Фундаментальная и прикладная химия, химическая технология. Рубрика в журнале - Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий
Статья научная
Food waste/spoilage caused by microbial cell has recently emerged as a major food insecurity and environmental concern. Additionally, food spoilage contributes to the economic crisis and healthy problems. As a result, an active packaging system is still required to keep the food safe and to protect its quality from foreign contaminants. The purpose of this review was to summarize the current solutions and difficulties of antimicrobial compounds in composite food packaging applications. Specifically, the extrusion and antimicrobial coating methods for incorporating antimicrobial compounds into packaging systems and their optimum processing parameters for common polymer composites were revealed. The common inorganic and organic antimicrobial substances/compounds with their quantities adding to the packaging system and their antimicrobial activity (reduction, partially deactivation and completely deactivation) were presented. The difficulties in creating a package with antimicrobial properties concerning issues of migration of antimicrobial additives from the package to the food product, accumulation of antimicrobial additives in the food product, as well as their processing temperature were elaborated. Therefore, this review work contributes to open up the entire scientific knowledge on antimicrobial compounds used in polymer composite materials for food packaging application and helps to develop important results for large scale operations
Бесплатно
Анализ качества изготовления манжет резиновых армированных с применением метода QFD
Статья научная
Сфера использования манжет резиновых армированных многообразна: от трубопроводной арматуры до бытовой сантехники. В связи с этим актуальной представляется разработка высококачественных манжет резиновых армированных на основе различных наполнителей в целях предотвращения вытекания рабочей жидкости и повышения надежности манжет при широком спектре нагрузок. Для повышения качества манжет резиновых армированных и удовлетворения требований потребителей предлагается принципиально новый способ усиления резиновой смеси, который позволит повысить качественные характеристики манжет резиновых армированных, следовательно, увеличит их стойкость к действию растворителей - добавлении в полимер наполнителя на основе наноуглерода. Целью настоящего исследования является планирование качества манжет резиновых армированных с применением фуллеренсодержащего наполнителя с использованием инструментов контроля и управления качеством в рамках методологии структурирования функции качества (СФК). Актуальность метода СФК заключается в определении наиболее важных проблем и связанных с ними приоритетов, особенно при выборе позиций, что должно быть решено и усовершенствовано при создании новой продукции. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи: проведен анализ рынка резинотехнических изделий; проведен потребительский бенчмаркинг и ранжирование требований потребителей; на основании анализа требований потребителей к манжетам резиновым армированным выявлены наиболее важные из требований и с помощью метода СФК установлены приоритетные технические характеристики для дальнейшего улучшения; спроектирован новый вид продукции с использованием метода СФК. Метод СФК позволил разместить большой объем информации в сжатом виде и определить направления улучшения конкретных технических характеристик, основанных на требованиях потребителей.
Бесплатно
Анализ пылеочистного оборудования, используемого при производстве растворимых порошков
Статья научная
Проанализирована система очистки воздуха цеха сушки, специализирующегося на производстве пищевых порошков, выявлены места пылевыделения в цехе сушки, при производстве растворимых пищевых порошков, определены параметры отработанного теплоносителя сушилки, проанализированы свойства полученного продукта, а также определена эффективность работы используемых средств очистки воздуха. Проанализирована используемая на предприятии двухступенчатая система очистки. В качестве первой ступени очистки установлен конический циклон, в качестве второй ступени очистки предложен исследуемый пылеуловитель с внутренней циркуляцией жидкости. Выявлено, что при сушке этого порошка в выбросах содержится большая доля мелкодисперсной фракции пыли. Был проведен ряд исследований с этой пищевой пылью. Установлено, что эффективность улавливания в циклоне составляла от 68% (пыль чая) до 92% (пыль концентрата квасного сусла). Анализируя полученные данные отмечено, что эффективность очистки отработанного теплоносителя в большой степени зависит от дисперсного состава пищевой пыли, и для частиц размером менее 10 мкм является недостаточной. Предложено использование для очистки теплоносителя мокрого пылеуловителя с внутренней циркуляцией жидкости. Определены закономерности изменения концентрации сухих веществ в очищающей жидкости, ее вязкости и поверхностного натяжения с увеличением времени работы пылеуловителя с момента пуска. Установлено, что увеличение концентрации сухих веществ в очищающей жидкости с увеличением времени работы аппарата с момента пуска приводит к изменению поверхностного натяжения и вязкости этой жидкости. Показано, что эффективная пылеочистка в аппарате снижается по мере возрастания вязкости рабочей жидкости. Установленные теоретически и экспериментально закономерности могут быть использованы при расчете оптимального удельного расхода жидкости, обеспечивающего эффективную очистку выбросов и возвращение уловленного продукта в технологический цикл.
