автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Исследование и контроль теплофизических свойств утеплителя синтетического из техногенного сырья производства линолеума ПВХ

На правах рукописи

ДРУЖАКИНА ОЛЬГА ПАВЛОВНА

ИССЛЕДОВАНИЕ И КОНТРОЛЬ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ УТЕПЛИТЕЛЯ СИНТЕТИЧЕСКОГО ИЗ ТЕХНОГЕННОГО СЫРЬЯ ПРОИЗВОДСТВА ЛИНОЛЕУМА ПВХ

По специальностям: 05.11. 13 - Приборы и методы контроля природной

среды, веществ, материалов и изделий; 05. 02. 01 - Материаловедение (промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ижевск 2004

Работа выполнена в Институте прикладной механики Уральского отделения РАН

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Денисов Валерий Алексеевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Беневоленский Игорь Евгеньевич кандидат технических наук, доцент Бирман Юрий Александрович

Ведущее предприятие

Институт механики сплошных сред Уральского отделения РАН

Защита диссертации состоится 24 декабря 2004 года в 14.00 часов на заседании регионального диссертационного совета ДМ 004.013.02 при Институте прикладной механики УдНЦ УрО РАН по адресу: г. Ижевск, ул. Т. Барамзиной, 34.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИПМ УрО РАН Автореферат разослан «16» ноября 2004 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета ДМ 004.013.02 доктор технических наук, профессор Тарасов В. В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Важными показателями целесообразности применения линолеумов являются низкие удельные капитальные затраты на организацию их производства, высокое качество материала, широкая гамма расцветок, многообразие рисунков, значительная износостойкость, простота в эксплуатации.

Однако, наряду с положительными качествами, у этого синтетического многокомпонентного продукта есть один существенный недостаток - он, в отличие от многих природных материалов, выполнив свои функции, не уничтожается достаточно быстро под действием агрессивных факторов окружающей среды: света, тепла, атмосферных газов, микроорганизмов, а продолжает существовать в виде долгоживущих отходов, причиняя ущерб окружающей природной среде.

На сегодняшний день в России существует более 40 предприятий по производству линолеума. Каждый год на этих предприятиях образуется около 2340,4 тыс. м2 отходов. Общедоступной технологии по переработке и вторичному использованию многокомпонентного техногенного сырья производства линолеума в синтетический утеплитель (ТИМ) не существует.

Решение вопросов экологической безопасности индустриальных центров и получение дополнительных экологически чистых высококачественных строительных теплоизоляционных материалов (ТИМ) повышенной эксплуатационной надежности является актуальной проблемой современных производственных процессов!, развития энерго- и ресурсосберегающих технологий, расширения сырьевой базы отдельных отраслей промышленности.

Цель работы: исследование и контроль теплофизических характеристик синтетического утеплителя из техногенного сырья производства линолеума поливинилхлоридного.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Проанализировать состояние вопроса в области утилизации волокнистых полимерных отходов;

2. Определить физико-механические свойства многокомпонентного полимерного техногенного сырья производства линолеума ПВХ с позиции их вторичного использования;

3. Обосновать методику определения физико-механических свойств продуктов переработки линолеума ПВХ с целью определения сфер их применения;

4. Обосновать автоматизированную технологическую линию переработки отходов линолеума ПВХ в утеплитель с позиции контроля механических характеристик конечного продукта, определяющих его теплофизические свойства, энергосбережения и рационального природопользования.

з рос национальная }

БИБЛИОТЕКА I

"'■ ■' "I шшштшт-~тш—тавф

Объектом исследований является волокнистый негомогенный многокомпонентный полимерный материал, получаемый в процессе механической переработки (измельчения) техногенного сырья производства линолеума ПВХ.

Методика исследования. При решении поставленных задач использовались методы: математического моделирования, наименьших квадратов, теории автоматического регулирования технологическими процессами, определения пористости негомогенных полимерных волокнистых материалов и оценки экологического ущерба от захламления почв промышленными отходами.

Научная новизна. Проведены теоретические и экспериментальные исследования состава и строения нового материала с целью обеспечения надежности и долговечности строительного теплоизоляционного материала.

Обоснована и усовершенствована методика контроля механических и теплофизических характеристик получаемого в процессе переработки синтетического утеплителя.

Исследовано влияние технологических факторов производства ТИМ на их структуру и теплофизические свойства. Оптимизирована технология получения синтетического утеплителя заданной структуры и свойств.

Проанализированы основные методы переработки и вторичного использования полимерных волокнистых отходов промышленности, разработана автоматизированная технологическая линия по утилизации негомогенных волокнистых отходов производства линолеума, что позволяет решать задачи ресурсосбережения и повышения экологичности современного производственного процесса.

Разработанная принципиальная схема автоматизации процесса многоступенчатой переработки отходов линолеума ПВХ позволяет осуществлять контроль за параметрами конечного продукта и получать синтетический утеплитель с заданными механическими и теплофизическими свойствами в зависимости от конкретных условий изготовления.

Решена задача утилизации негомогенных ПВХ-материалов с позиции вторичного использования получаемых продуктов в качестве полимерных волокнистых теплоизоляционных материалов (ТИМ), что способствует расширению сырьевой базы современного производства.

Практическая ценность работы состоит в том, что содержащиеся в ней теоретические и методические разработки, выводы и практические рекомендации обеспечивают решение вопросов экологической безопасности производства по замкнутому циклу, ресурсосбережения в современных технологиях по обращению с эластомерами и развитию сырьевой базы производства.

Разработанная технологическая схема позволяет утилизировать негомогенные полимерные волокнистые отходы на самих предприятиях в качестве завершающей стадии производственного процесса; решает вопросы снижения захламления производственных площадей техногенными отходами;

определяет направления организационно-технического совершенствования производственных систем.

Разработана модель синтетического утеплителя. Проведенные исследования на ее основе позволяют применять получаемый в процессе переработки отходов линолеума ПВХ материал в качестве неорганического волокнистого теплоизоляционного материала, эксплуатационные показатели которого не уступают современным ТИМ серийного производства.

Проведенный анализ технико-экономических показателей разработанной технологии показал эффективность применения автоматизированной технологической линии по переработке техногенного сырья производства линолеума ПВХ.

Апробация и публикация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались:

межрегиональном научно-практическом семинаре «Энергосбережение и охрана природы в промышленности и ЖКХ» Ижевск, УдГУ, 2001 г.;

2. Российской научно-практической конференции «Энергосбережение, экология, эффективность», Ижевск, УдГУ, 2002;

3. Научно-практической конференции «Высокие и информационные технологии в механике», ИжГТУ, г. Ижевск, 2002;

4. Международном конгрессе по управлению отходами «ВэйстТэк 2003», Москва, 2003;

5. Всероссийской научно-практической конференции «Экологические проблемы промышленных регионов», г. Екатеринбург, 2003г.

6. Всероссийской научно-практической конференции «Экологические проблемы промышленных регионов», г. Екатеринбург, 2004 г.

Основные материалы диссертации отражены в 8 печатных работах.

Результаты работы:

1.Теоретически обоснована модель нового синтетического утеплителя, сырьем для получения которого является многокомпонентный негомогенный эластомер (отходы ПВХ линолеума или другие подобные материалы).

2. По разработанной модели теоретически и экспериментально исследованы механические и теплофизические показатели получаемого после переработки продукта, которые дают возможность определять сферы его промышленного применения и позволяют обеспечить надежность и долговечность синтетического утеплителя.

3. Усовершенствованная методика контроля механических и теплофизических свойств теплоизоляционного материала из техногенного сырья производства линолеума ПВХ позволяет получать продукт с заданными эксплуатационными параметрами.

4.Реализованная методика определения механических и теплофизических свойств многокомпонентных эластомеров может быть использована в различных технологиях их переработки с целью определения как сфер применения, так и способов захоронения.

5. Разработанная в выполненной работе технология переработки синтетических многокомпонентных эластомеров позволяет решать вопросы их утилизации с позиции экологической безопасности и рационального природопользования в индустриальных центрах.

