Физико-химические основы производства непищевых продуктов

Министерство образования и науки Российской Федерации

НИУ ГОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет»

Торгово-экономический факультет

Кафедра товароведения и экспертизы товаров народного потребления

Изучение факторов, формирующих качество клея

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К КУРСОВОЙ РАБОТЕ

по дисциплине «Физико-химические основы производства непищевых продуктов»

ЮУрГУ–080401.2022

Руководитель:

___________

________________2022

Автор работы

Студенческий отряд ТЭ-331

Нурмухаметов А.М.

_______________2022 г.

Работа защищена

с оценкой (прописью, цифрами)

______________

______________2022

Челябинск 2022

Министерство образования и науки Российской Федерации

НИУ ГОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет»

Торгово-экономический факультет

Кафедра товароведения и экспертизы товаров народного потребления

Специальность 080401 «Товароведение и экспертиза товаров»

ОДОБРИТЬ

начальник отдела

_________________

____________________2022 г.

УПРАЖНЕНИЕ

на курсовую работу (проект) студента

Нурмухаметов Артур Маратович

ТЕ-Групп331

1 Дисциплина (специализация) Физико-химические основы производства непищевых продуктов

2 Тема работы (проекта) Исследование факторов, формирующих качество клея

3 Крайний срок подачи студентом выполненной работы_ 10Май________2012ГРАММ.

4 Перечень вопросов, подлежащих разработке: Классификация клеев; Факторы, формирующие качество; сырьевые компоненты; Технология производства; Системы оценки качества; Характеристики нормативных документов, действующих в районе объекта; Подбор объектов и их характеристик; Показатели качества и методы их определения.

5 Расписание

Руководитель работы (проекта) __________________________ /

(подпись)

Ученик _______________________________/

СОЧИНЕНИЕ

Факторы, влияющие на качество клея. – Челябинск: ЮУрГУ, ТЭ-331, 2012. -32 п., 3 ил.,

библиографический список - 16 наименований, 1 прил.

Объектом исследования являются факторы, формирующие качество клея ПВА.

Цель работы - изучение качества отобранных образцов клея ПВА, изучение факторов, формирующих качество.

В работе рассмотрены факторы, формирующие качество клея, классификация клея, состояние рынка клея ПВА в России. Дана характеристика сырья и этапов производства. Представлен перечень нормативной документации, действующей в данной отрасли.

Рассмотрены органолептические и физико-химические показатели качества клея ПВА трех марок. Были проведены исследования в соответствии с действующим стандартом в области трех образцов данной продукции и дан анализ проделанной работы.

Содержание

Введение

1. Литературная часть

1.1 Классификация клеев

1.2 Статус рынка Клей

1.3 Факторы, влияющие на качество клея

1.3.1 Сырье

1.3.2 Технология производства

1.4 Системы оценки качества клея

2. Практическая часть

2.1 Цели и задачи исследования

2.2 Характеристика нормативных документов, действующих в области объекта

2.3 Обоснование выбора объектов и их характеристики

2.4 Показатели качества клея ПВА и методы их определения

3. Экспериментальная часть

3.1 Результаты исследования образцов клея ПВА

3.2 Анализ показателей качества исследуемых образцов продукции

Вывод

Список использованной литературы

Заявление

Введение

В настоящее время помимо традиционных креплений существует огромное количество различных клеев.

Клей могут использовать и школьники, и офисные работники, и строители.

Технология использования клеев относительно проста, а по своим характеристикам они не хуже, а в некоторых случаях даже лучше традиционных крепежей.

При склеивании, в отличие от сварки и пайки, не требуется нагревать изделие до высоких температур, а высокая термостойкость обеспечивает возможность многократного нагрева. Соединение может обладать эластичностью, что снижает уровень механических напряжений после отверждения и обеспечивает прочность при термических ударах и различных нагрузках.

Разрушение клеевого шва, как правило, означает внезапный выход изделия из строя, поэтому к качеству клеев предъявляются высокие требования.

На формирование качества клеев влияет множество технологических моментов, имеющих место как при изготовлении клея, так и при его применении (склеивании).

От качества клея зависит прочность изделия в целом, его надежность и безопасность, поэтому важно исследовать факторы, определяющие качество клея.

1. Литературная часть

1.1 Классификация клеев

Рисунок 1 – Классификация клеев

Клеи на неорганической основе можно разделить на силикатные, алюмофосфатные, керамические и металлические.