Бесплатно
Статья научная
В последние десятилетия все более остро встает проблема химико-экологического мониторинга и производственного контроля содержания токсичных элементов в продовольственном сырье и пищевых продуктах. При этом существует необходимость в разработке экспресс-методов, информативных, интегральных, отражающих не только безопасность, но и экологическую чистоту продовольственного сырья. Предложен метод определения содержания токсичных элементов по активности собственной липазы in situ (АСЛ-метод) в семенах масличных культур, на примере подсолнечника. С этой целью была адаптирована система математической оценки аналитических критериев лабораторного теста, используемая в клинико-лабораторной диагностике. Объектом исследования послужили семена подсолнечника, в которых устанавливали содержание токсичных элементов: Cd, Pb, As, Hg, атомно-абсорбционным методом на приборе КВАНТ-Z.ЭТА. Далее пробы делили на чистые, в том числе высококачественные и экологически чистые, и загрязненные - естественно содержащие токсичные элементы и искусственно контаминированные. Определение активности липазы семян проводили общепринятым титриметрическим методом. Снижение активности фермента связывали с содержанием токсичных элементов. Исходя из полученных результатов рассчитывали аналитическую значимость (чувствительность, специфичность, информативность и предсказательную ценность положительных и отрицательных результатов) определения уровня содержания токсичных элементов в семенах подсолнечника по АСЛ-методу. Установленные значения аналитической специфичности метода и предсказательной ценности положительного результата на уровне 77,3% и 71,4% соответственно, не позволяют использовать предлагаемый метод для количественного анализа, однако, аналитическая чувствительность на уровне 86,2% и предсказательная ценность отрицательного результата на уровне 89,5%, позволяют рекомендовать АСЛ-метод для скрининговых программ химико-экологического мониторинга и технологического контроля контаминации семян подсолнечника токсичными элементами.
Бесплатно
Статья научная
В настоящее время спрос на древесину непрерывно возрастает. Древесина и изделия на её основе считаются наиболее востребованными в строительной индустрии, мебельной промышленности, в качестве отделочных материалов и др. Однако наряду с положительными особенностями данного материала есть и отрицательные факторы, к которым относятся малая стойкость к биологическому разрушению, к действию высоких температур, огнестойкость. Древесина и материалы на её основе являются самыми горючими, а их пожарная безопасность характеризуется скоростью распространения огня по деревянной конструкции. Он способен уничтожить ее в считанные минуты. Поэтому деревянные элементы дома обязательно нужно защитить от огня. В связи с этим необходима огнезащита дерева. Она заключается в обработке древесины огнезащитными составами. Основные противопожарные методы - это пропитка древесины антипиреновыми составами, окраска противопожарной краской, а также конструктивные способы - изоляция древесины негорючими составами, способными сопротивляться огню. В работе бромированием 4-винилциклогексена, образующегося в качестве побочного продукта на предприятиях нефтехимической промышленности, в хлороформе синтезировано соединение с содержанием брома 62-64 % и показана возможность использования данного продукта для получения антипирирующего состава. Установлено, что применение для защитной обработки древесины синтезированного бромсодержащего антипирена показало, что данный продукт может быть использован для защитной обработки натуральной древесины с целью придания ей огнезащитных свойств. Использование в качестве антипирирующих составов бромсодержащих продуктов на основе 4-винилциклогексена позволяет получить образы древесины первой группы огнезащитной эффективности.
