Курсовая работа по химическим технологиям на тему Производство полипропиленовых изделий методом литья под давлением на термопластавтомате

ВВЕДЕНИЕ
Полимерные материалы занимают одно из ключевых мест в современной промышленности благодаря широкому спектру эксплуатационных свойств, высокой технологичности и экономической эффективности их переработки. В условиях устойчивого роста потребления изделий из пластмасс особое значение приобретает развитие производств, ориентированных на выпуск продукции массового назначения с заданными физико-механическими и эксплуатационными характеристиками. Одним из наиболее востребованных термопластичных полимеров является полипропилен, который широко применяется в упаковочной, химической, пищевой, автомобильной и бытовой промышленности.
Современные направления развития отрасли переработки полимерных материалов связаны с внедрением высокопроизводительных технологий, автоматизацией производственных процессов, повышением энергоэффективности оборудования и улучшением экологических показателей производства. Значительное внимание уделяется совершенствованию методов переработки термопластов, позволяющих получать изделия сложной конфигурации с минимальными отклонениями геометрических размеров и стабильным качеством поверхности. В этом отношении метод литья под давлением является одним из наиболее прогрессивных и универсальных способов формования изделий из полипропилена.
Литьё под давлением на термопластавтоматах обеспечивает высокую производительность, возможность комплексной механизации и автоматизации процесса, а также рациональное использование сырья. Современные термопластавтоматы оснащаются системами точного контроля температуры, давления и скорости впрыска, что позволяет управлять структурообразованием

материала и существенно снижать процент брака. Кроме того, применение многофункциональных литейных форм и использование вторичных полимерных материалов способствуют снижению себестоимости продукции и повышению экономической эффективности производства.
Технико-экономическое значение проектируемого производства полипропиленовых изделий определяется возможностью организации стабильного выпуска конкурентоспособной продукции при относительно невысоких капитальных и эксплуатационных затратах. Полипропилен характеризуется доступностью сырьевой базы, хорошей перерабатываемостью и возможностью многократной вторичной переработки, что соответствует современным требованиям ресурсосбережения и устойчивого развития промышленности. В условиях повышения требований к экологической безопасности особое значение приобретает организация утилизации и возврата отходов литья в производственный цикл.
Совершенствование процесса производства полипропиленовых изделий методом литья под давлением направлено на оптимизацию технологических режимов, сокращение длительности производственного цикла, повышение коэффициента использования оборудования и улучшение качества готовой продукции. Важную роль играет обоснованный выбор основного и вспомогательного оборудования, разработка рациональной технологической схемы, а также внедрение эффективных методов технологического контроля.
В связи с вышеизложенным курсовой проект направлен на разработку и обоснование технологического процесса производства полипропиленовых изделий методом литья под давлением на термопластавтомате с учетом современных тенденций развития отрасли, требований к качеству продукции и экономической эффективности производства.


1 ХАРАКТЕРИСТИКА ВЫПУСКАЕМОГО ПРОДУКТА И ЕГО НАЗНАЧЕНИЕ
В рамках данного курсового проекта рассматривается производство изделий из полипропилена, изготавливаемых методом литья под давлением на термопластавтомате. В качестве типового объекта проектирования выбрано изделие массового назначения — полипропиленовая тара и изделия хозяйственно-бытового назначения (контейнеры, крышки, корпуса изделий и аналогичная продукция), что обусловлено широкой областью применения данных изделий и устойчивым спросом на рынке.
Полипропиленовые изделия, получаемые методом литья под давлением, широко используются в различных отраслях промышленности и в быту. Их функциональное назначение заключается в обеспечении хранения, транспортировки и эксплуатации различных веществ и изделий, а также в выполнении конструктивных и защитных функций. Изделия данного типа характеризуются сравнительно небольшой массой, высокой прочностью, химической стойкостью и устойчивостью к воздействию влаги и большинства агрессивных сред.
Основными областями применения полипропиленовых изделий являются пищевая промышленность, упаковочное производство, химическая промышленность, бытовое и хозяйственное обслуживание, а также машиностроение и приборостроение. В пищевой промышленности изделия из полипропилена применяются для изготовления контейнеров, крышек, стаканов и другой тары, предназначенной для контакта с пищевыми продуктами. В химической промышленности такие изделия используются для хранения и транспортировки сыпучих и жидких веществ, не вступающих в реакцию с полимером. В бытовой сфере полипропиленовые изделия находят применение в качестве хозяйственной тары, корпусов бытовых приборов и элементов мебели.
Одним из основных преимуществ полипропиленовых изделий является их малая плотность, что обеспечивает снижение массы готовой продукции по сравнению с изделиями из металлов и стекла. Средняя плотность полипропилена составляет 0,90–0,91 г/см³, что позволяет получать лёгкие и в то же время прочные изделия. Масса одного изделия, в зависимости от конструктивного исполнения и назначения, может находиться в диапазоне от 10 до 500 г. Объём изделий варьируется в широких пределах и определяется требованиями эксплуатации и условиями применения.
К важнейшим эксплуатационным характеристикам полипропиленовых изделий относятся прочность при растяжении и изгибе, ударная вязкость, устойчивость к воздействию химически активных сред, а также термостойкость. Полипропилен способен сохранять свои эксплуатационные свойства в диапазоне температур от −10 до +110 °C, что делает возможным его использование как в бытовых, так и в промышленных условиях. Материал отличается высокой стойкостью к действию кислот, щелочей и солевых растворов, что существенно расширяет область его применения.
Изделия из полипропилена обладают хорошими диэлектрическими свойствами и не подвержены коррозии, что является дополнительным преимуществом по сравнению с металлическими аналогами. Кроме того, полипропилен характеризуется низкой водопоглощаемостью, что исключает изменение массы и размеров изделий при эксплуатации во влажной среде. Поверхность изделий, полученных методом литья под давлением, отличается высокой степенью гладкости и эстетичностью, что особенно важно для продукции потребительского назначения.
С точки зрения технологичности производства изделия из полипропилена, изготавливаемые методом литья под давлением, обладают рядом преимуществ. Высокая текучесть расплава полипропилена обеспечивает заполнение форм сложной конфигурации и получение изделий с тонкими стенками и высокой точностью геометрических размеров. Литьё под давлением позволяет получать изделия с минимальными припусками на последующую механическую обработку, что способствует снижению материальных и энергетических затрат.
Альтернативными вариантами изделий аналогичного назначения могут являться изделия из полиэтилена высокой и низкой плотности, полистирола, поливинилхлорида, а также изделия из стекла и металлов. По сравнению с полиэтиленом полипропилен обладает более высокой термостойкостью и жёсткостью, что расширяет область его применения. В сравнении с полистиролом полипропилен характеризуется большей ударной вязкостью и устойчивостью к растрескиванию. Изделия из стекла и металлов отличаются большей прочностью, однако имеют значительно большую массу, подвержены разрушению или коррозии и требуют более высоких затрат на производство и транспортировку.
Таким образом, полипропиленовые изделия, выпускаемые методом литья под давлением, представляют собой оптимальное сочетание эксплуатационных и экономических характеристик. Широкий диапазон областей применения, доступность сырья, возможность автоматизации производственного процесса и высокая повторяемость качества делают данные изделия перспективными для массового производства. Выбор данного вида продукции в качестве объекта проектирования является обоснованным и соответствует современным тенденциям развития отрасли переработки полимерных материалов.