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1.1工艺技术的原则
1)安全生产的原则。疫病防治。严格执行动物防疫制度,每年执行春秋两防羊四联苗、口蹄疫预防注射,同时进行体内外寄生虫的驱虫预防。确保羊只体质健康。发现有传染的羊只及时隔离治疗,启动预防传染病传播预案,病畜死尸放于专用尸体处理池作无害化处理并及时上报相关部门。严格出场检疫。出场羊只严格按照检疫程序进行检疫,以防带病羊流入用羊单位及市场。③严格饲料入库程序。禁止任何饲料添加剂入库。饲料主要以玉米、麦麸为主,饲料由本场种植,入库时保管员严格检查,防发霉变质或加有添加剂饲料入库,库房干燥通风,落实保管员责任制及责任追究制。
2)高效快速发展的原则。坚持高效快速发展原则,在草地管理方面,进行草地轮牧管理、宿营法改良退化草地。草地分片划区,放牧强度不得低于5cm,放牧工人在管理人员指导下分片轮牧,避免了草地的过度践踏,同时又充分利用了草地资源,提高了草地的供草能力,草场秋末冬初能达到每666.67m2有1个羊单位的高载畜量。在绵羊生产方面,以大批量人工授精为主,辅以种公羊本交;坚持月体质量监测;坚持以年更新率为20%的速度更新种羊结构;坚持短期育肥出栏原则,加强管理科学化,保持场内羯羊能在6个月体质量达到30~40kg,及时出栏减轻草地压力,提高经济效率。
3)可持续发展的原则。不加任何饲料添加剂、催肥精,属绿色可信赖肉食品;建立准确的谱系档案,无近亲,羔羊健康发展;粪污处理后,回归草地,提升草地肥力,牧草生长旺盛,对环境几乎无污染;提供优质种羊,改良威宁绵羊,提高威宁绵羊生产能力,提供羊毛及肉食品,具备可持续发展基础。
1.2工艺技术
1)纯种繁育及选育。考力代基础母羊在8月份整群,体质量低于45kg的进行补料催膘,10月份进行人工授精辅以本交等技术进行配种,次年3月份集体产羔,迅速扩大群体规模,7月份对考力代羊的毛用性能、生长发育性能进行测定,对照品种标准,选择优秀的个体留种或供应市场,不符合标准的作为商品羊淘汰出售。以后通过个体品质测定、后裔鉴定加强选种,通过同质选配、亲缘选配,加强选育,保证群体具备较高的生产性能。
2)防疫措施。“预防为主,防重于治”,每年春秋两季做好羊的四联苗、五号病疫苗预防注射、驱虫。每周对羊舍、运动场、牧道进行消毒。建立疫病监测制度,每季度对羊抽检1次,每半年全群检查1次,防止传染性疾病的发生和流行。
2小结
2.1经济效益
随着贵州农业经济的不断发展,绵羊养殖的市场前景逐渐看好,经济效率逐步提升,在灼圃示范牧场的带动下,周边农户已逐步壮大自己的养殖规模,基本找到了新的经济增长点。克服了高寒山区土地贫瘠、广种薄收困境,充分利用和发挥了自然优势。
2.2生态效益
人工草地的建植,有利于水土保持,同时对于绿化美化、封山育林起到积极支持作用,对于推动贵州畜牧业的可持续发展起了重要作用。
2.3社会效益
1.1染整基本工艺流程莨绸的染整完全是手工操作,精练后的白坯绸经过浸莨汁、晒场晒莨、封莨汁、煮绸、过塘泥等繁琐复杂的工序制作而成。莨绸独特的色泽、质感主要来源于其特殊而且非常复杂的染整加工工艺。传统的染整工艺流程如下:坯绸精练浸薯莨汁1次晾晒洒莨汁6次封莨汁6次煮练1次封莨汁12次煮练1次封莨汁1次卷绸过乌洗涤晒干摊雾拉幅整装。上述染整工艺中,浸莨汁、洒液、封莨汁、煮绸、过塘泥等操作十分繁复,整个工艺程序中染色过程要历时15d左右才能完成。也可将传统的染整工艺流程划分为6个步骤:坯绸精练洒液浸渍过乌再浸渍定幅。
1.2主要生产原料与条件莨绸的生产体系中,包含蚕丝织物和植物源染色物质薯莨汁、含高价铁离子的塘泥等天然原料,以及阳光等自然元素和晒场等基本生产条件。
1.2.1光照在莨绸生产过程中,光照起到了非常重要的作用。经过阳光的照射,莨绸的黑色才更加自然、富有光泽。因晒莨工艺对光照强度要求极为严格,因此,阳光的强弱决定了一年中莨绸生产的时间。通常在一年内只在4月—7月初和8月下旬—10月底开工,只有这2个时期的阳光强度适合晒莨,生产者几乎每天起早贪黑劳作。7月—8月上旬(即农历的小暑节气至立秋节气)由于阳光过于强烈,气温又过高,生产的莨绸会变硬变脆。11月以后,因北方干燥的季风南下,也不宜晒莨。由于适合莨绸生产的工期短,劳动强度大,还要承受强烈的日晒,因此,该项传统生产工艺的传承让现代年轻人望而却步。
1.2.2蚕丝织物莨绸的织物原料采用平纹蚕丝织物,即白坯绸。坯绸必须经过精练,用纯碱水煮泡除去丝胶及坯绸上附着的各种杂质,使坯绸具有较好吸水性和良好的着色性能。这一环节工序要求非常考究,精练所用碱溶液的浓度会影响白坯绸在后续染色工序中的着色效果,因此碱溶液通常是由富有经验的技师调配。
1.2.3薯莨莨绸的染料来源于薯莨的块茎。薯莨又名赭魁、薯良,是多年生缠绕藤本植物,其块茎肉质肥大,呈长圆形或不规则圆形,有疣状突起,表面棕黑色,新鲜采割时会流出红色的黏液。薯莨的块茎中富含淀粉、纤维素、单宁等物质[10]。将薯莨汁作为染料在我国有着悠久的历史,早在北宋时期,就有使用薯莨液汁对织物染色的记载。《本草纲目》记载了薯莨作为天然染料的功用“赭魁闽人用入染青缸中,云易上色。”已有研究者利用现代分离提取技术对薯莨汁的提取工艺进行了研究。例如:熊晓燕等[11]采用有机溶剂法从薯莨中提取染色物质单宁,并用正交试验法对其提取工艺条件进行了优化;罗跃中等[12]采用超声波辅助乙醇提取的方法提取薯莨色素,通过单因素试验和正交试验优化了薯莨样品预先浸泡时间、提取溶剂种类及浓度、料液比、超声波功率以及提取时间和温度等工艺条件。
1.2.4塘泥塘泥也是莨绸生产的关键物质因素之一。然而,并不是所有的塘泥都适合用于莨绸生产。广东省顺德地区的灰黑色河泥富含高价铁离子,且未受污染,是莨绸生产过乌的最佳塘泥。纱绸晒莨后过塘泥变成黑色,这是薯莨染料中的单宁与塘泥中的铁离子发生化学反应产生的现象。由此在丝绸织物上形成的单宁酸铁经日光照射,光泽柔和内敛,看上去舒适自然,赏心悦目。
1.2.5晒场晒场是莨绸生产的重要场地。通常一个晒场可容160匹丝绸织物平摊于草地上。晒场要求表面平整,以泥垫底,上面铺一层细沙,再在晒场上种植长1~2cm的青草。要求所种植的草本身不能太软,类似足球场的草坪草最为适宜。
1.3染色机理莨绸的染色是丝绸织物、薯莨汁、塘泥三者之间各种成分的相互结合或发生化学键合的过程。丝绸织物中蚕丝的丝素胶朊多肽键的羰基氧与薯莨汁含有的单宁酚羟基以氢键结合,在丝绸表面形成黄棕色的胶状物;塘泥泥浆中含有的Fe3+与薯莨汁中的单宁发生反应,生成黑色着色物质凝结于丝绸表面[13]。在整个染色过程中,光照起着非常重要的“催化”作用,薯莨汁、塘泥、晒场、阳光是晒莨工艺中不可或缺的因素。
1.4关键技术环节
1.4.1洒液将用碱溶液浸泡脱胶和除杂精练的丝绸织物置于浸槽浸渍薯莨汁,自然脱水后,纬向绷挺,平放于晒场的草地上,均匀淋洒薯莨汁液,并涂抹均匀。等到丝绸织物晒干后,再次淋洒薯莨汁液,涂匀晒干,重复数次。薯莨汁淋洒的厚薄程度及阳光照射的程度,都会影响到莨绸染色的效果。淋洒薯莨汁液的次数、份量及日光照晒的时间,都需要由经验丰富的晒莨技工指导。
1.4.2浸渍完成洒液工序后,将半成品再次放入薯莨汁液中浸渍,然后平铺在晒场的草地上晾晒。根据实际需要,该工序可重复多次。通常浸渍的薯莨汁液浓度随制作流程逐渐稀释,使丝绸织物表面能够均匀吸附结合鞣质,并富有舒适良好的光泽。莨绸生产前要先榨制出薯莨汁并将其调配到合适的浓度用于浸泡丝绸织物,再将织物放在晒场的草地上进行整理、固定、晾晒,然后再次用薯莨汁浸泡织物后放到草地上整理、固定、晾晒,此工序反复多次。完成上述多次工序的丝绸织物在灼热的日光光照下晾晒后,完全呈现出薯莨汁如火般的赭红色。
1.4.3过乌过乌是整个莨绸生产过程中的关键环节,经薯莨汁染色的丝绸织物在这道工序会发生神奇的变化。该工序也称作“过塘泥”,即将选好的塘泥用水稀释成泥浆后,用刷子均匀地涂刷于丝绸织物的正面进行媒染。该工序不能见阳光,必须在日出前完成。因为未经阳光照射,塘泥中的Fe3+与薯莨汁中的单宁发生化学反应生成的黑色着色物质只附着在织物过塘泥的一面,不会渗透到织物的另一面[14],即塘泥覆盖的一面呈黑色、褐色,而另一面则是较浅的赭红色。最后将织物再次洗干净,平摊在晒场草地上曝晒。整个过程需要1周左右,丝绸织物逐渐从浅红色变成深红色,再由深红色变成黑色、褐色。
