Фундаментальная и прикладная химия, химическая технология. Рубрика в журнале - Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий
Оптимизация состава рецептуры красок на основе сополимера из отходов производства стирола
Статья научная
Представлены исследования зависимости свойств разработанных рецептур красок на основе сополимера, полученного из отходов производства стирола, от состава и соотношения компонентов краски.
Бесплатно
Особенности выделения антоцианов спиртами алифатического ряда
Статья научная
Антоцианы - красные пигменты, придающие окраску широкому спектру плодов, ягод и цветов. В пищевой промышленности они широко известны в качестве красителей - пищевая добавка Е163. Для извлечения из природного растительного сырья традиционно применяется этанол или подкисленная вода, что в ряде технологий недопустимо. В целях расширения возможности применения антоцианов в качестве красителей и антиоксидантов были изучены возможности экстрагирования пигментов спиртами с различным строением углеродного скелета, а также положением и количеством гидроксильных групп. Для выделения антоцианов сырье экстрагировали последовательно дважды при t=60 °C в течение 1,5 часов. Оценку экстрактов проводили с помощью классического спектрофотометрического метода и современного экспрессного цветометрического. Окраска экстрактов черной смородины зависит от длины углеродного скелета и положения гидроксильной группы, При этом спирты нормального строения обладают более высоким по сравнению со спиртами изомерного строения значением оптической плотности и показателем красной компоненты цвета. Это обусловлено различной способностью образовывать водородные связи при выделении антоцианов, а также иными межмолекулярными взаимодействиями. В ходе хранения экстрактов черной смородины происходят значительные структурные изменения извлекаемых пигментов, что приводит к значительному изменению окраски. При этом изменение тем сильнее, чем выше длина углеродного скелета и разветвленней молекула экстрагента. Экстракция полиолами (этиленгликоль, глицерин) менее эффективна, чем соответствующими одноатомными спиртами. Однако хранимоспособность этих экстрактов значительно выше, что объясняется их меньшей восстанавливающей способностью при взаимодействии с полифенольными соединениями.
Бесплатно
Статья научная
В работе обсуждаются особенности детектирования микроколичеств токсикантов (аммиака, бутанола-2, толуол) в природных водах с различным содержанием солей методом пьезокварцевого микровзвешивания на газоанализаторе «МАГ-8» с инжекционным вводом пробы. Предварительно пробы морской воды были ранжированы на группы по значениям электропроводности, общей жесткости и минерализации воды. Пьезокварцевое микровзвешивание равновесной газовой фазы над пробами морской воды проводили в восьмисенсорной ячейке (модификаторы электродов - многослойные углеродные нанотрубки, прополис (пчелиный клей), ПЭГ-2000, полиэтиленгликоль себацинат, динонилфталат, триоктилфосфат, метиловый красный на подложке из полистерола, Тритон Х 100) в статистических условиях. Модификаторы электродов подбирали по критериям минимальной чувствительности к парам воды и различной (перекрестной) чувствительности к парам антропогенных загрязнителей. Первичной аналитической информацией массива сенсоров является интегральная характеристика смеси газов над пробой воды - «визуальный отпечаток» сенсоров. Показана зависимость площади «визуального отпечатка» откликов массива сенсоров от солености и электропроводности проб морской воды. Методом добавок установлен характер влияния микроколичеств аммиака, бутанола-2, толуола на суммарный показатель массива сенсоров. Оценена возможность идентификации токсикантов в модельных растворах по выбранным идентификационным параметрам А ij. Показана возможность классификации проб морской воды с добавлением токсикантов по параметрам эффективности сорбции и оптимизация массива пьезосенсоров для анализа природных вод с обработкой выходных данных сенсоров методом главных компонент. Наиболее значимыми для дифференциации проб воды по виду загрязнителя являются отклики сенсоров с пленками полиэтиленгликоль себацинат, динонилфталат, триоктилфосфат, а также, в меньшей степени, электропроводность природной воды.
Бесплатно
Особенности процесса регенерации фильтровальных перегородок
Статья научная
Существенное влияние на эффективность и надежность фильтров оказывает работа системы регенерации. В процессе эксплуатации фильтра его гидравлическое сопротивление непрерывно возрастает, а газопроницаемость фильтровального материала уменьшается по мере осаждения улавливаемой дисперсной фазы на фильтровальном элементе, и для поддержания пропускной способности фильтра в заданных пределах фильтровальный элемент необходимо периодически менять или регенерировать. Таким образом, регенерация - это процесс удаления части пылевого слоя с целью полного или частичного восстановления первоначальных свойств фильтровальной перегородки. На основе теоретического обобщения физико-химических эффектов в пылевых слоях, анализа и синтеза энергетических воздействий разработаны методы интенсификации процесса регенерации пылеулавливающих фильтров. Изучена пневмоимпульсная регенерация рукавного фильтра, на основе чего было получено регрессионное уравнение в безразмерных переменных для определения эффективности регенерации. Показано, что давление импульса оказывает доминирующее влияние на эффективность регенерации. Полученная модель была использована для оценки и прогнозирования эффективности пневмоимпульсной системы регенерации рукавных фильтров на ряде предприятий по производству строительных материалов Воронежской области.
