【正文】 ....................... 31 應(yīng)急監(jiān)測及處理處置方法 ..................... 32 防火與防爆 ................................ 33 參考文獻(xiàn) ........................................ 34 附錄 ............................................ 36 致謝 ............................................ 37 黃石理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 年產(chǎn) 200 噸摩擦材料用改性熱固性酚醛樹脂的工藝設(shè)計 摘 要 綜述 了摩擦材料 用改性酚醛樹脂的研究進展 ，并 綜述了桐油改性的應(yīng)用新進展，介紹了近幾年來桐油改性的研究成果 ， 展望了桐油改性的開發(fā)及應(yīng)用前景。 Process。 現(xiàn)在的摩擦材料用粘結(jié)劑主要采用改性酚醛樹脂，近代改性方法有很多，丁 橡膠改性酚醛樹脂、腰果殼油改性酚醛樹脂、桐油 改性酚醛樹脂、亞麻油改性酚醛樹脂、含 Si 微粒增韌酚醛樹脂、硼化合物改性酚醛樹脂、纖維增強酚醛樹脂（玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、金屬纖維、混雜纖維、無機化合物晶須、蛭石及其他纖維） 。 邵美秀 [3]等研究發(fā)現(xiàn) 由于桐油改性酚醛樹脂柔韌性提高 ,從而使剎車片與摩擦對偶的抱合性提高了 ,于是接觸面增加 ,導(dǎo)致低溫摩擦系數(shù)提高 。分子中 有三個共軛雙鍵。β 桐（油）酸，熔點 71℃ 。 桐油的 分子量 573，比重 15176。其中摩擦材料在各種工況中的制動性能，入原始磨合特性，高溫時的抗熱衰退性能，恢復(fù)特性，壓力和速度特性等，均有很高的要求。其摩擦穩(wěn)定性比較好。改性樹脂， 如環(huán)氧改性，磷酸鹽改性，對改善這些方面性能都有一定的作用。 桐油改性熱固性酚醛樹脂的應(yīng)用前景 桐油是一種珍貴的可再生植物資源，已在國民經(jīng)濟各個領(lǐng)域得到 廣泛應(yīng)用。與引發(fā)劑 (催化劑 )引發(fā)的共聚合反應(yīng)相比 ,這是一種全新概念的“綠色 ”聚合方法 ,生成的產(chǎn)物可能具有一定的生物降解功能。 （ 2） 桐油與線型酚醛樹脂的加成 反應(yīng)溫度大于 140℃ ，在高溫下，桐油能與羥甲基樹脂起加成反應(yīng)，生成苯并二氫化呋喃結(jié)構(gòu)，由其制得的摩擦制件具有較理想的硬度和抗熱衰退性能。 第四步 :在堿催化作用下，當(dāng)甲醛 /苯酚摩爾比大于 1時，則發(fā)生甲醛對酚核的加成反應(yīng) .生成化合物 (V) 第五步 :化合物 (V)進一步縮聚形成甲階酚醛樹脂 (VI) 顯然，當(dāng)桐油與苯酚反應(yīng)時，苯酚過量，即苯酚 /桐油摩爾比大于 6 時，則體系中還會發(fā)生通常的苯酚一甲醛縮合反應(yīng)，生成普通的甲階酚醛樹脂與桐油改性酚醛樹脂的互穿聚合物網(wǎng)絡(luò) ( IPN )，從而可望改善酚醛樹脂的韌性和耐熱性。 1200= 噸改性樹脂。 碳碳雙鍵的鍵能為 ，碳碳單鍵的鍵能為 反應(yīng) 吸收 的熱量為 239。 反應(yīng)釜工作壓力為 101KPa，且設(shè)計壓力取最大工作壓力的 倍 [7]，所以 Pc= 101= Di—— 圓筒的內(nèi)徑 [? ]t—— 鋼板在設(shè)計溫度下的許用應(yīng)力，查表得 Q235－ B在 110℃ 的 [σ] t=113 MPa ? —— 焊接接頭系數(shù)， ? ≤1 ，考慮到 苯酚 對鐵有腐蝕作用，擬采用局部無損檢測，雙 面焊對接接頭，則取 ? = 所以 ? = 600/(2 113 )= ， 因為此時厚度太小，不能滿足制造、運輸和安裝時的要求。 則筒體部分高度為 ： 11 mH V V V? 封（ ） =()/= （ 36） 于是 H/Di=。 標(biāo)注為： HG20606 墊片 MFM XB450/304 連接螺栓 ： M1 24 個 ， 螺栓 材料 :35 。 手孔結(jié)構(gòu)參考圖 349[12],尺寸參考表 349[12]。 