Анотація до роботи:

Терещенко Т.М. Удосконалення технології і обладнання переробки вторинних полімерних матеріалів комбінованим видавлюванням. – Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.03.05 – процеси і машини обробки тиском, Східноукраїнський національний університет імені Володимира Даля, Луганськ, 2007.

Дисертаційна робота присвячена підвищенню ефективності технологічних процесів переробки вторинних полімерних матеріалів методом соекструзії на основі математичного моделювання процесу створення багатошарової структури і встановлення взаємозв'язків між технологічними і конструктивними параметрами процесу.

Розроблено конструкцію соекструзійної головки, призначеної для роздільної переробки вторинних полімерів промислового і побутового походження. Така конструкція дозволяє виготовляти виріб з вторинної полімерної сировини, що має такі ж властивості, як і виріб з первинного полімеру.

На основі принципу електрофізичних аналогій вперше розроблена математична модель роботи соекструзийної головки, використання якої дозволило встановити взаємозв'язок технологічних і конструктивних параметрів процесу створення багатошарової структури. Визначені раціональні конструктивні параметри соекструзийної головки, що забезпечують підвищення якості готового виробу.

Проведені експериментальні дослідження на фізичній моделі і промисловому обладнанні, які підтвердили адекватність математичної моделі і визначили вплив технологічних параметрів процесу соекструзії і вмісту вторинних полімерних матеріалів на межу міцності отриманих виробів.

У дисертаційній роботі розв’язана науково-технічна задача удосконалення технології і обладнання переробки вторинних полімерних матеріалів з використанням чотиришарової головки, що забезпечує підвищення продуктивності і покращення якості виробів, що виготовляються.

Основні наукові результати, висновки і практичні рекомендації дисертаційної роботи полягають у такому:

1. На підставі аналізу властивостей вторинної полімерної сировини і якісного аналізу процесу соекструзії розроблена нова функціональна схема соекструзійної головки для створення багатошарової структури, що відрізняється наявністю спіральних розподільних каналів, призначених для формування шарів з вторинних полімерів. Розроблена схема забезпечує стабільність тиску по всій довжині розподільних каналів і рівномірність розподілу полімерного матеріалу.

2. Шляхом спільного розв’язання рівнянь рівноваги сил, що діють на елементарний об'єм, і рівняння неньютонівської течії вперше розроблена методика визначення перепаду тиску і продуктивності на ділянках розподільних каналів з урахуванням взаємного впливу потоків розплаву полімеру на основі принципу електрофізичних аналогій. Розроблена методика дозволяє визначити раціональні конструктивні і технологічні параметри процесу соекструзії, а так само оцінити ефективність роботи соекструзійної головки.

3. На підставі методики визначення реології розплаву полімеру і методики визначення перепаду тиску і продуктивності на ділянках розподільних каналів реалізована математична модель роботи соекструзійної головки в процесі створення багатошарової структури з вторинних полімерних матеріалів, за результатами дослідження якої визначений діапазон сумарної продуктивності головки і температурні діапазони розплавів полімерних матеріалів для кожного шару з урахуванням робочого тиску. Діапазону тиску Р=3,0-10,0 МПа відповідає сумарна продуктивність в межах Q=10-58кг/час, що в 6 разів більше для розробленої конструкції в порівнянні з визначеним прототипом. Тому розроблена конструкція забезпечує виготовлення ширшої номенклатури готових виробів.

4. На підставі результатів дослідження розробленої конструкції соекструзійної головки і математичного моделювання процесу створення багатошарової структури проведена оцінка впливу формоутворювального зазору на перепад тиску і різнотовщинність в розподільних каналах з метою раціоналізації конструкції соекструзійної головки. Аналіз отриманих результатів дозволив визначити мінімальне і максимальне значення формоутворювального зазору, що забезпечує різнотовщинність шарів не більше 40% в робочому діапазоні тиску.

5. На підставі промислових випробувань зразків багатошарової структури, отриманих з використанням розробленої конструкції соекструзійної головки і конічної головки, визначено, що межа міцності при розтягуванні зразків, отриманих з використанням розробленої конструкції, в подовжньому напрямку збільшилася в 1,57 разу, а в поперечному напрямку - в 1,69 разу в порівнянні із зразками, виготовленими з використанням конічної головки. Відтворюваність експерименту підтверджується критерієм Кохрена при рівні значущості q=0,05, адекватність математичного опису дослідним даним підтверджується критерієм Фішера при рівні значущості q=0,05. Таким чином, при впровадженні розробленої соекструзійної головки в технологічний процес переробки вторинної полімерної сировини зростає якість виробів.