К органическим клеям относятся композиции на основе природных и синтетических полимеров, олигомеров и мономеров, а также искусственные. Более того, при отверждении мономеры и олигомеры превращаются в полимеры. В производстве клеев на основе природных полимеров используются вещества животного (коллаген, альбумин, казеин) и растительного (крахмал, декстрин) происхождения. Для изготовления клеев на основе синтетических полимеров применяют синтетические каучуки и смолы.

Классификация по термическим свойствам основы клеев основана на их термопластичной или термореактивной природе, которая в большинстве случаев определяет области применения клеев и герметиков.

Термореактивные соединения обычно являются основой конструкционных клеев. Термопласты и компаунды на основе каучука обычно используются для склеивания неметаллических материалов. Клеи на основе термореактивных смол часто относят к компаундам (англ. compatient — составной, смешанный). Компаунды (эпоксидные, полиэфирные, полиуретановые, силиконовые, акрилатные) затвердевают в результате самопроизвольного сшивания основы при введении отвердителя или при внешнем воздействии, например, влаги воздуха.

По условиям склеивания клеи делятся на контактные (склеивание происходит без нажима) и липкие (склеивание происходит мгновенно под давлением).

К контактным клеям относятся, как правило, все клеи, содержащие летучие растворители. В качестве растворителей обычно используют наименее токсичные летучие вещества: легкие углеводороды, циклогексан, метилэтилкетон, ацетон, ксилол, эфиры, хлорированные углеводороды. После нанесения клея на одну или обе поверхности и кратковременного высыхания происходит склеивание.

По характеру склеивания клеи и клеевые соединения делятся на обратимые и необратимые по отношению клеевого шва к теплу, воде или органическим растворителям.

Некоторые из необратимых синтетических клеев не требуют тепла для отверждения, и поэтому они делятся на клеи холодного и горячего отверждения.

С практической точки зрения целесообразно классифицировать клеевые материалы по водостойкости клеевого соединения на высоководостойкие (клеевой шов выдерживает кипячение в воде), водостойкие (клеевой шов выдерживает нахождение в воде при комнатной температуры) и неводонепроницаемые (клеевой шов разрушается под воздействием воды).

По консистенции клеевые материалы делят на твердые (в виде плиток, чешуек, порошков, пленок и др.), растворные, дисперсионные, капсулированные и плавящиеся.

Растворные клеи представляют собой раствор полимера в воде (водорастворимом) или органическом растворителе. Клеи на растворителях на водной основе бывают животного (костный клей), искусственного (метиловый, КМЦ клей), синтетического (поливиниловый спирт, меламиноальдегидный клей) или неорганического (силикатный клей) происхождения. Такие клеи являются наиболее экологически чистыми. Клеи на основе органического растворителя имеют синтетическую основу (раствор синтетического каучука в цианоакрилатом). Время их схватывания на порядок меньше, чем у водорастворимых клеев, но испарение растворителя ухудшает их экологические свойства.

Дисперсионные (ПВА) клеи представляют собой дисперсию полимера в воде, к которой для повышения прочности склеивания могут быть добавлены водорастворимые полимеры с высокой адгезией - поливиниловый спирт, производные целлюлозы. Вода позволяет успешно использовать такие клеи для склеивания пористых гигроскопичных поверхностей. К их недостаткам можно отнести длительное время схватывания и низкую микробиологическую стойкость клеевого шва (может быть повышена введением фунгицидов).

Инкапсулированные клеи находятся в капсулах для предотвращения преждевременного отверждения.

Термоклеи — это термопластичные клеи, которые становятся жидкими при повышенных температурах и остаются твердыми при комнатной температуре. Клеи-расплавы представляют собой твердые гранулы полимеров, обычно в форме шариков или палочек. Полимерным карандашом заряжается специальное устройство – термопистолет, который подключается к электросети. Расплавленный полимер наносится на склеиваемую поверхность точечным методом. Если клей выполнен в виде шариков, то их помещают между склеиваемыми поверхностями, и один из них нагревают до тех пор, пока шарики не расплавятся.

Растворные и дисперсионные клеи могут быть густыми, средними, жидкими. Густые клеи доступны в тюбиках и имеют более длительное время высыхания. Средние клеи выпускаются во флаконах, снабженных аппликатором – кисточкой, закрепленной в пробке. Жидкие клеи выпускаются в полимерных флаконах с аппликатором – тонкой стальной иглой.

По степени готовности клеи бывают однокомпонентными и многокомпонентными. В первом случае они производятся и продаются в готовом виде. Многокомпонентные клеи (чаще двухкомпонентные, например эпоксидные) готовят в месте потребления из компонентов.