Бесплатно
Бутадиен--метилстирольный термоэластопласт, синтез и свойства
Статья научная
В ряду диен-винилароматических блок-сополимеров особое место занимает бутадиен-α-метилстирольный блок – сополимер – термоэластопласт (ТЭП ДМСТ-Р), содержащий в качестве пластичного – поли-α-метилстирольный блок и эластичного – полибутадиеновый блок. ТЭП ДМСТ-Р отличается повышенной теплостойкостью, эластичностью, сопротивлением износу по сравнению с бутадиен- стирольными термоэластопластами (ТЭП ДСТ). Проведён синтез блок-сополимеров бутадиена и α-метилстирола, который имеет ряд особенностей по сравнению с синтезом на основе бутадиена и стирола, что связано с поведением α-метилстирола в анионной полимеризации высокая скорость полимеризации в полярных средах и низкая скорость реакции в углеводородных растворителях. Технологические сложности при выпуске ДМСТ-Р обусловлены неполной конверсией α-метилстирола и необходимостью поддерживать высокую концентрацию от 60 до 80% α-метилстирола в шихте при синтезе 1-го блока под влиянием анионного катализатора н-бутиллития (н-BuLi). Установлено, что большое значение имеет низкая предельная температура полимеризации α- метилстирола (+61 °С) и связанная с этим обратимость реакции и высокая концентрация остаточного мономера. Выявлено, что высокой скорости полимеризации α-метилстирола можно достичь проведением реакции в углеводородном растворителе с добавками полярных соединений, таких как тетрагидрофуран (ТГФ) и метилтретбутиловый эфира (МТБЭ). Изучены условия синтеза ДМСТ-Р. Представлена кинетика полимеризации для первого блока ДМСТ-Р. Проведён анализ физико-механических показателей образцов ДМСТ-Р. Оптимальное содержание связанного α-метилстирола обеспечивает блок-сополимеру хороший комплекс свойств в сравнительно широком температурном интервале. При увеличении содержания связанного α-метилстирола повышается прочность при разрыве при нормальной и повышенной температуре, твёрдость и жёсткость полимера; снижается относительное удлинение и эластичность.
Бесплатно
Взаимодействие фуллеренов с полимерами
Статья научная
Изучено влияние смеси фуллеренов ряда С50-С92 на физико-химические показатели полимеров. Исследована возможность применения смеси фуллеренов в качестве модификаторов свойств полимерных композитов.
Бесплатно
Статья научная
Статья посвящена разработке цветометрического экспресс-способа определения суммы дубильных веществ в водных извлечениях растительного сырья. В основе сорбционно-цветометрического тест-определения находится сорбция ДВ пенополиуретаном, импрегнированным FeCl3, получение на его поверхности окрашенного в черно-зелёный цвет продуктов реакции и определение их в матрице сорбента. Селективность определения ДВ достигается специфическим взаимодействием полифенолов с ионами железа (III). Выявлены условия сорбционно-цветометрического способа: концентрация хлорида железа (III), импрегнированного в пенополиуретан; масса сорбента в аналитическом патроне; степень загрузки его реагентом; время контакта фаз. Разработаны цветовые шкалы для визуального определения суммы дубильных веществ в пересчёте на галловую кислоту. Проведена оцифровка изображений полученных шкал с применением компьютерной программы «Sorbfil TLC», исключающая субъективную оценку интенсивности окраски тест-шкалы. Получены результаты определения суммы дубильных веществ в водных извлечениях растительного сырья экспресс-способом с применением таблеток и аналитических патронов. Результаты тест-определения дубильных веществ с визуальной и денситометрической регистрацией аналитического сигнала приведены в сравнении с известными методами. Проведена метрологическая оценка результатов определения суммы ДВ сорбционно-цветометрическими экспресс-способами. Время визуального и денситометрического экспресс-определения ДВ с учётом пробоподготовки составляет 25–30 минут, относительная погрешность не превышает 28 %. Разработанные тест-способы количественной оценки содержания ДВ позволяют исключить применение сложного аналитического оборудования, проводить анализ во внелабораторных условиях, не требуют высокой квалификации персонала.
