Search

Об’єктом проектування було обрано екструдер ЧП-45, предмет розробки – екструзійна головка. Метою розробки э проектування та модернізації машини, а саме її головки. Робота містить технічні характеристики, були розглянуті конструкція та принцип дії агрегата для виробництва плівки з полістирола (ПС). Також виконані параметричні та кінематичні розрахунки, а ще розрахунок черв’яка на міцність, що підтверджує надійність та працездатність. Проведено літературно-патентний огляд, для обрання модернізації. В дипломному проекті було розглянуто норми охорони праці, а також було обрано пристосування для виготовлення втулки. The ChP-45 extruder was chosen as the design object, and the extrusion head was the subject of development. The purpose of development is the design and modernization of the machine, namely its head. The work contains technical characteristics, the design and principle of operation of the unit for the production of polystyrene film (PS) were considered. Parametric and kinematic calculations were also performed, as well as a calculation of the strength of the worm, which confirms reliability and efficiency. A literature and patent review was conducted to select modernization. In the diploma project, the norms of labor protection were considered, and the device for the manufacture of the sleeve was also chosen.

Пояснювальна записка до дипломного проекту на тему: «Виробництво ляльок з поліетилену із додаванням деревного борошна»: 87 сторінки, 17 рисунків, 25 таблиць, 21 посилання, 2 додатка. Розроблено проект технологічного процесу отримання ляльок з поліетилену методом ротаційного формування із додаванням деревного борошна. В проекті обґрунтовано вибір технологічної схеми, сировини та обладнання. Приведено характеристики сировини та обладнання, вимоги нормативних документів до них. Розраховано матеріальний баланс виробництва відповідно до заданої потужності, представлено тепловий баланс. Наведені описи засобів автоматизації технологічного процесу. Розглянуто заходи з охорони праці та безпеки життєдіяльності. Дано аналіз небезпечних і шкідливих виробничих факторів, визначена категорія приміщення за пожеже - та вибухонебезпечністю. Наведено основні техніко-економічні показники. Робота доповнена проектно-графічною документацією у вигляді креслень та схем. Explanatory note for science degree project on theme: “ Production of dolls from polyethylene with the addition of wood flour”: 85 pages, 17 figures, 25 tables, 21 sources, 2 appendixes. The project of technological process of polyethylene dolls producing with the addition of wood flour is devised. In project proved the choice of technological scheme, raw materials and equipment. Given characteristics of raw materials and equipment and demands of normative documents for it. Calculated material balance of processing corresponding to it’s productivity, heat balance is presented. Descriptions of the automation process. Reviewed the activities of labor protection and safety. An analysis of dangerous and harmful factors, defined category room on fire and explosion hazard. For the economic justification of engineering solutions. The work is completed graphic design documentation in the form of drawing sand diagrams.

Polyethylene is increasingly used in various industries such as light, medical and others as a variety of packaging and structural materials. Rheological properties of polyethylene affect products quality. Therefore, knowledge of these properties affects the calculation methods of equipment that produces materials from polyethylene, as well as the control system of technological processes of such industries.When designing equipment for processing polyethylene, namely the forming channels of extruders, flat slotted heads, the question of accurate determination of its rheological properties depending on the temperature and shear rate arises. Depending on the specified rheological properties the geometrical sizes of the specified channels change. These rheological properties are usually determined on the basis of experiments conducted at certain shear rates and temperatures. When designing, there is a need to calculate the geometric dimensions of the forming channels at shear rates and temperatures other than experimental. Therefore, there is a problem of developing a method of calculating these dimensions on the basis of experimental data obtained at other shear rates and temperatures.On the basis of the conducted research, the equation of the dependence of the shear stress of polyethylene on its shear rate and temperature was obtained. In the equation, the shear stress is directly proportional to the conditional viscosity and the shear rate gradient in power, which is the flow index. It is shown that the conditional viscosity of polyethylene is well described by the Arrhenius equation, and the flow index has a quadratic dependence on temperature. The obtained generalized equation of shear stress of polyethylene from its shear rate and temperature will allow to more accurately calculate the geometric dimensions of the forming channels of extruders, slotted heads, as well as to improve control systems for these devices., На основі проведених досліджень отримано рівняння залежності напруження зсуву поліетилену від швидкості його зсуву та температури. У рівнянні напруження зсуву прямо пропорційне умовній в’язкості та градієнту швидкості зсуву в ступені, який є індексом течії. Показано, що умовна в’язкість поліетилену добре описується рівнянням Арреніуса, а індекс течії має квадратичну залежність від температури. Отримане узагальнене рівняння напружень зсуву поліетилену від швидкості його зсуву та температури дозволить більш точно розраховувати геометричні розміри формуючих каналів екструдерів, плоскощілинних головок, а також удосконалити системи управління вказаними пристроями.

Розглянуто можливість використання вторинної полімерної сировини в технології автомобільних бензинів. Такий підхід дозволяє покращити екологічну ситуацію в Україні та задовольнити зростаючий попит на автомобільний бензин вітчизняного виробництва. The possibility of using secondary polymer raw materials in the technology of motor gasoline is considered. This approach allows to improve the environmental situation in Ukraine and meets the growing demand for domestic gasoline.

Проект містить опис технологічного процесу, в якому наявна машина для лиття кришок з поліетилену , розглянуто його призначення та місце в технологічній схемі. У роботі надані технічні характеристики, розглянуті конструкція і принцип дії машини для лиття кришок , виконані параметричні, кінематичні розрахунки та теплові розрахунки, які підтверджують працездатність та надійність конструкції машини. Розглянуто відповідність розроблюваної машини вимогам охорони праці та надані рекомендації щодо монтажу та експлуатації пристрою для виготовлення втулки. The project contains a description of the technological process in which there is a machine for casting polyethylene lids, its purpose and place in the technological scheme are considered. The technical characteristics are given in the work, the design and principle of operation of the machine for casting lids are considered, parametric, kinematic calculations and thermal calculations are performed, which confirm the efficiency and reliability of the machine design. The compliance of the developed machine with the requirements of labor protection is considered and the recommendations on installation and operation of the device for manufacturing the sleeve are given.

В роботі приведені параметричні розрахунки екструдера і головки, розрахунки на міцність складальних одиниць і деталей екструдера, розрахунок техніко-економічних показників, рекомендації щодо монтажу та експлуатації лінії, рівень стандартизації та уніфікації, додаток з технологічним процесом виготовлення деталі фланець і додаток по автоматизації черв'ячного екструдера. Модернізація голівки виконана за рахунок зміни глибини та кількості поздовжніх пазів розмір яких зменшується пропорційно і дискретно з кожним наступним сегментним рядом так, що крок між сегментами дорівнюватиме зовнішньому діаметру гвинтової лінії черв'яка, та 1/5 зовнішнього діаметра гвинтової лінії. Кількість повздовжніх пазів відповідатиме кількості сегментних виступів та є однаковою в кожному сегментному ряді. The paper presents parametric calculations of the extruder and head, calculations for the strength of assembly units and parts of the extruder, calculation of technical and economic indicators, recommendations for installation and operation of the line, level of standardization and unification, application with technological process extruder. Modernization of the head is performed by changing the depth and number of longitudinal grooves, the size of which decreases proportionally and discretely with each subsequent segment row so that the step between segments is equal to the outer diameter of the helical helical line and 1/5 of the outer diameter of the helical line. The number of longitudinal grooves will correspond to the number of segment protrusions and is the same in each segment row.

Досліджено технологічні та фізико-механічні властивості екструзійної сировини для виробництва труб на основі поліетилену різних виробників. Встановлено, що залежність склад- властивість визначається не лише характеристиками вихідної полімерної сировини, а і умовами перероблення сумішей. Доведено можливість покращення технологічності екструзійного поліетилену з низькою текучістю змішуванням його з маркою поліетилену вищої текучості. Обґрунтовано оптимальний склад композиції на основі суміші поліетиленів, що володіє достатньою технологічністю для переробки сировини методом екструзії. The technological and physical and mechanical properties of extrusion raw material for the production of polyethylene pipes of different manufacturers are research. It is determined that the dependence of composition-property is being defiined not only by the characteristics of the initial polymer raw material but also by the conditions of the mixture processing. The possibility of improving the machinability of extruded polyethylene of low fluidity by mixing it with a higher fluidity polyethylene brand has been proved. The optimum composition content on the basis of polyethylene mixtures, having sufficient manufacturability for processing of raw materials by extrusion has been grounded.

