Разработка технологии производства пленки сельскохозяйственного назначения на основе полиэтилена

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА ПОЛИЭТИЛЕНОВЫХ ПЛЁНОК 7
1.1. Обоснование выбора основного полимерного сырья. Полиэтилен 7
1.2. Анализ методов получения полимерных пленок 11
1.3. Особенности переработки ПЭВД 21
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1 21
2.1. Обоснование и выбор сырья для композиции 23
2.1.1. Назначение и характеристика готовой продукции 23
2.1.2. Выбор и обоснование рецепта производства. Характеристика применяемого сырья и материалов 25
2.1.3. Выбор и обоснование технологической схемы производства 31
2.1.4. Расчет ассортимента и расхода сырья и материалов 33
2.1.5. Выбор и расчет технологического оборудования 38
2.1.6. Описание технологической схемы 46
2.1.7. Использование отходов производства 55
2.2. Экология и безопасность жизнедеятельности на предприятии 57
2.2.1. Характеристика используемых веществ 58
2.2.2. Вентиляция производственных помещений 63
2.2.3. Переработка отходов 66
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 2 69
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 71
Список литературы 72

Весь текст будет доступен после покупки

Современное сельское хозяйство немыслимо без использования высокоэффективных материалов, среди которых полимерные плёнки занимают одно из ведущих мест. Широкое применение в тепличном хозяйстве, мульчировании и мелиорации обуславливает устойчивый рост спроса на этот вид продукции как в России, так и за рубежом. В условиях импортозамещения и курса на технологический суверенитет развитие собственных, экономически эффективных и ресурсосберегающих производств сельскохозяйственных плёнок приобретает особую актуальность.
Доминирующим материалом на данном рынке является полиэтилен высокого давления (ПЭВД), сочетающий в себе оптимальный баланс стоимости, технологичности переработки и эксплуатационных характеристик: прочности, морозостойкости, светопропускания и долговечности. Однако создание конкурентоспособного производства требует не только выбора базового полимера, но и разработки эффективной рецептуры с функциональными добавками, грамотного подбора оборудования и детального технологического расчёта, обеспечивающих стабильное качество продукции при минимальных затратах.
Целью данной выпускной квалификационной работы является разработка технологии производства сельскохозяйственной плёнки на основе ПЭВД методом экструзии с раздувом рукава.
Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи:
На основе анализа литературы обосновать выбор полимерного сырья (ПЭВД марки 15303-003) и функциональных добавок (эрукамид, глицерин, белая сажа) для придания плёнке необходимых эксплуатационных свойств.
Провести сравнительный анализ методов получения полимерных плёнок и обосновать выбор экструзионно-раздувного метода.
Разработать рецептуру полимерной композиции, выполнить расчёт ассортимента и расхода сырья на проектную мощность предприятия (3 млн м? в год).
Произвести подбор и расчёт основного технологического оборудования (экструзионной линии УРП-1500-3М1А, смесителей, бункеров).
Описать технологическую схему производства, включая контроль качества и меры по использованию отходов.
Проанализировать вопросы экологической безопасности и охраны труда на проектируемом предприятии.
Практическая значимость работы заключается в создании готового технологического проекта, который может быть реализован на действующем или вновь организуемом производственном предприятии. Работа содержит все необходимые расчёты и обоснования, позволяющие оценить экономическую и техническую целесообразность проекта.

Весь текст будет доступен после покупки

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА ПОЛИЭТИЛЕНОВЫХ ПЛЁНОК
1.1. Обоснование выбора основного полимерного сырья. Полиэтилен
Полиолефины -наиболее крупнотоннажные полимеры, производство которых достигает десятков миллионов тонн (35% мирового объема производства полимеров). Важнейшими представителями этого класса полимеров являются полиэтилен и полипропилен.
Полиэтилен - высокомолекулярный продукт полимеризации этилена (-СН2-СН2-)n (рис. 1). Обладает ценным комплексом свойств - высокой прочностью, стойкостью к действию агрессивных сред и радиации, исключительными диэлектрическими свойствами, он работоспособен в широком интервале температур (-0 до +80 °С). В зависимости от метода получения в настоящее время выпускается несколько типов полиэтилена [5].

