей мере
сшитой структуры отражается и на поведении композиций при воздействии внешних
факторов. Так, заметно повышается устойчивость материала к воздействию
динамического нагрева и устойчивость к горению. Например, потери массы при
горении уменьшаются в 3-5 раз, продолжительность самостоятельного горения
близка к нулю.
Способом поликонденсационного наполнения разработаны
материалы для очистки промышленных стоков с различными загрязнениями,
применение которых высокоэффективно и экономически целесообразно [26].
Разработанный способ эффективен при получении
металлонаполненных композиций; сформированные магнитопласты обладают
эксплуатационными характеристиками на уровне лучших отечественных и зарубежных
образцов и по теплостарению находятся на уровне мировых стандартов.
Предлагаемый способ получения магнитных композиционных
материалов заключается в пропитке магнитного дисперсного наполнителя мономерами
─ фенолом, формальдегидом в присутствии катализатора с последующим синтезом
фенолформальдегидного олигомера на поверхности магнитного наполнителя, сушке
при повышенной температуре. В качестве магнитных наполнителей использовали
порошок феррита бария и интерметаллический сплав железо-неодим-бор (Fe-Nd-B).
Для сравнения были изготовлены магнитопласты из тех же
магнитотвёрдых наполнителей с эквивалентным количеством фенолформальдегидного
связующего по традиционной смесевой методике. Отпрессованные образцы намагничивались
в импульсивном магнитном поле напряжённостью 10-30 КЭ и оценивали плотность,
остаточную индукцию, максимальное энергетическое произведение, прочность при
слоевом сдвиге (табл. 1).
Таблица 1
Эксплуатационные характеристики
магнитопластов
Способ получения |
Показатели |
Остаточная магнитная индукция Br , Тл |
Плотность,
кг/м3×10-3
|
Прочность при межслоевом сдвиге,
МПа
|
Поликонденсационный |
0,18 / 0,6 |
3,8 / 6,7 |
36 / 8,9 |
Традиционный |
0,11 / 0,4 |
3,6 / 5,8 |
18 / 5,0 |
Примечание: числитель ─ на основе феррита бария,
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6 |