6.Разработана схема автоматизации процесса переработки техногенного сырья производства линолеума ПВХ, позволяющая контролировать физико-механический процесс формирования синтетического утеплителя с заданными структурой и теплофизическими свойствами.

7. Выполненный анализ экономических показателей реализации разработанной технологической схемы в производство показал целесообразность внедрения технологии как заключительного этапа на производстве линолеума ПВХ.

Структура и объем диссертации. Диссертация 'состоит из списка

принятых в работе сокращений, введения, четырех глав, заключения, списка литературы (103 наименования) и приложения на 15 страницах. Работа содержит 132 страниц машинописного текста, включая 30 иллюстраций и 8 таблиц.

В первой главе с целью постановки задач исследований анализируются способы утилизации полимерного техногенного сырья, основными из которых являются:

1 .Совместное сжигание отходов с городским мусором;

2.Переработка отходов по заводской технологии;

3.Пиролиз;

4.3ахоронение на полигонах;

5.Использование отходов как готового материала для других технологических процессов.

□ 1 Я2 ОЗ Р4 И5 |

Рис.1. Основные направления переработки полимерного техногенного сырья

Наиболее часто применяемым способом ликвидации отходов различных полимеров в нашей стране пока остается захоронение на полигонах.

Одним из перспективных направлений использования полимерных волокнистых отходов является применение их в качестве строительных ТИМ.

Основными технологическими параметрами ТИМ являются плотность, пористость и теплоизоляционные показатели. Полимерные волокнистые

материалы имеют ряд преимуществ по сравнению с природным материалом, а именно:

1. При их производстве и переработке требуются меньшие капиталовложения и меньшие затраты труда;

2. Малая объемная масса;

3. Возможность замены некоторых дефицитных природных материалов;

4. Возможность получения материалов с новыми улучшенными свойствами: полимеры не гниют, кислотно- и щелочеустойчивы, обладают большой механической прочностью, а также характеризуются хорошими звуко-и термоизоляционными свойствами. '

В работе приведена классификация основных видов строительных ТИМ и требований, предъявляемых к их качеству.

Для обоснования и построения модели ТИМ из отходов линолеума ПВХ в работе рассмотрены процессы теплообмена в волокнистых материалах, осуществляющиеся посредством:

• кондуктивной теплопроводности волокна, образующего пористую структуру теплоизоляционного слоя и заполняющего межволоконное пространство газа;

• радиационного теплообмена в поглощающей, отражающей и рассеивающей среде межволоконного пространства;

• конвективных токов газа, заполняющего межволоконное пространство, возникающих вследствие разности температур граничных поверхностей теплоизоляционной конструкции.

Анализ отечественных и зарубежных работ по определению эффективной теплопроводности показал, что структура зависимостей, отражающих процесс теплообмена в полимерных волокнистых материалах, математически может быть представлена зависимостью вида:

Р, а, Ь, с) <гТт (1)

где с/„ — диаметр волокон; р — пористость материала; радиационные

свойства волокнистой среды; о - постоянная Больцмана-Стефана; Тт -среднеквадратичная температура слоя материала.

Волокнистые материалы имеют ярко выраженную зависимость коэффициента теплопроводности от толщины волокон и плотности их упаковки. В ряде работ Б.Н. Кауфмана и А.Ф. Чудновского приводятся данные, показывающие возрастание коэффициента теплопроводности минеральной ваты с ростом толщины волокон. Отмечено, что более существенным фактором в таких рыхлых материалах является эффективная плотность, т.е. содержание воздуха.

Главной особенностью строения теплоизоляционных материалов является их высокая пористость (на свойства ТИМ влияет в основном их макропористость). На рис. 2. показаны основные способы повышения пористости материалов.

Рис. 2. Способы повышения пористости материалов

Способ механической диспергации применяют при изготовлении сыпучих теплоизоляционных материалов, например при измельчении диатомита или распушке асбеста. При этом достигается максимальное развитие активной поверхности материала, а следовательно, и его пористости.

Проведенный в главе анализ методов переработки полимерных волокнистых отходов, процессов теплообмена в неорганических волокнистых материалах позволил сформулировать задачу научного исследования, результатом которого должна являться модель ТИМ на основе отходов линолеума ПВХ и определение его основных механических и теплофизических параметров.

Во второй главе рассмотрены основные концепции физики разрушения полимерных материалов - термофлуктуационный разрыв полимерной цепи и фононная концепция разрушения ПВМ.

При рассмотрении механизма разрушения ПВМ и расчетов теоретической прочности использовалась структурная модель одноосно-ориентированного линейного полимера (волокна), в которой все цепи считаются расположенными вдоль оси ориентации (рис. 3).

Рис. 3. Типы разрушения полимера: I - при растяжении вдоль оси ориентации, II — при растяжении перпендикулярно оси ориентации, III - при сдвиге вдоль направления полимерных цепей, IV - при сдвиге перпендикулярно направлению полимерных цепей.

Особенности разрушения полимеров обосновываются их специфическими свойствами, приведшими к выделению этих материалов в обособленную группу. Можно выделить ряд закономерностей процесса разрушения полимерных материалов:

а) структура материала в ходе процесса разрушения полимера остается неизменной;

б) при высокоэластической деформации происходит изменение структуры, что, естественно, приводит к отклонению от общих закономерностей, выведенных для материалов с неизменной структурой.

В главе также рассмотрены основные расчетные и экспериментальные модели многокомпонентных полимерных материалов: модель Кришера, Бернштейна, Старостина, Русселя и др. (рис. 4). Расчеты, проведенные по эмпирическим формулам этих авторов, показали, что модель Кришера наиболее подходит для описания максимальной и минимальной теплопроводности в различных случаях ориентирования волокон исследуемого многокомпонентного полимера.

а) б)

т ни □

в) г)

Рис. 4. Модели волокнистых теплоизоляционных материалов: а) модель Кришера, б) модель Бернштейна, в) модель Русселя, г) модель Старостина

По результатам анализа моделей ТИМ в зависимости от их структуры построена модель утеплителя, получаемого при механической переработке отходов линолеума ПВХ. По данной модели проведены расчеты основных эксплуатационных показателей синтетического утеплителя.

Исследуемый многокомпонентный полимерный утеплитель можно представить как материал, состоящий из каркаса (пленка ПВХ, промазной слой и волокнистая подоснова) и пор воздуха (рис. 5).

Рис.5. Модель утеплителя из отходов ПВХ линолеума.

В ходе проведения экспериментальной части исследований был определен механический состав материала после его измельчения - диапазон частиц составил от 1 м10~3 до 18,7 м10~3 (рис. 6) и его пористость (86 %).

На основании полученных данных обоснованы зависимости теплопроводности синтетического утеплителя от размера измельченных частиц, пористости и плотности.

Результаты экспериментальных работ приведены в табл. 1 и 2 и графиках (рис. 6, 7, 8).

50 у 45 -40 -а 35 -

Е

8 зо -

Я"

I 25 -

| 20 -

1 15 -

10 -

5 -

О -О

Рис. 6. Гранулометрический состав исследуемого материала

В результате механической переработки исходного техногенного сырья был получен многокомпонентный негомогенный волокнистый материал с высоко развитой поверхностью, основную массу частиц которого (более 80%) составили частицы 3 - 5 м'3. Максимальный размер частиц после переработки составил 18, 7 м'3.

Таблица 1

Определение пористости материала_

№ опыта Масса, кг-10 * Объем, мЧо-6 Пористость, %

сухого материала в спирту

1 6,29 3,63 25 87

2 5,75 2,84 25 86

3 6,38 2,31 25 84

4 6,15 3,07 25 88

5 5,91 2,78 25 85

Среднее значение пористости 86

Среднее значение пористости составило 86 %, что соответствует требованиям, предъявляемым к группе неорганических волокнистых рыхлых материалов, к которой относится и исследуемый материал. Для сравнения пористость минеральной ваты в зависимости от ее марки составляет 76% - 91%.