Бесплатно
Особенности старения полиизопрена в присутствии радикал-стабилизирующих добавок и их комбинаций
Статья научная
Рассмотрены изменения молекулярно-структурных и реологических характеристик очищенного (переосажденного) каучука СКИ-3, заправленного противостарителями аминного типа.
Бесплатно
Перспективы развития полимерных упаковочных материалов
Статья научная
Рассмотрены основные типы материалов, применяемых для изготовления упаковки в настоящее время. Проанализированы тенденции дальнейшего развития упаковочных материалов. Показаны возможности улучшения их качества в условиях современного российского рынка.
Бесплатно
Повышение физико-механических показателей эластомеров при использовании жидкофазного наполнения
Статья научная
Исследованы физико-механические свойства вулканизатов, полученных на основе эластомерных композиций, наполненных гидрофобным карбонатом кальция на стадии латекса и традиционным методом - на вальцах. Определено, что максимальная степень наполнения резиновых смесей, полученных на вальцах, составляет 200 мас. ч., при наполнении каучука на стадии латекса - 400 мас. ч. на 100 мас. ч. полимера. Отмечено, что в процессе приготовления резиновых смесей на основе каучука, наполненного на стадии латекса, наблюдается лучшая обрабатываемость и сокращается время смешения с 27 до 17 минут. Однако композиции со степенью наполнения 400 мас. ч. «залипают» на вальцах, что связано с высоким содержанием жирных кислот, которые способствуют адгезии за счет набухания полимерной фазы. При наполнении 50 мас. ч. на 100 мас. ч. каучука физико-механические свойства композиций, приготовленных жидкофазным способом, превосходят значения стандартных образцов. С увеличением степени наполнения до 100 мас. ч. на 100 мас. ч каучука возрастают показатели предела прочности при растяжении, но при этом снижаются показатели относительного удлинения. Дальнейшее увеличение степени наполнения способствует снижению физико-механических показателей вулканизатов, кроме твердости по Шору. Изучено влияние стеариновой и олеиновой кислот на переработку резиновых смесей. Установлено, что олеиновая кислота участвует в процессе вулканизации и увеличивает физико-механические свойства вулканизатов за счет образования π-π связей с каучуковой матрицей, а стеариновая - выполняет роль межфазного структурного пластификатора. Методом равновесного набухания в толуоле определена плотность химически связанных цепей полимерной сетки. Наименьшая равновесная степень набухания наблюдается у образца, приготовленного на вальцах.
Бесплатно
Повышение эффективности аппарата распылительного типа при решении проблем промышленной экологии
Статья научная
Выполненная работа направлена на повышение эффективности скруббера распылительного типа путем совмещения процессов и улучшения гидравлической обстановки в аппарате. Поставленная задача решается разработкой двухступенчатой системы очистки пиролизного газа на базе эжекторных скрубберов. Их преимущество - центральный форсуночный подвод, что позволяет скрубберу действовать по принципу эжекторного насоса. Каплеулавливающее устройство разработанного аппарата расположено в корпусе аппарата и представляет собой цепи, подвешенные на хомуте, смонтированном в нижней части горловины трубы посредством штырей и двух разъемных соединений. Работу скруббера проверяли на примере абсорбционной очистки газов от оксида серы. В качестве хемосорбента было принято решение использовать карбонат кальция, полученный в качестве побочного продукта при производстве нитроаммофоски на заводе ОАО «Минудобрения». Предварительные результаты показывают, что при стехиометрическом соотношении Ca/S на входе равном примерно 2,0 выброс SO 2 снижается на 80-90 %, что значительно больше, чем намечалось - 70 % что соответствовало остаточной концентрации менее 30 мг/м 3. Отчасти это объясняется большей степенью улавливания и отложение сорбента на цепной завесе (не более 20 мг/м 3). Предложенный аппарат для очистки газов позволяет: повысить эффективность очистки газов; повысить надежность работы; повысить степень очистки газового потока без применения дополнительного оборудования; снизить металлоемкость и сложность конструкции; удешевить процесс очистки; упростить конструкцию аппарата.