По назначению бытовые клеи делятся на бытовые, специальные, канцелярские и универсальные (полууниверсальные).

На практике применяют классификации по области применения клеев (например, обувной, мебельный, строительный, этикеточный), по специфическим признакам (например, по видам нагрузок, испытываемых клеевыми соединениями в процессе эксплуатации). .

1.2 Статус рынка Клей

Клеевые смеси и составы различного назначения являются не только незаменимой составляющей любого строительно-ремонтного процесса, но и неотъемлемым, значимым компонентом многих направлений строительной отрасли.

Ведь в большинстве случаев производители предлагают эту группу товаров не как отдельный товар, а как сопутствующий сборочный элемент для основного направления своей деятельности, поэтому клеи часто приходится рассматривать в общем контексте рынка отделочных материалов.

Специалисты отмечают, что в связи с относительным улучшением благосостояния населения наблюдается устойчивая тенденция к устойчивому спросу на строительную продукцию в целом, строительную химию и клеи в частности. Тем не менее, рынок в определенной степени перенасыщен продукцией данного сегмента, что значительно нивелирует значимость растущего потребительского спроса. Таким образом, покупательная способность в будущем будет напрямую зависеть от темпов улучшения благосостояния потенциальных клиентов торговых сетей, что во многом является субъективным фактором, который сложно прогнозировать на рынке.

Отечественные производители клеев практически всех видов, таких как «Монолит-Билдер», ByProc, K-Flex, сталкиваются с такими трудностями, как отсутствие полноценной сырьевой базы, малая доля инвестиций в технологии и производство, постоянное влияние коррупционное поле в производственном процессе.

Кроме того, очень сложно отследить и проконтролировать полулегальное отечественное производство клея, которое, по оценкам разных экспертов, в некоторых регионах России до сих пор достигает 50% от общего потребления продукции.

Окончательные выводы о распределении мощностей компаний на рынке, а также их влиянии на общую конъюнктуру и структуру рынка можно будет сделать в конце 2012 года. 2011 продемонстрировал.

Так, по данным «Фомальгаут-Полимин», общая емкость рынка в прошлом году составила 1,2 млн т, из них 800 тыс. т — смеси на цементно-песчаной основе (включая клей), 400 тыс. т — смеси на гипсовом вяжущем. Из них 320 тыс. тонн составляют ввозимые в Россию смеси, 80 % которых на основе гипсового вяжущего, а остальные 20 % в основном клеевые. В России представлены несколько крупных транснациональных брендов с мощными производственными мощностями в нашей стране: KNAUF, Henkel, Kreisel. Остальные компании реализуют продукцию через дистрибьюторов или дилеров и пока не имеют производственных линий. В целом рынок делят между собой не более 10 предприятий, которые охватывают 85% всего рынка реализации сухих строительных смесей. Представлен широкий ассортимент импортной продукции, среди которых наиболее заметны следующие торговые марки: Bolix (Польша), Bostik (США), Mapei (Италия), Sopro (Германия), Mira (Дания), ТМ Litokol (Италия). В секторе клеев для дерева следует отметить следующие компании и ТМ: Titebond (Franklin International, США), Rakoll (ТМ HB Fuller, Германия), Thomsit (Henkel, Германия), Jowat AG (Германия); в сегменте монтажных клеев – Liquid Nails (Macco, США), Ceresit (Henkel, Германия), Titebond (Franklin International, США), Soudal NV (Бельгия), Den Braven Sealants (Нидерланды), UZIN (Германия). Германия), Jowat AG (Германия); в сегменте монтажных клеев – Liquid Nails (Macco, США), Ceresit (Henkel, Германия), Titebond (Franklin International, США), Soudal NV (Бельгия), Den Braven Sealants (Нидерланды), UZIN (Германия). Германия), Jowat AG (Германия); в сегменте монтажных клеев – Liquid Nails (Macco, США), Ceresit (Henkel, Германия), Titebond (Franklin International, США), Soudal NV (Бельгия), Den Braven Sealants (Нидерланды), UZIN (Германия).

Доля импортных клеевых материалов на российском рынке с каждым годом увеличивается. Основными причинами такого роста являются более технологичное, финансово емкое и высокоавтоматизированное производство, а также низкие производственные затраты.

Большинство проблем на клеевом рынке по-прежнему связано с недостаточной подготовкой обслуживающего персонала торговых компаний, предоставлением иногда неверной информации конечному покупателю, а также с незнанием разницы между основными группами клеев, поставляемых на российский рынок. .