* 47

" I "У = 45>; 74х •

У 24

\ ♦ 1!» -

> 8

* ♦ Л

5 10 15 20 25 30

Средне взвешенный размер частиц материала, Пир, ц |0-)

Таблица 2

Определение зависимости пористости материала _от размера измельченных частиц__

№ опыта Средний размер частиц, м-10"3 Объем образца, мЧО"6 Массы сухого образца, кг-10"3 Масса образца в спирту, кг-10"3 Пористость, %

1 18,7-13 15 2,30 0,75 87

2 12,9-6 15 • 1,65 0,50 89

3 5,9-1 15 2,10 0,70 91

1 18,7-13 15 2,50 0,80 86

2 12,9-6 15 1,70 0,55 87

3 5,9-1 15 2,00 0,70 89

1 18,7-13 15 2,35 0,80 87

2 12,9-6 15 1,68 0,50 89

3 5,9-1 15 2,10 0,70 91

92

91

90

84

н

S 88

о

с 87

86

85

у = -0 ЗЗЗЗх + Í 0,833

размер частиц, мм

♦ значение пористости для частиц материала

Линейный (значение пористости для частиц материала)

Рис. 7. Зависимость пористости материала от размера частиц

Анализируя результаты эксперимента, можно сделать следующий вывод: с уменьшением размера частиц помола пористость материала увеличивается, что, в свою очередь, способствует улучшению теплофизических характеристик утеплителя. Однако, необходимо учитывать, что на теплофизические характеристики волокнистых материалов большое влияние оказывает не только размер частиц, а сочетание этого фактора с плотностью всей полимерной волокнистой массы.

На рис. 8 представлена зависимость плотности материала от размера частиц. Видно, что минимальная плотность наблюдается при среднем значении

размера частиц помола, что может быть объяснено более плотной (равномерной) укладкой частиц в объеме.

^153

_ш„

у.

113 Л/

11П

О 2 4 6 8 10 12 14 16

средне взвешенный размер части, мм

|—♦—проба! —И—проба 2 > проба З—*^—средние значения |

Рис. 8. Зависимость плотности утеплителя от размера измельченных частиц

Согласно модели Кришера, определены максимальное и минимальное значения теплопроводности для каждой из фракций материала (табл. 3):

а) структура с наибольшим изолирующим эффектом. В этом случае тепловой поток перпендикулярен к наслоению, отсутствует твердая теплоизоляционная связь между отдельными элементами тела:

и~р)+р (2)

б) структура с наименьшим изолирующим эффектом. В этом случае тепловой поток направлен параллельно слоям, т.е. условия для прохождения теплового потока идеальны. Для расчета X предлагается следующая формула

Х = + (3)

Таблица3

Теплопроводность, Вт/мК Для фракций, м 10'3 Для утеплителя

18,7-13 12,9-6 5,9-1

Х,шах 0,048 0,048 0,048 0,056

Х.тт 0,045 0,046 0,046 0,047

Анализ результатов расчетов показал, что максимальное значение теплопроводности материала 0,056, полученное экспериментально, достигается только при комбинировании частиц разных размеров, что может быть объяснено изменением показаний плотности и пористости массы реального негомогенного волокнистого материала.

Зная плотность материала и размер частиц, составляющих его массу, можно построить зависимость коэффициента теплопроводности от его механических свойств (проведенные расчеты сравнивались с данными, полученными Чудновским для минеральной ваты).

да

.г,г

Рис. 9. Зависимость радиационной теплопроводности от размера волокон минеральной ваты и температуры (по формуле Чудновского)

а :я 4 а на гя

ГС

Коэффициент радиационной и эффективной теплопроводности в зависимости от размера частиц и температуры среды (по формуле Чудновского) имеет вид:

1р = 0,184-(4)

где ¿/-размер частиц материала, м; Т- температура эксплуатации ТИМ, °С (рис.9 и 10.).

к = 0,043 + 0,06(у - 0,15) + 0,00025 (</-3), (5)

где у - плотность рыхлого волокнистого материала, кг/м3 (рис.10.).

Согласно приведенным формулам проведены расчеты зависимости теплопроводности получаемого при переработке отходов линолеума материала от размера частиц и его плотности. Полученные результаты подтверждают предположение, что с увеличением размера частиц возрастает доля радиационной теплопроводности в процессах теплообмена в утеплителе. Результаты расчетов приведены на рис. 9,11.

0,35

0.3

&

6 0,25

1

да О 0.2

&

£ 0,15

Я

К X о 0,1

3

I д 0,05

о.

0,31051

0,0<Ш !68

0,0 ____

521

50

•1СП

100

температуря, С

■для частиц 0,5 мм '

-для частиц 0,1 мм

"дня частиц 0,2 мм

Рис. 10. Зависимость радиационной теплопроводности от размера частиц и температуры среды

0,047 2 0,046 ® 0,045

Р

§ 0,044 х

| 0,043 о

с 0,042

0

1 0,041

0,04

10,04(

к

ГЩ)43 (

1 ■ л л о 2-1 Ю&42

средне взвешенный размер частиц, м -10

Рис. 11. Зависимость теплопроводности от размера частиц и плотности материала (по формуле Чудновского)

В работе сделаны расчеты влияния формы получаемых при измельчении частиц (цилиндрическая, шарообразная и пластинчатая) на теплофизические характеристики материала:

1 = 1, ■[!- (1- Яг /1,) Ь V]/[1 + (Ь-1)-У] (6)

где X] и Х2 - коэффициент теплопроводности твердой и газообразной фаз соответственно; Ь - коэффициент, зависящий от формы частиц, материала; V -объем газовой фазы.

1. Для шарообразной формы частиц = ЗА.1 / (2Х-1 + ~кг)\

2. Цилиндрической Ьа = + Х2 / 3(А.] + Х.2);

3. Пластины ¿„ = + 2Х2) / ЪХ2,

Проведенные расчеты показали, что наибольшее значение коэффициента теплопроводности соответствует частицам шарообразной . формы, значение которого оставило 0,0433 Вт/мК.

Полученные значения незначительно отличаются от экспериментальных, т.к. исследуемый негомогенный материал состоит из частиц различной формы:

• полимерная часть (пленка ПВХ и промазной слой) представлена в виде пластин,

• волокнистая подоснова в виде шара или цилиндра.

При определении влияния формы частиц на теплофизические показатели материала необходимо учитывать, что реальные материалы состоят из частиц различной формы и положения в пространстве. Следовательно, можно наблюдать несколько видов контактирования частиц, что необходимо учитывать при расчете теплопроводности материала.

Рассматривая многокомпонентную систему, получаемую в процессе измельчения отходов линолеума ПВХ, можно отметить следующее:

1.Система состоит из нескольких различных по своим физико-химическим свойствам элементов - волокнистая подоснова, полимерная пленка, пластическая масса (промазной слой);

2.В процесс измельчения активизируется поверхность волокнистой подосновы, что, в свою очередь, способствует повышению теплоизоляционных характеристик материала;

3. Разделение подосновы и полимерной пленки происходит лишь у частиц с наименьшими размерами, в основной массе (более 90 %) частицы состоят из первоначальных материалов.

4.Расположение частиц в объеме различно, хаотично. Однако можно рассмотреть пограничные случаи для максимальной и минимальной проводимости (согласно модели Кришера).

Согласно проведенным исследованиям получаемый в процессе переработки техногенного сырья производства линолеума ПВХ утеплитель относится к классу неорганических волокнистых рыхлых материалов, как минеральная вата и базальтовое волокно. В табл. 4 представлена сравнительная характеристика основных эксплуатационных свойств серийных промышленно выпускаемых утеплителей и утеплителя, получаемого при переработке отходов линолеумного производства.