攪拌器直徑與槽內(nèi)徑之比 1/3 ， 攪拌器高和直徑之比 111~3hd? ，視槽內(nèi)液體液面高度而定。 補強圈尺寸參考表361[12]及圖 361[12]。 表 34 材料明細(xì) 序號 圖號或標(biāo)準(zhǔn)號 名稱 材料 備注 1 2 3 4 5 6 7 8 JB/T747642021 JB/T47012021 HG20592 筒體 DN=600mm 標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭 DN=600mm 封頭法蘭 進料管 ? 50mm mm 壓出管 ? 50mm mm 放空管 ? 32mm mm 壓出管接口管 ? 38mm mm 壓出管法蘭 Q235B Q235B Q235B Q235B Q235B Q235A Q235A Q235B 黃石理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 9 10 11 12 HG20592 JB58979 JB/T472592 HG/T21231995 放空管法蘭 平蓋平焊法蘭手孔 DN=250mm 耳式 A1型支座 攪拌軸 Q235B Q235B 不銹鋼 實心 4 第二反應(yīng)釜 的設(shè)計 第二反應(yīng)釜的 物料衡算 與熱量衡算 物料衡算 表 41 物料衡算 項目 桐油改性苯酚 甲醛溶液（ 37%） 催化劑 桐油改性熱固性酚醛樹脂 水 按化學(xué)計算式計算需要量 mol 過量甲醛 1233 對于桐油改性苯酚轉(zhuǎn)化率 100%的轉(zhuǎn)化物質(zhì) 產(chǎn)生物質(zhì) 未轉(zhuǎn)化物質(zhì) 1172 進入物料 1233 引出物料 1172 3535 桐油改性苯酚 （ A） 公斤 甲醛（ B37%） 100 公斤 催化劑（ 38%氫氧化鈉） 反應(yīng)溫度為 100℃~110℃ ，反應(yīng)時間為 2h 反應(yīng)器 桐油改性熱固性酚醛樹脂 黃石理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 熱量衡算 熱量衡算是能量守恒定律的應(yīng)用，對過程分析可知，體系的熱效應(yīng)包括反應(yīng)放熱、水分蒸發(fā)吸熱、桐油和苯酚反應(yīng)放熱。 確定筒體內(nèi)徑 一般由工藝條件給定容積、筒體內(nèi)徑 iD 按式估算： 3 4i VD i?? m (42) 式中 ： V —— 工藝條件給定容積， 3m i —— 長徑比， iiHi D? 由表 42[13] 得 i 取 ， 則 , iD =[4V/? (H/Di)]1/3=[4 ? ]1/3= (43) 黃石理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 將計算結(jié)果圓整至公稱直徑標(biāo)準(zhǔn)系列，選取筒體直徑 700mm（ 650 盡量不采用） 。為此筒體使用碳素鋼時的最下厚度 min? （不包括腐蝕裕量）： min? = ， 取鋼板負(fù)偏差 C1= ，腐蝕欲量 C2=1mm ， ? n=3+1+= ， 圓整后取 ? n = 查表 226[12]得：曲面高度 1 175h mm? ，直邊高度 0 25h mm? ，內(nèi)表面積 ? ，黃石理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 容積 ? ,質(zhì)量 23G kg? 。 查表 312（ B） [12]法蘭質(zhì)量為：凹面質(zhì)量 1 kg? ，凸面質(zhì)量 2 kg? 。 筒體水壓試驗時壁內(nèi)應(yīng)力： ?? = Tp [Di＋ (? n－ c)]/2(? n－ c)? (46) =[700＋ (5－ )]/2(5－ ) = f?? = Tp [K Di＋ (? n－ c)]/2(? n－ c)? (47) =[700 ＋ (5－ )]/2(5－ ) = 可見水壓試驗 筒體內(nèi)應(yīng)力小于 ? s，水壓試驗安全。 參考表 361[12]重量為：手孔補強圈 1 kg? ，視鏡補強圈 2 kg? 。 補強圈尺寸參考表361[12]及圖 361[12]。 14 .70SS m hkk?? (54) 6 三廢處理 和安全生產(chǎn) 環(huán)境保護 環(huán)境是人類賴以生存與發(fā)展的終極物質(zhì)來源，同時還承受著人類活動所產(chǎn)生的廢棄物的種種作用。 （ 2） 按污染源的運動狀態(tài)可分為固定污染源和移動污染源。其中由于空氣污染而產(chǎn)生的溫室效應(yīng)、臭氧層破壞和酸雨已成為最突出的三大環(huán)境問題。其中以第一條途徑最重要、最危險。 人為源系指人們在生產(chǎn)和生活活動過程中所形成的污染物。 放空管 放空管采用 φ 32mm 無縫鋼管，管法蘭為： RF Q235B。 軸的計算 及材料選擇 選擇攪拌軸的材料為 不銹鋼 ，查得其許用扭應(yīng)力為 [r]=12~20MPa，計算系數(shù) A=135~160，則攪拌軸的直徑為 ： 1 3 1 3( ) ( 1 3 5 ~ 1 6 0 ) (0 . 6 7 3 8 9 . 0 3 ) 5 6 . 8 ~ 6 7 . 3d A p n m m? ? ? ? (48) 轉(zhuǎn)速為 ： 黃石理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 N=圓整后取考慮鍵槽對軸的強度的削弱和物料對軸的腐蝕，可以選取攪拌軸的直徑 為： d=70mm 攪拌軸直徑參考表 172[16] 接管 進料管 進料管采用 φ 50mm 無縫鋼管 .管的一端切成 45176。質(zhì)量查表 349[12]得： kg? 表 42 全平面的 常壓手孔明細(xì) 件號 標(biāo)準(zhǔn)號 名稱 數(shù)量 材料 1 2 3 4 5 6 GB5781－ 86 GB41－ 86 筒節(jié) 法蘭 墊片 蓋 螺栓 M20 70 螺母 M20 70 1 1 1 1 8 8 10（無縫鋼管） Q235－ B 石棉 橡膠 板 (XB450) Q235－ B Q235－ A Q235－ A 手孔標(biāo)記為： 手孔 A I Pg16， Dg150， JB589793 視鏡 采用碳素鋼不帶頸視鏡（ HGJ501861）視鏡壓力 Pg=10kgf/cm2 公稱直徑黃石理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 Dg=50， 考慮到反應(yīng)過程有大量水 蒸氣生成在試鏡上加裝沖洗裝置以方便使用。材料擬選用與筒體材料一樣的 Q235B。 且 查 表 212[12]得筒體直徑為 700mm 時的每一米高筒體容積為V1= 87kg 則筒體部分高度為 ： 11 mH V V V? 封（ ） =()/= (45) 于是 H/Di=。 [? ]t—— 鋼板在設(shè)計溫度下的許用應(yīng)力，查表得 Q235－ B 在110℃ 時的 [σ] t=113 MPa。 生成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)時 5mol 的碳?xì)滏I斷裂， 5mol 的碳碳鍵生成， 4mol 的碳氧鍵斷裂，4mol 的水生成 ， 反應(yīng)放出能量為 5 347+8 4645 4144 360=1937KJ/mol， 則 ， 反應(yīng)釜 中物料反應(yīng)完放出的熱量為 2Q =17612KJ， 查得天然氣的摩爾燃燒焓為 H= kcal/mol，為 綜上 ， 3123( ) / 148 699 176 12 148 .6882332 6mQN m olHHV N V L m? ?? ? ? ?? ? ? ?。 補強圈尺寸參考表 361[12]及圖 361[12]。 則 , 221 2 0 0 2 0 0 0 .3 2 2 0 00 .0 9 2 {( ) 0 .4 0 .2 ( ) } { 1 e x p [ 1 3 ( ) ] } 0 .0 0 4 4 36 0 0 6 0 0 0 .4 6 0 0mTN? ? ? ? ? ? ? （ 311） 取 mT =25s ， 可得 N= r/s= r/min ， 按減速器標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速系列，取 N=500 r/min ， 由 Rushton 算圖查的功率準(zhǔn)數(shù) pN = ， 攪拌器的攪拌功率為 ： 3 5 3 51 . 8 1 0 2 5 9 . 0 3 0 . 2 4 3 4 . 7pP N N d w?? ? ? ? ? ? (312) 1e xp[ l n( ) ] sf d? ? ? (313) 1 . 3 6 4 4 3 4 . 7 5 9 2 .