1.4.4再浸渍和定幅将过乌后的丝绸织物再经薯莨汁浸渍后,平摊于草地上进行手工拉幅、晒干,以改善手感,增加透气性。
2莨绸生产存在的主要问题及改进措施
2.1存在问题莨绸的整个生产工艺流程体现了中华民族“天人合一”的传统智慧,当前莨绸的生态价值、历史价值、文化价值和衣着价值不断被发掘,消费者对莨绸的需求量越来越大。但是,传统的莨绸生产存在的工艺复杂、生产周期长、产品质量难以达到规范化和标准化等问题,严重制约了莨绸的产业化和规模化发展。
2.1.1对染色机理尚缺乏深入系统的研究薯莨汁和塘泥作为传统的莨绸染色原料,然而对薯莨汁、塘泥与丝绸织物间发生化学反应原理的研究,仅停留在丝素胶朊多肽键和薯莨中所含的单宁酚羟基以氢键结合,塘泥中的铁离子与薯莨中的单宁发生反应这样简单、粗浅的分析水平,而对薯莨汁中除单宁以外的其他成分以及塘泥中除铁离子以外的其他成分或元素在莨绸染色和过乌工序中所起的作用,环境因素光照强度以及温度、湿度对染色效果产生影响的具体作用机制也不清楚。
2.1.2染色原料的生产尚未规范化莨绸生产所需特殊染色原料的质量标准,是整个莨绸生产工艺标准的重要组成部分,对确保莨绸产品的品质至关重要。薯莨汁是莨绸生产制作过程中的纯天然染色原料,莨绸也因其而得名。目前不仅对于薯莨色素的规范化生产、薯莨中除单宁以外其他成分在莨绸染整工序中的作用缺乏研究,而且对薯莨汁的头过水以及二过水、三过水、四过水浓度也缺乏统一标准。另一种染色原料塘泥的获取也由于房地产业的过度开发以及环境污染的日益严重而受到较大影响,无污染的可用于莨绸过乌的优质塘泥越来越稀缺,而目前尚缺乏对可复配的塘泥的标准化和产业化开发研究,难以满足莨绸生产规模化发展的需要。
2.1.3生产时节难以确定优质莨绸的生产受光照、风力、温度、湿度等天气条件的影响很大,其中光照的影响最为显著。在莨绸的制作过程中,除过乌工序外,其他工序都离不开阳光,只有经过阳光的强烈照射,莨绸的黑色才能形成。因而,晒莨工艺对生产时节也有极为严格的要求。随着环境污染和气候变化加剧,雾霾天气和极端气候增多,严重影响了莨绸生产时节的确定,由此也导致不能达到生产工艺中所需的光照条件,从而影响到莨绸产品的品质。
2.1.4生产工艺技术尚未标准化莨绸生产工艺复杂,需要经过坯绸精练、洒液、浸莨、过乌、再浸渍和定幅等6道工序和多个环节,完成这些工序需要长达15d时间。整个染制过程皆是由有历代师承关系的经验丰富的技师操作完成,一些关键环节如第1次浸莨的汁液(头过水)以及之后的洒、封、煮过程中所用薯莨汁(二过水、三过水、四过水)的浓度完全靠技师的经验掌握,并视绸面色泽的深浅进行调整,而晒、封莨水的次数亦不能作绝对定论,也由技师根据气候条件和场地状况决定[15]。这些关键的工艺环节均没有形成可参照的标准化操作,成为莨绸规模化、产业化生产的技术瓶颈之一。
2.1.5产品单一莨绸作为广东省特有的一种双面异色的传统丝绸面料,正面为富有光泽的黑色,底面为咖啡色。尽管生态性、天然性和环保性赋予莨绸独特的魅力,但是由于生产工艺的独特性使其产品颜色过于单一,在消费者对服装和面料多样化选择的今天,如此单一的色调也制约了莨绸产品的市场拓展。
2.2改进措施
2.2.1深化染色机理研究薯莨汁和塘泥是莨绸染色的天然原料,然而薯莨汁的成分复杂,需要研究薯莨汁中的主要成分及其含量,以及各种成分在莨绸制作过程中的染色作用和机理。塘泥的取材范围目前仍然局限于顺德地区的部分河涌河道,需要研究这些塘泥的特点及与其他地方塘泥的区别,以及其他地区的塘泥经过改良是否也能用于莨绸的“过乌”染色;研究坯绸中丝素胶朊多肽键与薯莨汁和塘泥中有效成分的微观化学反应模式,以及光照和温度对反应的影响等,并将科学研究的成果与传统的技术经验相结合,指导生产工艺的改进。
2.2.2建立染色条件和原料质量的统一标准通过优化试验建立实用化的优质薯莨汁提取工艺技术,研究制定薯莨汁的质量标准;在对塘泥的水分含量,金属离子的种类及价态和含量,不同金属离子与丝绸织物、薯莨汁中的单宁之间的作用原理和作用方式以及成色机理等进行深入系统研究的基础上,研发“过乌”专用塘泥的实用化复合配方。力求能够将质量与配方标准化的染料用于莨绸的规模化生产,以使产品具有相同的质量保证和呈现出传统的工艺特色。
2.2.3莨绸产品的多样化为了改变莨绸产品颜色过于单一的状况,首先需要研究莨绸色彩形成的影响因素。陈武勇等[16]研究在不同pH条件下,从厚皮香、橡椀、木麻黄、杨梅、冷杉等5种植物提取的单宁与不同氧化剂、铁盐作用的颜色变化规律,结果表明植物中单宁与氧化剂、铁盐反应,颜色向棕黑、蓝绿变化,且随着pH的升高,颜色逐渐加深。何丽清等[4]基于莨绸的染色机制,采用多种还原型与氧化型的拔白剂对莨绸织物进行拔白和色拔试验,分析影响拔白和色拔效果的因素,并测试了织物拔染后的色差变化,结果显示采用氯化亚锡拔白工艺和涂料色拔工艺效果较好,能够进一步丰富莨绸的花色品种。这些研究为丰富莨绸产品的种类提供了思路和基础依据。今后应推进将不同染色原料和拔染工艺应用于莨绸生产的进程,解决实用化的关键技术难题。
1.焊接工具的使用
对于焊接工具电烙铁的使用是本门课程的一个重点,要求学生熟练掌握,因此授课中只针对烙铁的种类及辅料进行简单的讲解和认识,用一个课时。那么焊接练习则要进行6—8学时。首先准备较多的电子厂报废的线路板,要求学生用元器件在上面进行焊接练习。例如一次要求40个焊点,之后又教师进行点评,指出其中的不良之处及发生原因,将统一的不良点进行分类,要求学生辨别。再经行练习,直到完全符合要求。其次,为锻炼学生的维修能力,还进行拆焊练习,将之前的焊接练习的元件再拆除下来。这样还可以下次继续使用。经过这样的练习之后,学生的手工焊接已经基本合格,可以焊接作品。同时拆焊的能力也得到锻炼。第三,经过前面的练习,学生已经没有耐心再练习了,因此为了调动学生的学习积极性,又开展一个焊接自创作品的比赛活动。先为学生准备焊接导线,要求学生进行创意产品的设计和制作,至少有20个焊点。完成后进行评分,选出有创意的好产品5个,老师进行奖励。学生表现出极大的兴趣,下课之后仍然不离去,甚至晚自习也要制作。课后将作品进行各班级展示,取得很好的效果。可见我们的学生也是有学习热情的,只要找对路,一定有效果。当然学生的奖励是没有经费的,因此就将课程最后学生组装的调频收音机作为奖品。
2.紧固件和紧固工具的学习
上课前将各种常用的紧固工具进行收集,针对实际的使用进行讲解,使学生的实际动手能力提高,特别讲解使用中的注意事项。例如:针对不同大小的螺钉应使用不同大小的改锥,但是怎样确定螺钉拧紧了没有,如何检验,为什么螺钉有脱扣的现象等等,将这样的问题留给学生,以提高其积极参与的热情。还有要求学生举出在生活中的紧固工具和使用方法。同学的学习积极性很高,各种各样的回答都有,既活跃了课堂气氛有提高了教学效果。总之学习这些理论性不强的知识时要让学生更多地参与进来,提高学生的兴趣。
3.生产工艺的学习
从六十年代初日本开始工业化生产冷冻鱼糜以来,冷冻鱼糜技术和生产设备的开发研究基本上是同步进行的[1]。三十多年来,虽然其生产工艺未发生重大的变化,然而在生产方法和使用的设备上还是有了不少的改进和完善,具体表现为对采肉方法、漂洗形式和脱水设备等进行了开发研究。根据漂洗和脱水这两个工艺过程中所使用设备的工作原理改用由一次管道式槽和许多U型管道组成的漂洗装置,再用倾析式离心机使鱼肉和水初步分离,达到预脱水的目的。采用这一工艺后,漂洗水中固形物的损失就比较少,从而提高了鱼糜的产量,也降低了企业的生产成本。
1材料与方法
1.1实验材料使用马鲛鱼为原料,采用去头去内脏后部分,清水洗净,再按下面两种不同的工艺进行处理。
传统工艺:采肉一次漂洗回旋筛脱水二次漂洗回旋筛脱水三次漂洗回旋筛脱水精滤螺旋压榨机压榨脱水。
新工艺:采肉线型混合器漂洗管道式滞留室漂洗倾析式离心机预脱水精滤螺旋压榨机压榨脱水。
1.2测定方法
1.2.1固形物含量的测定称取一定量的鱼糜,采用直接干燥法进行测定。
1.2.2凝胶强度的测定将各种鱼糜解冻,加入3.0%食盐,擂溃30min,灌肠后于90℃加热40min使之凝胶化,将样品切成直径2.6cm、高度1.3cm的圆柱体,于NRM-1002A食品流变仪上测定。
1.2.3白度的测定用ZBD型白度仪测定,将工作白度标准板放在试样座上进行白度校正,然后将样品放在试样室测定。
2结果与讨论