Бесплатно
Влияние внешних воздействий на биодеструкцию высоконаполненных полисахаридами термопластов
Статья научная
Проведена оценка поведения высоконаполненных полисахаридами термопластов при воздействии отрицательных температур, влаги и почвенной среды. Оценка проводилась по визуальным признакам и показателям прочности. Установлено, что определяющим фактором, влияющим на потерю эксплуатационных свойств композиционного материала, является влажность. Выявлено, что в условиях ограниченного доступа воздуха исследуемый материал подвержен биодеструкции.
Бесплатно
Статья научная
Изучена возможность использования диспергаторов различной природы для производства резиновых технических изделий с расширенными температурными режимами эксплуатации. Исследовано влияние диспергаторов Dispergator FL и INT 159 на свойства резиновых смесей для получения изделий с высокой устойчивостью к тепловому старению или морозостойкостью. Исследование влияния модификаторов проводили для резиновых смесей на основе бутадиеннитрильных каучуков синтетических (БНКС)-18 и БНКС-28. Установлено, что при добавлении диспергатора Dispergator FL увеличиваетcя показатель относительной деформации сжатия (ОДС) и соответственно термостабильность резин. Введение в состав эластомерной композиции диспергатора INT 159 практически не влияет на морозостойкость, а Dispergator FL ухудшает её (коэффициент морозостойкости снижается на 15,4–17,8%). Вероятно, это связано с тем, что при пониженных температурах в присутствии Dispergator FL происходит большее замедление релаксационных процессов и снижение энергии теплового движения звеньев макромолекул каучуков. Она становится недостаточной для преодоления межмолекулярного взаимодействия в модифицированной системе и совершения конформационных переходов макромолекул под действием внешней нагрузки. Механическая энергия в большей мере затрачивается не на изменение формы макромолекул, а на их механодеструкцию. Однако это повышает термостабильность, т. к. она тем выше, чем ниже молекулярная подвижность. Компоненты диспергатора INT 159, располагаясь по границам надмолекулярных образований эластомеров, повышают подвижность звеньев макромолекул каучуков и ослабляют химические связи в них, снижают термостойкость, но при этом диспергатор INT 159 практически не снижает морозостойкость, поэтому его целесообразно применять при получении морозостойких эластомерных композиций. При получении термостабильных эластомерных композиций необходимо использовать Dispergator FL, а морозостойких – диспергатор INT 159.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрено влияние дозировки и природы коагулирующих агентов на молекулярную массу выделяемого бутадиен-стирольного каучука. Установлено, что увеличение расхода коагулянта сопровождается повышением молекулярной массы, что отражается на показателях получаемых вулканизатов.
Бесплатно
Статья научная
В работе рассмотрено влияние расхода сополимеров на основе N,N-диметил-N,N-диаллиламмоний хлорида на молекулярную массу выделяемых каучуковых фракций и показано, что она мало зависит от расхода коагулирующих агентов.
Бесплатно
Влияние дозировки четвертичных солей аммония на молекулярную массу каучуков в выделяемых фракциях
Статья научная
В работе рассмотрено влияние расхода четвертичных солей аммония на молекулярную массу выделяемых каучуковых фракций ипоказано, что она не зависит от расхода коагулирующих агентов.
