Введение. Увеличение объемов производства и расширение сфер применения поливинилхлоридных (ПВХ) пластикатов способствует разработке новых добавок и привлечению новых источников сырья для их производства. Наиболее важными добавками, необходимыми для переработки ПВХ, являются пластификаторы. Рынок пластификаторов составляет один из крупнейших сегментов мирового рынка добавок. Являясь наиболее простым, дешевым и доступным способом модификации различных свойств полимерных композиций, пластификаторы для обработки полимерных материалов в последнее время стали играть более существенную роль. Наиболее практичными в применении считаются сложноэфирные пластификаторы, способные пластифицировать почти все полимеры, особенно поливинилхлорид. В настоящее время промышленность освоила выпуск более трехсот марок пластификаторов, большую часть которых составляют эфиры фталевой кислоты. Традиционные, фталатные пластификаторы наиболее широко используются во всем мире. Методы и материалы. В работе описаны реакции этерификации фталевого ангидрида оксиэтилированным (степень оксиэтилирования 1,2) и оксипропилированным (степень оксипропилирования 1,1) крезолами. Получены новые симметричные и несимметричные фталатные пластификаторы - дикрезоксикрезилфталат, бутоксиэтилкрезоксиэтилфталат, крезилкрезоксиэтилфталат и крезилкрезоксипропилфталат, подобраны оптимальные условия их получения, исследованы их физико-химические свойства. Полученные экспериментальные данные использованы для выявления перспективных новых пластификатов фталатного типа методом кластерного анализа. Кластерный анализ для решения данной задачи наиболее эффективен, т.к. предназначен для объединения некоторых образцов в классы (кластеры) таким образом, чтобы в один кластер попали максимально схожие по свойствам, но при этом образцы разных кластеров максимально отличались друг от друга. Кластеризация проведена в программе Statistica 10. Поскольку в настоящее время эталонным пластификатором является диоктилфталат (ДОФ), результаты испытаний образцов сравнены с показателями ПВХ-пластикатов, содержащих ДОФ. Результаты и обсуждение. По полученным данным установлено, что бутоксиэтилкрезоксиэтилфталат обладает наилучшими характеристиками по пластифицирующей способности. Изучено влияние выделенного пластификатора на технологические характеристики ПВХ-композиций. Эффективность синтезированного бутоксиэтилкрезоксиэтилфталата в ПВХ-композиции оценена по показателю (индексу) текучести расплава (ПТР) и по показателям «термостабильность» и «цветостабильность». Заключение. Использование разработанной добавки способствует получению ПВХ-компаундов с улучшенными реологическими характеристиками, повышенной термостойкостью и цветостойкостью.

Бесплатно

Получение поликристаллического кремния хлорированием из рисовой шелухи и очистки хлорсодержащих газов адсорбционным методом

Айдаралиев Ж.К., Рысбаева И.А., Бекболот К.Б., Чимчикова М.К., Рашид К.Б.

Статья научная

Введение. Во введении приведен анализ технологии получения кремния из рисовой шелухи. Анализ показал, что получение поликристаллического и аморфного кремния на основе отходов риса в виде рисовой шелухи решает одновременно утилизации рисовых отходов. В ходе переработки рисовой шелухи получают ценные органические продукты, кроме того, остаточные твердые отходы, в основном, содержат кремний, углерод и другие микроэлементы металлов. Поэтому получение кремния и кремнийсодержащих материалов из рисовой шелухи актуально. Методы и материалы. Приведены различные методы получения кремния из рисовой шелухи. Среди них были выбраны методы хлорирования и возгонки, для проведения эксперимента собраны экспериментальные установки. В качестве объекта исследования взяты образцы, полученные из рисовой шелухи узгенского риса в Кыргызской Республики.

Бесплатно

Получение строительного силиката кальция

Боев Евгений Владимирович, Исламутдинова Айгуль Акрамовна, Аминова Эльмира Курбангалиевна