2.1漂洗工艺的特点将马鲛鱼用二种不同的工艺处理,比较在不同工艺阶段对漂洗液中固形物回收率的影响,见表1。
由表1可见,在传统工艺中,鱼糜经三次漂洗后固形物损失了29.29%,而经精滤和压榨后,又有16.14%的固形物损失掉,也就是说,总共有45.43%的固形物将在加工中流失掉。其中,有三分之二左右的固形物是在漂洗中流失掉的,而漂洗中固形物的流失又集中在回旋筛的预脱水过程中。为进行预脱水以便于下一次漂洗的有效进行,在回旋筛的圆筒中分布大量直径为0.4mm的小孔,这是造成固形物流失的
主要原因。而改用新的漂洗和预脱水设备后就能有效地降低固形物的流失,由于这类漂洗设备的内部是一个线型混合器,鱼肉和水可在混合器内得到充分的搅拌混合,然后直接输入由许多弯管所组成的滞留室,在滞留室内,随着水流的快速运动,鱼肉颗粒周围产生了小的湍流,从而使鱼肉与水之间进行了充分的交换,可有效地使鱼肉中不需要的水溶性蛋白质和色素等成分溶出。由于这一新工艺中不使用回旋筛预脱水的方法,因而固形物的流失就很少,只有4.91%,比相应的三次漂洗中固形物的损失下降了24.38%。此外,在这一新工艺中,用水量上只比传统的漂洗工艺中一次漂洗用水量稍多一些即可,即鱼肉对水的比例根据不同鱼种控制在1∶6~8范围内,基本上能起到传统工艺中三次漂洗的效果,因而大大减少了用水量,节约了能耗,降低了生产成本。值得一提的是,滞留室的管道还可根据鱼种和漂洗要求的不同而在长度上予以调整,即漂洗白色鱼肉或新鲜鱼可缩短管道,而漂洗血红肉或鲜度稍差的鱼可加长管道,所以这套设备使用方便,尤其适合新鲜原料鱼的加工,因为原料鱼越新鲜,漂洗因素对凝胶强度影响就越小。
2.2倾析式离心机的作用
倾析式离心机的结构如图2所示,用于对漂洗鱼糜进行预脱水,使鱼糜中的固形物与水能有效地分离。
从倾析式离心机的结构来看,它能起到使鱼糜预脱水的作用。固形物在螺杆的转动下被送入狭窄的一端出来,而漂洗水部分则流向相反的一端出来,比较二种不同工艺在精滤后固形物的损失,新工艺中固形物的损失比传统工艺要低22.98%,说明经倾析式离心机预脱水比传统工艺中三次回旋得预脱水对固形物的回收率要高。这主要是因为这类离心机使鱼糜中的固液两相分别从二端出来,其液相中虽能带走一部分固形物,但流失量还是较少,而在回旋筛中,则一部分固形物转出水一起从网孔中流失,所以传统工艺中三次漂洗后的预脱水将使固形物的流失大为增加。从数据结果分析看,用倾析式离心机预脱水其固形物的损失率仅相当于第一次回旋筛预脱水的结果。所以,倾析式离心机在鱼糜生产工艺中的最大作用就是大大降低了固形物的损失,值得推广应用。
2.3鱼糜制品的凝胶强度
将传统的经一、三、五次漂洗和新工艺漂洗后的鱼糜制品的凝胶强度列于表2。
表2凝胶强度的比较
样品漂洗一次漂洗二次漂洗三次新工艺漂洗
凝胶强度(g.cm)195115230217
由表2可知,采用新工艺漂洗后鱼糜制品凝胶强度与二次漂洗的效果相同,仅比三次漂洗的结果下降5.6%。因此,新工艺对凝胶强度稍有影响。
2.4鱼糜制品的白度传统漂洗和新工艺制备的鱼糜制品的白度如表3。
表3白度的比较
样品漂洗一次漂洗二次漂洗三次新工艺漂洗
白度50.253.355.252.6
由表3可知,新工艺漂洗样品在白度上仅比三次漂洗低4.7%。因此,对白色肉鱼类更合适些。
干法夹层玻璃的生产流程为:玻璃清洗合片预压高压斧热压检验装箱,见图1。每一处理环节对产品的质量都会有一定的影响。预压的目的是对松散放置的玻璃/PVB/玻璃等加工材料,通过加热压合的压热工艺进行初步的压合,使PVB与胶片之间的残留空气排尽,并使膜粘附于玻璃上。由于预压的质量对夹层玻璃后期的成品质量起至关重要的作用,根据玻璃形状的不同,而出现了平面辊压排气和真空预压排气两种生产工艺。
2平面辊压工艺
建筑用平面夹层玻璃最常用的预压工艺方式为平面辊压工艺,其优点:可连续生产,加工速度快,加工工艺较为简单,尤其是对于原板玻璃的夹层玻璃加工。常规工艺设备配置,使用具备2个加热区的加热炉,利用2组对辊,对玻璃进行加热及辊压处理。加热炉由红外辐射器或电热管进行加热,压辊通常由一对实心圆筒橡胶组成。实施预压的目的是:①将PVB膜与玻璃表面之间的残留空气排尽并将PVB膜与玻璃粘合一起;②避免在高压釜工艺之前过早分离使夹压玻璃边缘持续密封;③使玻璃在高温高压过程中无空气再次进入胶片。事实证明,分两步使用辊压工艺进行预压十分有益。对于松散重叠的平面玻璃和PVB膜,在一段较短的加热通道中通过,利用中波红外辐射加热至约35℃(玻璃表面测量温度)。然后将加热的夹层结构通过一对橡胶辊加压,从而将大多数缝隙内的空气压出,然后将这个夹层结构通过第2条稍长一点的红外加热通道,在通道中加热至60~75℃(玻璃表面测量)。通过第2对压辊将残留空气全部压出,并使边缘密封避免回流气泡,预压的质量可通过压合后的夹层表面状况显示。预压后玻璃应有半透明条状纹路均匀分布于整个板面,边缘周围呈现一圈透明的带状(边缘密封)。工艺控制调节:第1对辊子的辊距应比玻璃和PVB膜的总厚度小1~2mm,第2对辊子的辊距应比玻璃和膜的总厚度小2~3mm。当使用多层复合膜结构时或较厚的玻璃及PVB膜夹层结构时,必须进一步减小此间距(对于原板夹层即间距≯2mm)。进行平面预压压辊的气缸的工作压力为0.5~0.7MPa。由于玻璃表面的热量传至PVB膜主要由辐射及传导两种方式,对于多层预压加工时,必需要一定时间才可均匀加热夹层玻璃。因此,通过调节传送速度和所提供的热能来满足达到最佳预压效果的条件。所有显示温度仅为指示值,最终效果主要取决于层压玻璃的类型和预压加热管道中的加热方式。除上述工艺中的变量之外,还有其它影响因素,如PVB膜的流动特性(流变能力),PVB膜的表面粗糙度、钢化玻璃的波纹形状以及玻璃类型或颜色。后者将改变炉内的热量的吸收能力,从而改变预压时玻璃的表面温度。在玻璃边缘完全粘合之前应进行充分排气。一旦边缘密封,所有残留空气都无法排出,致使成品出现气泡。因此,必须在低于密封温度时进行排气。另一方面,必须达到足够高的温度才能确保PVB膜与玻璃表面紧贴,否则,预压可能过早分离,然后多余的空气就重新进入压层,导致后期成品的气泡情况。
3真空工艺
随着曲面夹层玻璃在新型建筑得到广泛的应用,目前平面滚压的方式无法满足曲面夹层玻璃及多层夹层玻璃的要求,通过技术研究开拓,行业内已研究出适于曲面夹层玻璃与多层夹层玻璃的生产工艺——真空负压预压工艺。现时使用的真空预压法有2种:真空袋与真空环,见图2和图3。相对平面辊压预压法,真空预压法操作起来比较复杂。但是,真空工艺对于特殊的层压以及除玻璃与PVB之外的其它材料的层压很有优势。对于所有真空预压工艺,必需确保在加热开始之前,进行冷抽真空处理约15min,时间越长越好,这是防止边缘密封过早从而造成空气无法完全排空的唯一方法。在整个加热过程中(30~60min)必须保持真空状态,真空压力应≥10kPa。在加热舱中,周围温度为100~120℃时,玻璃表面的温度必需达到95~105℃。利用真空工艺进行预压通常比用辊压机进行的预压玻璃表面清洁,根据所用设备的加热方式,通过加工试验来确定加热舱内部温度和加热过程的最佳加工条件。成功进行真空预压工艺的关键因素为:①排气前夹层结构的初始表面温度≤30℃;②加热前“冷抽真空”的持续时间≥15min;③真空能级(例如10~20kPa);④真空袋、橡胶环的密封度;⑤工艺开始前橡胶袋或橡胶环的温度(≤25℃);⑥玻璃的总厚度和预压形状。随着工艺的改进,目前真空预压工艺与高压釜热压工艺同步进行,从而缩短了生产的周期。
4高压釜热压工艺
高压釜热压工艺是夹层玻璃生产过程的最后一步,也是最关键的一点,产品质量的好坏由热压工艺所设定的温度、压力和时间决定。实践证明,正确选择工艺参数可使产品达到较为理想的成品率。对于较厚、大尺寸的夹层玻璃,需要不同的热压工艺,故建议分开进行热压处理,热压玻璃的加热和冷却必须以较低速度进行,这样才能生产无外张力的夹层玻璃。生产总周期时间取决于设备和玻璃的数量,根据压力及温度曲线程序可在3~6h之间变化。对于目前通用的钢化夹层玻璃,通过相应的优化工艺参数,可提高产品的成品率,由于全钢化/半钢化玻璃的平整度较浮法玻璃低,在预压钢化玻璃与前述过程有所不一样。实践证明,下述规则对于生产优质夹层钢化玻璃十分重要:(1)利用钢化玻璃生产夹层安全玻璃最重要的因素是玻璃预压过程的质量,建议谨慎选择钢化玻璃,必须能够确保钢化玻璃制品的平整度,以提高两片玻璃之间的吻合度,减少产生气泡而出现的废品。在使用PVB膜总厚度的约10%可补偿两块钢化玻璃平面度之间的平度差异。若平整度差异大于10%,增厚PVB膜几乎不可能生产完美的夹层安全玻璃。两块重叠在一起的钢化玻璃之间的平面差(无PVB膜夹层)可用刀口尺或直尺测定。(2)要进行预压的钢化玻璃与钢化辊面的运动方向必须一致,以确保两块玻璃有较好的吻合度。(3)假如所测得的玻璃层的差异大于规定值,波形变形大于1‰,则应使用稍厚一点的PVB膜。(4)预压规则:与相同成分的浮法玻璃相比,放慢压延速度,采用稍低的空气温度,避免边缘提前密封。降低第1对辊子的压力,避免压力过大边缘密封过早;与浮法原片玻璃相比,增加第2对辊子的压力,可改善预压边缘密封效果。
