1)Процессы при вальцевании

Физ-хим процессы при вальцевании: 1)Удаление влаги. Мех связанная с массой вода удаляется быстро за счет мех.отделения (отжим) и испарения. После того, как в полотне остается 2-3% воду сложно удалить. При период вальцевании ускорение удаления воды достигается за счет малого роздвига м/у волками, т.к тонкое полотно имеет большую повер-ть и быстрее прогревается, что ускоряет удаление воды.

↑ температуры увеличивает скорость сушки массы, но снижает роздвиг и увеличение ограничено безопасностью процесса.

При каждой тонкой прокатке влажность ↓ на 2-3% до сод-ия воды 3%, далее на 0,4%. После влажности полотна 1-1,5% удаление влаги еще сложнее и составляет 0,1% на каждую прокатку.

Т.о, скорость удаления воды из полотна при вальцевании зависит от исх сод-ия воды в массе. Чем больше влажность, тем больше скорость при первых прокатках. Наиболее интенсивно сушка полотна должна происходить при соприкосновении массы с волками.

При период вальцевании прилипшее полотно снимается с бочки ножом, т.е только пол повер-ти волка – рабочая.

При вращении 12об/мин время сушки при одном обороте волка: τ=60/12∙2=2,5 сек.

При 5-6 тонких прокатках время сушки 15 сек => Сушка на вальцах очень интенсивная. Однако, для сушки этот аппарат не рационален, т.к время сушки 0,5% от общего времени вальцевания. Для ↑ полезного времени сушки – непрерыв вальцевание. При осущ-нии идеи непрер вальцевания установили, что при вальцевании массы с влажностью 30-40% нельзя получить сплошное полотно на повер-ти бочек. При такой влажности вода просто выжимается из массы, скапливается м/у бочкой и полотном и мешает его прилипанию к бочке. После ввода ШС и получения на выходе влаги 8-10% масса сразу стала прилипать к волку, образуя чулок из полотна. Влага из полотна удаляется только испарением в непрер схеме.

2)Гомогенизация и уплотнение. Гомогенизация порох массы до однородного роговидного полотна идет за счет интенсивного перемеш-ия с перетиранием, сопровождающегося уплотнением полотна в рез-те более глубокого взаимодействия НЦ с пласт-ром. За счет температуры ускоряется набухание НЦ в пласт-рах; связь м/у элементами стр-ры и макром-лы НЦ ослабевает; за счет давления – уплотнение НЦ, ликвидируются пустоты→порох, горящий параллельными слоями.

При вальцевании плотность полотна ↑; скорость ее изменения зависит от ряда факторов: начальная влажность крошки и ее температура. ↓ начальн влажности и ↑ температуры быстрее достигается нужная плотность.

Для быстрого достижения нужной плотности – бОльшее перетирание за счет фрикций. Но, для пороха вальцы с фрикцией надо применять с осторожностью.

Постепенное уплотнение порох.массы, обеспечиваемое обжатием на вальцах, а также набуханием, приводит к постепенному изм-ию физ-мех св-в массы. Масса при вальцевании все время ↑ сопротивление продавливанию ч/з щель и требует возрастания кол-ва энергии. Из-за этого кривые изм-ия расхода энергии при последующих прокатках имеют нарастающий хар-р и могут служить отражением скорости прохождения физ-хим процессов.

Энергия в основном тратится на упругие и пластические деформации массы (из-за изм-ия стр-ры).

Прямой замер мощности при вальцевании дает кривые:

На мощности перегиб указывает на то, что после периода интенс.роста мощности, наблюдается более медленный ее рост. Перегиб на Wсоотв-етmaxна кривой прироста мощности - - -

MaxΔWдает влажность условно разделить процесс вальцевания на 2 периода: 1 – доmax– интенс прохождение физ-хим процессов взаимод-я НЦ с пласт-ми (↑ плотности полотна); 2 – медленный рост можности и плотности полотна. ΔW_MAX– 2,5-2,8% влажности в полотне.

Расположение ΔW_MAX явл хорошей хар-кой тех.св-в массы; хар-кой законченности основных физ-хим процессов вальцевания. Чем более глубоко прошли процессы до вальцевания, тем раньше будетmax. Это наглядно видно из кривых замера мощности при вальцевании масс с различным временем созревания.

1-без созревания

2-перемешивание в смесителе общих патий 12 часов

3-24 часа

При созревании массы при перемешивании в воде идет процесс набухания, поэтому при вальцеваниитакой массы надо меньше времени для завершения физ-хим процессов (ΔW_MAXсдвигается влево).

3)Побочные хим р-ии. Термич и гидролитич разложение НЦ и НГ; окис-ные процессы с деструкцией НЦ.

О термич разложении НЦ при вальцевании можно судить по изм-ию сод-ия азота в НЦ, извлеченной из полотна после разного числа прокаток

О термич разложении НЦ и НГ говорят данные по снижению калорийности

Термич разложение нитроэфиров сопровождается отделением нитрогрупп, которые окис-ют углеродсод-щие остатки и вызывают в присутствии воды гидролитич распад.

Об окис-ии НЦ при вальцевании можно судить по ↑ сод-ия карбоксил групп в НЦ, извлеченной из полотна.

Окис-ые процессы сопровождаются деструкцией НЦ (это возможно и при перетирании массы). Деструкция выражается в ↓ вязкости полотен и НЦ из них.