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外文翻译对聚氨酯反应注射成型(RIM)工艺的分析和优化.doc

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外文翻译对聚氨酯反应注射成型(RIM)工艺的分析和优化.doc

南京理工大学毕业设计论文外文资料翻译学院(系)机械工程学院专业机械工程及自动化姓名曾梁彬学号03303502外文出处ChemometricsandIntelligentLaboratorySystems附件1.外文资料翻译译文2.外文原文指导教师评语签名年月日附件1外文资料翻译译文多变量投影法对聚氨酯反应注射成型(RIM)工艺的分析和优化摘要主要成分分析法(PCA)和潜在结构投影法(PLS),通过对工业数据的分析,已经成功的被用于诊断工业聚氨酯硬泡绝缘板生产中出现的许多问题。在泡沫生产中,通过使用PCA和PLS模型来展示质量变量的空间变化,以及它们同过程变量之间的联系。针对那些从PCA研究中找到的那些关键过程变量进行进行了一些设计性实验,这些实验的结果也被用于过程优化中。关键字聚氨酯、反应注射成型、投影法。1、简介在过去的二十年里,化学工艺,和其他行业一样,在它们的数据采集系统中,已经掀起了一场革命。智能机器,庞大的数据存储容量,以及高吞吐量的数据采集系统都使得采集每一数据点的花费降至一个很低的水平。大量数据可以在线或在质量控制实验室里,通过过程变量测量或质量变量测量的方法得到。投影法,如主要成分分析法(PCA)和潜在结构分析法(PLS),提供了一种应用这种系统来处理高度相关数据的采集的方法。此外,它们能有效的处理多元反应变量和缺失数据,并提供了一种良好的工具,能在这些多元数据集中提取和显现那些系统变量。投影法的最大的特点在于,能将一个多维空间的问题降低到一个低维空间,通常是三到四维。Umetrics公司的SIMCA_P8.0软件就被应用于PCA/PLS的分析来解决这类问题。这项研究的重点是应用多变量投影法来诊断和分析聚氨酯反应注射成型的工艺过程。这项研究的主要目的是了解该过程中空间中的差异,矫正引起变化的根源,并优化质量变量。2、聚氨酯的形成机制在隔热的反应过程中,形成了反应注射成型(RIM)的聚氨酯泡沫。每一个隔热容器作为一个化学反应器,其容腔内都有两套不同的反应同时发生。一类是聚合反应,其过程可能形成氨基甲酸乙酯和尿素。另一类是发泡反应,包括了二氧化碳的变化和发泡剂的蒸发。化学物质从贮存容器中流出来,通过热交换器来控制温度,然后在高压下进入混合头内以保证充分的混合,最后被注入模具中。1在聚氨酯的发泡反应过程中,有许多的物理和化学变化发生,这些反应随时间和范围的变化情况如图1所示。由于泡沫本身是一种良好的绝热体,随着反应的进行和温度梯度的上升,泡沫内部温度的上升造成了许多的问题,这些将在后面讨论。一般来说,产生聚氨酯硬泡包含以下四和阶段。2Ⅰ混合期主要包含多元醇、催化剂、表面活性剂和发泡剂的混合物,在高压下在混合器中与异氰酸酯进行混合。Ⅱ乳化期由化学反应所产生的热量引起的温度升高,已足够促进发泡剂的活化。Ⅲ上升期发泡剂蒸发产生泡沫,直到自由发泡产生的泡沫达到了充分的硬度或是模具被填充满。Ⅳ固化期在此阶段,聚合物进行高温处理一段时间。整个机构系统是由一个具有六个工位的旋转结构的回转桶单元。发泡设备放置在每一个旋转结构位置上。当发泡设备被预热的时候,保温容器的门或其他用于发泡的空腔被放置在发泡装置内,然后将反应混合物注入回转桶的其中一个工位。一旦发泡开始,回转桶通过另外五个部位的框架结构带动整个模架旋转起来进行固化,当其他几个部位也开始发泡反应时,最终将模架返回到发泡位置。每一个回转桶有两个聚氨酯泡沫混合头。每一个混合头发泡时是通过一个不同的通道来进行发泡。图1聚氨酯的泡沫成型2.1问题描述此项工作的需求和动机,来源于发泡过程中的不稳定性和质量变量控制的复杂性。在这个过程中出现的两个问题被分开讨论,是由于它们出现于不同的时期。第一步的工作是优化聚氨酯泡沫板的性能,通过其导热性和密度的空间变量表示出来。通过热导率(K因子)的测量,聚氨酯泡沫的绝缘特性被作为一项重要的变量来控制。它对隔热性能和能源的消耗方面有直接的影响。理论上,当主要的反应成分与异氰酸酯在一定的温度下混合时,发泡剂开始沸腾,并产生大量的蒸汽,从而引起发泡并降低密度。在硬泡中,由发泡剂产生的小孔降低了热量的传递。K因子越低,其绝缘性能和隔热性能越好。作为泡沫强度的指标,密度在保证隔热层的结构硬度方面显得尤为重要。这是由于发泡剂所产生的蒸汽的气压作用在了泡沫小孔上,气压使得小孔能抵抗收缩。为了减少废品率,不必要的孔隙和渗漏都必须减至最少。

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