Спосіб виготовлення гранульованого абразивного матеріалу

Реферат: UA 70445 U UA 70445 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до методів виготовлення гранульованих ріжучих матеріалів, які використовуються як у вільному вигляді, так і як складову частину в абразивному інструменті, переважно під час чистового шліфування та полірування. Відомий спосіб виготовлення абразивного матеріалу, коли абразивні зерна й зв'язуюча речовина диспергують при перемішуванні в органічному розчиннику й містяться в розчиннику до затвердіння зв'язувальної речовини. Завдяки наповнювачам, що вносяться в зв'язувальну речовину, а також умовам полімеризації гранули мають пори, що складають до 35 % об'єму гранул [1]. Недоліком цього способу є те, що отримані за ним гранули мають пори. Крім того органічний розчинник може впливати на фізико-хімічні властивості гранул та має підвищену вартість ніж неорганічний. Відомий також спосіб виготовлення абразивного матеріалу, який вибраний за прототип, коли нанесення абразиву здійснюється в процесі суспензійної радикальної полімеризації зв'язувальної речовини при перемішуванні зі швидкістю 100-900 об/хв. у неорганічному середовищі із введенням поверхнево-активної речовини, як неорганічне середовище використовується дистильована вода, а поверхнево-активна речовина - желатин, при наступному співвідношенні компонентів, ваг. %: вода дистильована - 98-100; желатин - 0-2 [2]. Недоліком цього способу є складність регулювання молекулярної маси полімерної зв'язувальної речовини під час отримання гранул. В основу корисної моделі поставлено задачу - розробка способу виготовлення гранульованого абразивного матеріалу, який би дозволив отримувати гранули з полімерною зв'язувальною речовиною зниженої молекулярної маси, що дасть можливість підвищити різальну спроможність матеріалу під час обробки металу. Поставлена задача вирішується тим, що у зв'язувальну речовину гранул до початку полімеризації введені близькі по вазі ініціатор та регулятор полімеризації. При введенні до початку полімеризації ініціатору полімеризації (у кількості менше 1 % від маси мономеру) виникають вільні радикали під час розпаду ініціатору, які стають активними центрами і ініціюють полімеризацію мономеру. Підвищення концентрації ініціатора полімеризації (напр., пероксидів, гідропероксидів, азоз'єднань) зменшує молекулярну масу полімеру, що утворюється, але прискорює швидкість полімеризації [3]. При введенні до початку полімеризації регуляторів полімеризації забезпечується ефективне регулювання середньої молекулярної маси полімерної зв'язувальної речовини гранул без суттєвої зміни швидкості полімеризації. Регулятори полімеризації дозволяють здійснювати передачу ланцюгу, що полягає в відриві зростаючого радикального атома або групи атомів від молекули. В результаті цього радикал перетворюється у молекулу з утворенням нового радикалу, здібного до продовження кінетичного ланцюга. Зменшення молекулярної маси полімеру, за рахунок введення у зв'язувальну речовину до початку полімеризації ініціатора та регулятора полімеризації, дозволяє забезпечити більшу кількість вільних макрорадикалів у зоні обробки гранульованим абразивним матеріалом, які утворюються в результаті механічного руйнування полімеру - його деструкції. Деполімеризація характеризується розривами зв'язків молекули полімеру з виникненням пари радикалів. Відповідно кількість макрорадикалів при деструкції полімеру залежить від числа молекул, тобто від їх молекулярної маси. Під час обробки гранульованим абразивним матеріалом забезпечується підвищене руйнування металів внаслідок взаємодії з оброблювальною поверхнею вільних макрорадикалів [4]. Крім того, введення у зв'язувальну речовину регулятора полімеризації призводить до зміни фізико-механічних властивостей як зв'язувальної речовини, так і гранульованого абразивного матеріалу (щільність, температура склування, мікроструктура, термостабільність) [5], що відкриває додаткові перспективи розширення технологічних можливостей та підвищення різальної спроможності абразивного матеріалу. Оптимальний хімічний склад регулятора полімеризації повинен визначатися в ході експлуатаційних випробувань гранульованого абразивного матеріалу з урахуванням конкретних умов шліфування. Таким чином, нові ознаки при взаємодії з відомими ознаками забезпечують виявлення нових технічних властивостей - шляхом зміни способу виготовлення гранульованого абразивного матеріалу отримуються гранули з полімерною зв'язувальною речовиною зниженоїмолекулярної маси, що дасть можливість підвищити різальну спроможність матеріалу під час обробки металу. Процес отримання абразивного матеріалу полягає в наступному. В апарат, який має пристрій, що перемішує із пропелерною мішалкою та підігрівом, завантажується дистильована вода та нагрівається до температури полімеризації. Після досягнення вказаної температури в апарат завантажується очищений від стабілізатора 1 UA 