5结语
原工艺采用日晒原盐为原料,经过原盐溶解、沉降过滤、蒸发结晶、洗涤脱水、干燥筛分等步骤得到颗粒均匀的球形精制盐产品。原工艺采用两效自然循环蒸发罐进行蒸发结晶,各效独自间断排盐,经过生产核算每吨精制盐消耗蒸汽(表压0.35MPa)1.8t~2t,生产成本相对较高,此工艺已经废止。经过工艺、设备研究,新工艺采用工业精盐为原料,通过精制及球形化将工业盐转变成为食用精制盐,提高了产品价值。新工艺改用强制循环蒸发,加大了传热系数,蒸汽压力明显降低,可以采用蒸汽热压缩(MVR)技术,从而降低蒸汽用量,大大降低生产成本。
2鱼籽盐生产试验与结果
试验按照正交试验设计方案进行,研究了多个生产因素:循环速度、进料速率、晶体规整时间、固液比、蒸发室液位、蒸汽温度、蒸发室温度、真空度等。在生产过程中蒸汽温度、蒸发室温度、真空度、进料速率这几个因素是相关联的,因此试验设计只采取了循环速度、进料速率、规整时间、固液比四因素作为试验研究对象。
2.1正交设计试验
生产过程中通过调整强制循环泵转速控制料液循环速度,调节阀门开度控制进料速率,调节排料量控制固液比例,通过取样时间控制晶体规整时间。正交试验设计方案见表1。
2.2试验结果与讨论
根据正交设计条件进行生产试验,将得到的产品进行检测分析,根据产品圆整程度及产品粒度进行评比,得到正交设计试验结果见表2。根据正交设计试验结果进行分析,得到正交设计试验效应曲线见图1。(循环速度、进料速率、固液比例、规整时间)中,循环速度越高对产品结果越不利,尤其是循环速度超过1.5m/s后产品颗粒越小;固液比例越高产品颗粒圆整度越好,固液比例超过30%后圆整程度较好,而固液比例低于15%时产品几乎没有球形化;规整时间越长产品圆整度越高,产品粒度越大。
2.3最佳工艺试验
根据正交设计试验结果得到的最佳生产工艺进行生产试验,在循环速度1m/s、进料速率1.5m3/h、料液中固含量超过30%的条件下继续进行蒸发结晶,晶体规整1h后间断取样,得到不同规整时间段的精制盐产品,产品经过筛分得到筛分试验结果见表3。在上述工艺条件下,取得不同规整时间段的产品,将产品干燥处理后进行照片拍摄,得到产品照片,见图2。由筛分结果和产品照片得知:在一定蒸发工艺操作条件下,当浆料中固含量超过30%后,浆料继续蒸发结晶进行晶体规整,规整1h时得到的产品粒度集中在0.50mm~0.71mm之间,而且晶体圆整度不高,当规整时间超过2h后,晶体颗粒圆整度明显提高,平均粒度在0.71mm以上,0.25mm以下产品较少,产品氯化钠含量在99.71%以上。
3结论
在生产中,选择合适的炉料以控制铸件化学成分乃至产品质量是至关重要的。生产中,严格控制P、S元素,要求原铁液wP≤0.08%,wS≤0.04%。碳当量CE的选择需综合考虑铸件缩松、缩孔和石墨漂浮的产生。为使铸件获得良好补缩和避免石墨漂浮,应将CE控制在4.4%~4.6%之间,CE的控制主要通过C、Si含量的调整来实现。Mn、Cu、Cr对提高基体中珠光体含量和铸件硬度均有促进作用。但Mn、Cr含量过高,会在基体中形成碳化物,造成组织偏析,为此,要求wMn=0.2%~0.6%,wCr≤0.1%。Cu可有效促进珠光体形成而不在基体中形成碳化物,但单独加Cu易使铸件硬度不均,故需配合其他合金使用。因此,在试制轴套时,我公司采用Cu+X组合方式进行生产。某高屈强比球墨铸铁轴套化学成分控制范围见表2。
2.孕育及球化处理
(1)孕育的作用在于脱氧、脱硫,于基体中形成异质核心促进生核,细化晶粒,增加石墨球数量。为减小浇注前后铸件性能的差异,防止浇注后期铸件表面白口化影响铸件毛坯加工,生产中炉前和浇注分别采用75SiFe和硅锰锆孕育剂分两次进行孕育。一次孕育所用75SiFe用量在0.4%~0.8%,二次孕育所用硅锰锆用量在0.05%~0.10%。(2)球化处理温度控制在1480~1520℃,球化剂使用3-8稀土硅镁合金,处理方式为盖包球化,加入量在1%左右。
3.熔炼及浇注要求
熔炼结束撇尽表面炉渣,待炉温升至1500~1550℃,关闭电源,于表面覆上除渣剂,静置10~20min。采取低温快浇,于1360~1380℃进行浇注。本体性能最终经第三方检测,各项指标均达到客户要求。
4.去应力退火
由于此铸件毛坯在加工时,需在轴向开一敞口槽,导致前期加工验证时,反馈加工变形。为此,后续增加一去应力退火工序:随炉升温速率80~100℃/h(装炉温度<250℃,根据装炉量选择升温速率),达520℃后,保温4~5h出炉空冷至室温。采用退火工艺后,消除了因变形导致的加工废品,满足了客户要求。
5.结语
国内外有关膨化大豆生产工艺参数优化的研究文献很多[2]。通过查阅国内外关于膨化大豆生产加工工艺的文献,总结出膨化机在运行过程中的水分、膨化温度、转速、喂料速度、调质时间等都是影响最终膨化产品品质的主要参数[3]。目前关于膨化温度对膨化效果影响的研究较多[4-5]。试验主要考察水分、温度、调质时间3个因素对膨化全脂大豆品质的影响。采用正交设计方法,每个因素选取3个水平,膨化全脂大豆以蛋白溶解度、脲酶活性为主要考察指标。膨化全脂大豆试验因素水平见表2。
2结果与分析
膨化全脂大豆最优生产工艺(见表3)以大豆蛋白溶解度75%、脲酶活性<0.2U/g为参考指标,得出调质温度140℃、调质时间10s、水分10%为膨化全脂大豆最佳生产工艺参数。膨化全脂大豆对泌乳母猪生长性能的影响(见表4)由表4经过分析可知:试验1,2,3组在母猪产仔数、仔猪初生重方面与对照组相比没有差异。在仔猪28天断奶重上,试验2组为(8.08±0.31)kg,试验3组为(7.95±0.33)kg,极显著高于对照组(7.41±0.44)kg(P<0.01)。在哺乳母猪日采食量方面,试验1,2,3组均显著高于对照组(P<0.05或P<0.01)。在断奶后母猪时间上,试验2,3组均显著低于对照组(P<0.05)。试验2,3组母猪泌乳期体重损失较低,发生便秘猪数少于对照组。试验2组膨化大豆添加比例低于试验3组,但2组间饲喂效果没有显著差异,且试验2组在各项指标上还优于试验3组;因此,试验2组中用40%膨化大豆代替豆粕饲喂泌乳期母猪效果最好。
3讨论
由表3可以看出,随着调质温度的升高,大豆蛋白溶解度下降。大量研究表明,大豆蛋白溶解度一般在70%~75%为最佳[6],过高说明大豆过生,容易造成仔猪腹泻;过低说明大豆受热过度,过度熟化,造成大量的氨基酸被破坏,营养价值得不到体现。同时随着膨化温度的升高,大豆脲酶活性逐渐下降,当膨化温度在130℃时脲酶活性在0.4U/g左右。本试验综合蛋白溶解度和脲酶活性指标,得出膨化温度140℃、调质时间10s、水分10%是生产膨化大豆最佳生产工艺参数。膨化全脂大豆不同添加比例对泌乳母猪生产性能产生影响。在母猪产仔数方面,试验组与对照组没有显著差异,这可能与哺乳期母猪饲料的采食时间短有关系,因为在母猪怀孕开始至85天一直采食妊娠期饲料,试验期间采食哺乳料的效果并没有表现出来。在仔猪初生重方面,试验组与对照组没有表现出差异。从28天仔猪断奶重可以看出,试验组随着膨化大豆添加量的增加仔猪28天断奶重明显增加,试验2,3组极显著高于对照组,试验1组与对照组没有差异;因此,膨化大豆代替部分豆粕后,日粮中能量水平上升,提高了泌乳期母猪的生产性能。泌乳期母猪采食量方面,添加膨化大豆后试验1,2,3组采食量均显著高于对照组;因此,添加膨化大豆后,可以改善日粮的适口性,提高泌乳期母猪采食量。唐春艳等[7]报道,日粮能量水平从13.2MJ/kg上升到14.1MJ/kg,哺乳母猪与仔猪体况均有良好的改善,同时可提高母猪采食量,降低泌乳期母猪体重损失。但是随着能量的继续升高,试验3组采食量开始低于试验2组,这可能是由于日粮能量水平过高,影响了母猪采食量。试验2,3组断奶后到母猪时间均显著低于对照组,试验2,3组体况评分也优于对照组。这是由于添加不同比例的膨化大豆代替豆粕后,日粮中能量水平上升,同时也改善了日粮的适口性,提高了泌乳期母猪的采食量,从而在一定程度上减少了泌乳期母猪体重的损失,为下一次顺利打下了良好的基础。试验1组与对照组体况评分相同,说明膨化大豆的添加比例过低,日粮的能量水平提高不明显。