6. Упровадження результатів роботи в промисловості дозволило підтвердити об'єктивність проведених досліджень й одержати економічний ефект у сумі 58,6 тис. грн.

Публікації автора:

1. Дядичев В.В., Леваничев В.В., Терещенко Т.М. Методика описания реологии расплава полимера в широком диапазоне скоростей сдвига // Ресурсозберiгаючi технологii виробництва та обробки матерiалiв у машинобудуваннi: Зб. наук. пр. – Луганськ: вид-во СНУ iм. В. Даля, 2003. – С. 68–72.

2. Терещенко Т.М. Исследование реологии расплава полимера в каналах соэкструзионных головок // Вістник Українського державного университету водного господарства та природокористування: Зб. наук. пр., випуск 1(25). – Рівне: вид-во УДУВГПК, 2004. – С. 101–106.

3. Терещенко Т.М., Дядичев В.В., Леваничев В.В. Метод расчета эффективной вязкости полимера // Вісник Східноукраїнського національного університету імені Володимира Даля. – 2004. – №2(72). – С. 177–181.

4. Дядичев В.В., Леваничев В.В., Терещенко Т.М., Мухамед Анис Фахид Аль Фаури. Исследование течения расплава вторичного полимерного материала в распределительном канале под давлением // Ресурсозберiгаючi технологii виробництва та обробки матерiалiв у машинобудуваннi: Зб. наук. пр. В 2-х ч. Ч.1. – Луганськ: вид-во СНУ iм. В. Даля, 2004. – С. 72-77.

5. Дядичев В.В., Терещенко Т.М., Мухамед Анис Фахид Аль Фаури. Моделирование процесса переработки наполненных полимеров // Гідромеліорація та гідротехнічне будівництво: Зб. наук. пр., випуск 29. – Рівне: вид-во УДУВГПК, 2004. – С. 92–97.

6. Дядичев В.В., Колесников А.В., Терещенко Т.М., Аль Фаури М.А. Моделирование технологических параметров экструзионного оборудования по переработке полимерных материалов // Вісник Східноукраїнського національного університету імені Володимира Даля. – 2004. – №12(82). – С.91–94.

7. Дядичев В.В., Терещенко Т.М., Мухаммед Анис Фахид Аль Фаури. Раздув под давлением многослойных полимерных емкостей на базе роторной технологии // Вістник Українського державного университету водного господарства та природокористування: Зб. наук. пр., випуск 1(29). – Рівне: вид-во УДУВГПК, 2005. – С. 68–73.

8. Дядичев В.В., Терещенко Т.М., Муххамед А.Ф. Аль-Фаури. Математическая модель течения вторичного полимерного материала в формующем канале соэкструзионной головки // Проблеми математичного моделювання: Матеріали Міждержавної науково-методичної конференції (25–27 травня 2005р.). – Дніпродзержинськ: Дніпродзержинський держ. тех. ун-т, 2005. – С. 57–58.

9. Дядичев В.В., Терещенко Т.М. Усовершенствование технологии утилизации полимерных отходов с изготовлением новых качественных изделий // Наукові вісті інституту менеджменту та економіки «Галицька академія»: Зб. наук. пр., випуск 1(7). – Івано-Франківськ: вид-во ІМЕ «Галицька академія», 2005. – С. 105–111.

10. Дядичев В.В., Терещенко Т.М. Обработка давлением вторичных полимерных материалов с использованием специального оборудования // Наукові дослідження – теорія та експеримент’2005: Матеріали Міжнародної науково-практичної конференції (16–20 травня 2005р.). – Полтава: Полтавський нац. тех. ун-т ім. Юрія Кондратюка, 2005. – С. 20–23.

11. Терещенко Т.М. Разработка формующего оборудования для переработки вторичных полимерных материалов методом соэкструзии // Вісник Східноукраїнського національного університету імені Володимира Даля. – 2005. – №10(92). – С. 211–215.

Особистий внесок в роботах, опублікованих в співавторстві:

[1], [3] – виконано експериментальні дослідження реології полімерів, обґрунтовано застосування рівнянь регресії;

[4], [8], [10] – виконано обґрунтування використання методу математичного моделювання, розроблена математична модель процесу розподілу полімеру в каналі головки, обґрунтований вибір полімерних матеріалів для дослідження;

[5] – розроблено рекомендації по покращенню роботи обладнання на основі результатів математичного моделювання;

[6] – виконано постановку задачі математичного моделювання процессу, аналіз впливу конструктивних параметрів обладнання на якість змішення;

[7] – виконано експериментальні дослідження впливу режиму охолоджування на якість готового виробу;

[9] – проведено аналіз сучасних технологій утилізації полімерних матеріалів.