Таблица 4

Основные эксплуатационные свойства ТИМ из отходов линолеума ПВХ (по сравнению с промышленно выпускаемыми утеплителями)

Показатели Минеральная вата ГОСТ 464093 Базальтовое волокно ТУ 5761 001-086 21635-98 Утеплитель синтетический

Плотность, кг/м3 100 120 140

Диапазон рабочей температуры, °С -180...+700 -180...+700 -40..Л160

Сжимаемость, кг/см2 - 4,0 22,5

Влажность, % 1,0 1,0 0,4

Коэффициент звукопоглощения 0,12...0,94 0,1...0,99 0,43...0,87

Коэффициент теплопроводности, Вт/мк 0,038 0,055 0,050

Пористость, % 75 - 86

В ходе проведения экспериментальной части работы выполнено следующее:

1. Определен фракционный состав материала.

2. Определен средний размер частицы материала, получаемой после измельчения исходных отходов линолеума ПВХ. Он составил 9 м-103.

3. Определена пористость каждого из диапазонов фракционного состава материала: для частиц размером 3 м10~3 - 91 %, 9 м-1(Г3 - 88 %, 15 м-10"3 - 87 %.

4. Согласно проведенным исследованиям, получаемый при переработке отходов линолеума ПВХ материал может использоваться в качестве синтетического утеплителя (относится к классу неорганических рыхлых волокнистых материалов).

5. Экспериментально подтверждена модель ТИМ на основе отходов линолеума ПВХ. Для описания пограничных значений коэффициента теплопроводности использована усовершенствованная модель Кришера (по отношению к негомогенной многокомпонентной структуре).

6. Определены зависимости теплопроводности, плотности и пористости утеплителя от механического состава материала. Построены графики зависимостей.

7. Проведенные теоретические и экспериментальные исследования позволили определить основной параметр, который необходимо контролировать для обеспечения заданных теплофизических свойств утеплителя, - средневзвешенный размер частиц помола.

8. Определено влияние режимов технологической переработки на структуру и свойства конечного продукта.

В третьей главе рассмотрены способы разрушения полимерных материалов и машины для их переработки, разработана принципиальная схема промышленной технологии переработки отходов линолеума ПВХ с целью получения синтетического утеплителя.

Разработанная технология утилизации отходов линолеума (рис. 11) базируется на его измельчении в машине с несколькими ступенями обработки. Технология предусматривает транспортер для подачи сырья питатель измельчителя 2, измельчитель 3, вентилятор отсоса массы 4, активный циклон 5 для отделения недоизмельченной фракции, пылеотделитель б, дозатор измельченной массы 7, устройство для перемешивания компонентов 8, емкость для жидких или твердых ингредиентов 9 с дозатором 10, конечный весовой дозатор П.

Разработанная технология позволяет получать готовый продукт по различным вариантам для его вторичного использования.

С целью реализации результатов разработанной технологии в работе обоснована система автоматизации технологической линии, решающая вопросы энергосбережения и рационального природопользования.

Разработана схема автоматики процесса переработки отходов ПВХ линолеума с целью изготовления синтетического утеплителя, которая позволит получать конечный продукт определенной степени измельчения и с заданными теплофизическими свойствами.

Рис. 11. Принципиальная технологическая схема переработки отходов линолеума ПВХ

Разработана система автоматизации устройством переработки техногенного сырья линолеумного производства. Рассмотрены и определены требования, предъявляемые ко всем элементам АСУ ТП.

Основой технологического процесса утилизации отходов линолеума ПВХ является устройство для их измельчения. Устройство для измельчения данных отходов, реализующее в конструкторском выполнении технологию последовательного многоступенчатого разрушения сырья позволяет получать конечный продукт переработки (утеплитель) с сильно развитой поверхностью, величина которой определяет его теплофизические свойства.

Объект управления в разработанной технологии утилизации техногенного сырья производства линолеума ПВХ - устройство для измельчения массы многоступенчатого принципа действия. Выходная регулируемая величина устройства - скорость движения ленты транспортера подачи массы в измельчительный барабан первой ступени {V), которая функционально связана с высотой слоя массы (И). Связь между скоростью движения ленты транспортера питателя и высотой слоя массы, поступающей на переработку в единицу времени по оптимальным значениям, определяет качество конечного продукта .переработки отходов по теплофизическим и механическим показателям. Входная величина - перемещение штока гидроцилиндра (у), управляющего вариатором скорости движения ленты транспортера.

Устройство, принципиальная схема которого показана на рис. 12 работает следующим образом. Воспринимающий элемент датчика 2 (ползунок) контролирует по толщине слоя h количество поступающего на измельчение сырья, находящегося на транспортере питателя устройства.

Для задания определенной установки регулятору служит мостовая схема 4. при помощи, которой настраивают регулятор на оптимальную подачу массы. При отклонении величины подаваемой в единицу времени массы от оптимальной изменяется положение ползунка датчика 2 и на выходе моста 4 возникает напряжение (И), которое усиливается усилителем постоянного тока 5 и подается на реверсивный двигатель 6 с редуктором 7.

Рис. 12. Принципиальная схема АСУ устройства для переработки техногенного сырья производства линолеума ПВХ

Электродвигатель открывает окна гидрораспределителя 8, по которым масло {М) под давлением из гидросистемы поступает в гидроцилиндр 9 вариатора скоростей 10 устройства. При увеличении подачи в измельчительный барабан массы система регулирования действует через вариатор 10 и ведущее колесо 11 на снижение скорости движения ленты транспортера и, следовательно, на уменьшение подаваемой в барабан массы. При этом ползунок датчика возвращается в исходное положение, а окна гидрораспределителя закрываются под действием устройства, которое условно не показано на рисунке.

На рис. 13 приведена функциональная схема автоматической системы. Процесс управления сводится к изменению скорости движения ленты питающего транспортера, который является объектом управления (ОУ).

Объект возмущения подвержен внешним возмущениям N(1), возникающим при изменении количества массы, подаваемой в измельчительный барабан. Управление скоростью движения лентой питающего транспортера осуществляется по высоте массы, которая воспринимается датчиком 2 (воспринимающим органом ВО). Сравнение заданной величины с фактической происходит в сравнивающем органе - СО - мосте 4 (рис. 13). Усилитель постоянного тока и гидрораспределитель на схеме изображены как

усилительные органы. Электродвигатель с редуктором является исполнительным органом (ИО), на который подается напряжение выхода снимается перемещение. Регулирующим органом РО служит гидроцилиндр 9 и вариатор 10, который воздействует непосредственно на объект управления. Регулятор имеет два блока питания: аккумуляторная

батарея и БП2 - гидросистема с насосом.

Структурная схема регулирования загрузки измельчительного барабана в устройстве для производства синтетического утеплителя из техногенного сырья производства линолеума ПВХ приведена на рис. 14.

Объект управления, устройство для переработки техногенного сырья производства линолеума ПВХ представляет собой сложную динамическую систему. Работа устройства происходит при наличии случайных и прогнозируемых возмущений, которые подчинены различным физическим законам по колебаниям, вибрациям, неоднородностям и т.д.

Таким образом, разработанная система АСУ устройством для переработки техногенного сырья производства линолеума ПВХ позволит контролировать параметры конечного продукта на выходе из технологической системы, что обеспечит заданные теплофизические свойства получаемого синтетического утеплителя.

В четвертой главе дано технико-экономическое обоснование линии переработки отходов линолеума ПВХ и сделаны рекомендации в области применения полученного синтетического утеплителя из отходов линолеума ПВХ.

Технология переработки отходов линолеума позволяет получать без дополнительного сырья синтетический утеплитель, не уступающий по своим теплозвукоизолирующим свойствам утеплителям, серийно выпускаемым промышленностью на основе базальтового и минерально-ватного волокна.

Рис. 15. Утеплитель синтетический из Рис. 16. Теплоизоляционный мат отходов производства линолеума ПВХ

Получаемый утеплитель (продукт переработки с сильно развитой поверхностью) по гигиеническим показателям отвечает требованиям тепло- и звукоизоляции промышленного, сельскохозяйственного и бытового оборудования. Его можно применять для стеновых панелей, перекрытий в промышленном, гражданском и индивидуальном строительстве, в трубопроводах и их элементах, с температурой изолирующей поверхности до 160 °С. Возможно использование утеплителя в фильтрах для очистки воздуха и газов, прошивных матах (рис. 16), различного назначения животноводческих и бытовых постройках, овощехранилищах.