4结论
伐区资源复查的目的,是确定伐区区域,边界及伐区蓄积量,正确地计算出各材种的出材量,配备合适的机械及劳力,组成合理的生产工艺,并且能够充分利用森林资源,不致有浪费木材,丢失木材现象发生,做到木材生产有可靠的保证。
1.1伐区划分
凡经过森林经理调查林区,伐区划分时,结合自然条件的地势,尽量利用已有的林班线为界限。配合运输网的铺开,一般由沟口向沟里顺次区划。为了发挥运输效能,克服当前运输能力不足。伐区划分不宜过分分散,先近后远地布置当年的采伐的地区。为了使伐区划分更加有利于木材生产,区划前先搜集森林经理调查资料、施业案、分区图等原始资料,并到现地进行验证。根据现场材料,在分区图基础上绘出伐区划分平面图。除了伐区划分的形状结合自然地势考虑外,其他如宽度、间隔期等均按“国有林主伐规程”及林业政策规定等文件执行。
1.2伐区踏查及资源复查
在林业局、林场开发伐区平面图上,划出年伐区。然后对这个伐区进行踏查及资源情况复查,或进行资源统计工作。踏查工作可由林场领导、工人、技术人员组成3结合小组进行,实地了解情况,明确区域边界,并作出标志。对原森林调查时划分的林班、小班是否合理、适用进行验证。对原调查林班蓄积量发生疑义时。可选择一些标准林班进行每木调查,调查原调查区域的10%~15%,将复查数字和森林调查统计数字相比较,求得误差修正值,或者根据邻近地区的修正值。进行立木蓄积量的修正,以期达到比较准地确定蓄积量和出材量。经过踏查根据自然条件,地势确定下列问题。确定生产期间(冬季或夏季),确定装车场或伐区椤场的位置,确定采伐方式及集材方式,确定伐区集材主道支道,确定伐区面积,区域、边界。
2采伐带的划分
:依据GB/T14190—2008中规定的毛细管黏度计法测试,试剂采用苯酚、四氯乙烷,质量比1∶1,测试仪器为德国Lauda公司PVS1/6EVRM型自动黏度计。色度:按GB/T14190—2008中规定的干燥粉碎法,采用美国Hunterlab公司ColorFlex测色仪。测试切片的色度b值和L值。
2结果与讨论
2.1生产工艺优化考虑物料停留时间因素,在常规半消光聚酯切片的生产工艺基础上,提前8h提高酯化Ⅰ、Ⅱ釜温度、压力;提高温度,二甘醇(DEG)含量会升高,因此,对酯Ⅰ釜PTA与EG摩尔比进行了微调;锑催化剂自酯Ⅱ釜加入,提前3h提高添加量;根据停留时间,大幅提高预Ⅱ、终聚釜温度、搅拌转速,减少过渡料。生产的专用料[η]为0.698~0.703dL/g。具体工艺参数见表1。
2.2产品质量由于实际物料停留时间没有改变,但温度、压力、搅拌转速等工艺参数与390t/d负荷相匹配。在生产中酯化、缩聚温度均提高2℃,缩聚搅拌转速、锑催化剂浓度增加,导致产品色度、DEG含量指标出现变化,但熔点无明显变化。从表2可知,产品色度L值降低1.5~2.0,b值升高1.0~1.5,DEG质量分数升高0.1%,端羧基含量降低1mol/t。但专用料色度b值控制在4.8~5.2,L值控制在90~81,DEG质量分数小于1.0%,仍达到优等品质量要求。
2.3专用料试用情况专用料经客户使用后,无油丝[η]提高0.008~0.018dL/g,熔体流动性稍微变差,但通过提高纺丝箱体温度3℃,可改善熔体流动性。热轧工艺产品在改善纵横向强力、纵横向伸长、纵横向撕裂等指标有所提高,幅度不大。针刺工艺产品单丝线密度提高0.17dtex,产品在纵横向强力、纵横向伸长、纵横向撕裂等指标明显提高。此外,继续提高专用料[η]或在生产无纺布过程中添加其它组分,也会有利于改善热轧、针刺工艺产品各项指标。
3结论
四点弯曲性能测试:按照标准ASTMD6109-2005进行测试;吸水率测试:按标准GB/T17657-1999中4.6进行测试;落锤冲击性能测试:按标准ASTMD4495-00进行测试,落球重量4.5kg;加工流变性能:在HAAKE转矩流变仪上进行测试,温度170℃,转子转速30r/min,加料量40g;SEM分析测试:制小样条,液氮冷冻萃断,对样条断面进行喷金处理。
2结果与讨论
试验配方中,添加一定比例的木粉、塑料和相容剂,其中剂总添加比例为2.7%。分别采用一步法、两步法、三步法工艺进行试验,其中三步法工艺造粒前剂添加比例为1.35%,造粒后再添加1.35%,按照工业化的生产流程,挤出15×50mm(厚度×宽度)实心型材。
2.1不同生产工艺对加工性能的影响从表1可以看出,在相同的温度参数、主机转速条件下,一步法工艺主机转矩和熔体压力最大,两步法工艺最小,三步法工艺次之;从型材外观上看,两步法工艺和三步法工艺生产出的型材表面光滑,一步法工艺型材表面有细小的横线裂纹;从挤出线速比较,三步法工艺是一步法工艺的1.84倍,是两步法工艺的1.31倍。在相同的主机转速下,主机转矩、熔体压力和挤出线速主要体现物料的流变性能,将一步法工艺的高混料和两步法、三步法工艺的造粒料通过扭矩流变仪进行流变性能的测试,从表2的流变特征参数可以看出,一步法工艺由于混合后的物料没有经过造粒塑化的过程,在型材挤出过程中,需要较长的时间才能将物料塑化熔融,一步法工艺的平衡时间最长,需要3.28min,同时一步法工艺的平衡扭矩也为最大,说明熔融物料的表观粘度很大,流动性差,型材挤出速度慢;两步法工艺,平衡时间适中、平衡扭矩低,说明生产时经过造粒的过程后,物料较易塑化,物料流动性好[3];三步法平衡时间最短,平衡扭矩适中,这说明了剂分两步添加,造粒后添加的剂损失少,缩短了塑化的时间,起到真正的作用,成型时挤出速度快,而平衡扭矩比两步法工艺略大,可能是因为造粒过程,剂对相容剂的副反应小,使得木粉和塑料基体的结合力增强,熔体压力增加,这是加快挤出线速的同时提高型材物理机械性能的基础。
2.2不同生产工艺对材料性能的影响从表3可以看出,弯曲性能上比较,弯曲强度两步法比一步法高18.4%,三步法比两步法高19.2%,刚性(弯曲模量)也有同样变化趋势。落锤冲击高度方面,两步法比一步法高100mm,三步法比两步法高150mm。从以上数据比较可以看出,三步法性能最好,一步法性能最差,这是因为一步法工艺物料通过高速混合机搅拌后,物料中木粉间的结合水还没能完全排出,物料水份较多,一般在2%以上,木粉和塑料的界面结合力差,高混后物料直接通过锥形挤出机挤出型材,物料与螺杆、机筒的剪切力较小,木粉没能均匀分散在塑料基体中,再加上锥形挤出机低速转动,容易出现木粉聚集成团的质量问题,这也是型材表面出现裂纹的原因,同时型材的物理机械性能差。相比两步法工艺,物料混合后再通过平行双螺杆挤出机造粒,在强的剪切力作用下,将木粉间的结合水大部分排出,破坏木质纤维间的分子间作用力,使木粉均匀分散于塑料中,同时木粉表面羟基(-OH)与MAPE的酯基(-COO-)发生反应,改善了木粉和塑料的界面结合力[4]。所以,当型材受到外力作用下,塑料基体能有效地、均匀地通过两者界面把应力传递给木粉,界面结合力的提高,型材的弯曲强度和韧性也随之提高。三步法工艺将复合剂分两部分添加,混料时添加一定比例剂,造粒后再添加一定比例剂,复合剂中含有一定比例的硬脂酸类外剂,例如硬脂酸锌,在混合过程中水分的存在使MAPE产生MAH,可与硬脂酸锌发生反应,这种反应在热力学上比MAPE与木质纤维的偶合更容易发生,也就使得木粉和塑料的界面结合力变差[5]。在混料时添加一部分剂以满足造粒过程中剪切和分散的需要,防止塑料的降解和木粉的碳化,相比两步法工艺,造粒时剂量少,剪切力也大,水分容易排除,也降低硬脂酸类外剂对MAPE的影响,这样相对两步法提高木粉和塑料的界面结合力,型材的性能明显提高。造粒后再添加剂进行混合以保证型材挤出表面光滑度,提高挤出线速和型材性能稳定性。从图2不同生产工艺的30天吸水率比较可以看出,随着浸泡时间的增加,吸水率都逐渐增加,其中采用三步法工艺生产的型材吸水率最小,30天浸泡的吸水率为1.75%,采用一步法工艺生产的型材吸水率最大,30天浸泡的吸水率为3.60%,是三步法工艺型材吸水率的2.05倍。这是因为木塑复合材料的吸水性主要是由木粉引起的,通常界面结合力差、分散越不均匀的木塑复合材料吸水率越大[4]。木粉有较强的吸水性,易吸水后与水分子之间形成氢键,木粉和塑料是典型的海岛结构,一步法工艺木粉的分散性和界面结合力差,木粉还没被塑料完全包裹,水分子进入两者的间隙易与木粉形成氢键,吸水率增加。三步法工艺提高了木粉的分散性和界面结合力,吸水率较小。
