Учебное пособие для академического бакалавриата 2-е издание, исправленное и дополненное Допущено учебно-методическим объединением по образованию в области

8
Глава 1
.
ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ 
 ЗАВОДОВ ПЛАСТМАСС
1.1. Оборудование для смешения полимерных материалов
1.1.1. Процессы смешения. Классификация смесителей
В производстве смол и в переработке полимерных материалов все 
возрастающее значение приобретают процессы, связанные с введением 
таких компонентов, как катализаторы (инициаторы), пластификаторы, 
стабилизаторы, красители, наполнители и т. д. При этом в одних слу-
чаях смешению подвергаются сыпучие материалы (например, в произ-
водстве фенолоформальдегидных пресс-порошков), в других — порош-
кообразные, гранулированные или волокнистые материалы с жидкими 
компонентами (в производстве полимерных паст, волокнитов, вини-
пластов и фаолитов), в третьих случаях — полимеры с полимерами 
(например, в производстве ударопрочного полистирола). Иногда меха-
ническое смешение сопровождается физико-химическими процессами.
Смесителями
называют машины или аппараты, предназначенные 
для осуществления процесса смешения материалов. Под процессом сме-
шения
принято понимать такой механический процесс, в результате 
которого первоначально находящиеся раздельно компоненты после 
равномерного распределения каждого из них в объеме смешения 
образуют однородную смесь. Термин «перемешивание» больше связан 
со следствием воздействия рабочего органа на перемешиваемый мате-
риал: процесс перемешивания не обязательно должен привести смесь 
к однородному состоянию; в некоторых случаях его используют для 
разделения смеси на отдельные компоненты.
Обратным процессу смешения является процесс сегрегации, приво-
дящий к разделению смеси на отдельные компоненты.
В состав смесей может входить различное число компонентов (есть 
композиции, в состав которых входит несколько десятков компонентов). 
Соотношение количеств компонентов в смеси изменяется в широком диа-
пазоне, иногда отношение масс компонентов в смеси составляет 1:10
6
.
Рассмотрим конструкции и методики расчета смесителей для сыпу-
чих и пастообразных материалов.
В процессе смешения в рабочем объеме смесителя происходит 
взаимное перемещение частиц разных компонентов, находящихся 

---

9
до перемешивания раздельно или в неоднородно внедренном состоя-
нии. В результате перемещений возможно бесконечное разнообразие 
расположения частиц в рабочем объеме смесителя. В этих условиях 
соотношение компонентов в микрообъемах смеси — величина случай-
ная, поэтому большая часть известных методов оценки однородности 
(качества) смеси основана на методах статистического анализа.
Для упрощения расчетов все смеси условно считают двухкомпонент-
ными, состоящими из так называемого ключевого компонента и услов-
ного,
включающего все остальные компоненты смеси. Подобный прием 
позволяет оценивать однородность смеси параметрами распределения 
одной случайной величины — содержанием ключевого компонента 
в пробах смеси. В качестве ключевого компонента обычно выбирают 
такой компонент, который либо легко определяется, либо распределе-
ние его в смеси особенно важно по техническим требованиям.
В качестве критерия однородности смеси используют коэффициент 
вариации V
c
, %:
=
−
−
∑
2
1
100
1
(
) ,
1
n
c
i
V
c c
c
n
где 
c
 
— среднее арифметическое значение концентрации ключевого 
компонента во всех п пробах смеси, %; с
i
— концентрация ключевого 
компонента в i-й пробе смеси, %.
Применительно к процессу смешения сыпучих материалов этот кри-
терий называют коэффициентом неоднородности, так как с его увели-
чением неоднородность смеси возрастает.
Необходимую массу пробы смеси сыпучих материалов принимают 
в зависимости от используемого метода анализа проб на содержание 
в них ключевого компонента. Обычно масса пробы колеблется в преде-
лах от 1 до 10 г.