В работе проведены расчеты экономических затрат на внедрение и эксплуатацию разработанной технологической линии по переработке отходов линолеума ПВХ и предполагаемый экономический эффект от утилизации вторичных ресурсов. Прибыль от реализации утеплителя при отпускной цене 370 руб /м3 составят 58028 руб /мес.

Таблица 5

Технико-экономическое обоснование разработанной технологии _утилизации отходов линолеума ПВХ__

Основные показатели Значение

Производительность измельчителя, т/ мес. 4,4

Объем измельчаемого линолеума в месяц, м"1 314,28

Себестоимость измельчения отходов линолеума на производственном участке, руб./м3 185,3

Отпускная цена утеплителя, руб./м3 370

Прибыль от реализации утеплителя, руб./мес. 58028

Затраты на измельчение, руб./мес. 58255,1

Определен размер предотвращенного экологического ущерба от захламления земель отходами, он составил 42 млн. руб. (по данным ОАО «Буммаш» на 2001 г.).

В заключении сформулированы основные научные и практические результаты, полученные в выполненной работе.

1 .Теоретически обоснована модель нового синтетического утеплителя, сырьем для получения которого является многокомпонентный негомогенный эластомер (отходы ПВХ линолеума или другие подобные материалы).

2.По разработанной модели экспериментально определены механические и теплофизические показатели получаемого после переработки утеплителя, которые дают возможность определять сферы его промышленного применения.

3.Разработанная и реализованная методика определения механических и теплофизических свойств многокомпонентных эластомеров может быть использована в различных технологиях их переработки с целью определения как сфер применения, так и способов захоронения.

4.Разработанная в выполненной работе технология переработки синтетических многокомпонентных эластомеров позволяет решать вопросы их утилизации с позиции экологической безопасности и рационального природопользования в индустриальных центрах.

5.Разработана схема автоматизации процесса переработки отходов ПВХ линолеума с целью изготовления синтетического утеплителя, которая позволит получать конечный продукт с заданными теплофизическими свойствами.

6.Выполненный анализ реализации разработанной технологической схемы в производство позволит получать экономический эффект в сумме 58028 руб./мес. по прямым эксплуатационным затратам.

В приложение вынесены таблицы вспомогательного характера, промежуточные результаты расчетов, протоколы испытаний эксплуатационных характеристик синтетического утеплителя, проведенных лабораторией Миасского ракетного центра КБ им. академика В.П. Макеева. Приложение содержит 15 листов.

Основное содержание диссертационной работы изложено в следующих работах:

{.Липанов A.M., Денисов В.А., Дружакина О.П. Утилизация отходов поливинилхлоридного линолеума // Экология и промышленность России. — М.- 2002. - №11. - С. 4-5.

2.Денисов В.А., Дружакина О.П. Утеплитель синтетический из отходов ПВХ линолеума // Сб. ст. науч.-практ. конф. «Высокие и информационные технологии в механике». - Ижевск: ИжГТУ, 2002. - С. 205-209.

ЪМипанов A.M., Денисов В.А., Дружакина О.П. Использование отходов линолеума в энерго и ресурсосберегающих технологиях // Материалы III Междунар. конгресса по управлению отходами «ВэйстТэк 2003». - М., 2003. -с. 195-196.

АДружакина О.П. Определение коэффициента теплопроводности строительного утеплителя из отходов линолеума // Сб. ст. Всероссийской конф. «Экологические проблемы промышленных регионов». - Екатеринбург, 2003. -С. 393-395. ч

ЬЛипанов A.M., Денисов В.А., Дружакина О.П. Разрушение многокомпонентных полимерных материалов // Сб. ст. Всероссийской конф. «Экологические проблемы промышленных регионов». - Екатеринбург, 2003. — С. 391-393.

вМипанов A.M., Денисов В.А., Дружакина О.П. Использование отходов линолеума в энерго и ресурсосберегающих технологиях // Сб. ст. Всероссийской конф. «Экологические проблемы промышленных регионов». — Екатеринбург, 2003. - С. 390-391.

1.Денисов В.А., Дружакина О.П. ТИМ на основе промышленных отходов // Сб. ст. Всероссийской конф. «Экологические проблемы промышленных регионов». - Екатеринбург, 2004. - С. 361-363.

8. Денисов В. А., Дружакина О.П. Способы и машины для переработки ПВХ сырья // Сб. ст. Всероссийской конф. «Экологические проблемы промышленных регионов». - Екатеринбург, 2004. - С. 357-360.

Издательство Института прикладной механики УрО РАН 426067, г.Ижевск, ул. Т.Барамзиной, 34 Лицензия на издательскую деятельность ИД №04847 от 24.05.2001

Подписано в печать 12 11 2004. Формат 60x84 1/16

Бумага «Xerox» Гарнитура «Times»

Печать офсетная Уел печ л .1,44. Тираж 100 экз

2 4 О 5 8

Список принятых в работе сокращений.

Введение.

Глава 1. Теплоизоляционные материалы на основе полимерного волокнистого техногенного сырья.

1.1. Современные методы утилизации полимерного волокнистого техногенного сырья.И

1.2.Теплоизоляционные материалы на основе полимерных волокнистых отходов.

1.2.1. Классификация теплоизоляционных материалов по теплофизическим свойствам.

1.2.2. Эксплуатационные свойства теплоизоляционных материалов и пути их повышения.

1.2.3. Теплофизические характеристики полимерных волокнистых теплоизоляционных материалов.

1.3. Процессы, определяющие теплофизические характеристики теплоизоляционных материалов.

1.3.1. Кондуктивная теплопроводность.

1.3.2. Радиационная теплопроводность.

1.3.3. Конвективная теплопроводность.

1.3.4. Излучение в дисперсных материалах.

1.3.5. Влияние пористости на теплопроводность.

1.3.6. Влияние влажности на теплопроводность дисперсных материалов.

1.4. Выводы к главе.

Глава 2. Модели многокомпонентных полимерных волокнистых материалов.

2.1. Физика разрушения полимерных волокнистых материалов.

2.1.1. Термофлуктуационный разрыв полимерной цепи.

2.1.2. Фоионная концепция разрушения полимерных волокнистых материалов.

2.2. Расчетные и экспериментальные модели механико-технологических схем измельчения.

2.2.1. Матричная модель многоступенчатого измельчения.

2.2.2. Математическая модель устройств многоступенчатого измельчения.

2.3. Модели теплоизоляционных материалов на основе волокнистого полимерного сырья.

2.3.1. Характеристика основных моделей.

2.3.2. Расчет моделей.

2.4. Модель теплоизоляционного материала на основе техногенного сырья производства линолеума ПВХ.

2.4.1. Определение механического состава материла.

2.4.2. Определение пористости материала.

2.4.3. Определение теплопроводности материала.

2.4.4. Определение плотности материала.

2.4.5. Влияние формы частиц на теплофизические свойства материала.

2.5. Выводы к главе.

Глава 3. АСУ ТП переработки техногенного сырья производства линолеума ПВХ.

3.1. Способы и машины для переработки ПВХ сырья.

3.2. Статистические методы определения характеристик устройств ТП по параметрам АСУ.

3.3. Функциональные и структурные схемы АСУ ТП.

3.4. Принципиальная и функциональная схемы АСУ устройства для переработки техногенного сырья производства линолеума ПВХ.

3.5. Структурная схема АСУ устройством для получения синтетического утеплителя.

3.6. Выводы к главе.

Глава 4. Технико-экономическое обоснование (ТЭО) производства и использования ТИМ из отходов ПВХ линолеума.

4.1. Промышленная технология производства синтетического утеплителя.