Purpose. Research and analysis of opportunities to improve the quality of insulation from secondary raw materials to study the prospects of their use in the construction industry as innovative materials with better performance than traditional ones. Materials made from secondary raw materials are of great importance not only in the formation of the building materials market, but also in the Ukrainian economy. The processing infrastructure creates a large number of jobs and tax deductions to the budget. In addition, the consumption of energy resources and the cost of servicing energy mains directly depend on the improvement of the thermal efficiency of premises and structures. The use of modern technologies of building materials combines economy, efficiency and durability of structures. Methodology. An important role in the development of modern construction production is played by the possibility of developing and improving the quality of building materials and technologies for their use. In modern conditions of the market of construction products there is an urgent need for constant modernization of construction processes, due to the efficient use of raw materials and the latest processing methods. With the use of modern information technologies and theoretical and methodological ways to solve problems, it becomes possible to consider options for improving the characteristics of building materials by combining qualitative characteristics and eliminating negative ones. Findings. This paper presents scientifically sound methods of modernization of secondary raw materials in the composition of insulation materials with high thermal and economic characteristics, which are able to compete in the market with traditional building materials. The analysis of flame retardants was carried out. Originality. Theoretical and methodological directions have been formed on the basis of research on the use of secondary raw materials for the manufacture of insulation in construction. The comparative characteristic is carried out. The conclusion on the competitiveness of the presented materials in the market of construction materials is made. Practical value. Analysis of the application of modern technologies for recycling on the basis of the latest theoretical and practical approaches, with the subsequent elimination of shortcomings. Consideration of the possibility of adding flame retardants to the composition of materials. Use of materials as insulation of premises and buildings. Development of processing infrastructure of Ukraine., Мета. Дослідження та аналіз можливостей покращення якостей утеплювачів з вторинної сировини для вивчення перспектив їх застосування в будівельній промисловості як інноваційних матеріалів з кращими показниками, ніж традиційні. Матеріали виготовлені з вторинної сировини мають велике значення не тільки у формуванні ринку будівельних матеріалів, а і у економіці України. Переробна інфраструктура створює велику кількість робочих місць та відрахувань до бюджету у якості податків. Окрім цього, від покращення теплоефективності приміщень та споруд напряму залежить витрата енергоресурсів та вартість обслуговування енергетичних магістралей. Використання сучасних технологій будівельних матеріалів об’єднує у собі економічність, ефективність та довговічність конструкцій. Методика. У сучасних умовах ринку будівельної продукції виникає гостра потреба у постійній модернізації будівельних процесів, за рахунок ефективного використання сировини та новітніх методів обробки. З використанням сучасних інформаційних технологій та теоретико-методологічних шляхів вирішення питань, стає можливим розгляд варіантів покращення характеристик будівельних матеріалів, за рахунок об’єднання якісних характеристик та ліквідації негативних. Вважаємо, що широкий спектр прийняття раціональних рішень по використанню відходів будівельного виробництва, в якості вторинних ресурсів, недостатньо обґрунтовані і вимагають наукового доопрацювання з урахуванням сучасної науки і техніки в галузі будівництва. Вибір ефективного напрямку руху будівельних відходів є запорукою успішного економічного розвитку будівельної індустрії регіонів країни. Результати. У цій роботі приведені науково обґрунтовані методи модернізації вторинної сировини у складі утеплюючих матеріалів з високими теплотехнічними та економічними характеристиками, які здатні конкурувати на ринку з традиційними будівельними матеріалами. Проведено аналіз антипіренів. Наукова новизна. Сформовано теоретико-методологічні напрямки на базі досліджень використання вторинної сировини для виготовлення утеплювачів у будівництві. Проведена порівняльна характеристика. Зроблений висновок щодо конкурентоздатності представлених матеріалів на ринку будівельних матеріалів. Практична значимість. Аналіз застосування сучасних технологій переробки вторинної сировини на базі новітніх теоретичних та практичних підходів, з подальшою ліквідацією недоліків. Розгляд можливості додавання у склад матеріалів антипіренів. Використання матеріалів у якості утеплювачів приміщень та споруд. Розвиток переробної інфраструктури в Україні.

У роботі надано технічні характеристики трубного агрегату та опис технологічної лінії для виробництва полімерних труб, виконані параметричні, кінематичні, теплові та міцнісні розрахунки, які підтвердили працездатність машини. Метою проекту є розробка працездатної модернізації формуючої головки трубного агрегату. Модернізація, що розроблена у даному дипломному проекті, дозволить покращити фізико-механічні показники готового виробу, які властиві двошаровим виробам та підвищити їх якість за рахунок зниження анізотропних властивостей. У системі «ANSYS» були проведені розрахунки, які підтвердили працездатність машини після модернізації. A diploma project of educational and qualification level "bachelor" in the specialty "133 Industrial Engineering" on the topic "Pipe unit with the modernization of the forming head" was completed.The technical characteristics of the pipe unit and the description of the technological line for the production of polymer pipes are given, parametric, kinematic, thermal and strength calculations are performed, which confirmed the efficiency of the machine.The purpose of this diploma project is to develop aworkable modernization of the forming head of the pipe unit. The modernization developed in this diploma project will improve the physical and mechanical properties of the finished product, which are inherent in two-layer products and improve their quality by reducing the anisotropic properties.In the system "ANSYS" calculations were performed, which confirmed the operability of the machine after modernization.

Метою роботи є модернізація корпуса для переробки вторинного пластику. Спроектована лінія дозволить перероблювати полімери різного розміру без додаткового подрібнення. У даній роботі був розглянутий черв’ячний прес ЧП-45 та виконана модернізація корпусу екструдера. Виконані всі необхідні параметричні розрахунки, теплові розрахунки і розрахунки на міцність. The work consists of entry and three sections. Total work of main text sheets and 3 applications. The purpose of the work is to modernize the housing for recycling secondary plastic. Designed line will allow processing polymers of different sizes without additional grinding. In this work, the worm press PP-45 was considered and the extruder body was modernized. All necessary parametric calculations, thermal calculations and strength calculations are performed.

Методи розробки і проектування - аналітичні, розрахункові, проектувальні; з використанням відомих методів, комп’ютерних програм, нормативних документів. При розробці і проектуванні екструзійного агрегату, на основі аналітичного огляду науково-технічної літератури, нормативної та конструкторської документації, патентних досліджень, інженерно-технічних розрахунків, виконано наступне: – вивчено принципи роботи і конструкцію промислових екструдерів для виробництва поліетилену, проаналізовано технічні параметри і характеристики цих машин; – проведено низку інженерних розрахунків, потрібних для проектування і розробки екструдера; – на основі виконаних патентних досліджень модернізовано екструдер; – розроблено і спроектовано екструдер для виробництва поліетилену високої густини з модернізацією черв’ячного екструдера. Methods of development and design - analytical, calculation, design; using known methods, computer programs, regulations. During the development and design of the extrusion unit, based on an analytical review of scientific and technical literature, regulatory and design documentation, patent research, engineering calculations, the following was performed: - studied the principles of operation and design of industrial extruders for the production of polyethylene, analyzed the technical parameters and characteristics of these machines; - performed a number of engineering calculations required for the development and design of the extruder; - on the basis of the performed patent researches the extruder is modernized; - developed and designed an extruder for the production of high density polyethylene with modernization of the extruder.

Методи розробки і проектування - аналітичні, розрахункові, проектувальні; з використанням відомих методів, комп‘ютерних програм, нормативних документів. При розробці і проектуванні екструзійного агрегату, на основі аналітичного огляду науково-технічної літератури, нормативної та конструкторської документації, патентних досліджень, інженерно-технічних розрахунків, виконано наступне: – вивчено принципи роботи і конструкцію промислових екструдерів для виробництва поліетилену, проаналізовано технічні параметри і характеристики цих машин; – проведено низку інженерних розрахунків, потрібних для проектування і розробки екструдера, згідно з технічним завданням; – на основі виконаних патентних досліджень модернізовано екструдер; – розроблено і спроектовано модернізований екструдер для виробництва труб з поліетилену низького тиску. Methods of development and design - analytical, calculation, design; using known methods, computer programs, regulations. During the development and design of the extrusion unit, based on an analytical review of scientific and technical literature, regulatory and design documentation, patent research, engineering calculations, the following was performed: - studied the principles of operation and design of industrial extruders for the production of polyethylene, analyzed the technical parameters and characteristics of these machines; - performed a number of engineering calculations required for the development and design of the extruder, in accordance with the terms of reference; - on the basis of the performed patent researches extruder is modernized; - developed and designed an extruder for the production of high density polyethylene pipes

Об’єкт дослідження: фізичні властивості полімерних та композитних наномодифікованих матеріалів. Предмет дослідження: залежності фізичних властивостей полімерів та наномодифікованих матеріалів на їх основі від ступеня армування/наповнення. Мета роботи полягає у дослідженні фізичних властивостей полімерних та композитних матеріалів на їх основі. Результати роботи та їх новизна. У результаті виконаних у дисертації досліджень отримані такі наукові результати: 1) Розвинуто підхід до визначення фізичних властивостей полімерних та наномодифікованих матеріалів на основі числового аналізу зразків представницького об’єму методами молекулярної та структурної механіки. 2) Теоретичні дослідження фізичних властивостей полімерних та наномодифікованих матеріалів, що включають модуль пружності й зсуву, коефіцієнт Пуассона та густину. 3) Отримано залежності для прогнозування ефективних механічних властивостей на основі ПНТ+ОВНТ («armchair»), які можуть бути використані для визначення властивостей композитів залежно від частки армувального компонента. Research object: physical properties of polymeric and composite nanomodified materials. The subject of the study: the dependence of the physical properties of polymers and nanomodified materials based on them on the degree of reinforcement/filling. The purpose of the work is to study the physical properties of polymer and composite materials based on them. The results of the work and their novelty. As a result of the research carried out in the dissertation, the following scientific results were obtained: 1) An approach to determining the physical properties of polymeric and nanomodified materials based on numerical analysis of samples of a representative volume by methods of molecular and structural mechanics has been developed. 2) Theoretical studies of the physical properties of polymeric and nanomodified materials, including modulus of elasticity and shear, Poisson's ratio and density. 3) Dependencies for predicting effective mechanical properties based on PNT+OBNT ("armchair") were obtained, which can be used to determine the properties of composites depending on the proportion of the reinforcing component.