Еще одной немаловажной проблемой, по мнению экспертов, является наличие так называемых «собственных торговых марок» — self brand — когда под малоизвестными брендами и торговыми марками поставляется продукция низкого качества и не соответствующая международным стандартам, где, например, производство технологии не соблюдается. Это приводит к дезориентации покупателя, не знакомого с качественной продукцией, и привлекательная цена становится его главным приоритетом. Кроме того, спонтанное присутствие селф-бренда приводит к тому, что рынок становится хаотичным и сложным для понимания конечными покупателями.

Для увеличения доли производства отечественные предприятия должны решить задачу по организации и техническому переоснащению собственной производственной базы, оптимизации нормативно-технической документации и расширению ассортимента. Это, безусловно, положительно скажется на увеличении объемов промышленного производства отечественной клеевой продукции и повышении степени ее конкурентоспособности.

1.3 Факторы, влияющие на качество клея

1.3.1 Сырье

Состав клеев очень сложен. Для их производства используются следующие группы сырья:

1. Клеи (крахмал, декстрин, растительные смолы, нитроцеллюлоза, синтетический каучук, а также синтетические смолы: бакилито-фенольные, полиэфирные, полиамидные и др.) обеспечивают адгезионную и когезионную прочность клеевого соединения.

2. Растворители (бензин, ацетон, эфиры).

Основным свойством растворителя, определяющим его качество, является растворяющая способность. Чем выше скорость растворения, тем меньше вязкость растворяемой композиции при той же концентрации полимера, и чем ниже температура, обеспечивающая растворение с заданной скоростью, тем активнее растворитель.

Еще одним важным свойством растворителей является их способность быстро смачивать поверхность и обеспечивать диффузию молекул полимера к ее активным центрам.

Растворители оказывают существенное влияние на физико-механические свойства клеевых слоев, в частности на величину усадочных напряжений, водо- и термостойкость.

Однако наличие растворителя в клее замедляет процесс отверждения, снижает прочность и герметичность клеевого слоя, так как испарение растворителя сопровождается порообразованием. Поэтому содержание растворителя в клее должно быть ограничено до минимума, необходимого для выполнения технологических операций.

В результате взаимодействия активных групп растворителей со свободными радикалами полимеров клеевой слой после отверждения может содержать некоторое количество остаточного растворителя, временно играющего роль пластификатора.

3. Пластификаторы (камфорное масло, глицерин, высококипящие, малолетучие жидкости, представляющие собой сложные эфиры, например: дибутилфталат, трифенилфосфат).

Одним из важных факторов, определяющих свойства клеевого соединения, является количество и природа пластификаторов, которые иногда вводят для устранения неблагоприятных последствий усадки и внутренних напряжений при формировании клеевого слоя. Некоторые пластификаторы из-за плохой совместимости с клеевым полимером вводятся преимущественно между наиболее крупными молекулярными образованиями (так называемый эффект межпакетной пластификации), разрушают их и тем самым положительно влияют на условия образования клеевого соединения. Также добавляются пластификаторы для придания клеевой пленке гибкости и эластичности.

4. Наполнители (тальк, мел, каолин и др.).

Введение наполнителей снижает остаточное напряжение в клеевом слое, что сопровождается повышением прочности клеевого соединения. С помощью наполнителя (например, аэросила) можно регулировать тиксотропные свойства клеев. В ряде случаев введение наполнителей способствует повышению не только прочности, но и термостойкости клеевых соединений, лучшему заполнению клеем зазоров между склеиваемыми поверхностями, позволяет экономить клеевые материалы. При использовании в качестве наполнителей металлических порошков повышается теплопроводность клеевых соединений; порошкообразное серебро, медь, никель и некоторые другие металлы, а также графит придают клеям способность проводить ток.

Наполнители в клеях также вызывают некоторые негативные явления. Органические наполнители, например, набухают, снижают водостойкость клеевых швов. Высокопрочные минеральные порошки резко повышают абразивный износ режущих инструментов при обработке клееных изделий. Наполнители, не устойчивые к кислотам и щелочам, могут реагировать с другими компонентами клея, такими как кислотный катализатор, и поэтому ускорять или замедлять процесс отверждения.

5. Отвердители (металлические, пластмассовые, фарфоровые, стеклянные и др.).

Их добавляют в клей, чтобы ускорить реакцию отверждения клея.

При отверждении клеев выделяется тепло, что при большом объеме состава может привести к его перегреву, нарушению структуры клея и значительной усадке клеевого слоя. Поэтому для обеспечения необходимой жизнеспособности клея при введении отвердителя принимают меры по отводу тепла, выделяющегося в ходе реакции (водяное охлаждение, ограничение объема реагентов).