Статья научная

Введение. Силикат кальция - один из известных строительных материалов. Его структура обуславливает способность таких наноструктурированных добавок к образованию вторичной структуры - фрактальной (объемной) сетки, с которой взаимодействуют цементные зерна. Добавление наномодифицирующих добавок для улучшения технологии производства цементов позволит снизить размерность пространства, в котором происходит сорбция молекул на цементном зерне, и, соответственно, приведет к увеличению скорости и эффективности его блокировки. Методы и материалы. В работе предложен способ получения силиката кальция из отходов производства кальцинированной соды. Золь-гель метод синтеза индивидуального наномодификаторов в виде силиката позволит усовершенствовать технологию получения бетонов за счет формирования твердого фазового состояния модифицированной структуры цементного камня. В производстве кальцинированной соды под сбор отходов производства выделяются земельные участки (шламонакопители) для хранения дистиллерной жидкости. В связи с этим остро встает проблема ее утилизации, так как площадь, отводимая под шламонакопители, ограничена. Результаты и обсуждения. В ходе исследования было обнаружено, что добавление определенных компонентов позволяет не только снизить требуемую температуру обжига, но и повлиять на наноструктуру получаемого продукта. Диапазон значений содержания добавок на 5 грамм силиката кальция: С - 0,2+0,4; S - 0,3+0,5; ZnO -0,1+0,3; P2O5 - 0,3+0,5; NH2CONH2 - 0,3+0,3. По полученной матрице условий были приготовлены 16 образцов веществ. Наномодифицирование цементного камня приводит к его упрочнению в ранние сроки структурообразования. Заключение. Добавление гидроперита к силикату кальция значительно увеличивает твердость конечного продукта, при добавлении в качестве компонентов угля, серы, оксида цинка и пентаоксида фосфора изменяется твердость и структура соединения. Таким образом, использование наноструктурированной добавки к цементу на основе силиката кальция, полученного путем квалифицированной переработки основного отхода, входящего в состав дистиллерной жидкости - оксида кальция, позволит повысить качество бетона за счет улучшения технологии производства цемента.

Бесплатно

Потенциал нанотехнологий: вопросы теплоснабжения и отопления зданий

Левин Ю.А., Никитин А.А., Конотопов М.В., Иванов Л.А.

Статья научная

В статье исследуются возможности применения нанотехнологий для повышения эффективности систем централизованного и автономного теплоснабжения в условиях перехода к новому технологическому укладу. Дается логическая последовательность развития теплоснабжения и отопления, указывается на консервативность в части используемого оборудования и применяемых технологий при поставке потребителям тепловой энергии. В контексте актуальных задач теплоснабжения и отопления зданий рассматриваются концептуальные основы применения нанотехнологий, отвечающих целям максимальной интенсификации теплообмена. На основе анализа теплопроводности, концентрации, размера, массы и скорости наночастиц дается оценка возможности применения наножидкостей в качестве теплоносителя для совершенствования теплообменных аппаратов и снижения теплопотерь в системах теплоснабжения, обеспечения максимальной экономичности их работы. Показано, что применение наноструктур влияет на экономию расхода теплоносителя как основной задачи качественно-количественного регулирования системы теплоснабжения. Уделено внимание вопросам применения наноструктурированных материалов в низкотемпературных топливных элементах, применяемых системами децентрализованного теплоснабжения для отопления жилых домов.

Бесплатно

Потенциометрический метод определения гидравлической активности кварцсодержащих порошков

Фролова М.А., Лесовик В.С., Морозова М.В., Орехова Т.Н.

