Химическая технология. Рубрика в журнале - Вестник Витебского государственного технологического университета
Способ переработки отходов производства стеклопластиков
Статья научная
В настоящее время отмечается рост объема мирового рынка полимерных композиционных материалов, из которых наиболее широко распространенным является стеклопластик. Серьезной проблемой объемного производства и применения полимерных композиционных материалов является непременное образование отходов, оказывающих негативное влияние на окружающую среду. Для решения поставленной проблемы предлагается осуществлять переработку отходов стеклопластика механическим методом, путем их селективного измельчения в ударно-центробежной мельнице с последующей механической классификацией продуктов измельчения. Цель работы заключается в изучении фракционного состава продуктов переработки отходов стеклопластика в зависимости от режимов работы измельчителя. Для этого разработана экспериментальная установка исследования процесса механической переработки отходов стеклопластика. Механической переработке подвергались отходы производства стеклопластиковых изделий Депол С-180 ПТ образующиеся на предприятии ООО «Полоцк-Стекловолокно». В процессе исследований изменялась частота вращения ротора ударно-центробежной мельницы в диапазоне 1200–3000 об/мин. Полученные продукты переработки стеклопластика подвергали рассеву на фракции с последующим определением длины волокон в волокнистой фракции. Поверхность волокон и продуктов механической классификации исследовали при помощи микроскопа с 50–500 кратным увеличением. Установлено, что метод механической переработки с использованием ударно-центробежной мельницы позволяет выделить из стеклопластиковых отходов волокнистую фракцию, при этом ее количество в продуктах селективного измельчения напрямую зависит от частоты вращения ротора. Экспериментально определено, что переработку стеклопластиковых отходов целесообразно проводить при частоте вращения ротора в ударно-центробежной мельнице 2400 об/мин, что обеспечивает максимальный выход волокнистой фракции с наибольшим содержанием волокон длиной 12–18 мм. Выявлено, что механическая классификация не позволяет полностью разделить продукты переработки стеклопластиковых отходов на волокна и частицы полимерной матрицы. При механической классификации на ситах с размером ячейки 0,045–0,5 мм наблюдается образование «комков», препятствующих прохождению волокон и частиц через поверхность сита.
Бесплатно
Схема комбинированной очистки сточных вод текстильных производств с использованием AOPS-технологий
Статья научная
Объект исследований - экологическая безопасность текстильных производств. Цель работы - обоснование схем комбинированной очистки многокомпонентных сточных вод (СВ) текстильных производств, отводимых в коммунальные канализационные сети, с учётом нормативных требований предельно допустимых концентраций (ПДК) загрязнителей в водных растворах и минимизации финансовых затрат на создание локальных очистных сооружений (ЛОС). Разработана методика и пилотная установка для проведения экспериментальных исследований обработки общезаводских и отделочного цеха сточных вод с использованием коагулирования FeCl3, озонирования (производительность по озону 10 г/час), ферратного воздействия на основе использования электрохимического реактора; при интенсификации процессов ультрафиолетовым облучением (длина волны 254 нм) и ультразвуковым воздействия (частота 30 кГц). Анализ полученных результатов показал, что во всех обработанных пробах СВ, кроме отходов агрегата «Оптима», удаётся эффективно снизить рН до ПДК внесением кислотосодержащего коагулянта FeCl3. При этом необходимого качества окисления органических загрязнителей сточных вод текстильного производства удалось достигнуть только с использованием электролизной установки (снижение значения химического потребления кислорода (ХПК) почти в 7 раз), которая обеспечивает синтез ферратных соединений. Полученные результаты позволили впервые обосновать схему комбинированной очистки СВ текстильных производств с использованием AOPs-технологий и минимизацией использования классических химических реагентов при уменьшении общих затрат на локальные очистные сооружения. Акцентировано, что перспективным является создание системы сбора информации об водоотведении, использование которой позволит в адаптивном режиме формировать техническое задание на создание (модернизацию, реконструкцию) ЛОС с дальнейшей её интеграцией в блок управления.