Бесплатно
Статья научная
В работе рассмотрено влияние концентрации дисперсной фазы и серума на процесс выделения каучука из латекса. Рассмотрено влияние расхода коагулирующего агента, температуры и концентрации дисперсной фазы на процесс выделения каучука из латекса.
Бесплатно
Влияние магнитных полей на свойства герметизирующих материалов аэродромных покрытий
Статья научная
В настоящее время большое внимание уделяется совершенствованию технологии производства аэродромных покрытий. Это связано с тем, что аэродромные покрытия подвергаются комплексному воздействию разноплановых факторов, таких как перепады температур, ударные нагрузки и др. В последние годы в технологии производства аэродромных покрытий активно используются новые материалы, которые выпускаются в промышленных масштабах. Применение их в качестве аэродромных покрытий позволяет увеличить срок их службы и повысить безопасность эксплуатации воздушного транспорта. В представленной работе рассмотрены основные проблемы, возникающие при эксплуатации цементобетонных аэродромных покрытий. Для обеспечения качественных долговременных эксплуатационных характеристик покрытия необходимо уделять большое внимание качеству герметизирующего материала швов аэродромных покрытий. Появившиеся в последние годы работы по применению физических полей в технологии производства полимерных материалов показали, что использование позволяет повысить ряд показателей получаемых композитов. В целях повышения качества герметиков возможно применение магнитных полей различной интенсивности. Проведенный комплекс экспериментальных исследований по обработке герметизирующих материалов в постоянном магнитном поле с различной интенсивности показал, что данная разработка позволяет повысить ряд эксплуатационных характеристик герметика. Описан анализ аэродромного герметика на морозостойкость. По результатам экспериментов оптимизированы условия проведения магнитной обработки герметика. Применение магнитной обработки с напряжённостью от 6·104 до 30·104 А/м в течении 15 мин способствует увеличению морозостойкости герметиков. Полученные результаты подтвердили теорию ориентации полимеров под действием магнитной обработки.
Бесплатно
Статья научная
Исследовано влияние модифицирования эластомерных композиций на основе бутадиен-нитрильных каучуков в среде низкомолекулярных полиэтиленоксидов (ПЭО) на стойкость композиций к жидким агрессивным средам. В качестве агрессивных жидкостей использовали стандартные углеводородные масла - масло ASTM №1 и ASTM №3, имеющие постоянный химический состав и свойства. Стойкость эластомерных композиций к действию стандартных масел оценивали по изменению массы, объема и относительной остаточной деформации сжатия (ООДС) после выдержки образцов в данных средах при повышенной температуре. Установлено влияние агрессивности среды на степень набухания и показатель ООДС композиций, модифицированных в среде ПЭО. Показано, что при старении в стандартном масле ASTM №1 значения массы/объема образцов модифицированных резин снижаются в меньшей степени по сравнению с немодифицированными образцами, что, вероятно, связано с влиянием низкомолекулярных ПЭО на процесс формирования структуры вулканизатов. В тоже время воздействие масла ASTM №3 на эластомерные композиции приводит к повышению степени набухания модифицированных резин в большей степени, чем немодифицированных, что может быть обусловлено разрушением под действием агрессивной среды дополнительных межмолекулярных связей между макромолекулами ПЭО и каучука, приводящим к увеличению гибкости сегментов эластомерной матрицы Выявлено, что модифицирование в низкомолекулярных ПЭО способствует получению резин с низким уровнем накопления ООДС в условиях воздействия стандартных масел при повышенных температурах
Бесплатно
Статья научная