4.2. Область применения получаемого утеплителя.

4.3. Технико-экономическое обоснование линии переработки отходов линолеума ПВХ.

4.4. Выводы к главе.

Актуальность темы. Важными показателями целесообразности применения линолеумов являются низкие удельные капитальные затраты на организацию их производства, высокое качество материала, широкая гамма расцветок, многообразие рисунков, значительная износостойкость, простота в эксплуатации.

Однако, наряду с положительными качествами, у этого синтетического многокомпонентного продукта есть один существенный недостаток — он, в отличие от многих природных материалов, выполнив свои функции, не уничтожается достаточно быстро под действием агрессивных факторов окружающей среды: света, тепла, атмосферных газов, микроорганизмов, а продолжает существовать в виде долгоживущих отходов, причиняя ущерб окружающей природной среде.

На сегодняшний день в России существует более 40 предприятий по производству линолеума. Каждый год на этих предприятиях образуется около 2340,4 тыс. м отходов. Общедоступной технологии по переработке и вторичному использованию многокомпонентного техногенного сырья производства линолеума в синтетический утеплитель (СУ) не существует.

Решение вопросов экологической безопасности индустриальных центров и получение дополнительных экологически чистых высококачественных строительных теплоизоляционных материалов (ТИМ) повышенной эксплуатационной надежности является актуальной проблемой современных производственных процессов, развития энерго- и ресурсосберегающих технологий, расширения сырьевой базы отдельных отраслей промышленности.

Цель работы: исследование и контроль теплофизических характеристик синтетического утеплителя из техногенного сырья производства линолеума поливинилхлоридного.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Проанализировать состояние , вопроса в области утилизации волокнистых полимерных отходов;

2. Определить физико-механические свойства многокомпонентного полимерного техногенного сырья производства линолеума ПВХ с позиции их вторичного использования;

3. Обосновать методику определения физико-механических свойств продуктов переработки линолеума ПВХ с целью определения сфер их применения;

4. Обосновать автоматизированную технологическую линию переработки отходов линолеума ПВХ в утеплитель с позиции контроля механических характеристик конечного продукта, определяющих его теплофизические свойства, энергосбережения и рационального природопользования.

Объектом исследований является волокнистый негомогенный многокомпонентный полимерный материал, получаемый в процессе механической переработки (измельчения) техногенного сырья производства линолеума ПВХ.

Методика исследования. При решении поставленных задач использовались методы: математического моделирования, наименьших квадратов, теории автоматического регулирования технологическими процессами, определения пористости негомогенных полимерных волокнистых материалов и оценки экологического ущерба от захламления почв промышленными отходами.

Научная новизна. Проведены теоретическое и экспериментальные исследования состава и строения нового материала с целью обеспечения надежности и долговечности строительного теплоизоляционного материала.

Обоснована и усовершенствована методика контроля механических и теплофизических характеристик получаемого в процессе переработки синтетического утеплителя.

Исследовано влияние технологических факторов производства ТИМ на их структуру и теплофизические свойства. Оптимизирована технология получения синтетического утеплителя заданной структуры и свойств.

Проанализированы основные методы переработки и вторичного использования полимерных волокнистых отходов промышленности, разработана автоматизированная технологическая линия по утилизации негомогенных волокнистых отходов производства линолеума, что позволяет решать задачи ресурсосбережения и повышения экологичности современного производственного процесса.

Разработанная принципиальная схема автоматизации процесса многоступенчатой переработки отходов линолеума ПВХ позволяет осуществлять контроль за параметрами конечного продукта и получать синтетический утеплитель с заданными механическими и теплофизическими свойствами в зависимости от конкретных условий изготовления.

Решена задача утилизации негомогенных ПВХ - материалов с позиции вторичного использования получаемых продуктов в качестве полимерных волокнистых ТИМ, что способствует расширению сырьевой базы современного производства.

Практическая ценность работы состоит в том, что содержащиеся в ней теоретические и методические разработки, выводы и практические рекомендации обеспечивают решение вопросов экологической безопасности производства по замкнутому циклу, ресурсосбережения в современных технологиях по обращению с эластомерами и развитию сырьевой базы ^производства.

Разработанная технологическая схема позволяет утилизировать негомогенные полимерные волокнистые отходы на самих предприятиях в качестве завершающей стадии производственного процесса; решает вопросы снижения захламления производственных площадей техногенными отходами; определяет направления организационно-технического совершенствования производственных систем.

Разработана модель синтетического утеплителя. Проведенные исследования на ее основе позволяют применять получаемый в процессе переработки отходов линолеума ПВХ материал в качестве неорганического волокнистого теплоизоляционного материала, эксплуатационные показатели которого не уступают современным ТИМ серийного производства.

Проведенный анализ технико-экономических показателей разработанной технологии показал эффективность применения автоматизированной технологической линии по переработке техногенного сырья производства линолеума ПВХ.

На защиту выносятся:

1. Структурная модель многокомпонентного негомогенного синтетического утеплителя из техногенного сырья производства линолеума ПВХ, позволяющая определять его теплофизические и механические характеристики;

2. Методика определения теплофизических и физико-механических свойств продуктов переработки линолеума ПВХ, позволяющая определить сферы их применения;

3. Автоматизированная технологическая линия переработки техногенного сырья производства линолеума ПВХ, позволяющая контролировать механические характеристики сырья и конечного продукта, определяющие его теплофизические свойства;

4. Технико-экономическое обоснование эффективности использования синтетического утеплителя из техногенного сырья производства линолеума ПВХ в строительной и других отраслях промышленности.

Апробация и публикация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались: l.Ha межрегиональном научно-практическом семинаре «Энергосбережение и охрана природы в промышленности и ЖКХ» Ижевск, УдГУ, 2001г.;

2. Российской научно-практической конференции «Энергосбережение, экология, эффективность» , Ижевск, УдГУ, 2002;

3. Научно-практической конференции «Высокие и информационные технологии в механике», ИжГТУ, г. Ижевск, 2002;

4. Международном конгрессе по управлению отходами «ВэйстТэк 2003», Москва, 2003;

5. Всероссийской научно-практической конференции «Экологические проблемы промышленных регионов», г. Екатеринбург, 2003г.

6. Всероссийской научно-практической конференции «Экологические проблемы промышленных регионов», г. Екатеринбург, 2004 г.

Основные материалы диссертации отражены в 8 печатных работах.

Выводы к главе.

При отпускной цене 370 руб/м3 (цена взята как среднее значение рыночных цен серийно выпускаемых полимерных волокнистых ТИМ, по данным на 2001 год) расфасованного и обработанного техногенного сырья производства линолеума ПВХ прибыль составит (при работе одного измельчителя в смену) 58028 руб/мес.

Фактическое значение этой величины намного больше, если принять во внимание снижение экологического ущерба от захламления производственных площадей, экологических штрафных санкций за хранение утилизируемого сырья и отсутствием необходимости его вывоза на полигон или передачу другому предприятию на переработку.

Проведенные в технико-экономическом обосновании расчеты показали эффективность внедрения разработанной технологической линии по переработке техногенного сырья производства линолеума ПВХ и применения получаемого на его основе синтетического утеплителя.

Заключение

1. Существующие разработанные и апробированные в условиях производства технологии утилизации полимерных волокнистых отходов базируются, как на основной, операции измельчения сырья в устройствах различного конструктивного выполнения. Большинство разработанных технологий ориентировано на переработку гомогенных отходов с использованием получаемых продуктов в качестве дополнения к основному сырью, однако, при этом не решаются проблемы эффективного использования получаемых продуктов ни по теплофизическим, ни по механическим свойствам.

2. Анализ процесса теплообмена в ПВМ показал, что теплоизоляционные характеристики материала зависят от совокупности параметров (пористость, форма частиц, наличие различных включений, плотность упаковки и др.), зависящих от механических показателей системы, получаемой после переработки сырья.