При розробці і проектуванні екструзійного агрегату, на основі аналітичного огляду науково-технічної літератури, нормативної та конструкторської документації, патентних досліджень, інженерно-технічних розрахунків, виконано наступне: – вивчено принципи роботи і конструкцію промислових екструдерів для виробництва поліетилену, проаналізовано технічні параметри і характеристики цих машин; – проведено низку інженерних розрахунків, потрібних для проектування і розробки екструдера, згідно з технічним завданням; – на основі виконаних патентних досліджень модернізовано екструдер; – розроблено і спроектовано модернізований екструдер для виробництва труб з поліетилену низького тиску. During the development and design of the extrusion unit, based on an analytical review of scientific and technical literature, regulatory and design documentation, patent research, engineering calculations, the following was performed: - studied the principles of operation and design of industrial extruders for the production of polyethylene, analyzed the technical parameters and characteristics of these machines; - a number of engineering calculations required for the design and development of the extruder, in accordance with the terms of reference; - on the basis of the performed patent researches the extruder is modernized; - the modernized extruder for production of pipes from low pressure polyethylene is developed and designed.

В статті розглянуто можливість використання вуглеводневих фракцій – продуктів термічної деструкції полімерної сировини (поліетиленової та поліпропіленової) при атмосферному тиску у якості компонентів товарних дизельних палив. Такий підхід дозволить, з одного боку поліпшити властивості товарного дизельного палива, з іншого – підвищити конкурентоспроможність продукції вітчизняного виробництва. Крім цього, також частково вирішується проблема, що пов‘язана з накопиченням полімерних відходів і їх негативним впливом на навколишнє середовище. Встановлено характер залежностей між такими показниками якості досліджуваних фракцій 160–350 °С, 200–350 °С, 240–350 °С як температура самозаймання, температура початку кипіння фракції та цетанове число – показник, що характеризує займистість. Залежність температури самозаймання від температури початку кипіння фракцій має поліномінальний характер та свідчить про зменшення температури самозаймання при збільшенні температури початку кипіння фракцій. Залежність цетанового числа від температури початку кипіння фракцій має лінійний характер та свідчить про збільшення цетанового числа при збільшенні температури початку кипіння фракцій. Залежність цетанового числа від температури самозаймання фракцій має поліномінальний характер та свідчить про зменшення цетанового числа при збільшенні температури самозаймання фракцій. Встановлено, що температура самозаймання досліджуваних фракцій не залежно від типу полімерної сировини, коливається у досить вузькому діапазоні, від 229 до 348 °С, а цетанове число – від 41 до 55 од. Спираючись на літературні данні, саме цей діапазон є близьким до діапазону, який мають товарні дизельні палива, а власне досліджені нами фракції можна використовувати при виробництві дизельного палива. The article discusses the possibility of using hydrocarbon fractions – products of thermal destruction of polymer raw materials (polyethylene and polypropylene) at atmospheric pressure as components of commercial diesel fuels. This approach allows, on the one hand, to improve the properties of commercial diesel fuel, on the other, to increase the competitiveness of domestically produced products. In addition, the problem associated with the accumulation of polymer waste and their negative impact on the environment is also partially solved. The nature of the dependences between such indicators of the quality of fractions 160–350 °C, 200–350 °C, 240–350 °C as the autoignition temperature, the initial boiling point of the fraction and the cetane number as an indicator characterizing the flammability, has been established. The dependence of the autoignition temperature on the boiling point of the fractions has a polynomial character and indicates a decrease in the autoignition temperature with an increase in the boiling point of the fractions. The dependence of the cetane number on the initial boiling point of the fractions is linear and indicates an increase in the cetane number with an increase in the initial boiling point of the fractions. The dependence of the cetane number on the autoignition temperature of the fractions has a polynomial character and indicates a decrease in the cet ane number with an increase in the autoignition temperature of the fractions. It was found that the autoignition temperature of the investigated fractions, regardless of the type of polymer raw material, fluctuates in a rather narrow range, from 229 to 348 ° C, and the cetane number –from 41 to 55 units. Based on the literature data, we note that exactly this range is close to the range that commercial diesel fuels have, and the fractions studied by us can be used in the production of diesel fuel.