Рисунок 1. Химическая формула полиэтилена. Вид молекулы полиэтилена [6]

Свыше 3/4 пленок изготавливается из полиолефинов, при этом самым распространенным материалом для их изготовления является полиэтилен – на его долю приходится 57% производимых пленок в России и 70% – в Европе. Главным преимуществом, обеспечивающим полиэтилену такую популярность по сравнению с другими полимерами, является его низкая цена, которая в сочетании с хорошей химической устойчивостью, удобством в переработке, а также водостойкостью делает его незаменимым во многих упаковочной продукции [1].
Еще одно важное качество ПЭ – сохранение механических свойств материалов из него даже при низких температурах. Из полиэтилена изготавливают термоусадочную и стрейч-пленку, пакеты, мешки для транспортировки, воздушно-пупырчатую пленку, вкладыши в картонные коробки, пленку для теплиц и силосных ям.
Полиэтилен высокого давления (ПЭВД) или полиэтилен низкойплотности (ПЭНП)
ПЭВД - полупрозрачный эластичный материал молочного цвета, выпускают в виде гранул или порошка без добавок.
Синтезируется при следующих условиях полимеризации:
- температура 200-260°C;
-давление 150-300 МПа;
-присутствие инициатора (кислород или органический пероксид);
Молекулярная масса сравнительно низкая, а молекулярно-массовое распределение - широкое.
Низкая газо- и водопроницаемость, холодостойкий, неломкий, не опасен для здоровья, обладает хорошими диэлектрическими свойствами, не отличается размерной стабильностью, имеет высокую химическую и радиационную стойкость, легко перерабатывается.
Температура плавления ПЭВД 103-110°C, плотность 0,917-0,927 г/см3, прочность при растяжении 11,5-15,0 МПа, относительное удлинение при разрыве 450-600%, разрушающее напряжение при изгибе 117,6-196,07•105Па, предел текучести при растяжении 93-127•105Па, диэлектрическая проницаемость при частоте 1010Гц 2,25-2,31.
Изделия из ПЭВД имеют высокую химическую стойкость к кислотам, щелочам и неорганическим растворителям, низкую стойкость к углеводородам, галогенированным углеводородам, маслам и жирам, обладают хорошей свариваемостью нагретым инструментом. Они весьма прозрачны, т.е. имеют малую замутненность, и обладают глянцевой поверхностью [7].

Весь текст будет доступен после покупки

1. Упаковка из полимерных материалов: состояние и перспективы рынка [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://ref.unipack.ru/127/ (дата обращения: 27.11.2025).
2. Игнатенко, Л.В. Крупнотоннажные полимеры: тенденции и прогнозы / Л.В. Игнатенко // The Chemical Journal. – 2023. – № 6. – С. 78–80.
3. Обзор рынка полимеров и пластмасс России: производство и потребление в 2024 году [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.polymerbranch.com (дата обращения: 03.12.2025)
4. Применение полимеров в сельском хозяйстве: мировой опыт [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.polymerbranch.com/polymarket.html (дата обращения: 05.01.2022).
5. Кербер, М.Л. Полимерные композиционные материалы: структура, свойства, технология: учебное пособие для вузов / М.Л. Кербер, В.М. Виноградов, А.М. Бурлов. – Санкт-Петербург: Профессия, 2018. – 560 с.
6. Википедия – свободная энциклопедия [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://ru.wikihttp://ref.unipack.ru/127/pedia.org (дата обращения: 05.01.2026).
7. Лебедева, Т.М. Экструзия полимерных пленок и листов: учебное пособие / Т.М. Лебедева. – Санкт-Петербург: Профессия, 2019. – 216 с.
8. ГОСТ 16338-2014 Полиэтилен низкого давления. Технические условия. – Введ. 2015-07-01. – М.: Стандартинформ, 2015. – 28 с.
9. ГОСТ 16337-2017. Полиэтилен высокого давления. Технические условия. – Введ. 2019-01-01. – М.: Стандартинформ, 2018. – 34 с.
10. Андрианова, Г.П. Технология переработки пластических масс и эластомеров в производстве полимерных пленочных материалов и искусственной кожи: учебник для вузов / Г.П. Андрианова, К.А. Полякова. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: КолосС, 2008. – 447 с.

Весь текст будет доступен после покупки