Скорость отверждения имеет большое значение для склеивания. Это зависит не только от температуры, но и от содержания в составе растворителей, пластификаторов, наполнителей. При медленном испарении растворителя действие отвердителей несколько ограничивается. Если наполнитель имеет кислотные или щелочные свойства, то он может усиливать или ослаблять (нейтрализовывать) действие отвердителей, также имеющих кислую или щелочную реакцию.

В некоторых случаях клеи могут отверждаться под воздействием влаги, адсорбированной на склеиваемых поверхностях. Так, например, отверждаются цианоакрилатные клеи. В других случаях (при склеивании металлов) отвердителем служит сам металл. Когда клей наносится на поверхность очищаемой детали, сразу же начинается процесс отверждения. Необходимым условием для этого является отсутствие кислорода воздуха на склеиваемой поверхности.

6. Ингибиторы и стабилизаторы

Для продления срока годности исходных продуктов для клеев в них вводят вещества, тормозящие или полностью останавливающие процессы полимеризации. Такие вещества называются ингибиторами. Как правило, ингибиторы добавляют в очень малых количествах.

В качестве ингибиторов стирола, метилметакрилата и акрилонитрила используют гидрохинон, ароматические амины и некоторые нитросоединения.

На свойства клеевых соединений может влиять старение полимеров — процесс, при котором состав и структура молекул изменяются под влиянием различных факторов.

Для замедления процессов старения, развивающихся в полимерах под действием тепла, кислорода воздуха и солнечной радиации, в некоторые клеи вводят небольшие добавки антиоксиданта или стабилизатора (многоатомные фенолы, амины, соединения, содержащие сульфгидрильные группы).

Кроме того, в клеевую композицию включают и другие добавки, такие как антисептики, антислеживатели для порошкообразных клеев и т.п.

1.3.2 Технология производства клея

Качество клеев зависит не только от сырья, но и от соблюдения технологии производства.

Единого способа производства клея не существует, т.к. сырья, используемого при производстве различных видов клеев, и их свойства существенно отличаются друг от друга.

Наиболее общая технологическая схема производства клеев выглядит следующим образом:

Клеи-расплавы готовят по следующей технологической схеме: дозирование и смешение компонентов (основной полимер - этиленвинилацетат, эфиры канифоли, полиуретан, в качестве наполнителя каолин и др. добавки), плавление смеси при температуре 120° С, прессованием (выдавливанием) смеси в виде нитей, их протяжкой и охлаждением в воде, измельчением в гранулы, сушкой и расфасовкой в ​​бумажные мешки.

Порошкообразные клеи получают распылением жидкой смолы и последующей сушкой горячим воздухом.

Получение поливинилацетатных клеев возможно путем растворения смолы в соответствующем растворителе с добавлением инициатора и ускорителя полимеризации.

Шкурный клей получают кипячением подкожного слоя шкур животных и других отходов кожевенного производства.

Костный клей - получают из костей крупных позвоночных и костных отходов, а также из лома различных костных изделий. Для этого кости измельчают, обезжиривают, а затем варят. Клеевой бульон, содержащий 10—20% клея, отстаивают, осветляют фильтрованием, иногда белят и упаривают в вакуум-аппаратах до содержания клея 30—40%, затем перерабатывают в пластины.

Альбуминовый клей готовят на основе альбумина, животного белка, который затвердевает и становится нерастворимым при 75°С. При выпаривании крови животных получают кристаллический или порошкообразный альбумин, растворимый в воде в соотношении 1:9, затем при добавлении 10% гашеной извести получают желеобразную массу с клеящими свойствами.

Основной проблемой при производстве клеев является их высокая вязкость, что затрудняет быстрое и качественное смешивание, диспергирование и транспортировку материалов к месту упаковки.

Производство вязких и высоковязких водно-дисперсионных материалов, в состав которых входит клей, осуществляется по двум схемам, различающимся по принципу действия.

Первая схема основана на приготовлении материалов в вязкой среде. Предварительное смешение производят, как правило, горизонтальным тихоходным лопастным смесителем, при совмещении этого устройства с насосно-диспергирующим узлом. Такое сочетание позволяет производить вязкие материалы одновременно с их транспортировкой к месту упаковки.