З метою поліпшення експлуатаційних властивостей, зокрема в’язкісно-температурних, котельного палива запропоновано їх компаундування з вузькими пали-вними фракціями, отриманими шляхом термічної деструкції вторинної полімерної си-ровини (поліетилену низького тиску та поліпропілену). При компаундуванні мазуту марки 100 з вузькими паливними фракціями, відбу-вається зниження значень густини до 865 (873) кг/м3, умовної в’язкості до 2,50 (2,63) град. ум., температури застигання до 8 (13) °С) , вмісту сірки до 0,17 % мас. та підвищу-ється нижча теплота згоряння до 43606 (43850) кДж/кг. При цьому, відбувається посту-пове зниження величини показника температури спалаху до 114(127) °С. Таке зниження є негативним моментом, який призводить до підвищення поже-жонебезпеки мазуту при його використанні, зберіганні, перекачування і транспорту-ванні. Але, при цьому, значення показника температури спалаху, згідно вимог норма-тивної документації, знаходяться у допустимих межах. Тобто, значенням саме цього показника можна обмежувати вміст у мазуті вузьких паливних фракцій. Визначено, що раціональна концентрація вузьких паливних фракцій у складі то-пкового мазуту марки 100, знаходиться у межах до 30% мас. У цих межах спостеріга-ється припустиме зниження значень температури спалаху – показника, що характеризує пожежонебезпеку мазуту при його використанні, зберіганні, перекачування і транспор-туванні на фоні поліпшення інших експлуатаційних властивостей мазуту. Виробництво запропонованого компаундованого котельного палива з одного бо-ку дозволяє розширити сировинну базу процесу, шляхом залучення до виробничого процесу вторинну полімерну сировини – тверді побутові відходи, що підлягають обов’язковій утилізації, з іншого – задовольнити існуючий попит на котельне паливо, за рахунок підвищення обсягів його виробництва. In order to improve the performance properties, in particular viscosity-temperature, of boiler fuel, it is proposed to combine them with narrow fuel fractions obtained by thermal de-struction of secondary polymer raw materials (low pressure polyethylene and polypropylene). When compounding grade 100 fuel oil with narrow fuel fractions, the values of densi-ty are reduced to 865 (873) kg / m3, conditional viscosity to 2.50 (2.63) deg. um., pour point up to 8 (13) °C), sulfur content up to 0.17 wt%. and the lower heat of combustion increases to 43606 (43850) kJ / kg. At the same time, there is a gradual decrease in the value of the flash point to 114 (127) °C. This reduction is a negative point, which leads to increased fire safety of fuel oil dur-ing its use, storage, pumping and transport. However, the values of the flash point, according to the requirements of regulatory documentation, are within acceptable limits. That is, the value of this indicator can limit the content of fuel oil in narrow fuel fractions. It is determined that the rational concentration of narrow fuel fractions in the composi-tion of fuel oil grade 100, is within 30% of the mass. Within these limits, there is a permissi-ble decrease in flash point values – an indicator that characterizes the fire hazard of fuel oil during its use, storage, pumping and transportation against the background of improving other performance properties of fuel oil. The production of the proposed compound boiler fuel on the one hand allows to ex-pand the raw material base of the process by involving in the production process secondary polymer raw materials – solid waste subject to mandatory disposal, on the other – to meet ex-isting demand for boiler fuel by increasing its production.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 161 – Хімічні технології та інженерія (16 – Хімічна та біоінженерія). – Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Міністерство освіти і науки України, Харків, 2021. Дисертаційна робота направлена на розробку технології отримання компонентів моторних та котельних палив. Об'єкт дослідження – процес отримання компонентів моторних та котельних палив, шляхом термічної деструкції поліетиленової і поліпропіленової вторинної сировини. Предмет дослідження – вплив хімічного складу та температурних меж википання, отриманих компонентів на властивості компаундованого товарного палива. У дисертаційній роботі вирішена важлива науково-практична проблема, що пов'язана з розширенням сировинної бази та удосконаленням процесу виробництва моторного і котельного палива, що відповідає стандартам екологічної безпеки, прийнятого у країнах Європейського Союзу. Під час виконання дисертаційної роботи при вивченні стану питання щодо сировини, технологій та якості товарного палива, використовувався критичний аналіз. При проведені теоретичних дослідженнях використовувались системний аналіз та гіпотезотворчий метод. Експериментальні дослідження базувалися на використанні стандартизованих (визначення фізико-хімічних показників і корозійного впливу на мідну пластинку) та не стандартизованих (визначення корозійного впливу на мідну пластинку в динамічних умовах, групового та індивідуального хімічного складу з використанням (ГХ/МС) та ІЧ-спектроскопії) методах дослідження. Статистичну обробку результатів експерименту проводили з використанням програмного пакету статистичного аналізу STATISTICA 10, розробленого компанією StatSoft. У вступі обґрунтована актуальність обраної теми, наведено зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами, сформульована мета та основні завдання дослідження, наведено характеристику методів дослідження, представлено наукову новизну та практичне значення отриманих результатів, визначено особистий внесок здобувача, представлена апробація результатів роботи, публікації, структура і обсяг дисертації. В першому розділі роботи здійснено критичний аналіз існуючої інформації, що присвячена даній проблемі. А саме, проаналізовано попит, що склався в Україні на моторні і котельні палива, розглянуто сировинну базу та сучасні технології їх виробництва. Визначені основні властивості палив, що характеризуються значеннями фізико-хімічних показників, перелік яких, наведено у існуючих стандартах на паливо. Досліджено перспективи використання вторинної, зокрема полімерної сировини у виробництві палив, що дозволило обрати напрям дисертаційного дослідження і сформулювати основні його завдання. В другому розділі наведено характеристика обраної полімерної сировини (поліетилену низького тиску і поліпропілену) і товарних палив, які використовувались для отримання зразків компаундованого палива. Розглянуті конструкція лабораторної установки та параметри при яких, проводилася термічна деструкція, обраної сировини. Представлена конструкція лабораторної установки та методика за якої були отримані зразки компаундованого палива та досліджена їх хімічна стабільність. Для визначення фізико-хімічних показників якості, отриманих компонентів як власно і зразків компаундованого палива використовувалися стандартні методи. Але для більш розширеного та поглибленого дослідження у доповнення к стандартним методам додатково використовувалися методи визначення групового та індивідуального хімічного складу (ГХ/МС) та ІЧ-спектроскопії), метод визначення показників пожежонебезпеки, методи визначення корозійного впливу на мідну пластинку власне палив у динамічних умовах, а також продуктів їх згоряння. Статистичну обробку отриманих експериментальних даних проводили за допомогою програмного пакету статистичного аналізу STATISTICA 10, розробленого компанією StatSoft. У третьому розділі сформульовано основні вимоги та алгоритм підбору сировини для виробництва палива, який враховую виробничі витрати на кожній стадії виробництва та дозволяє розрахувати собівартість кінцевого продукту – міру його конкурентоспроможності. За цим алгоритмом найбільш перспективною сировиною для отримання компаундованих палив, які відповідають існуючим стандартам екологічної безпеки є поліетилен та поліпропілен. Висунуто гіпотезу про більшу хімічну стабільність паливних фракцій, отриманих з полімерної сировини, ніж їх аналогів, отриманих з нафтової сировини. Це пояснюється відсутністю у складі паливних фракцій полімерного походження ароматичних, азото- та сірковмісних сполук, що здатні інтенсифікувати процес окиснення олефінів. Теоретично обґрунтовано вплив швидкості термічної деструкції на вихід та властивості паливних фракцій, які можуть бути використані у компаундованому паливі. На підставі запропонованих схем обмеження вмісту компоненту у паливі, запропоновано, що найбільш раціональним для компаундування ДП-З-Євро5-В7є вузька паливна фракція 200-300°С, для мазутів марки 100 – фракція 300-360°С. В четвертому розділі були проведені експериментальні дослідження щодо впливу середньої швидкості термічної деструкції (k, г/с) різної сировини на масовий вихід та фізико-хімічні показники, отриманих продуктів. Так, при збільшенні k від 0,021 г/с до 0,095 г/с, в продуктах деструкції на 8,0-9,8 % мас. збільшується кількість мастильних фракцій, які википають понад >360°C. Встановлено, що для отримання більшого виходу паливних фракцій з вторинної полімерної сировини необхідно використовувати ПП при мінімальній швидкості деструкції, і навпаки, для отримання більшого виходу мастильних фракцій, доцільно використовувати ПЕНТ при максимальній швидкості деструкції. Також, збільшення величини k від 0,021 г/с до 0,095 г/с призводить до збільшення величини ρ20 (на 43-46 кг/м3) , ν20 (на 2,96-3,95 мм2/с ), tпом (на 8-9 °С), tзаст (на 9-10 °С) та зменшення величини tс.з. (на 92-95 °С) ШПФ. Корозійні дослідження ШПФ показали, що вона витримує дослідження на мідній пластинці, навіть у присутності 1%. (потьмяніння мідної пластинки, відповідає класу 1.а). Продукти згоряння ШПФ викликають помірне потьмяніння мідної пластинки, яке в залежності від їх температури відповідає класу 2.b (180-230°С) або класу 2.d (230-290°С). Збільшення температури початку кипіння tпк ВПФ від 160°С до240°С, відбувається збільшення їх tсп (на 71 °С (75 °С)) та ν20 (на 3,89 мм2/с ( 6,91 мм2/с)) з одночасним збільшенням величини tзаст (на 10 °С (15 °С)) та загальне зниження масового виходу фракцій. Незалежно від типу полімерної сировини зі збільшенням величини tп.к у всіх досліджуваних пробах відбувається зменшення величини tс.з. та збільшення величини ЦЧ (діапазон досліджуваних зразків, складає 33,1-52,6 одиниць). ВПФ чинять корозійний вплив на мідну пластинку на рівні 1клас, що не змінюється навіть при вмісті у ВПФ води на рівні 1,0 %. Використання ГХ/МС дозволило встановити хімічний склад ВПФ та підтвердити гіпотезу, що не зважаючи на вміст олефінів у ВПФ, за відсутністю азот-, сірковмісних та ароматичних сполук, навіть при примусовому окисненні 5 дм3/год. повітря при 50°С протягом 12 годин, вони характеризуються високою хімічною стабільністю. На підставі проведених досліджень, було зроблено висновок, що шляхом підбору температурних меж википання, з ШПФ можна отримати ВПФ, які за значенням фізико-хімічних показників будуть відповідати вимогам до дизельних та котельних палив, і можуть бути з ними компаундовані. Раціональний вміст ВПФ (200-300°С) у ДП-З-Євро5-В7, складає 20% мас.