3. Известные теоретические модели строения волокнистых ТИМ базируются на идеализированных структурах и не отражают влияния отдельных составляющих (размер и фирма частиц, вид контактирования и др.) в совокупности определяющих теплофизические и механические показатели.

4. Разработанная и апробированная структурная модель теплоизоляционного материала на основе полимерного волокнистого техногенного сырья производства линолеума ПВХ позволяет анализировать негомогенные волокнистые материалы по их теплофизическим и механическим свойствам. Модель содержит составляющие пористости частиц материала, учитывает влияние гранулометрического состава и степени развитости их поверхности на теплофизические и механические свойства утеплителя.

5. Обоснованная методика определения теплофизических и механических показателей ТИМ на основе полимерных волокнистых материалах дает представление о возможностях получения и применения конечных продуктов переработки в различных отраслях. Методика основана на математическом и экспериментальном определении зависимостей эксплуатационных характеристик ТИМ от его пористости, гранулометрического состава, формы частиц, слагающих каркас материала, и способов их контактирования, плотности упаковки частиц и температуры изоляционного слоя.

6. Согласно проведенным исследованиям получаемый в процессе переработки техногенного сырья производства линолеума ПВХ синтетический утеплитель относится к классу неорганических волокнистых рыхлых ТИМ, эксплуатационные показатели которого соответствуют требованиям строительных стандартов и норм.

7. В основе переработки ПВМ лежит процесс механического разрушения связей полимерных цепей, который происходит под действием прилагаемых внешних нагрузок. Разрушения полимерных цепей с позиции снижения энергозатрат определяет эффективность переработки отходов по конечным результатам. Развитую поверхность частиц волокнистых ТИМ, определяющую их теплофизические и механические свойства, возможно получать в устройствах, реализующих технологию последовательного многоступенчатого измельчения сырья.

8. Результаты экспериментальных исследований по определению теплофизических и механических показателей ТИМ на основе техногенного сырья производства линолеума ПВХ, выполненные с позиции обоснования механико-технологической схемы их получения позволяют решать вопрос переработки сырья путем его последовательного многоступенчатого измельчения. В результате экспериментальных исследований определена основная характеристика зависимости теплофизических параметров ТИМ -размер частиц материала после его переработки - который необходимый контролировать с целью обеспечения конечного продукта с заданными эксплуатационными свойствами.

9. Разработанная АСУ ТП позволяет контролировать процесс переработки сырья по заданным параметрам (степень дисперсности системы) и получать конечный продукт с требуемыми теплофизичеекими и механическими свойствами. Система позволяет автоматически отсеивать продукт, не соответствующий заданным конечным характеристикам и направлять его на следующую степень измельчения.

Ю.Выполненный расчет эффективности производства синтетического утеплителя (на примере Ижевского линолеумного завода) в качестве завершающей стадии производства линолеума ПВХ показал, что экономический эффект от предотвращенного экологического ущерба составит 42 млн. руб.

Разработанная технология переработки синтетического многокомпонентного волокнистого техногенного сырья позволяет решать вопросы его утилизации с позиции обеспечения экологической безопасности производства, развития сырьевой базы и рационального природопользования в индустриальных центрах

1. Аввакумова Н.И. и др. Практикум по физике и химии полимеров. М.: Химия, 1995.-289.

2. Айнбиндер С.Б. , Тюнина Э.Л., Изируле К.И. Свойства полимеров в различных напряженных состояниях. М.: Химия, 1981 280.

3. Айрапетов Д.П., Кошкин В.Г., Левин Л. М. Синтетические ковровые материалы для покрытия полов. М.: Стройиздат, 1967. - 341.

4. Бартенев Г.М. Прочность и механизм разрушения полимеров. М.: Химия, 1984-280.

5. Бартенев Г.М., Бартенева А.Г. Релаксационные свойства полимеров. — М.: Химия, 1992-384.

6. Беляков Г.Г. и др. Полимерные материалы в отделке зданий. Опыт латвийской ССР. Ленинград, Стойиздат, 1975.

7. Бобович Б.Б. Переработка промышленных отходов: Уч. для ВУЗов. М.: СП Интермет Инжиниринг, 1999.

8. Бобров Ю.Л. Новые теплоизоляционные материалы в сельском строительстве. М.: Стройиздат, 1974. — 111.

9. Бородин И.Ф. Автоматизация технологических процессов. М.: Колосс, 1996-351.

10. Ю.Быков А.С. Поливинилхлоридные материалы для полов. М, Стройиздат, 1970(182-185).

11. П.Быков А.С., Данцин М.И., Зохин Г.И. Строительные материалы и изделия на основе синтетического сырья. Издание второе. -М.: Стройиздат, 1970. (76-77)

12. Быстров Г.А., Гальперин В.М., Титов Б.П. Обезвреживание и утилизация отходов в производстве пластмасс. Л.: Химия, 1982 - 264.

13. Василенко П.М., Василенко И.И. Механизация и автоматизация процессов приготовления и дозирования кормов. — М.: Агропромиздат, 1985.-224.

14. Васильев Д.В. и др. Системы автоматического регулирования. Примеры решения. — М.: Высшая школа, 1967.

15. Васильев И.М., Емельянова С.А., Сторожинский A.M. Производстве линолеума и декоративной отделочной пленки: уч.пособие. М.: ВШ, 1987-208.

16. Веденяпин Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных. Изд. второе, дополненное. М.: изд. «Колос», 1967.- 159.

17. П.Виноградов Г.В. Реология полимеров. М.: Химия , 1977.

18. Воробьёв В.А. Технология строительных материалов и изделий на основе пластмасс. -М.: ВШ, 1974.

19. Воробьёв В.А., Андрианов Р. А. Полимерные теплоизоляционные материалы. М.: Издательство литературы по строительству , 1972 — 320.

20. ВэйстТэк 2003. // Материалы 3-его Международного конгресса по управлению отходами. — Москва, 2003.

21. Гельфонд Я.Е. Определение дисперсии ошибки многокамерных замкнутых систем управления с запаздыванием. // Сб. статей «Статические проблемы кибернетики». М.: Наука, 1978.

22. Гельфонд Я.Е., Панич Ю.В. Фишман М.З. Определение динамических параметров многокамерных мельниц методом наложения переходных характеристик. Автоматизация производства стройматериалов. // Сб. трудов ВИАСМ, вып. 2. М.: Стройиздат, 1961.

23. Гиберов З.Г. Механическое оборудование заводов пластических масс. Уч. для техникумов. М.: Машиностроение, 1977 - 227.

24. Гиберов З.Г., Вернер Е.В. Механическое оборудование предприятий для производства полимерных и теплоизоляционных изделий. М.: Машиностроение, 1973-416.

25. Горелов В.П. и др. Аспирантам, соискателям ученых степеней и ученых званий: Практическое пособие. Новосибирск: Изд. НГАВТ, 2001 - 262.

26. Горлов Ю.П. Лабораторный практикум по технологии ТИМ. М.: Высшая школа, 1982.-239.

27. Горнев Р.Ф. Основные процессы переработки полимеров. М., Химия, 1972-452.

28. ГОСТ 16381 -77* (СТ СЭВ 5069-85) Материалы и изделия строительные теплоизоляционные. Классификация и общие технические требования.

29. ГОСТ 17177 94 Материалы и изделия строительные теплоизоляционные. Методы испытаний.

30. ГОСТ 18108—80 Линолеум поливинилхлоридный на теплозвукоизолирующей подоснове. Технические условия.

31. ГОСТ 23250 78 Материалы строительные. Метод определения удельной теплоемкости.

32. ГОСТ 23499-79 Материалы и изделия строительные звукопоглощающие и звукоизоляционные. Классификация и общие технологические требования.

33. ГОСТ 25609 83 Материалы полимерные рулонные и плиточные для полов. Метод определения показателя теплоусвоения.

34. ГОСТ 26281 84 Материалы и изделия строительные теплоизоляционные. Правила приема.

35. ГОСТ 30548 97 Полотна нетканые (подоснова) для линолеума. Методы испытаний.