Статья научная

Введение. Важным вопросом в технологии приготовления бетонной смеси является поиск путей эффективного использования свойств заполнителей (наполнителей) в твердеющих поликомпонентных системах. Самой распространенной вяжущей композицией является смесь вяжущей системы с измельченным кварцсодержащим полиминеральным песком. Известно, что микрокремнезем относится к активным минеральным добавкам (наполнителям), свойства которых принято характеризовать по количеству поглощенных из насыщенного известкового раствора ионов Ca2+. Сейчас известны прямые аналитические методы определения пуццолановой активности, которые отслеживают изменение содержания Ca(OH)2 во времени в ходе протекания пуццолановой реакции, и косвенные, которые направлены на определение физико-механических характеристик, отражающих способность исследуемого материала связывать свободный оксид кальция в устойчивые гидратные соединения. Ранее была подтверждена применимость потенциометрического метода анализа с использованием ион-селективного электрода с рCa-функцией для оценки пуццолановой активности высокодисперсных материалов. Следует отметить, что этот метод, функционально связанный с концентрацией определяемого компонента в испытуемом растворе, являются весьма эффективным с точки зрения экспрессности и трудоемкости. Поэтому целью исследований является апробация метода для микрокремнеземных систем, полученных способом механического помола полиминеральных песков различных месторождений. Для выполнения экспериментов были использованы пески месторождений Архангельской области. В качестве эталонного объекта для установления характера изменения функциональной взаимосвязи измеряемого потенциала электродной системы от объема добавляемого раствора Ca(OH)2 был выбран кварцевый песок (КП). Методы и материалы. Полиминеральный песок месторождения «Краснофлотский-Запад» относится к аллювиально-морским современным четвертичным отложениям (am IV). Песок месторождения «Холмогорское» - это кварцево-полевошпатовый песок, который относится к аллювиальным современным четвертичным отложениям (a IV). Минералогический состав полиминеральных песков определен полуколичественным методом с помощью бинокулярного микроскопа МБС-1. Тонкодисперсные порошки песков получали методом сухого механического помола на планетарной шаровой мельнице Retsch PM100. Удельную поверхность порошков определяли методом газопроницаемости Козени-Кармана на установке ПСХ-10а. Для проведения потенциометрического анализа была собрана установка, представляющая собой электродную пару из измерительного электрода с pCa-функцией и электрода сравнения, подключенных к иономеру Эксперт-001-3.0.1 и погруженных в стеклянный стаканчик вместимостью 100 мл. Перемешивание реакционной системы осуществлялось с помощью магнитной мешалки. Калибровку электрода проводили по стандартным растворам хлорида кальция с разной концентрацией. Для определения сорбционной способности кремнеземсодержащего сырья предварительно готовили раствор извести и суспензию из проб тонкодисперсных порошков песков. В полученную суспензию последовательно добавляли известковый раствор и проводили измерение ЭДС (потенциал) системы при постоянном перемешивании. Далее рассчитывали концентрацию ионов кальция Сф по предварительно установленной калибровочной зависимости. Для определения активности строили зависимость между значениями задаваемой концентрации ионов кальция в растворе извести при добавлении ее определенного объема в суспензию исследуемых песков и значениями концентрации, полученными потенциометрическими измерениями. Результаты и обсуждение. Полученные тонкодисперсные порошки кварцсодержащих полиминеральных песков имели следующие значения удельной поверхности: кварцевый песок - 1020±31 м2/кг, Краснофлотский Запад» - 465±14 и «Холмогорское» -450±14 м2/кг. Приведенные данные позволяют проводить сравнительный анализ экспериментальных потенциометрических измерений. Вместе с тем зависимость измеряемого потенциала от концентрации ионов кальция в растворе для суспензии кварцевого песка может быть использована в качестве некоторого эталона в связи с значительно более высокой удельной поверхностью порошка, а следовательно, более ярко выраженной зависимостью Е = f(VROf). Полученная зависимость измеряемого потенциала электродной системы от объема добавляемого раствора Ca(OH)2 в суспензию кварцевого песка (в качестве эталонного образца) и дистиллированную воду (в качестве холостого опыта) показали, что характер изменения функциональной взаимосвязи анализируемых двух образцов (КП и H2O) различен, что свидетельствует о достаточной чувствительности используемого ион-селективного электрода к уровню задаваемых концентраций извести в растворе.

Бесплатно

Потенциометрический метод оценки пуццолановой активности высокодисперсных материалов

Соколова Ю.В., Айзенштадт А.М., Фролова М.А., Шинкарук А.А., Махова Т.А.

Статья научная

Введение. Важным показателем высокодисперсных материалов, в частности, глинистых грунтов, определяющим эффективность их применения и характеризующим способность активных компонентов в их составе взаимодействовать с гидроксидом кальция, является пуццолановая активность, для оценки которой применяют различные методы. Эффективными являются потенциометрические методы, основанные на измерении электродного потенциала, функционально связанного с изменением концентрации (активности) ионов кальция в анализируемых растворах как основным информационным параметром пуццолановой реакции. Целью исследования являлась апробация потенциометрического метода для оценки пуццолановой активности высокодисперсных материалов, а также применение данного подхода для определения рационального количества активной минеральной известьсодержащей добавки как компонента вяжущего для получения грунтобетона. Материалы и методы исследования. В качестве объектов были выбраны модели глинистого грунта с разным числом пластичности и супесь Архангельской области. Методика потенциометрического анализа заключалась в последовательном добавлении в суспензию (0,5 г грунта на 80 мл дистиллированной воды) 0,015 моль/л раствора гидроксида кальция в количестве от 0,2 до 0,8 мл и измерении потенциала системы при постоянном перемешивании с фиксированной скоростью. Результаты и обсуждение. Все исследуемые объекты характеризуются пуццолановой активностью, которая увеличивается в ряду: супесь песчанистая суглинок легкий пылеватый глина легкая пылеватая = супесь пылеватая - и имеет порядок абсолютных значений, совпадающих с литературными данными. Рациональное количество активной минеральной известьсодержащей добавки составило для моделей глинистого грунта 1-2% в зависимости от числа пластичности, а для супеси Архангельского региона - более 2% (от массы грунта в пересчете на массу сухого вещества). Заключение. Показана применимость потенциометрического метода анализа с использованием кальцийселективного электрода для оценки пуццолановой активности высокодисперсных материалов на примере моделей глинистых грунтов с разным числом пластичности и супеси Архангельского региона.

Бесплатно