(для ПЕНТ) і 30% мас. (для ПП). А ВПФ (300-360 °С) у кількості до 30% мас., можна використовувати для компаундування з мазутом марки 100, для поліпшеними його в’язкістно-температурних властивостей. В п’ятому розділі розглянуті технологічні принципи виробництва палива з вторинної полімерної сировини і техніко-економічні показники виробництва. Встановлено, що вторинна полімерна сировина як і продукти, що утворюються під час її переробки у компоненти моторних та котельних палив відносяться до малонебезпечних речовин (клас небезпеки III-IV; ГДК 100-300 мг/м3). При штатному режимі експлуатації установки основними шкідливими викидами є стічні води з стадії підготовки полімерної сировини, та біля 1,0% твердого залишку. Запропоновано раціональну технологічну схему переробки полімерної сировини в компоненти моторних та котельних палив, яка складається з реактора термічної деструкції (t=280 ÷ 400°С; Р=0,1÷ 0,25 МПа) поєднаного з колонною (tверх=250÷280°С; Р=0,05÷0,35), складної колони фракціювання отриманих продуктів (tниз=250÷280°С, tверх= 300÷350°С; Р=0,05 ÷ 0,20) та резервуарного парку (4 резервуари типу РГС) для прийому та зберігання отриманих продуктів. Цільовими продуктами установки є 35-45% ВПФ (200-300°С) і 10-15% ВПФ (300-360°С) – компоненти моторних та котельних палив, відповідно. Побічними продуктами є 3-5% вуглеводневих газів, 10-20% ВПФ (п.к.-200°С) та 20-30% фракції, що википає понад 360°C. Наведено розрахунок складної ректифікаційної колони насадкового типу з використанням системи HYSYS, що дозволило побудувати енергоефективну схему переробки полімерної сировини в компоненти моторних та котельних палив використовуючи рекуперацію надлишкового тепла матеріальних потоків. Очікуваний економічний ефект при отриманні ШПФ з вторинної полімерної сировини, у порівнянні з газоконденсатною сировиною, складає 11550,98 грн./т. основного продукту. Відвернений екологічний збиток від забруднення навколишнього природного середовища при заміні поховання на полігонах, полімерних ТПВ на їх технологічну переробку в компоненти моторних та котельних палив, складає 96,679 млн. грн. The PhD dissertation on a specialty 161 - Chemical technologies and engineering (Field 16 - Chemical and bioengineering). - National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Ministry of Education and Science of Ukraine, Kharkiv, 2021. The dissertation is aimed at developing the technology of obtaining components of motor and boiler fuels. The object of research is the producing components of motor and boiler fuels by thermal destruction of polyethylene and polypropylene feedstock. The subject of the research is the influence of the chemical composition and temperature limits of boiling, the obtained components on the properties of the compound commercial fuel. The dissertation solves an important scientific and practical problem related to the expansion of the raw material base and improvement of the production process of motor and boiler fuel that meets the standards of environmental safety adopted in the European Union. As a part of research, a critical analysis was used to study the state of the issue of raw materials, technologies and quality of commercial fuel. Systematic analysis and hypothetical method were used in the theoretical research. Experimental studies were based on the use of standardized (determination of physicochemical parameters and corrosion effects on the copper plate) and non-standardized (determination of corrosion effects on the copper plate under dynamic conditions, group and individual chemical composition using (GC / MS) and IR spectroscopy) research methods. Statistical processing of the experimental results was performed using the statistical analysis software package STATISTICA 10, developed by StatSoft. In the introduction the relevance of the chosen topic was justified, the connection of work with scientific programs, plans, projects was given, the purpose and main tasks of research are formulated, the characteristic of research methods was given, scientific novelty and practical value of the received results is presented. , publications, structure and volume of the dissertation. The first chapter of the work provides a critical analysis of existing information about the process chosen for research. Current demand of Ukraine in motor and boiler fuels is analyzed, the origin of feedstock and modern technologies of their production are considered. The main properties of fuels, characterized by the values of physicochemical parameters, the list of which is given in the existing fuel standards, are determined. Prospects for the use of secondary, in particular polymeric raw materials in the production of fuels, which allowed to choose the direction of the dissertation research and to formulate its main tasks. The second chapter describes the selected polymer feedstock (low pressure polyethylene and polypropylene) and commercial fuels that were used to obtain samples of compounded fuel. The design of the laboratory equilpment and the parameters at which the thermal destruction of the selected raw material was carried out are considered. The design of the laboratory installation and the method by which the samples of compounded fuel were obtained and their chemical stability were studied. Standard methods were used to determine the physicochemical quality indicators, the obtained components as well as the samples of compounded fuel. But for a more extensive and in-depth study in addition to standard methods additionally used methods for determining group and individual chemical composition (GC/MS) and IR spectroscopy), the method of determining fire hazards, methods for determining the corrosive effect on the copper plate actually fuels in dynamic conditions, as well as the products of their combustion. Statistical processing of the obtained experimental data was performed using the statistical analysis software package STATISTICA 10, developed by StatSoft. The third chapter formulates the basic requirements and algorithm for the selection of feedstock for fuel production, which takes into account production costs at each stage of production and allows you to calculate the cost of the final product - a measure of its competitiveness. According to this algorithm, the most promising raw materials for the production of compound fuels that meet existing environmental safety standards are polyethylene and polypropylene. The hypothesis of greater chemical stability of fuel fractions obtained from polymeric raw materials than their analogues obtained from petroleum raw materials. This is explained by the absence of aromatic, nitrogen- and sulfur-containing compounds in the fuel fractions of polymeric origin, which are able to intensify the oxidation process of olefins. The influence of the rate of thermal destruction on the yield and properties of fuel fractions that can be used in compound fuel is theoretically substantiated. Based on the proposed schemes for limiting the content of the component in the fuel, it is proposed that the most rational for compounding DP-C-Euro5-B7 is a narrow fuel fraction of 200-300 °C, for fuel oil brand 100 - fraction of 300-360 °C. In the fourth chapter, experimental studies were conducted on the effect of the average rate of thermal destruction (k, g / s) of different raw materials on the mass yield and physicochemical parameters of the obtained products. Thus, with increasing k from 0.021 g / s to 0.095 g / s, in the products of destruction by 8.0-9.8% of the mass. the number of lubricating fractions that boil over> 360 ° C increases. It is established that to obtain a higher yield of fuel fractions from secondary polymer raw materials it is necessary to use PP at the minimum rate of destruction, and vice versa, to obtain a higher yield of lubricating fractions, it is advisable to use PENT at the maximum rate of destruction. Also, an increase in the value of k from 0.021 g/s to 0.095 g/s leads to an increase in the value of ρ20 (by 43-46 kg/m3), ν20 (by 2.96-3.95 mm2/s), tsoft (by 8- 9 oС), thard (by 9-10 °С) and decrease in the value of t (at 92-95 °C) FFT. Corrosion research of FFT showed that it can withstand tests on a copper plate, even in the presence of 1%. (darkening of the copper plate, corresponds to class 1.a). Fuel combustion products cause moderate darkening of the copper plate, which, depending on their temperature, corresponds to class 2.b (180-230 °C) or class 2.d (230-290 °C). Increasing the temperature of the onset of boiling tpk VPF from 160 °C to 240 °C, there is an increase in their tsp (71 °C (75 °C)) and ν20 (3.89 mm2 / s (6.91 mm2/s)) with simultaneous an increase in the value of thard (10 °C (15 °C)) and a general decrease in the mass yield of fractions. Regardless of the type of polymeric raw material with an increase in the value of tp.k in all tested samples there is a decrease in the value of ts.z. and an increase in the value of the CC (range of test samples is 33.1-52.6 units). VPF have a corrosive effect on the copper plate at the level of 1st class, which does not change even when the content of VPF water at 1.0%. The use of GC / MS allowed to establish the chemical composition of OPF and to confirm the hypothesis that despite the content of olefins in OPF, in the absence of nitrogen, sulfur and aromatic compounds, even with forced oxidation of 5 dm3 / h. air at 50 ° C for 12 hours, they are characterized by high chemical stability. Based on the research, it was concluded that by selecting the temperature limits of boiling, FFT can be obtained VPF, which in terms of physical and chemical parameters will meet the requirements for diesel and boiler fuels, and can be combined with them. The rational content of VPF (200-300 °C) in DP-C-Euro5-B7, is 20% wt. (For PENT) and 30% wt. (for PP). And VPF (300-360 °C) in the amount of up to 30% by weight, can be used for compounding with fuel oil grade 100, for improved viscosity-temperature properties. The fifth chapter discusses the technological principles of production of fuel from secondary polymer raw materials and technical and economic indicators of production. It is established that secondary polymer raw materials as well as products formed during its processing into components of motor and boiler fuels belong to low-hazard substances (hazard class III-IV; MPC 100-300 mg/m3). In the normal mode of operation of the installation, the main harmful emissions are wastewater from the stage of preparation of polymer raw materials, and about 1.0% of solid residue. A rational technological scheme for processing polymeric raw materials into components of motor and boiler fuels is proposed, which consists of a thermal destruction reactor (t = 280 ÷ 400 °С; Р = 0,1 ÷ 0,25 MPa) combined with a column (t top = 250 ÷ 280 °С; Р = 0,05 ÷ 0,35), complex column of fractionation of the obtained products (tdown = 250 ÷ 280 °С, ttop = 300 ÷ 350 °С; Р = 0,05 ÷ 0,20) and tank farm (4 RGS type tanks) for receiving and storing the obtained products. The target products of the installation are 35-45% VPF (200-300 °C) and 10-15% VPF (300-360 °C) - components of motor and boiler fuels, respectively. By-products are 3-5% of hydrocarbon gases, 10-20% of VPF (PK-200 °C) and 20-30% of the fraction boiling above 360 °C. The calculation of a complex nozzle-type distillation column using the HYSYS system, which allowed to build an energy-efficient scheme for processing polymer raw materials into components of motor and boiler fuels using the recovery of excess heat of material flows. The expected economic effect in obtaining FFT from secondary polymer raw materials, in comparison with gas condensate raw materials, is 11550.98 UAH / t of main product. The averted ecological damage from environmental pollution during the replacement of burials at landfills, polymer solid waste for their technological processing into components of motor and boiler fuels, amounts to UAH 96.679 million.