Бесплатно
Твердые растворы Bi0.65Ba0.35-zSrzFe0.65Ti0.35O3 с 0 ≤ z ≤ 0.35: cостав, структура, свойства
Статья научная
Методами дифракционного рентгеновского анализа, комбинационного рассеяния света и инфракрасной спектроскопии изучена кристаллическая структура твердых растворов Bi0.65Ba0.35-zSrzFe0.65Ti0.35O3 в диапазоне концентраций 0 ≤ z ≤ 0.35. Морфология и химический состав твердых растворов исследованы методами сканирующей электронной микроскопии и энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии. Показано, что все исследуемые составы имеют высокую химическую однородность, увеличение концентрации ионов стронция приводит к уменьшению среднего размера кристаллитов, при этом морфология кристаллитов практически не изменяется. Определена последовательность изменения кристаллической структуры в области морфотропной фазовой границы «ромбоэдр - куб». Исходный состав Bi0.65Ba0.35Fe0.65Ti0.35O3 характеризуется двухфазной структурой, при которой сосуществуют полярная ромбоэдрическая и кубическая фазы. При этом кубическая фаза, является доминирующей, увеличение концентрации ионов Sr приводит к структурному переходу в однофазное кубическое состояние. Установлено формирование в исследуемых материалах неоднородного структурного состояния, при котором в основной матрице с параэлектрической кубической структурой присутствуют полярноактивные кластеры с ромбоэдрическим типом искажений элементарной ячейки, имеющими нанометромый размер. Наличие наноразмерных полярных кластеров подтверждается результатами исследования диэлектрических свойств. Полученные данные позволили установить закономерности изменения структурных параметров при фазовом переходе из ромбоэдрической в кубическую структуру, определить область двухфазного структурного состояния, а также особенности изменения диэлектрических свойств в области морфотропной фазовой границы «ром - боэдр - куб».
Бесплатно
Статья научная
Улучшение адгезионных свойств полиакрилонитриловых (ПАН) волокон является важной темой исследований и разработок в области материалов и технологий. Адгезионные свойства ПАН-волокон, то есть их адгезионная способность к другим материалам или матрицам, играют ключевую роль в производстве композиционных волокнистых материалов различного назначения. Проблематика данного исследования заключается в том, что ПАН волокна химически инертны и с трудом образуют адгезивные связи с другими материалами. Это затрудняет склеивание, сшивание или соединение с другими материалами. Также проблема ПАН волокон заключается в содержании ограниченных количеств активных функциональных групп, которые могут участвовать в химических реакциях с другими материалами, тем самым также снижая адгезию с другими материалами. В связи с этим целью работы является повышение адгезионных свойств ПАН волокон за счет применения высокочастотной емкостной плазмы пониженного давления, которая способствует созданию дополнительных активных групп на поверхности волокна. Для оценки адгезионной прочности между ПАН волокнами и материалом матрицы использовалась универсальная испытательная машина серии Autograph AGS-X (Shimadzu), определение капиллярных свойств ПАН волокон проводилось по высоте капиллярного подъема воды. Результаты экспериментальных исследований показали, что модификация ПАН волокон с использованием плазмы ВЧЕ разряда пониженного давления способствует улучшению адгезионных свойств и капиллярности. Выявлен наилучший режим ВЧЕ плазменной обработки, который приводит к повышению адгезионной прочности на 53 % и капиллярности на 52 % относительно контрольного образца. Данное исследование подтверждает потенциал ВЧЕ плазменной обработки для повышения адгезионных свойств как ПАН волокон, так и других синтетических волокон.
Бесплатно
Статья научная
В настоящее время отмечается возрождение интереса к исследованиям и разработкам в области производства и применения натуральных красителей для окрашивания текстильных материалов вследствие растущей популярности экологичного образа жизни, основанного на использовании экологически чистых товаров. В статье представлены результаты исследований экологичной энергоэффективной технологии крашения шерстяной пряжи натуральными красителями, позволяющей снизить нагрузку на сточные воды, повысить интенсивности окраски с сохранением колористической гаммы на текстильном материале за счет использования биопротрав. Предлагается сокращенная экологичная схема крашения, отличительными особенностями которой являются замена многочасового процесса подготовки природного сырья к крашению на ультразвуковую обработку в течение 40 минут при мощности генератора 70 Вт, что позволяет интенсифицировать экстракцию красящих веществ, снизить расход природного сырья для получения насыщенных окрасок при последующем крашении. Процессы экстрагирования, крашения и протравления совмещены. Красящие вещества извлекались из дробленого корня лапчатки прямостоячей, растение не токсично, широко используется в медицинских целях. В качестве биопротрав использованы сок Aloe Vera, сок квашеной капусты, винная кислота. Установлено, что окрашивание шерстяной пряжи водным раствором корней лапчатки целесообразно проводить при температуре рабочей ванны 80 °C, что обеспечит максимальную диффузию молекул красителя в волокно. Совмещение процессов извлечения красящих веществ из природного сырья и крашения, а также снижение температуры рабочей ванны со 100 до 80 °C позволяет значительно снизить энергоемкость технологии колорирования шерстяной пряжи.
Бесплатно