2.3不同工艺生产的木塑复合材料SEM分析通过SEM观察型材断面形貌,可以客观反映木粉和塑料的界面结合。图3是一步法工艺生产的型材断面形貌,可以明显看出,断面分布很不均匀,说明木粉并没能在塑料中很好的分散,且出现一些小空洞,可能是由于木粉没被塑料很好包裹造成,说明木粉和塑料界面结合较差,受到应力作用时,从界面结合处开始发生断裂;图4是两步法工艺生产的型材断面形貌,可以看出两相分布的均匀性有较大改善,出现较多的纤维拉丝现象和小孔洞,说明两步法工艺能使木粉在塑料中分散均匀;图5是三步法工艺的型材断面形貌,可以明显看出断面很粗糙,且出现纤维拉丝现象和深孔洞,说明三步法工艺生产的型材,不仅两相分散均匀,而且能提高两相的界面结合力,受到应力作用发生断裂时,木粉被抽出形成深的孔洞。
3结论
有光腈纶条单位克重位20.53g/m,占原料百分比为91%,试取腈纶8根,总进条重为:180.48(g/m)(含PTT和毛条)。羊毛占原料百分比为4%,所需羊毛单位克重应为:180.48×4%=7.21(g/m)。毛条的单位克重为24.18g/m,为获得所需克重(7.21g/m),须把毛条抽长拉细成小条,在B432型针梳机上并合2根,牵伸6.7倍,出条重为7.21g/m。PTT条占原料百分比为5%,则所需PTT条克重应为:180.48×5%=9.02(g/m)。PTT条的单位克重为19.0g/m,为获得所需克重(9.02g/m),须把锦纶条抽长拉细成小条,在B432型针梳机上并合3根,牵伸6.3倍,出条重9.02g/m。故,取56支中毛条取一根小条,PTT条取一根小条,有光正规腈纶取8根,共8+2小,总喂入量为:20.53×8+7.21+9.02=180.46(g/m),选择牵伸倍数E=7.71,则出条重为23.40g/m,二道混条取头道下来的混合球7只,喂入量为:23.40×7=163.80(g/m),相同的牵个下,出条重为21.25g/m。
2混条质量控制
混条质量的好坏直接关系到产品质量及纺纱工艺的正常进行。混条质量的控制指标主要有均匀度,含油率,回潮率和重量偏差等,均匀度又包括混合均匀,加油均匀和重量不匀率。混条的均匀度与混条工艺及混条方法关系密切。采用喷雾式在牵伸区出口处加油,加油比较均匀。加油水量应根据原料品质和工艺要求而定,加油后还应存放一段时间,以使油水渗透均匀。混条加油后的回潮率,应使纤维在前纺加工时处于放湿状态,以减少飞毛及降低断头率。对于本产品根据车间实际生产情况,车间相对湿度控制在60%左右,不加油水也好做。
3针梳工序
根据机台实际生产情况,B423选择前张力牙为47齿,后张力牙为37齿。在B423型头道针梳机上带有毛C07自调匀整机构,能改善纱条粗细及其他方面存在的不匀现象,使出条单位重量稳定,降低毛条的重量不匀率。本产品工艺选择测量罗拉宽度为19mm,加压重锤18kg,记忆延迟牙为54齿。B423上一般条重测试结果应与上一次结果相差不超过±0.3g/m。B452型针梳机在结构方面区别于其它针梳机的主要部位是牵伸机构,它采用了开式针板结构。另外,由于其出条重范围仅为0.5~2g/m,纤维抱合力较差,机台上有搓捻机构。B452机器上针密为10根/厘米,前隔距为25mm,正常生产时重量偏差控制在0.02g/m。做到每个班至少手搓目测条干2次。前纺针梳质量的好坏直接影响粗纱的质量,从与粗纱质量的关系看,前纺针梳的质量控制指标主要是重量不匀率和重量偏差,各道控制范围见表3。为提高前纺针梳质量,还应控制好前纺车间的温湿度,以使毛条处于放湿状态。通常前纺车间的温度控制,冬季最低为20~23度,纺化学纤维略高;夏季最高为30~33度。相对湿度应控制在65%~75%。
4粗纱工序
表示精纺粗纱质量的主要指标是重量不匀率和条干不匀率。这两项指标如达不到要求,在纺纱过程中不仅增加细纱的断头,降低毛纱的产量,而且容易纺出粗细不匀的毛纱。因此必须尽量降低粗纱的重量不匀率,提高条干均匀度。一般要求粗纱的重量不匀率≤3%,条干不匀率≤18%。造成重量不匀率高的原因:喂入根数不准确,或喂入毛条批号搞错;退卷滚筒运转不稳定,有顿挫或跳动;退卷滚筒与后罗拉的张力牵伸太大;成形太松或太紧,前罗拉与卷绕滚筒速度配合不当。造成条干不匀原因:前隔距不当;前后张力牵伸太大或太小;皮辊压力不足、偏心或运转不灵活;针号或针密选择不当,针的状态不良;喂给机构运转不好,木锭子歪斜,上下端破损;接头不好,小罗拉、胶辊、皮板内侧等处饶毛,清洁工作不当。
5细纱工序
细纱机上张力牵伸倍数:ZF=41齿,即张力牵伸倍数=41/38=1.08。产品在生产中因羊毛比有光腈纶短,加上PTT纤维的特性,有一定的毛粒存在,要及时控制好清洁辊的状态,不能使之失效或积毛太多。如果未及时清理,相对湿度不当,导致加工机件饶毛或车间飞毛过多,都会使毛粒增多。细纱工序要控制好纱线的线密度及捻度;后道络筒工序要控制好清纱范围及捻接工艺;并线要严防多股、少股及分股;倍捻要保证捻度准确无误,这样才能做好一个产品。
6结论
随着我国汽车总量的不断增加,我国已经成为世界第三大汽车生产国,和世界第二大汽车消费国。铝合金汽车轮毂的年产量超过六千万件,有很大的出口额。为了满足市场的需求,铝合金汽车轮毂在结构和生产设计上都有很多形式。外观造型上有宽轮辐、窄轮辐、多轮辐、少轮辐等设计,外观式样有抛光涂透明漆、亮面涂透明漆、电镀等。涂抹的颜色也根据客户的要求有多重形式,不同的色彩、不同的设计、不同的外观是发展的趋势。
2铝合金汽车轮毂的优点
首先,铝合金汽车轮毂的重量比钢轮毂的重量轻,这样车整体的重量减少了,汽车的油耗也就相对的减少了。经计算铝轮毂的重要减轻在40%左右,90km/h到120km/h车速时,油耗可减少0.05L/100km,城市内行驶,可减少的油耗量略少些,如果按每十万公里节油计算,大约节约在40~50L。其次,铝合金汽车轮毂能够改善汽车的行驶性能,使行驶过程中的振动减小,让驾驶员驾车更加舒适。铝合金汽车轮毂采用数控设备进行加工,平衡性能比钢优越。车轮如果是钢车轮,平衡性比较差,高速性能不稳定,和铝轮毂相比较,还是铝轮毂的性能好。再次,铝合金汽车轮毂的散热性好,车轮的热源主要由刹车产生和车胎与路面的摩擦产生。在汽车高速行驶中,车轮如果温度持续过高,就会有出现爆胎的可能性。因为铝的导热性能比钢的导热性能好,而且铝合金汽车轮毂表面的设计也有利于散热,所以使用铝合金汽车轮毂可以减少爆胎的可能,更易于散热。然后,铝合金汽车轮毂的美观度也很不错,对于汽车整体形象,轮毂的美观度也是对其有很大影响的。现在汽车的轮毂设计中,一个不可缺少的设计就是汽车的轮毂的设计。汽车轮毂的造型直接关系到汽车的车身设计的档次,也可以突显出汽车的品味。制造厂商和设计者在车毂的风格设计上下了不少功夫,不单在颜色上进行设计加工,还给车毂加了花纹结构,不同的花纹有着不同的颜色,再经过电镀,添加了很多个性化的设计,也很大限度地满足各类人群的审美要求。
3铝合金汽车轮毂的设计开发
随着现在人民的生活水平的提高,同时汽车品种的增多,和汽车价格的下调。汽车已经成为大众消费的热点产品。从大众对汽车的认知和实用性,到对汽车的审美和汽车的功能过度。大众不仅要求汽车的优良的性能,方便的驾驶,还会要求汽车符合自己身份地位,以及符合自己的审美品位。车毂对于汽车整体的形象有着重要的影响,如果想在市场上长期立足,就需要轮毂的设计开发,汽车部件的设计开发也是企业发展的关键所在。
4铝合金汽车轮毂的生产工艺流程
4.1生产厂家对汽车轮毂的生产设计进行研究。中层共同参与,通过了解大众在汽车轮毂使用中遇到的问题及未能得到满足的需求,挖掘大众在汽车轮毂方面潜在的需求,提出问题解决问题。
4.2市场调研。考察同类汽车的轮毂在市场的竞争情况,根据目标汽车轮毂的市场分析潜在的竞争环境,同时也要了解当前政府政策,和其他环境因素。