Досліджено проблеми та практичні шляхи зменшення обсягів утворення відходів поліетилену і збільшення обсягу їх переробки та повторного використання на основі інноваційних технологій виробництва і споживання. Исследованы проблемы и практические пути уменьшения объемов образования отходов полиэтилена и увеличения его переработки, а также повторного использования на основе инновационных технологий производства и потребления. Problems and practical ways of reducing the amount of polyethylene waste and increasing the volume of its recycling and reuse on the basis of innovative technologies of production and consumption are investigated.

Проведено аналіз сучасних проблем утилізації поліетилену, що пропорційно зв’язані з ростом кількості міського населення та споживацьких потреб людства. Широке розповсюдження поліетилену через значний спектр сфер його використання є однією з причин росту кількості відходів. Визначено, що зменшення обсягів відходів можна досягнути шляхом впровадження циркулярної економіки або використання відходів ПЕ як альтернативних матеріалів, зменшення зменшення кількості матеріалів для виробництва пластмасових виробів, продовження терміну служби продуктів шляхом їх повторного використання, щоб відкласти утилізацію, де це можливо. Polyethylene is the most widely produced and used plastic in the world and is an integral part of the urban lifestyle of a person. The high demand for PE is given to its mass use as a packaging material due to flexibility, heat and electrical insulation and barrier properties, chemical and thermal stability, ease of processing and, most importantly, accessibility and low cost. More than 35% of all PE produced is used to make the package. Other areas of its application are electronics, mechanical engineering, construction, light industry. Another side of scientific and technological progress is the problem of waste accumulation and its negative impact on the environment and human health. With the development of industry in Ukraine, the amount of waste is growing. Conversely, the amount of recycled, i.e. reused plastic articles, is reduced. Polyethylene is an ethylene polymerization product and it is hardly naturally occurring. This is non-biodegradable plastic, the decay of which lasts at least 200 years, releasing harmful substances into the environment. To reduce the negative effect of the used polyethylene, it is disposed of by burial or by external exposure to physicochemical or biofactor. Some fungi and bacteria can contribute to the biodegradation of PE by releasing chemicals that can break down long chains of polymers. The problem of plastic waste accumulation is related to the limited shelf life of many plastic products and the complexity and high cost of plastic recycling processes. Plastic recycling is the process of collecting plastic waste and processing it into useful products. There are several types of PЕ processing processes. This is primary, secondary, tertiary and quaternary processing. Primary processing - reuse of the product, as a rule, for the same purpose. Secondary processing - pellet production. Thermoset polymer cannot be recycled into granules, so they are depolymerized into oligomers by chemical reaction. This is tertiary processing. One of the methods of recycling the polymers is pyrolysis. This is the thermal scheduling process of the organic substances that the polymers consist of. For polyethylene, this temperature is about 450 C. To increase the efficiency of the process, for example, to accelerate it or reduce the temperature in the reactor, a variety of catalysts can be used. Pyrolysis products depend on the degree of branching of PE, its molecular weight, temperature and type of reactor, catalyst, which is used and is characterized by high quality and environmental safety, since the feedstock does not contain phosphorus, sulfur and nitrogen compounds. The simplest example of recovery (quaternary processing) is the burning of PE. Incineration releases a significant amount of energy from polyethylene, the heat of combustion of which is about 47 MJ/kg. This method is environmentally dangerous because the thermal degradation of PE in the presence of oxygen releases cellular compounds that are dangerous to human health. The cleaning of the combustion gases is expensive, resulting in the lowest economical combustion efficiency among all recycling methods. Waste reduction can be achieved by introducing a cyclical economy based on the principle of 3-R: Reduce (reducing the use of resources and providing the advantage of renewable materials), Reuse (maximum possible product efficiency), Recycle (recovery of by-products and waste for their reuse). The use of PE waste as alternative materials for urban development programs will reduce gas emissions and fossil fuel consumption. Dematerialization, the use of goods as a service instead of the traditional model of sale, the use of waste from one production as a raw material for another contribute to the reduction of waste volumes too. An example is the use of PE waste to strengthen the soil in geotechnical schemes of retaining walls, foundations, road foundations, embankments, and slope stabilization. As a result of including strips of polyethylene bags in the soil, soil resistance to landslide increases, bearing capacity and soil subsidence characteristics are improved. Another area is the construction of roads where plastic waste is used to increase the life of roads. The life of roads built from plasticmodified asphalt is growing several times. Such a coating is more resistant to damage, reduces the cost of raw materials and industries, is much safer for the environment than ordinary asphalt. The use of plastic waste instead of specially made additives will help significantly improve the environmental situation in the country. The best waste reduction strategy in Ukraine is measures to reduce the quantity of materials for the production of plastic products, extend the service life of products by reusing them in order to postpone disposal where possible.

Introduction. The technological limitations of the calendering process include the condition of leaving the sheet from the calender in the presence of a middle layer of melt, or a sufficient value of the average temperature of the sheet, which determines the flatness of the sheet with subsequent cooling and glazing in a flat state on the roller conveyor. The process of vitrification of the polymer melt has a wide temperature range, which greatly complicates the calculations.Materials and methods. Processing of high density polyethylene (HDPE) on a calender with three rolls is considered. A series of numerical experiments was performed.Results and discussion. Boundary conditions for the mathematical model of sheet cooling and conditions for numerical integration of the equation of nonstationary thermal conductivity taking into account the heat of crystallization are formulated, the equation is presented in finite differences, using a grid with a step along the sheet length.The letter from HDPE in the physical model is conditionally expanded, the following assumptions are made:1. the thickness of the sheet is much smaller than the diameter of the shafts of the calender, so the orthogonal coordinate system is used;2. the transition of the melt from the initial thickness of the workpiece to the final occurs at the same linear velocity (the melt does not slip on the shaft);3. the thermal conductivity of HDPE is much less than the thermal conductivity of the shaft material, so the temperature of the sheet at the point of contact with the shaft is equal to the temperature of the shaft;4. reduction of sheet thickness in the second gap does not occur;5. energy dissipation in the gaps does not affect the temperature fields in the melt;6. heat transfer along the sheet due to thermal conductivity is absent;7. the width of the sheet is much larger than the thickness, so the model of the cooling process is simplified to one-dimensional, without heat transfer across the sheet.For the surface of the sheet, which is cooled by air by free convection, the method of control volume (heat balance method) was used for the boundary layer with a thickness of half a step of the grid along the thickness of the sheet.Numerical experiments were performed for the following conditions: HDPE performance 500 kg / h; initial melt temperature 235°C; diameter of calender shafts 0,25 m; sheet thickness 1.0; 2.0; 3.0; 5.0 mm. Sheet width 1.0 m. The temperature of the first shaft 125°С, shaft temperatures №2 and №3 were selected under the condition of the average melt temperature at the outlet of the calender 125°С, ambient air temperature 20°С, heat transfer coefficient from the sheet and the shaft to air 25 W / (m2K).An example of the results of numerical integration by the Runge – Kutta method (temperature fields and average melt temperature) is shown in the figures.The theoretical analysis of heat exchange processes during calendering of sheets from high density polyethylene melt is carried out, the technological parameters of calendering and their influence on the main quality parameters are analyzed.For the conditions of the numerical experiment, it was found that when calendering sheets with HDPE with a thickness of 1.0 to 2.0 mm will have to choose a high-temperature coolant, which greatly complicates the system of thermal stabilization of the shafts. A 1 mm thick sheet will not have gloss due to the high temperature of the shafts, and the temperature inhomogeneity of the shaft surface due to the high heat flux density can lead to the formation of a central strip on the surface of the sheet without gloss. Calendering of sheets with HDPE with a thickness of 5 mm or more for the conditions of numerical experiment causes difficulties due to the possible "blasting" of the sheet up (behind the hot shaft).Conclusions. It is established that when calendering sheets of smaller thickness, the heat load on the middle shaft increases, and it may be necessary to use high-temperature coolants. The optimal temperature of the calender shafts is in a narrow range, so when designing new equipment, thermal calculation is important., Проведено теоретичний аналіз теплообмінних процесів при каландруванні листів з розплаву по-ліетилену високої густини, проаналізовано технологічні параметри каландрування, та їх вплив на основні параметри якості, сформульовано граничні умови для математичної моделі охолодження листа і умови для чисельного інтегрування рівняння нестаціонарної теплопровідності з врахуванням теплоти кристалізації, проведено серію чисельних експериментів,визначено вплив товщини листа на вибір температури валів, зроблено висновки щодо вибору теплоносія для валів каландру.