Процесс производства клея выглядит следующим образом. В верхнюю тихоходную растворомешалку порционно загружают весовые количества сырья. В течение 10-20 минут происходит перемешивание и предварительное диспергирование материала за счет трения упругих частей лопастей мешалки о металлический корпус мешалки. Затем смешанный состав выгружается в полном объеме в накопительную часть нижнего блока, после чего включается шнек, при этом работает рециркуляционное насосное оборудование, возвращающее заданный состав после обработки обратно в накопительный бак нижнего блока.

Одновременно осуществляется вторая загрузка в верхний блок. После окончания этой загрузки рукав рециркуляции частично перекрывается, и часть материала идет на упаковку.

Недостатком этого метода является относительно низкая производительность при высоких энергозатратах, достаточно длительное время изготовления (из-за смешивания в вязкой среде), необходимость использования тонких готовых наполнителей (для получения однородных клеев).

Процесс изготовления по второй схеме подразумевает принципиально иную технологию производства.

Предварительное смешение и диспергирование осуществляется на высоких скоростях в жидкой среде (соответственно без больших энергозатрат) и предполагает сгущение продукта на завершающем этапе производства с последующей транспортировкой.

В отличие от первого способа в производстве задействованы съемные насадки, что дает возможность не только смешивать и дезинтегрировать, но и рассредоточивать материал. Используются рециркуляционные рукава, шнек и насос, которые непосредственно совмещены с емкостью, в которой материал предварительно обрабатывался.

Установки, применяемые в производстве клеев (УДИМ-1ПМ и ШУ-1), оснащены системой принудительной подачи материала на участок упаковки, которая содержит последовательно-комбинированный шнек, винтовой насос и гибкий шланг.

Упакуйте клей в бумагу, полиэтиленовые пакеты, банки, бутылки, металлические тубы.

1.4 Системы оценки качества клея

Приемка клеевых материалов осуществляется партиями.

В периодическом производственном процессе за партию принимают количество близкого по составу и консистенции клеевого материала, полученного в одном технологическом цикле и сопровождаемого одним документом о качестве.

В непрерывном производственном процессе за партию принимается количество клеевого материала, аналогичного по составу и консистенции, изготовленное в ограниченный период времени, но не более суточного выпуска и сопровождаемое одним документом о качестве.

При перевозке клеевых материалов содержимое каждого транспортного средства принимается за партию.

Ко всем клеям предъявляются следующие требования:

К некоторым типам клеев предъявляются особые требования. Например, для дисперсионных, эмульсионных, липких клеев и герметиков применим показатель активности ионов водорода; к клеям природного происхождения предъявляются требования по устойчивости к гниению и грибкам.

Документ о качестве должен содержать следующие данные:

Упаковочные единицы, отобранные случайным образом для контроля качества, перед вскрытием должны быть тщательно очищены снаружи от загрязнений.

Пробы отбирают при температуре хранения клеев по следующей схеме:

Точечные пробы жидких клеев отбирают после снятия с поверхности пленки и тщательного перемешивания до однородности.

Пробы клея из тары различного типа и специализированной металлической тары берутся из любой точки тары.

Объединенную пробу материала изготавливают путем смешивания равных объемов точечных проб, взятых с верхнего, среднего и нижнего уровней в соотношении 1:2:1. Для клеевых материалов комбинированная проба является средней (ее масса должна быть не менее 0,5 кг).

Вязкие или порошкообразные продуктыпроверяют в производственной таре и, если она однородна по внешнему виду, отбирают пробу из разных частей общей массы с помощью пробирки, ведра или пробоотборника, либо через равные промежутки времени отбирают несколько небольших проб при заполнении тары для транспортировки.

Для каждой партии готовят общую пробу сухих порошков. Для проверки соответствия качества порошковых клеев требованиям стандарта от партии отбирают 3 % упаковочных единиц (мешков, ящиков), но не менее трех единиц, взятых из разных мест партии. Проба берется из области, близкой к центру контейнера, с использованием соответствующих пробоотборников. Полученная таким образом общая проба должна содержать равные порции из каждого контейнера и не должна превышать 2 кг.

Отбор проб клеев должен проводиться в соответствии с правилами техники безопасности, утвержденными в установленном порядке.

Методика предварительного контроля качества клеев включает два этапа: визуальный контроль и перемешивание.

Когда впри визуальном осмотре жидких и вязких клеев определяют примерный незаполненный объем сосуда, отмечают наличие поверхностной пленки и ее особенности (твердая или мягкая, тонкая, средней толщины или очень толстая), пленка отделена от стенок сосуда и снимают, анализируют консистенцию клея, отмечают расслоение образца на фазы, тип осадка (мягкий, твердый или твердо-сухой), наличие примесей в клее.

