Способ определения качества смешения материалов

 

Изобретение относится к способам определения качества смешения материалов, используемых при контроле гомогенизации смеси смешиваемых компонентов и может быть использовано в химической промышленности и других отраслях народного хозяйства. Сущность изобретения: способ определения качества смешения материалов включает введение в смешиваемую массу индикатора, смешение и качественную оценку неоднородности смеси. Новым является то, что в качестве индикатора используют водорастворимое мелкодисперсное порошкообразное вещество, которое удаляют с поверхности исследуемого материала путем его растворения в воде. Затем заполняют пустоты мелкодисперсным порошкообразным люминофором и подвергают его облучению ультрафиолетовыми лучами. О качестве смешения судят по яркости свечения отдельных участков поверхности исследуемого материала.

Изобретение относится к способам определения качества смешения материалов, используемых при контроле гомогенизации смеси смешиваемых компонентов, а также при оценке качества работы смесительного оборудования, и может быть использовано в химической промышленности, сельском хозяйстве и других отраслях народного хозяйства, где используется смесительное оборудование.

Известен способ определения качества смешения путем использования обесцвечивания окрашенного раствора при помощи веществ, адсорбирующих краситель, например обесцвечивание растительного масла глиной.

Недостаток этого способа заключается в том, что при его использовании искажается реальная картина процесса перемешивания (смешения), поскольку способ предусматривает ввод в смешиваемую массу твердых сыпучих материалов, жидкого вещества (индикатора) с качественно иными реологическими характеристиками по сравнению с перемешиваемыми веществами.

Известен также способ определения качества смешения сыпучих материалов, включающий введение в смешиваемую массу радиоактивного индикатора, смешение и качественную оценку неоднородности смеси.

Недостаток этого способа заключается в том, что он сложен, так как для ввода радиоактивного индикатора в исследуемую смесь и для анализа его распределения в смеси необходимо сложное специальное оборудование. Кроме того, этот способ опасен из-за использования в работе радиоактивных изотопов.

Цель изобретения - упрощение процесса и повышение безопасности.

Это достигается тем, что при способе определения качества смешения материалов, включающем введение в смешиваемую массу индикатора, смешение и качественную оценку неоднородности смеси, в качестве индикатора используют водорастворимое порошкообразное вещество, которое удаляют с поверхности исследуемого материала путем его растворения в воде. Затем заполняют пустоты люминофором, после этого подвергают люминофор облучению ультрафиолетовыми лучами. О качестве смешения судят по яркости свечения отдельных участков поверхности исследуемого материала. Распределение яркости свечения соответствует распределение индикатора в исследуемом образце. Предлагаемый способ может быть использован при определении качества смешения сыпучих порошкообразных материалов.

Производили переработку полимерных материалов (полистирол, полиэтилен и т. д. ) на червячном эструдере в количестве 50 кг. В процессе переработки в качестве индикатора использовали поваренную соль (можно использовать любое растворимое в воде мелкодисперсное порошкообразное вещество) в количестве 1 кг. Индикатор ввели в бункер экструдера. На выходе из экструзионной головки получили перерабатываемый материал в виде полосы толщиной 3 мм. Переработку проводили 20, 40 и 60 мин. Затем вырезали образцы из полосы длиной по 100 мм (полосы были со временем переработки 20, 40 и 60 мин). Поместили образцы в теплую проточную воду и произвели растворение соли с поверхности образцов. После растворения соли на поверхности образцов получились пустоты.

В качестве люминесцирующего вещества применяли мелкодисперсный порошок люминофора, например, арсенат магния с окисью лития в качестве активатора. Использовали люминесцирующую жидкость, например, нориол. Затем полученные пустоты заполнили люминофором. Образцы считаются подготовленными к исследованию, если все пустоты исследуемых образцов будут заполнены порошком до уровня плоскости поверхности образца. Затем подготовленные образцы поместили по очередности под источник ультрафиолетового света и сняли кривую степени почернения пленки, на которую снято люминесцентное свечение образца. Степень почернения негативной пленки пропорциональна яркости свечения поверхности образца и качеству смешивания. Затем сравнили степень почернения удельных поверхностей поверхности образцов. Чем меньше отличаются друг от друга отдельные участки поверхности образца, тем совершеннее качество смешения. Провели статистическую обработку полученных данных.

При времени переработки 20 мин данные о величине излучения расходились до 22%, при времени переработки 40 мин - на 11%, а при времени переработки 60 мин - на 2,5%. Из этого можно сделать вывод, что время переработки материала 60 мин является вполне достаточным для получения гомогенной смеси. Величина расхождения экспериментальных данных на 2,5% объясняется погрешностью самой методики.

По данному способу можно исследовать качество смешения материалов разных классов (сыпучих, полимерных, металлических). Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает более простое исследование качества смешения материалов по сравнению с известными техническими решениями и повышение безопасности, так как способ реализуется без применения радиоактивных изотопов.

Формула изобретения

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАЧЕСТВА СМЕШЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ, включающий введение в смешиваемую массу индикатора, смешивание компонентов смеси, качественную или количественную оценку неоднородности смеси, отличающийся тем, что в качестве индикатора используют водорастворимое порошкообразное вещество, после смешивания индикатор удаляют с поверхности исследуемого материала путем растворения индикатора в воде, заполняют образовавшиеся пустоты мелкодисперсным порошкообразным люминофором, облучают люминофор ультрафиолетовым светом, а о качестве смешения судят по яркости свечения отдельных участков поверхности исследуемого материала.