"Агрегат для виготовлення труб з модернізацією екструдера": Дипломний проект освітньо-кваліфікаційного рівня «бакалавр» за напрямом підготовки 133-Галузеве машинобудування (програма професійного спрямування «Інжиніринг, обладнання та технології виробництвполімерних та будівельних матеріалів і виробів») / НТУУ «КПІ» ; Керівник Сідоров Д.Е. – 87 с. Виконавець. – Войтенко В.А. Робота складається з вступу і трьох розділів. Загальний обсяг роботи 87 аркушів основного тексту та 3 додатків. Метою роботи є модернізація головки для виробництва труб з поліетилену. Спроектована лінія дозволить випускати труби з поліетилену, які мають значний ряд переваг в порівнянні з трубами з чавуну і сталі. У даній роботі був спроектований черв’ячний прес ЧП-45. Виконані всі необхідні параметричні розрахунки, теплові розрахунки і розрахунки на міцність. "Line for the production of polyethylene pipes with the development of the press PE-45": Diploma project of educational qualification of "bachelor" for the training direction 133-Industrial engineering (professional program“ Engineering, equipment and technologies for the production of polymer and building materials and products ”)/ NTUU "KPI" ; Present work is performed under the direction of teacher NTUU“ KPI ” Sidorov D.E. – 87 s. Executor. - Voitenko V.A. The work consists of an introduction and three sections. The total volume of 87 pages of main text, 3 applications. The aim is modernization of the head of the production of polyethylene pipes. Designed line will allow to produce polyethylene pipes, which have a significant number of advantages compared with the pipes of iron and steel. The screw extruder is designed in the paper. Achieved required parametric calculations and strength calculations. Results of diploma project have been considered at chair СPSE seminar

Об’єкт розробки і проектування – прес черв’ячний для виробництва труб з поліетилену з модернізацією привода. Мета проекту – розробка і проектування, згідно з технічним завданням, преса черв’ячного для виробництва труб з поліетилену, на основі існуючих промислових аналогів; визначення можливостей і здійснення модернізації вузлів млина. Пояснювальна записка дипломного проекту складається зі вступу, 6 розділів, висновків, літератури з 22 джерел і 6 додатків, 17 рис., 4 табл. Загальний обсяг записки становить 73 стор. Графічна частина вміщує 5 креслень формату А1. Проект містить опис технологічного процесу, в якому наявний прес черв’ячний, розглянуто його призначення та місце в технологічній схемі. У роботі надані технічні характеристики, розглянуті конструкція і принцип дії преса черв’ячного , виконані параметричні, кінематичні розрахунки та теплові розрахунки, які підтверджують працездатність та надійність конструкції машини. У проекті було зроблено літературно-патентний пошук конструкцій преса черв’ячного та було створено власний патент – муфта запобіжна. Також у бакалаврському дипломному проекті розглянуто відповідність розроблюваної машини вимогам охорони праці та надані рекомендації щодо монтажу та експлуатації пристрою для виготовлення втулки. The object of the graduation project is the worm press for the production of polyethylene pipes with modernization of drive. The aim of this project – developing and designing ,according to the terms of reference, of worm press for the production of polyethylene pipes, based on the existing industrial analogues; identifying the opportunities and modernization of the mill nodes. The explanatory note of graduation project consists of an introduction, 6 chapters, conclusions, 22 literature sources and 6 applications, 17 Fig., 4 Table. The total amount of notes is 73 pages. The graphical part contains 5 A1 drawings. The project contains a description of the technological process in which existing the worm press, considered its purpose and place in the technological scheme. In the graduation project provided specifications, reviewed construction and operating principle of worm press, made parametric, kinematic calculations and thermal calculations that prove the efficiency and reliability of the machine construction. In the project was made literary patent search of worm press construction and was created own patent of safety clutch. Also in the graduation project was considered the developed machine in conformity with the labour protection and provided recommendations regarding the installation and operation of device for production of the bushing.

Дипломний проект бакалавра на тему: «Черв’ячний прес із модернізацією вузла завантаження» Виконавець – студент групи ЛП-61-1 Чарупа А.С., керівник – к.т.н., доцент. – Шилович Т. Б. Дипломний проект (ДП) включає текстову і графічну частини. Текстова частина має 3 розділи і додатки., загальний обсяг – 94 с., 5 іл., 2 табл., 12 джерел посилань. Графічна частина містить __ креслень (загальний обсяг - 4 листа креслень формату А1 і один плакат з результатами розрахунків). Об’єкт розробки – промисловий прес ЧП-63. Мета розробки - модернізація формуючого інструменту для виробництва плівки з поліпропілену. З цією метою проведено літературний і патентний пошук, який дозволив визначити напрямок модернізації і провести конструкторську розробку модернізованого формуючого інструмента. Метою модернізації є підвищення рівнотовщинності. Для базового і модернізованого формуючого інструмента проведені інженерні параметричні і розрахунки на міцність, які підтвердили можливість використання модернізації. Розглянуто технологію виготовлення втулки, також правила ОП та ТБ.З урахуванням покращення механічних характеристик і підвищення якості отримуваного виробу, конструкція модернізованого екструдера може бути рекомендована для підприємств промисловості. По результатам роботи, зроблена доповідь на всеукраїнський конференції і надруковані тези. The Bachelor Diploma project on the theme "Extruder unit with the modernization of the loading tool." Developer - Charups A. S., Supervisor – Shilovich T. B. Diploma project (DP) includes textual and graphic parts. Text of has 3 sections and appendices., Total – 94 p., 5 Ill., 2 Table., __ Sources of reference. The graphical part contains drawings 12 (total - 4 letter A1 drawings and a poster with the results of calculations). The property development - industrial presses PE-63. The purpose of development -modernization of the forming tool for producing polypropylene film. To this end, held a literary and patent search, which allowed us to determine the direction of modernization and conduct design work modernized the forming tool. The aim of modernization is to increase uniform thickness. For basic and upgraded forming tool held parametric engineering and calculations of strength, which confirmed the use upgrading. Considered technology of plugs, as the rules and OP TV. Given the improved mechanical properties and improve the quality of the resulting product design modernized extruder can be recommended for industrial enterprises. The results of made a report at national conferences and published abstracts.

Під час виконання цієї роботи подано оцінювання можливості використання великої кількості (щодо маси наповнювача) відходів харчової промисловості для модифікування мінеральних наповнювачів та пластифікації полімерів, їх подальшого застосування для одержання наповнених полімерних композитів, а також визначення впливу модифікованих наповнювачів на фізико-механічні властивості таких полімерних композитів. У роботі досліджено одержання та властивості композитів на основі поліетилену низької щільності та поліефірної смоли, наповнених немодифікованою крейдою та крейдою, модифікованою відпрацьованою соняшниковою олією. Продемонстровано влив вмісту модифікатора на властивості композитів. During the execution of this work an evaluation of the possibility of using a large amount (relative to the weight of the filler) of food waste for modification of mineral fillers and plasticizing of polymers and their further use to obtain filled polymer composites as well as determining the impact of modified fillers on physic-mechanical properties of polymer composites. The work investigated the preparation and properties of composites based on polyethylene and a polyester resin filled with unmodified chalk, chalk modified waste vegetable oil. The influence of the content of the modifier on the properties of composites was demonstrate.

Проведено теоретичний аналіз теплообмінних процесів при каландруванні листів з розплаву по-ліетилену високої густини, проаналізовано технологічні параметри каландрування, та їх вплив на основні параметри якості, сформульовано граничні умови для математичної моделі охолодження листа і умови для чисельного інтегрування рівняння нестаціонарної теплопровідності з врахуванням теплоти кристалізації, проведено серію чисельних експериментів,визначено вплив товщини листа на вибір температури валів, зроблено висновки щодо вибору теплоносія для валів каландру. Introduction. The technological limitations of the calendering process include the condition of leaving the sheet from the calender in the presence of a middle layer of melt, or a sufficient value of the average temperature of the sheet, which determines the flatness of the sheet with subsequent cooling and glazing in a flat state on the roller conveyor. The process of vitrification of the polymer melt has a wide temperature range, which greatly complicates the calculations. Materials and methods. Processing of high density polyethylene (HDPE) on a calender with three rolls is considered. A series of numerical experiments was performed. Results and discussion. Boundary conditions for the mathematical model of sheet cooling and conditions for numerical integration of the equation of nonstationary thermal conductivity taking into account the heat of crystallization are formulated, the equation is presented in finite differences, using a grid with a step along the sheet length. The letter from HDPE in the physical model is conditionally expanded, the following assumptions are made: 1. the thickness of the sheet is much smaller than the diameter of the shafts of the calender, so the orthogonal coordinate system is used; 2. the transition of the melt from the initial thickness of the workpiece to the final occurs at the same linear velocity (the melt does not slip on the shaft); 3. the thermal conductivity of HDPE is much less than the thermal conductivity of the shaft material, so the temperature of the sheet at the point of contact with the shaft is equal to the temperature of the shaft; 4. reduction of sheet thickness in the second gap does not occur; 5. energy dissipation in the gaps does not affect the temperature fields in the melt; 6. heat transfer along the sheet due to thermal conductivity is absent; 7. the width of the sheet is much larger than the thickness, so the model of the cooling process is simplified to onedimensional, without heat transfer across the sheet. For the surface of the sheet, which is cooled by air by free convection, the method of control volume (heat balance method) was used for the boundary layer with a thickness of half a step of the grid along the thickness of the sheet. Numerical experiments were performed for the following conditions: HDPE performance 500 kg / h; initial melt temperature 235 C; diameter of calender shafts 0,25 m; sheet thickness 1.0; 2.0; 3.0; 5.0 mm. Sheet width 1.0 m. The temperature of the first shaft 125 С, shaft temperatures №2 and №3 were selected under the condition of the average melt temperature at the outlet of the calender 125 С, ambient air temperature 20 С, heat transfer coefficient from the sheet and the shaft to air 25 W / (m2K). An example of the results of numerical integration by the Runge – Kutta method (temperature fields and average melt temperature) is shown in the figures. The theoretical analysis of heat exchange processes during calendering of sheets from high density polyethylene melt is carried out, the technological parameters of calendering and their influence on the main quality parameters are analyzed. For the conditions of the numerical experiment, it was found that when calendering sheets with HDPE with a thickness of 1.0 to 2.0 mm will have to choose a high-temperature coolant, which greatly complicates the system of thermal stabilization of the shafts. A 1 mm thick sheet will not have gloss due to the high temperature of the shafts, and the temperature inhomogeneity of the shaft surface due to the high heat flux density can lead to the formation of a central strip on the surface of the sheet without gloss. Calendering of sheets with HDPE with a thickness of 5 mm or more for the conditions of numerical experiment causes difficulties due to the possible "blasting" of the sheet up (behind the hot shaft). Conclusions. It is established that when calendering sheets of smaller thickness, the heat load on the middle shaft increases, and it may be necessary to use high-temperature coolants. The optimal temperature of the calender shafts is in a narrow range, so when designing new equipment, thermal calculation is important.