Порядок смешивания зависит от типа осадка: образцы, имеющие гелеобразные или твердо-сухие осадки, которые невозможно выделить, для испытаний не используют; образец, не содержащий твердого осадка, тщательно перемешивают (даже если видимого осадка нет) путем встряхивания до тех пор, пока образец не станет однородным.

Для визуального контроля порошкообразных материаловникаких специальных методов контроля не требуется, но следует отметить особенности (необычный цвет, наличие крупных или твердых кусков, примеси и т. д.).

При получении неудовлетворительных результатов периодических испытаний изготовитель проверяет каждую партию до получения удовлетворительных результатов испытаний подряд не менее чем в 3-х партиях.

В торговой практике при приемке проверяют качество и целостность упаковки, четкость и полноту маркировки.

2. Практическая часть

2.1 Цели и задачи исследования

Целью данной курсовой работы является изучение факторов, формирующих качество клея ПВА, а также установление зависимости качества продукции от этих факторов.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

2.2 Характеристика нормативных документов, действующих в области объекта

Все виды клеев должны производиться в соответствии с положениями действующей нормативной документации.

Основными нормативными документами, действующими в области качества клея, являются:

Существуют также стандарты, которые распространяются на определенные виды клея:

Кроме того, предприятия по производству клеев активно используют спецификации (технические условия) - документы, в которых изготовитель добровольно устанавливает требования к качеству и безопасности для того или иного вида продукции, необходимые и достаточные для ее идентификации, контроля качества, безопасности при изготовлении, хранении и транспортировании.

Технические характеристики включают следующие разделы:

Технические условия не должны противоречить требованиям государственных стандартов. Соответствие продукции стандартам – гарантия высокого качества.

2.3 Обоснование выбора объектов и их характеристики

Область применения клея ПВА довольно широка –в строительной, текстильной, обувной, кожевенной, табачной промышленности, в производстве упаковки, водно-дисперсионных красок, при выполнении делопроизводства. Помимо высокой морозостойкости клеевого шва и хорошей адгезионной способности, клей ПВА абсолютно нетоксичен, пожаровзрывобезопасен, рН нейтрален, что позволяет использовать его в домашних условиях и в детских учреждениях.

Для эксперимента были представлены 3 образца клея ПВА разных марок:

По заявленной маркировке анализируемые образцы предназначены для склейки бумаги, картона, фотобумаги.

2.4 Показатели качества клея ПВА и методы их определения

1. Определение внешнего вида и посторонних включений.

Внешний вид, цвет и наличие посторонних включений определяют визуально.

Опыт проводят следующим образом: клей наливают в стакан (при температуре 23+2°С). В клей опускают стеклянную пластину, предварительно обезжиренную этиловым спиртом. Затем пластину снимают, а излишки клея держат над стеклом 10-20 секунд для стекания излишков клея. Образующаяся на стекле пленка видна на свету.

Испытание проводят трижды.

Пленка должна быть белого или слегка желтоватого цвета без комочков и посторонних включений.

2. Определение массовой доли сухого остатка в клее.

Массовая доля сухого остатка напрямую влияет на вязкость клея – чем выше доля сухого остатка, тем выше прочность клеевого соединения. Однако чрезмерно высокая концентрация клеев приводит к увеличению расхода клея, сокращает время их отверждения, приводит к неравномерному нанесению на склеиваемую поверхность.

1-2 г клея помещают в навесную металлическую бутыль и повторно взвешивают с погрешностью не более 0,001 г. Взвешенную бутыль помещают в печь и после снятия крышки высушивают при температуре 115+5°С до постоянной массы.

Взвешивание проводят через 1,5 часа после начала сушки в сушильном шкафу. Дальнейшие взвешивания проводят через 20 мин до тех пор, пока разница между двумя последними взвешиваниями не превысит 0,001 г, после чего флакон охлаждают в эксикаторе и взвешивают.

Массовая доля сухого остатка клея равна отношению массы клея после высыхания к массе клея до высыхания в процентах.

Значение рН имеет большое значение для определения условий хранения клеев, выбора типа и количества отвердителя, определения способности клеев склеивать различные материалы, оценки возможной коррозионной активности.

Определение показателя активности ионов водорода проводят методом прямой оценки концентрации ионов водорода в водном растворе с массовой долей клея 1% при температуре 23+2°С с ​​помощью отсчетного устройства. рН-метра.

За результат анализа принимается среднее арифметическое результатов двух параллельных измерений.