Исследовано влияния степени диспергирования технического углерода на реологические и внешневидовые характеристики резиновых смесей на основе этиленпропиленового каучука СКЭПТ-50. Образцы неформовых резиновых смесей получены с применением резиносмесителя Farrel BR1600, испытания проводили на анализаторе перерабатываемости резин RPA2000, экструдер холодного питания Rubicon EEK 32.12 L-4,0/90 с реометрической головкой, формующим отверстием типа Garvey. Оценка качества поверхности получаемых экструдатов модельных резиновых смесей осуществлялась по показателям вздутия и пористости, резкости и постоянства края под углом 30°, мягкости поверхности, остроте и устойчивости углов. Установлено влияние продолжительности смешения на степень диспергирования технического углерода, упруго-вязкостные и экструзионные характеристики резиновых смесей. Показано, что с увеличением степени диспергирования технического углерода наблюдается снижение эффективной вязкости η эф и вязкости по Муни исследуемых образцов. Для оценки реологических и технологических свойств резиновых смесей применялся показатель тангенс угла механических потерь tgδ. Показана взаимосвязь изменения значений tgδ и свойств резиновых смесей в ходе приготовления композиций каучука с техническим углеродом. На зависимостях tgδ от продолжительности смешения каучука с наполнителем выделены три основные зоны изменения реологических и технологических свойств резиновых смесей, что позволяет контролировать и вносить корректировки в режим приготовления композиций в реальных условиях производства. Проведена оценка качества смешения по внешневидовым характеристикам неформовых профилей. Полученные закономерности легли в основу разработки рекомендаций по выбору оптимальных режимов смешения в производстве и при контроле качества серийных резиновых смесей.
Бесплатно
Статья научная
В работе рассмотрены вопросы применения текстильных отходов для получения волокнистого наполнителя. Рассмотрено его влияние на процесс коагуляции в присутствии различных коагулирующих агентов и свойства получаемых вулканизатов.
Бесплатно
Статья научная
В работе рассмотрены вопросы применения волокнистой добавки на основе полиакрилонитрила в технологии выделения каучука СКС-30 АРК из латекса. Применение данной добавки позволяет на 15-25 % снизить расход коагулирующего агента на основе хлоридов натрия, магния, алюминия.
Бесплатно
Влияние промоторов адгезии на упруго-прочностные свойства и структуру эластомерных композиций
Статья научная
Исследовано влияние новых промоторов адгезии на упруго-прочностные свойства ненаполненных эластомерных композиций на основе синтетического изопренового каучука СКИ-3, а также на структуру их вулканизатов. Синтезированные промоторы адгезии представляют собой модифицированные кобальтом, никелем, а также комбинацией кобальта и никеля кремнекислотные наполнители и содержат на поверхности пониженное количество (по сравнению с промышленным стеаратом кобальта) ионов металлов переменной валентности. Проведены испытания по определению зависимостей изменения условной прочности при растяжении, относительного удлинения при разрыве и плотности поперечного сшивания резин от дозировок исследуемых промоторов адгезии и количества ионов металлов на их поверхности. Выявлено влияние типа и дозировки синтезированных промоторов адгезии резины к латунированному металлокорду на стойкость эластомерных композиций к тепловому старению. Установлено, что вулканизаты, содержащие синтезированные промоторы адгезии, имеют большую стойкость к воздействию повышенных температур по сравнению с резинами, содержащими промышленный стеарат кобальта. Увеличение дозировок, модифицированных кремнекислотных наполнителей в эластомерных композициях и количества металлов на их поверхности приводит к снижению стойкости вулканизатов к тепловому старению. При этом ионы никеля оказывают меньшее окислительное воздействие на резины по сравнению с ионами кобальта, что может быть связано с их меньшей активностью. Определено, что введение промоторов адгезии приводит к образованию дополнительных поперечных связей. Выявлено, что использование в эластомерных композициях минеральных промоторов в меньшей степени оказывает влияние на плотность поперечного сшивания резин после теплового старения по сравнению со стеаратом кобальта. При введении в эластомерные композиции модифицированных никелем кремнекислотных наполнителей наблюдается увеличение плотности сшивания резин при воздействии повышенных температур.
Бесплатно