36. ГОСТ 4640 93 Вата минеральная. Технические условия.

37. Гринин А.С., Новиков В.Н. Промышленные и бытовые отходы: Хранение, утилизация и переработка. — М.: ФАИР-ПРЕСС, 2002 336.

38. Гуль В.Е. Структура и прочность полимеров. 3-е издание, перераб. и доп. М.: Химия, 1978-328.

39. Гуль В.Е., Кулезнев В.Н. Структура и механические свойства полимеров. М.: Высшая школа, 1979 352.

40. Дамье-Вульфсон В.Н. Устройство полов из паркета и линолеума. М.: Высшая школа, 1991 г. 190.

41. Данцин М.И. Теплозвукоизоляционный линолеум. М.: Стройиздат, 1964

42. Дарцин М.И., Кошкин Н.П., Лебедев Г.А. Линолеум. Госстройидат, 1960

43. Дворкин Л.И., Пашков И.А. Строительные материалы из отходов промышленности. Киев, ВШ, 1989 — 234.

44. Догадкин Б.А., Донцов А.А., Шершнев В.А. Химия эластомеров. 2-ое издание, перераб. и доп. М.: Химия, 1981 376.

45. Желудов B.C. Повышение теплоизоляционных свойств теплоизоляционных конструкций из волокнистых материалов для промышленных сооружений. — М, 2000.

46. Журков С.Н.//ЖЭТФ. 1931. Т.1 № 2.

47. Инженерная защита окружающей среды. Под общей редакцией Ю.А. Бирмана, Н.Г. Вурдовой. М.: изд. АСВ, 2002 - 296.

48. Карпин Е.Б. Средства автоматизации для измерения и дозирования массы. М.: Машиностроение, 1971 — 470.

49. Кауфман Б.Н. Теплопроводность строительных материалов. М.: Госстройиздат, 1955.

50. Кириллов Г.Н. Использование промышленных отходов при производстве строительных материалов. Л.: ЛДНТП, 1978

51. Китайцев В.А. Технология теплоизоляционных материалов. М.: Стройиздат, 1970-384.

52. Клюев А.С. и др. Проектирование систем автоматизации ТП. — М.: Энергия, 1980.

53. Композиционные материалы из отходов пластмасс. Понижение горючести ПВХ. Милицкова Е. А. // Ресурсосберегающие технологии.— 1999.-№ 18, стр. 32-34.

54. Кошкин Н.И., Ширкевич М.Г. и др. Справочник по элементарной физике М.: Наука, 1988-256.

55. Кришер О. Научные основы техники сушки. М.: ИЛ, 1961. - 539.

56. Krisher О., Beihefte Z. Gesundheirts Ing., 1934, Vol. 39. Перевод по 91.

57. Кулаков Г.Г. Инженерные экспресс методы расчета промышленных систем регулирования. Минск.: ВШ, 1984.

58. Курганов A.M., Федоров Н.Ф. Справочник по гидравлическим расчетам систем водоснабжения и канализации. — Д.: Стройиздат, 1978 — 424.

59. JIacкорин Б.Н. и др. Безотходная технология переработки минерального сырья. М.: Недра, 1984.

60. Лыков А.В. Теоретические основы строительной теплофизики. Изд. АН БССР Минск, 1961 - 520.

61. Минскер К.С., Федосеева Г.М. Деструкция и стабилизация ПВХ. М.: Химия, 1972.

62. Нечаев Г. А. Титов А.Г. Комплексные теплогидроизоляционные материалы и их применение в строительстве. Л.: Стройиздат, 1972

63. Новое в реализации вторичных ресурсов пластмасс \ Е.А. Милицкова, И.И. Потапов // Ресурсосберегающие технологии. №1 1999.

64. Новое в реализации вторичных ресурсов пластмасс \ Е.А. Милицкова, // Ресурсосберегающие технологии. №3- 1999.

65. Обработка результатов измерений. Долинский Е.Ф. М., Издательство стандартов, 1973 - 192.

66. Общеотраслевые руководящие методические материалы по созданию АСУТП \ Госкомитет по науке и технике. М.: Финансы и статистика, 1982-128.

67. Основы автоматизации химических производств. Под ред. П.А. Обновленского и А.Л. Гуревича. Москва. Изд. «Химия», 1975 528.

68. Основы автоматизации. Под ред. Г.В. Королева. М.: Высшая школа, 1990 142.

69. Пальгунов П.П., Сумароков М.В. Утилизация промышленных отходов. -М.: Стройиздат, 1990-352.

70. Папков С.П. Полимерные волокнистые материалы. М.: Химия, 1986 — 224.71 .Патент США В02С18/18 (5152469) Устройство для измельчения поливинилхлоридов.

71. Патент США В02С23/06, 23/18 (5195695) Мельница для тонкого измельчения пластмасс.

72. Первозванский А. А. Математические модели в управлении производством. — М.: Наука, 1975. — 615.

73. Проектирование систем автоматизации ТП. Справочное пособие. М.: Энергоатомиздат, 1990.

74. Расчет автоматических систем: уч. пос. для ВТУЗ. Под ред. Проф. А.В. Фатеева. -М.: ВШ, 1973.

75. Шепброт И.М. и др. Распределение АСУ ТП. М.: Энергоатомиздат, 1985.-240.

76. Ресурсосберегающие технологии: экспресс-информация № 17 / под ред. ИИ Потапова, ТМ Ушмаева М.: ВИНИТИ, 1999. (стр 24)

77. Рязанов Ю.А. Проектирование систем автоматического регулирования. -М.: Машиностроение, 1968.

78. СНиП 11-3-79* Строительная теплотехника / Минстрой России. М.: ГП ЦПП, 1995-29.

79. СНиП 2.04.14 88 Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов.

80. Справочник проектировщика АСУ ТП / Г. Л. Смилянский, JI.3. Амлинский и др. М.: Машиностроение, 1983 - 527.

81. Строительные и технические материалы из минерального сырья и промышленных отходов. Сборник статей. JL: Наука, 1980

82. Сухарев М.Ф. и др. Производство теплоизоляционных материалов: уч. для подготовки работников на производстве. М.: ВШ, 1981 - 231.

83. Теплофизические свойства полимерных материалов. Справочник. Пивень А.Н., Греченая Н.А., Чернобыльчкий И.И. М.: «Вища школа», 1976 -180.

84. Топачев Ю.И. Атлас для проектирования систем автоматического регулирования. — М.: Машиностроение , 1989. 751.

85. Торнер Р.В. Теоретические основы переработки полимеров (механика процессов). М.: Химия, 1977 464.

86. Утеуш З.В., Утеуш Э.В. Управление измельчительными агрегатами. М.: Машиностроение, 1973.

87. Хрулев М.В. Поливинилхлорид. М. Химия, 1964.

88. Цукович Э.Л. Статистические методы при автоматизации производства. -М.: Энергия, 1964.-312.

89. Чанг Дей Хан. Реология в процессах переработки полимеров. — М.: Химия, 1979-368.

90. Чудновский А.Ф. Теплофизические характеристики дисперсных материалов. М.: Изд. Физико-математической литературы, 1962 - 456.

91. Шафир К.Ф. и др. Декоративно-отделочные пленочные и листовые полимерные материалы, их свойства и применение. Л.: ЛДНТП, 1975 -281.

92. Шеин B.C., Ермаков В.И., Нохрон Ю.Г. Обезвреживание и утилизация выбросов и отходов при производстве и переработке эластомеров. -М.:Химия, 1987-272.

93. Штарке Л. Использование промышленных и бытовых отходов пластмасс. -Л.: Химия, 1987 г.- 170.

94. Экологические проблемы промышленных регионов. // Материалы всероссийской конференции. — Екатеринбург, 2004.

95. Яковлев К.П. Математическая обработка результатов измерений. М.: Изд. Технико-теоретической литературы, 1950 - 388.

96. Рис. 1. Дробилка для измельчения линолеума на резиновой подложке1. Рис. 2. Зубчатые диски