4.3管理定位。由管理层对汽车轮毂的价格、设计、风格、功能、性能、主导方向进行定位。各项指标均以数字化形式体现。
4.4根据产品需求进行概念设计。综合汽车轮毂的技术质量要求更进一步构思,在风格、设计定位的基础上绘制出不同款式的轮毂图,对所设计出来的轮毂图进行比较,筛选出最完美的设计稿,然后对设计稿进行优化,形成机构图纸,再用建模技术进行建模,利用分析软件对所设计出的铝合金汽车轮毂进行应力分析,根据分析出来的结果进行完善和修改,再重新设计模型,并了解客户需求,选出最理想方案。
FPR生产工艺路线有溶液聚合法、悬浮聚合法和气相聚合法三种。下面将分别详细论述其技术状况及待点,并进行技术比较。
1、溶液聚合工艺
1.1技术状况
60年代初实现工业化,经不断完善和改进,技术己成熟,为许多新建装置所使用,是工业生产的主导技术,约占FPR总生产能力的77.6%。
该工艺是在既可以溶解产品、又可以溶解单体和催化剂体系的溶剂中进行的均相反应,通常以直链烷烃如正己烷为溶剂,采用V一A1催化剂体系,聚合温度为30~50C,聚合压力为0.4~0.8MPa,反应产物中聚合物的质量分数一般为8%~10%。工艺过程基本上由原材料准备、化学品配制、聚合、催化剂脱除、单体和溶剂回收精制以及凝聚、干燥和包装等工序组成,但由于各公司在某部分或控制方面有自己的专利技术,因而各具独特的工艺实施。代表性的公司有DSM、Exxon、uniroya1、DuPont、日本三井石化和JSR公司。其中最典型的代表是DSM公司,它不仅是全球最大的EPR生产者,而且在荷兰、美国、日本、巴西所拥有的四套装置均是采用溶液聚合工艺,占世界溶液聚合工艺生产EPR总能力的1/4.下面将以该公司为例进行说明。
DSM公司采用己烷为溶剂,乙叉降冰片烯(ENB)或双环戊二烯(DCPD)为第三单体,氢气为分子量调节剂,VOCL3一1/2AL2Et3CL3为催化剂。此外,为提高催化剂活性及降低其用量,还加入了促进剂。催化剂的配比用量、预处理方式、促进剂类型是DSM公司的专有技术。反应物料二级预冷到一500C,根据生产的牌号,单釜或两釜串联操作。聚合釜容积大约为6m3.聚合反应条件为:温度低于650C,压力低于2.5MPa,反应热用于反应器绝热升温。在碱性脱钒剂和热水作用下,聚合物胶液中残留的钒催化剂进入水相,经两次转相过程被彻底脱除。未反应单体经二次减压闪蒸回收并循环使用。此时向胶液中加入稳定剂等助剂(生产充油牌号时加入填充油)。汽提蒸出残存的乙烯、丙烯和大部分溶剂后撇液送至两台串联的凝聚釜进行凝聚,并进一步蒸出回收残余己烷溶剂循环使用,JC胶粒浆液脱水后进入干燥系统,然后压块或粉料包装。含ENB的废热空气送至焚烧炉焚烧,含钒污水送至污水脱钒单元,在脱钒剂的中和絮凝作用下,钒进入钒渣中,定期送堆埋场掩埋,经脱钒的污水排至污水处理厂处理。
DSM公司EPR溶液聚合工艺技术成熟,比较先进,有下列优点:
(1)投资低,工艺最佳化。反应器的优比设计能满足反应物料混合要求,能准确控制聚合反应工艺参数和产品质量,聚合物胶液浓度高而循环溶剂量少,聚合釜体积小但生产强度高,原料和循环单体不需要精制,催化剂效率高,三废中钒含量低,生产弹性大。
(2)生产操作费用低,装置年操作时间长,原料和催比剂的消耗低,采用先进控制系统对生产进行控制。
(3)产品质量具有极强的竞争力。产品中催化剂残渣含量低,生产中次品少,产品牌号切换灵活,切换废品量少,产品特性能够按用户要求进行调整,产品牌号多,门尼值可在20~160宽范围内调节,质量稳定,重复性好,产品规格指标变化幅度窄和产品加工性能优异。
1.2技术特点
技术比较成熟,操作稳定,是工业生产EPR的主要方法;产品品种牌号较多,质量均匀,灰分含量较少,范围广泛;产品电绝缘性能好。但是由于聚合是在溶剂中进行,传质传热受到限制,聚合物的质过分数一般控制在6%~9%,最高仅达11%~14%,聚合效率低。同时,由于溶剂需回收精制,生产流程长,设备多,建设投资及操作成本较高。
2悬浮聚合工艺
2.技术状况
EPR悬浮聚合工艺产品牌号不多,其用途有局限性,主要用作聚烯烃改性,目前只有Enichem公司和Bayer公司两家使用,占EPR总生产能力的13.4%.该工艺是根据丙烯在共聚反应中活性较低的原理,将乙烯溶解在液态丙烯中进行共聚合。丙烯既是单体又兼作反应介质,靠其本身的蒸发致冷作明控制反应温度,维持反应压力。生成的共聚物不溶于液态丙烯,而呈悬浮于其中的细粒淤浆。又可分为一般悬浮聚合工艺和简化悬浮聚合工艺。
2.1.1一般悬浮聚合工艺
Enichem公司采用此工艺:以乙酰丙酮钒和AlEt2Cl为催化剂,二氯丙二酸二乙酯为活化剂,HNB或DCPD为第三单体,二乙基锌和氢气为分子量调节剂。视所生产产品牌号的不同,将乙烯、丙烯、第三单体以及催化剂加入具有多桨式搅拌器的夹套式聚合釜中,反应条件为:温度一20~20oC,压力0.35~1.05MPa.反应热借反应相的单体蒸发移除。反应相中悬浮聚合物的质量分数控制在30%~35%,整个聚合反应在高度自动控制下进行,生成的聚合物丙烯淤浆间歇地(10~15次/h)送入洗涤器,用聚丙二醇使催化剂失活,再用NaOH水溶液洗涤。悬浮液送入汽提塔汽提,未反应的乙烯、丙烯和ENB分别经回收系统精制后循环使用。胶粒一水浆液经振动筛脱水、挤压干燥、压块和包装即得成品胶。该工艺特点是聚合精制不使用溶剂,聚合物浓度高,强化了设备生产能力,同时省略了溶剂循环和回收,节省了能量。
2.1.2简化悬浮聚合工艺
该工艺是在一般悬浮聚合工艺基础上开发成功的,主要是采用高效钛系催化体系,不必进行催化剂的脱除,未反应单体不需处理即可返回使用。通常用于生产EPM,这是因为闪蒸不易脱除未反应的第三单体。其工艺流程为:反应在带夹套的搅拌釜中进行,采用TiC1、一MgC12一A1(i一Bu),催化剂体系,催化剂效率为50kg聚合物/g钛,反应温度27C,压力1.3MPa,聚合物的质量分数为33%。反应釜出来的蒸汽物料压缩到2.7MPa并冷却后返口反应釜。聚合物淤浆经闪蒸脱除未反应单体,不需精制处理,压缩和冷却后直接循环到反应釜使用。脱除单体的聚合物不必净化处理即可作为成品。产品可以为粉状、片状或颗粒状。近年来,Enichem公司采用改进后的V一A1催化体系,催化剂效率提高到30~50kg聚合物/g钒,省去了洗涤脱除催化剂工序,同样简化了工艺流程。
2.2技术特点
EPR悬浮聚合工艺的特点是:聚合产物不溶于反应介质丙烯,体系粘度较低,提高了转化率,聚合物的质量分数高达30%~35%,因而其生产能力是溶液法的4~5倍;无溶剂回收精制和凝聚等工序,工艺流程简化,基建投资少;可生产很高分子量的品种;产品成本比溶液法低。而其不足之处是:由于不用溶剂,从聚合物中脱离残留催化剂比较困难;产品品种牌号少,质量均匀性差,灰分含量较高;聚合物是不溶于液态丙烯的悬浮粒子,使之保持悬浮状态较难,尤其当聚合物浓度较高和出现少量凝胶时,反应釜易于挂胶,甚至发生设备管道堵塞现象;产品的电绝缘性能较差。
3气相聚合工艺
3.1技术状况
EPR的气相聚合工艺是由Himont公司率先于20世纪80年代后期实施化的。UCC公司则于90年代初宣布气相法EPR中试装置投入试生产,其9.1万吨/年的气相法EPR工业装置于1999年正式投产。,该工艺占EPR总生产能力的9%。UCC公司的EPR气相聚合工艺最具代表性,它分为聚合、分离净化和包装三个工序。质量分数为60%的乙烯、35.5%的丙烯、4.5%的ENB同催化剂、氢气、氮气和炭黑一起加入流比床反应器,在50~65C和绝对压力2.07kPa下进行气相聚合反应。乙烯、丙烯和ENB的单程转化率分别为5.2%。0.58%和0.4%。来自反应器的未反应单体经循环气压缩机压缩后进入循环气冷却器除去反应热,与新鲜原料气一起循环回反应器。从反应器排出的EPR粉未经脱气降压后进入净化塔,用氮气脱除残留烃类。来自净化塔顶部的气体经冷凝回收ENB后用泵送回流比床反应器。生成的微粒状产品进入包装工序。
3.2技术特点
与前两种工艺相比,气相聚合工艺有其突出的优点:工艺流程简短,仅三道工序,而传统工艺有七道工序;不需要溶剂或稀释剂,毋需溶剂回收和精制工序;几乎无三暖排放,有利于生态环境保护。但其产品通用性较差,所有的产品皆为黑色。这是由于为避免聚合物过粘,采用炭黑作为流态化助剂之故。虽然开发成功了用硅烷粘土和云母代替炭黑生产的白色和有色产品,但第一套工业化生产装置仍然只能生产黑色FPR.