3. Экспериментальная часть

1. Определение внешнего вида и посторонних включений.

Образец №1: вязкая однородная жидкость белого цвета без комков и посторонних включений, без запаха;

Образец №2: вязкая однородная жидкость белого цвета без комков и посторонних включений, без запаха.

Образец №3: однородная бесцветная жидкость без комков и посторонних включений, с характерным слабым запахом.

Образец №1: 83%;

Образец №2: 82%;

Образец №3: 76%.

Образец № 1: рН = 6,1;

Образец № 2: рН = 5,3;

Образец № 3: pH = 4,5.

3.2 Анализ показателей качества исследуемых образцов продукции

Показатели качества клея ПВА нормируются по ГОСТ 18992-80 «Дисперсия поливинилацетатная гомополимерная крупнодисперсная. Характеристики".

Этот документ определяет внешний вид клея ПВА как вязкую жидкость белого или слегка желтоватого цвета без комков и посторонних включений, с размером частиц 1-3 мкм, с возможностью образования поверхностной пленки.

На внешний вид клея ПВА влияет стадия измельчения сырья и варки (ее продолжительность и поддержание необходимой температуры), введение различных наполнителей с целью повышения вязкости, а также соблюдение санитарно-гигиенических требований.

По результатам испытаний тестовые образцы полностью соответствуют требованиям стандарта.

Массовая доля сухого остатка в клее ПВА должна быть не менее 53%.

Представленные образцы соответствуют требованиям нормативного документа (рисунок 3):

<Object: word/embeddings/oleObject1.bin>

Рисунок 2 – Массовая доля сухого остатка в клее ПВА

Массовая доля сухого остатка в образцах № 1 и № 2 практически одинакова (83 % и 82 % соответственно). Концентрация твердых веществ в образце №3 несколько ниже (76%), что увеличивает время отверждения клеевого шва по сравнению с другими образцами, но в то же время снижает вязкость клея, что облегчает его нанесение и приводит к меньший расход связующего.

На количество сухого остатка влияет соотношение исходного сырья (клеи и вода), глубина поликонденсации и продолжительность сушки.

Массовая доля сухого остатка влияет на срок годности клеев. Даты выпуска образца №1 (Клей ПВА «Аташе») и образца №2 (Клей ПВА «ЭрихКраузе»): 05.2011 и 09.2011 соответственно. Массовая доля сухого остатка этих объектов примерно одинакова (см. рис. 2). Доля сухого остатка образца №3 (клей ПВА «Комус») - 72% при дате выпуска 01.2012.

По ГОСТ 18992-80 «Гомополимер поливинилацетатный грубодисперсный. Технические характеристики» показатель активности ионов водорода варьируется от 4,5 до 6,0. Значение рН указывает на кислотность клея, что отрицательно сказывается на сроке его хранения. В процессе производства клея заданное значение рН регулируется соответствующей дозировкой отвердителя или стабилизатора на заключительном этапе варки.

<Object: word/embeddings/oleObject2.bin>

Рисунок 3 – Индикатор активности ионов водорода

Исследования показали (рис. 4), что образцы № 2 и № 3 соответствуют требованиям стандарта по активности ионов водорода (рН = 4,6 и рН = 5,3 соответственно). Значение рН образца № 1 незначительное, но превышает установленные пределы (рН = 6,1).

На прочность сцепления существенно влияет значение pH. На основании полученных результатов можно сделать вывод, что наименьшую прочность будет иметь клеевое соединение образца №3 (рН=4,5), наиболее прочное соединение образует образец №1 (рН=6,1).

Вывод

В ходе исследований установлено, что на качество и срок годности клея влияют как клеевые компоненты, так и свойства вводимых добавок. Также важным фактором является соблюдение технологии производства клея, т.к. даже незначительное нарушение на одном из этапов производства может привести к забраковке всей партии.

По экспериментальным данным выполнены требования ГОСТ 18992-80 «Дисперсия гомополимера поливинилацетата грубодисперсная. Технические характеристики» по таким показателям качества, как внешний вид, массовая доля сухого остатка и концентрация ионов водорода, полностью соответствуют образцам № 2 (клей ПВА «ЭрихКраузе») и № 3 (клей ПВА «Комус»). 1 (клей ПВА Atache) превышает предельно допустимые значения по концентрации ионов водорода.

Список использованной литературы

Заявление

Определение массовой доли сухого остатка в клее

Массовую долю сухого остатка определяют по формуле:

где m - масса клея до высыхания, г;

m1 - масса клея после высыхания, г.