The effective recycling processes for plastic waste represent a major challenge in the protection of the environment and natural resources, because the consumption of plastic is on increase. Disposing of wastes in a landfill is not a solution, essentially because, apart from it being increasingly difficult to find suitable places for building technically adequate landfills, it is still not well established what the long-term effects of their degradation could be. Incineration of plastic waste to produce heat may be a possibility, but its organic content would be totally destroyed. Ефективні процеси, що переробляють вторинну сировину, для пластмасових відходів представляють головний виклик в захисті довкілля і природних ресурсів, тому що споживання пластмаси є підвищені. Розпорядження відходами в закапуванні сміття – не рішення, по суті, тому що, не кажучи вже про це, будучи все більше і більше важким, щоб знайти відповідні місця для будівництва технічно адекватних закапувань сміття, це все ще не добре встановив, чим змогла бути віддалений післядія їх деградація. Спалювання пластмасових відходів, щоб робити жару, можливо, є можливістю, але його органічний вміст був би повністю знищений.

Developed technologically compatible polymer composite materials with controlled properties on the basis of partially oxidized polyolefins and polystyrene, the level of properties which is not inferior, and in some cases 1.2-1.4 times higher than the level of properties of compositions on the basis of certified materials. Revealed that the secondary polyethylene and polystyrene plastics have smaller (in comparison with primary materials) the junction temperature in the highly elastic state and the interval of basketcount less resistance to deformation and, consequently, less ability to change modes of processing. Comparison of properties of primary plastics and plastics that were taken from the waste of consumption, shows that both polyethylene and polystyrene in the process of operation undergo significant property changes. To a greater extent these changes in the secondary materials compared to primary occur in the polyethylene (a gel-fraction, unsaturated the group consisting of oxygen, decreases the molecular weight and the melt flow rate). Studied the degree of aging and related natural changes of the chemical structure of recycled polyethylene and polystyrene plastics on the properties of composite materials. In addition to aging, a significant impact on the processes of thermo - and photo-oxidation has a supramolecular structure of polymers, which significantly influences the formation of a complex of operational properties of products. The dependence of viscosity of the mixture at different temperatures and the value of shear stress shows that there is a sharp decrease of melt viscosity that occurs in mixtures of polymers in a time close to the limit of compatibility. Reveals that the use of only partially oxidized polyethylene and polystyrene oxidized, or only one component (polyethylene or polystyrene) does not lead to a substantial increase in the strength characteristics., Разработаны технологически совместимые полимерные композиционные материалы с управляемым комплексом свойств на основе частично окисленных полиолефинов и полистиролов, уровень свойств которых не уступает, а в некоторых случаях в 1,2-1,4 раза превышает уровень свойств композиций на основе кондиционных материалов. Выявлено, что вторичные полиэтиленовые и полистирольные пластики имеют меньшие (по сравнению с первичными материалами) температуру перехода в высокоэластичное состояние и интервал вязкотекучести, меньшую устойчивость к деформации и, как следствие, меньшую возможность изменения режимов переработки. Сравнение свойств первичных пластиков и пластиков, что были взяты из отходов потребления, показывает, что как полиэтилен, так и полистирол в процессе эксплуатации претерпевают существенных изменений свойств. В большей степени эти изменения во вторичных материалах по сравнению с первичными происходят в полиэтилене (появляется гель-фракция, ненасыщенные группы, содержащие кислород, снижается молекулярная масса и показатель текучести расплава). Изучена степень старения и связанную с ним естественные изменения химической структуры вторичного полиэтилена и полистирольных пластиков на свойства композиционных материалов. Кроме старения, значительное влияние на ход процессов термо - и фотоокисления имеет надмолекулярная структура полимеров, которая существенно влияет на формирование комплекса эксплуатационных свойств изделий. Зависимость вязкости от состава смеси при различных температурах и значении напряжения сдвига, показывает, что наблюдается резкое снижение вязкости расплава, что происходит в смесях полимеров в момент, близкий к пределу совместимости. Выявлено, что применение лишь частично окисленных полиэтилена и полистирола или только одного окисленного компонента (полиэтилена или полистирола) не приводит к существенному росту прочностных характеристик., Розроблено технологічно сумісні полімерні композиційні матеріали з керованим комплексом властивостей на основі частково окиснених поліолефінів та полістиролів, рівень властивостей яких не поступається, а в деяких випадках в 1,2-1,4 рази перевищує рівень властивостей композицій на основі кондиційних матеріалів. Виявлено, що вторинні поліетиленові та полістирольні пластики мають менші (у порівнянні з первинними матеріалами) температуру переходу у високоеластичний стан та інтервал в’язкоплинності, меншу стійкість до деформування і, як наслідок, меншу можливість зміни режимів переробки. Порівняння властивостей первинних пластиків та пластиків, що були взяті з відходів споживання, показує, що як поліетилен, так і полістирол у процесі експлуатації зазнають суттєвих змін властивостей. Більшою мірою ці зміни у вторинних матеріалах порівняно з первинними відбуваються в поліетилені (з’являється гель-фракція, ненасичені групи, що вміщують кисень, знижується молекулярна маса та показник плинності розплаву). Вивчено ступінь старіння і пов’язану з ним природню зміну хімічної структури вторинного поліетилену та полістирольних пластиків на властивості композиційних матеріалів. Окрім старіння, значний вплив на перебіг процесів термо - та фотоокиснення має надмолекулярна структура полімерів, яка суттєво впливає на формування комплексу експлуатаційних властивостей виробів. Залежність в’язкості від складу суміші при різних температурах та значенні напруження зсуву, показує, що спостерігається різке зниження в’язкості розплаву, що відбувається у сумішах полімерів в момент, близький до межі сумісності.Виявлено, що застосування лише частково окиснених поліетилену та полістиролу або тільки одного окисненого компоненту (поліетилену або полістиролу) не приводить до суттєвого зростання міцносних характеристик.

В даній роботі розглядається проблема забруднення навколишнього середовища пластиковими пакетами. Запропоновані рекомендації щодо зменшення забруднення та окреслені основні способи вирішення даної проблеми. In this paper, the problem of environmental pollution with plastic bags is considered. Recommendations to reduce pollution are proposed and them ainways of solving this problem ar identified.

Метою роботи є перевірка можливості використання відпрацьованої соняшникової олії для модифікування поверхні крейди та гідроксиду магнію та вивчення впливу таких наповнювачів на фізико-механічні властивості полімерних композиційних матеріалів. За результатами досліджень вперше доведено можливість модифікування дисперсних мінеральних наповнювачів відпрацьованою (пересмаженою) соняшниковою олією, не придатною для харчових цілей. Створено полімерні композити на основі поліетилену низького тиску, пластифікованого ПВХ та епоксидної смоли, наповнені крейдою та гідроксидом магнію, модифікованими відпрацьованою соняшниковою олією. The purpose of this work is to check the possibility of using sunflower oil for modification of the chalk surface and magnesium hydroxide and to study the effect of such fillers on the physical and mechanical properties of polymer composite materials. According to the research results, for the first time the possibility of modification of the dispersed mineral fillers by the used (redone) sunflower oil unsuitable for food was investigated. Polymer composites based on low-density polyethylene, plasticized PVC and epoxy resin were filled with chalk and magnesium hydroxide with modified sunflower oil.