70445 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 мономер із розчиненим у ньому ініціатором та регулятором полімеризації. В отриманий розчин рівномірно засипається абразив, і додається поверхнево-активна речовина у розчиненому вигляді, при наступному співвідношенні компонентів, ваг. %: вода дистильована - 98-100; желатин - 0-2. Процес отримання продукту ведеться з температурою полімеризації під час постійного перемішування зі швидкістю 100-900 об/хв. в атмосфері інертного газу. Процес уважається закінченим, коли будуть досягнуті стійкі тверді гранули покриті абразивними зернами. Полімеризація завершується зануренням гранул у воду з температурою 15-25 °C. Суть корисної моделі пояснюється на прикладах конкретної реалізації запропонованого способу у випадку використання зв'язувальної речовини гранульованого матеріалу вінілових мономерів (до яких належать акрилати). В умовах контрольованої полімеризації до початку полімеризації може бути введений у зв'язувальну речовину гранул регулятор полімеризації: 1. Кремнійорганічні гідриди, які можуть містити в молекулі декілька рухомих зв'язків Si-H і при використанні яких утворюються функціоналізовані макромолекули, здібні до подальших перетворень. Введення органогідриду кремнію дозволяє зменшити молекулярну масу полімеру до 3 разів [5]. 2. Бінарні ініфертери у вигляді органічних окситриазенів і металовмісних мономерів дозволяють регулювати у широкому діапазоні молекулярні маси. Для поліметилметакрилату молекулярна маса змінюється від 175 000 до 430 000 [6]. 3. Низько- та високомолекулярні дитіобензоати и тритіокарбонати дозволяють отримувати задані молекулярні маси полімеру. Є можливість направленого дизайну макромолекул різної топології та мікроструктури. Молекулярна маса полімеру змінюється до 6 разів [7]. 4. Добавки окислів металів (ТіО2 і Cu2O). Введення ТіО2 поступово знижує, а Cu2O - різко зменшує середнє значення молекулярної маси. Концентрація окислів - 9 г/л води (метилметакрилат - 100 г) [8]. 5. Сульфоксиди і сульфоксидні комплекси солей металів - ступінь полімеризації знижується в 1,3 рази [9]. Джерела інформації: 1. Пат. 2608273 ФРГ, B24D 11/00. Blatt-oder bandformiges Schleifwerkzeug, Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen des Schleifwerkzeugs [Text] / Lohmer, Wilfried, 5650 Solingen; anmelder Carborundum-Werke GmbH, 4000 Dusseldorf; anmeldetag (28.02.76, offenlegungstag 8.09.76, bekanntmachungstag 22.12.77. 2. Пат. 60755 Україна, МПК C08J 5/14, B24D 3/00. Спосіб виготовлення гранульного абразивного матеріалу [Текст] / Циганов В. В.; заявник та патентовласник Запорізький нац.техн. унів. - № u 2010 15126; заявл. 15.12.2010; опубл. 25.06.2011, Бюл.№ 12.-3 с. 3. Воробьев, В. А. Технология полимеров [Текст]: учебник для вузов / В. А. Воробьев, Р. А. Андрианов.-2-е изд., перераб. - М.: Высшая школа, 1980.-303 с.: ил. 4. Гороховский, Г. А. Поверхностная активация полимеров и ее влияние на износ металлов [Текст] / Г. А. Гороховский //Применение материалов на основе пластмасс для опор скольжения и уплотнений в машинах: сб. науч. тр. - М.: Наука, 1968. - С. 30-33. 5. Булгакова С. А. Радикальная (со)полимеризация виниловых мономеров в присутствии кремнийорганических гидридов и свойства (со)полимеров [Текст]: автореф. дис….д-ра хим. наук: 02.00.06 /С. А. Булгакова; [Нижнегор. гос. ун-т]. - Нижний Новгород, 2008.-44с. 6. Семенычева Л. Л. Контролируемый синтез полимеров на основе виниловых мономеров в присутствии добавок, образующих стабильные радикалы непосредственно в полимеризующейся массе [Текст]: автореф. дис…д-ра хим. наук: 02.00.06, 02.00.03 /Л. Л. Семенычева; [Нижнегор. гос. ун-т]. - Нижний Новгород, 2008.-40с. 7. Черникова Е. В. Псевдоживая радикальная гомо- и сополимеризация по механизму обратимой передачи цепи [Текст]: автореф. дис…д-ра хим. наук: 02.00.06 /Е. В. Черникова; [Моск. гос. ун-т]. - М., 2010.-47с. 8. Moustafa A. B. Polymerization of Methyl Methacrylate in water in Presence of the Metal Oxides TiO2 and Cu2O [Text] /A. B. Moustafa, N. A.Ghanem, A. A. ABD-E1-Hakim //Journal of applied polymer science.-1976, vol. 20, 2643-2652. 9. Баталов, Э. М. Радикальная полимеризация виниловых мономеров в присутствии сульфоксидов и их комплексов с солями металлов [Текст]: автореф. дис…д-ра хим. наук: 02.00.06 /Э. М. Баталов; [Инс-т орг. химии УНЦ РАН]. - Уфа, 2008.-47с. 2 UA 70445 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 Спосіб виготовлення абразивного матеріалу у вигляді сферичних гранул з нанесенням абразиву в процесі суспензійної радикальної полімеризації зв'язувальної речовини при перемішуванні зі швидкістю 100-900 об/хв. у неорганічному середовищі із введенням поверхнево-активної речовини, який відрізняється тим, що у зв'язувальну речовину гранул до початку полімеризації введені близькі по вазі ініціатор та регулятор полімеризації. Комп’ютерна верстка Л. Купенко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3