Нагревание с помощью токов высокой частоты

Способность полимерных материалов поглощать энергию волн СВЧ диапазона, связана с наличием у макромолекул дипольного момента. Чем больше поляризована макромолекула базовой марки полимера, тем восприимчивей композиция к нагреванию током высокой частоты. При прохождении электромагнитных волн через полимер, происходит поглощение энергии. Рассеивание энергии характеризуется тангенсом угла диэлектрических потерь. Чем выше тангенс, тем сильнее разогрев полимера в электромагнитном поле. Установки для нагревания с помощью токов высокой частоты имеют принципиальное строение:

1,3- пластины - электроны резонаторы;

4 - высоковольтные изоляторы;

5 – корпус;

2 - прогреваемый предмет, изделие.

Нагретый объект помещается между электродами резонатора, к которым подаётся высокочастотный ток напряжением 8 – 10 КВт при частоте 40 – 80 КГц. Электрод три с помощью высоковольтных изоляторов крепиться к корпусу печи. Второй электрод к корпусу заземлителя. Между электродами резонатора возникает поле напряжённостью:

В полимерных телах, имеющих значительный тангенс угла диэлектрических потерь, будет происходить трансформация СВЧ энергии в тепловую, при этом плотность потока будет равна:

F - частота электромагнитных колебаний

- диэлектрическая постоянная = 8,85 - диэлектрическая константа в вакууме;

tg d - тангенс угла диэлектрических потерь;

Е - напряжённость электромагнитного поля.

Величина теплового потока связана с физической химией.

Из этого уравнения может быть определено время нагревания полимерного материала, напряжение, размер таблетки, прессование порошка до Т_к, h - коэффициент учитывающий рассеивание энергии.

Для расчёта продолжительности нагрева фенолоальдегидных, карбамидных, полиэфирных... дозирующихся материалов, перед горячим прессованием, используют уравнение:

Коэффициент К_е учитывает особенности используемого оборудования.

- коэффициенты, характеризующие геометрические параметры и рассеивание высокочастотной энергии. В частности для прессматериалов на фенольных связующих:

Учитывая высокую эффективность нагревания с помощью токов высокой частоты необходимо использовать СВЧ генераторы для предварительного подогрева пресс материалов, перерабатываемых методом горячего прессования. Следует отметить, что подогрев токами высокой частоты не может быть использован в случае неполярных полимеров.

Разд.3 РЕОЛОГИЯ РАСПЛАВОВ ПОЛИМЕРОВ.