4各种生产工艺的技术比较
在FPR的各种生产工艺路线中,溶液聚合工艺投资和成本最高。投资高是因为流程长,高粘度散热难,设备生产强度低,反应后聚合物流浓度太稀(仅为6%~14%,悬浮聚合工艺为33%),单体、溶剂回收需较高的费用;成本高主要是因为公用工程费、折旧费、固定成本费用高。这是由于生产过程中消耗较高的电和蒸汽所致。
悬浮聚合工艺的投资与成本工艺分别相当于相同规模溶液聚合工艺的77%和88%,具有投资少、原料消耗和能耗低、生产成本低、三废处理费用少等特点。
气相聚合工艺的投资和产品成本最低,分别相当于同等规模溶液聚合工艺的42%和68%。
目前FPR工业生产工艺路线有溶液聚合法、悬浮聚合法和气相聚合法三种。下面将分别详细论述其技术状况及待点,并进行技术经济比较。
1、溶液聚合工艺
1.1技术状况
60年代初实现工业化,经不断完善和改进,技术己成熟,为许多新建装置所使用,是工业生产的主导技术,约占FPR总生产能力的77.6%。
该工艺是在既可以溶解产品、又可以溶解单体和催化剂体系的溶剂中进行的均相反应,通常以直链烷烃如正己烷为溶剂,采用V一A1催化剂体系,聚合温度为30~50C,聚合压力为0.4~0.8MPa,反应产物中聚合物的质量分数一般为8%~10%。工艺过程基本上由原材料准备、化学品配制、聚合、催化剂脱除、单体和溶剂回收精制以及凝聚、干燥和包装等工序组成,但由于各公司在某部分或控制方面有自己的专利技术,因而各具独特的工艺实施方法。代表性的公司有DSM、Exxon、uniroya1、DuPont、日本三井石化和JSR公司。其中最典型的代表是DSM公司,它不仅是全球最大的EPR生产者,而且在荷兰、美国、日本、巴西所拥有的四套装置均是采用溶液聚合工艺,占世界溶液聚合工艺生产EPR总能力的1/4.下面将以该公司为例进行说明。
DSM公司采用己烷为溶剂,乙叉降冰片烯(ENB)或双环戊二烯(DCPD)为第三单体,氢气为分子量调节剂,VOCL3一1/2AL2Et3CL3为催化剂。此外,为提高催化剂活性及降低其用量,还加入了促进剂。催化剂的配比用量、预处理方式、促进剂类型是DSM公司的专有技术。反应物料二级预冷到一500C,根据生产的牌号,单釜或两釜串联操作。聚合釜容积大约为6m3.聚合反应条件为:温度低于650C,压力低于2.5MPa,反应热用于反应器绝热升温。在碱性脱钒剂和热水作用下,聚合物胶液中残留的钒催化剂进入水相,经两次转相过程被彻底脱除。未反应单体经二次减压闪蒸回收并循环使用。此时向胶液中加入稳定剂等助剂(生产充油牌号时加入填充油)。汽提蒸出残存的乙烯、丙烯和大部分溶剂后撇液送至两台串联的凝聚釜进行凝聚,并进一步蒸出回收残余己烷溶剂循环使用,JC胶粒浆液脱水后进入干燥系统,然后压块或粉料包装。含ENB的废热空气送至焚烧炉焚烧,含钒污水送至污水脱钒单元,在脱钒剂的中和絮凝作用下,钒进入钒渣中,定期送堆埋场掩埋,经脱钒的污水排至污水处理厂处理。
DSM公司EPR溶液聚合工艺技术成熟,比较先进,有下列优点:
(1)投资低,工艺最佳化。反应器的优比设计能满足反应物料混合要求,能准确控制聚合反应工艺参数和产品质量,聚合物胶液浓度高而循环溶剂量少,聚合釜体积小但生产强度高,原料和循环单体不需要精制,催化剂效率高,三废中钒含量低,生产弹性大。
(2)生产操作费用低,装置年操作时间长,原料和催比剂的消耗低,采用先进控制系统对生产进行控制。
(3)产品质量具有极强的竞争力。产品中催化剂残渣含量低,生产中次品少,产品牌号切换灵活,切换废品量少,产品特性能够按用户要求进行调整,产品牌号多,门尼值可在20~160宽范围内调节,质量稳定,重复性好,产品规格指标变化幅度窄和产品加工性能优异。
1.2技术特点
技术比较成熟,操作稳定,是工业生产EPR的主要方法;产品品种牌号较多,质量均匀,灰分含量较少,应用范围广泛;产品电绝缘性能好。但是由于聚合是在溶剂中进行,传质传热受到限制,聚合物的质过分数一般控制在6%~9%,最高仅达11%~14%,聚合效率低。同时,由于溶剂需回收精制,生产流程长,设备多,建设投资及操作成本较高。
2悬浮聚合工艺
2.技术状况
EPR悬浮聚合工艺产品牌号不多,其用途有局限性,主要用作聚烯烃改性,目前只有Enichem公司和Bayer公司两家使用,占EPR总生产能力的13.4%.该工艺是根据丙烯在共聚反应中活性较低的原理,将乙烯溶解在液态丙烯中进行共聚合。丙烯既是单体又兼作反应介质,靠其本身的蒸发致冷作明控制反应温度,维持反应压力。生成的共聚物不溶于液态丙烯,而呈悬浮于其中的细粒淤浆。又可分为一般悬浮聚合工艺和简化悬浮聚合工艺。
2.1.1一般悬浮聚合工艺
Enichem公司采用此工艺:以乙酰丙酮钒和AlEt2Cl为催化剂,二氯丙二酸二乙酯为活化剂,HNB或DCPD为第三单体,二乙基锌和氢气为分子量调节剂。视所生产产品牌号的不同,将乙烯、丙烯、第三单体以及催化剂加入具有多桨式搅拌器的夹套式聚合釜中,反应条件为:温度一20~20oC,压力0.35~1.05MPa.反应热借反应相的单体蒸发移除。反应相中悬浮聚合物的质量分数控制在30%~35%,整个聚合反应在高度自动控制下进行,生成的聚合物丙烯淤浆间歇地(10~15次/h)送入洗涤器,用聚丙二醇使催化剂失活,再用NaOH水溶液洗涤。悬浮液送入汽提塔汽提,未反应的乙烯、丙烯和ENB分别经回收系统精制后循环使用。胶粒一水浆液经振动筛脱水、挤压干燥、压块和包装即得成品胶。该工艺特点是聚合精制不使用溶剂,聚合物浓度高,强化了设备生产能力,同时省略了溶剂循环和回收,节省了能量。
2.1.2简化悬浮聚合工艺
该工艺是在一般悬浮聚合工艺基础上开发成功的,主要是采用高效钛系催化体系,不必进行催化剂的脱除,未反应单体不需处理即可返回使用。通常用于生产EPM,这是因为闪蒸不易脱除未反应的第三单体。其工艺流程为:反应在带夹套的搅拌釜中进行,采用TiC1、一MgC12一A1(i一Bu),催化剂体系,催化剂效率为50kg聚合物/g钛,反应温度27C,压力1.3MPa,聚合物的质量分数为33%。反应釜出来的蒸汽物料压缩到2.7MPa并冷却后返口反应釜。聚合物淤浆经闪蒸脱除未反应单体,不需精制处理,压缩和冷却后直接循环到反应釜使用。脱除单体的聚合物不必净化处理即可作为成品。产品可以为粉状、片状或颗粒状。近年来,Enichem公司采用改进后的V一A1催化体系,催化剂效率提高到30~50kg聚合物/g钒,省去了洗涤脱除催化剂工序,同样简化了工艺流程。
2.2技术特点
EPR悬浮聚合工艺的特点是:聚合产物不溶于反应介质丙烯,体系粘度较低,提高了转化率,聚合物的质量分数高达30%~35%,因而其生产能力是溶液法的4~5倍;无溶剂回收精制和凝聚等工序,工艺流程简化,基建投资少;可生产很高分子量的品种;产品成本比溶液法低。而其不足之处是:由于不用溶剂,从聚合物中脱离残留催化剂比较困难;产品品种牌号少,质量均匀性差,灰分含量较高;聚合物是不溶于液态丙烯的悬浮粒子,使之保持悬浮状态较难,尤其当聚合物浓度较高和出现少量凝胶时,反应釜易于挂胶,甚至发生设备管道堵塞现象;产品的电绝缘性能较差。
3气相聚合工艺
3.1技术状况
EPR的气相聚合工艺是由Himont公司率先于20世纪80年代后期实施工业化的。UCC公司则于90年代初宣布气相法EPR中试装置投入试生产,其9.1万吨/年的气相法EPR工业装置于1999年正式投产。目前,该工艺占EPR总生产能力的9%。UCC公司的EPR气相聚合工艺最具代表性,它分为聚合、分离净化和包装三个工序。质量分数为60%的乙烯、35.5%的丙烯、4.5%的ENB同催化剂、氢气、氮气和炭黑一起加入流比床反应器,在50~65C和绝对压力2.07kPa下进行气相聚合反应。乙烯、丙烯和ENB的单程转化率分别为5.2%。0.58%和0.4%。来自反应器的未反应单体经循环气压缩机压缩后进入循环气冷却器除去反应热,与新鲜原料气一起循环回反应器。从反应器排出的EPR粉未经脱气降压后进入净化塔,用氮气脱除残留烃类。来自净化塔顶部的气体经冷凝回收ENB后用泵送回流比床反应器。生成的微粒状产品进入包装工序。
3.2技术特点
与前两种工艺相比,气相聚合工艺有其突出的优点:工艺流程简短,仅三道工序,而传统工艺有七道工序;不需要溶剂或稀释剂,毋需溶剂回收和精制工序;几乎无三暖排放,有利于生态环境保护。但其产品通用性较差,所有的产品皆为黑色。这是由于为避免聚合物过粘,采用炭黑作为流态化助剂之故。虽然开发成功了用硅烷粘土和云母代替炭黑生产的白色和有色产品,但第一套工业化生产装置仍然只能生产黑色FPR.
4各种生产工艺的技术经济比较
在FPR的各种生产工艺路线中,溶液聚合工艺投资和成本最高。投资高是因为流程长,高粘度散热难,设备生产强度低,反应后聚合物流浓度太稀(仅为6%~14%,悬浮聚合工艺为33%),单体、溶剂回收需较高的费用;成本高主要是因为公用工程费、折旧费、固定成本费用高。这是由于生产过程中消耗较高的电和蒸汽所致。
悬浮聚合工艺的投资与成本工艺分别相当于相同规模溶液聚合工艺的77%和88%,具有投资少、原料消耗和能耗低、生产成本低、三废处理费用少等特点。
气相聚合工艺的投资和产品成本最低,分别相当于同等规模溶液聚合工艺的42%和68%。