Бесплатно
Статья научная
Инициирующие системы радикальной полимеризации, имеющие в своём составе несколько функциональных групп, представляют интерес в плане создания новых методов управления ростом полимерной цепи в условиях полимеризации, так как это дает возможность влиять на молекулярно-массовые характеристики продуктов, на кинетические параметры процесса, а в некоторых случаях на состав и структуру полимеров. В работе исследован процесс полимеризации виниловых мономеров в присутствии новых инициирующих комплексов: N,N’-диоксипропилированный анилин (ДОПА) + перекись бензоила, N,N’-диоксипропилированный толуидин (ДОПТ) + перекись бензоила) и выявлен механизм взаимодействия инициирующих агентов при образовании каталитического комплекса. При проведении экспериментов была использована дилатометрическая методика. Полимеризацию проводили при различных температурах (60, 80, 100 °С для стирола и 40, 60, 80 °С для ММА). Определение молекулярной массы стирола и ММА производили на основании измерений характеристической вязкости его растворов в толуоле. Проанализированы особенности кинетики радикальной полимеризации стирола и метилметакрилата в присутствии инициирующих агентов пероксид бензоила и ДОПА, пероксид бензоила и ДОПТ. Определены кинетические параметры полимеризации виниловых мономеров в присутствии новых каталитических систем. Скорость полимеризации существенно зависит от концентрации инициирующих агентов. При высоких концентрациях амина, которые превосходят содержание пероксида, происходит быстрое расходование перекиси бензоила. Установлено что третичные оксипропилированные ароматические амины влияют на увеличение скорости инициирования радикальной полимеризации при умеренно низких температурах. Предложен механизм радикальной полимеризации виниловых мономеров в присутствии инициирующей системы пероксид бензоила ДОПТ.
Бесплатно
Получение древесно-клеевых конструкций
Статья научная
В работе рассмотрено влияние наноцеллюлозы, ультразвуковой и импульсно-магнитной обработки на процесс склеивания древесных материалов
Бесплатно
Получение и окислительное старение пленок каучуков
Статья научная
Рассмотрено окислительное старение полидиенов, особенно важное для оценки эксплуатационной долговечности защитных пленок.
Бесплатно
Применение в производстве эмульсионных каучуков отхода сахарного производства - мелассы
Статья научная
В настоящее время большое внимание уделяется разработкам, позволяющим использовать отходы и побочные продукты, образующиеся в ходе технологических процессов некоторых производств. Это позволяет либо снизить, либо полностью исключить применение ценного и дорогостоящего сырья. Использование данного сырья в процессе производства синтетического каучука позволит не только снизить затраты на коагулирующие и подкисляющие агенты, но и улучшить экологическую обстановку. Рекомендуемые в ряде случаев эффективные коагулирующие агенты на основе полимерных четвертичных солей аммония (ПЧСА) обладают высокой коагулирующей способностью, и, следовательно, невысоким расходом при выделении каучука из латекса (3-5 кг۰т -1 каучука). Дефицитность и высокая стоимость данных препаратов приводит к удорожанию получаемого каучука. Кроме того известно, что применение ПЧСА требует выдерживания достаточно точной дозировки вводимого вещества при действии на латекс, за счет высокой антисептической способности могут привести к сбросу в природные водоемы загрязненных вод. Однако использование в качестве коагулирующего агента отхода свеклосахарного производства - мелассы, позволяет решить ряд проблематичных стадий в процессе производства синтетического каучука. Во-первых, хорошо изучено эффективное коагулирующее действие различных азотистых производных, относящихся к катионактивным ПАВ. В свежеприготовленных растворах мелассы их содержится около 9 мас. %, и эта величина значительно увеличивается в процессе ферментативного брожения. Во-вторых, сильно кислая среда водных растворов мелассы после хранения может позволить применять их в дополнение или вместо серной кислоты, используемой в большом количестве (до 15 кг·т-1 каучука) в технологии выделения Проведенными испытаниями установлено, что вулканизаты, полученные на основе образцов каучука, выделенного мелассой, соответствовали предъявляемым требованиям и были аналогичны контрольному образцу, полученному из латекса с применением хлорида натрия.
Бесплатно
Применение критерия деструкции в описании термоокисленияполидиенов
Статья научная
Рассмотрена взаимосвязь молекулярно-структурных характеристик полидиенов с их макроскопическими свойствами в процессах термоокисления.
Бесплатно
Статья научная
Обсуждается возможность оценки состояния проб крови пациентов с диагностическими характеристиками «эндометриоз», «миома», «рак тела матки» по сигналам мультисенсорной системы. Установлено, что по особенностям геометрии, площади «визуального отпечатка» и параметрам эффективности сорбции возможно надежное ранжирование проб на группы в соответствии с их диагностической характеристикой.
Бесплатно
Применение пластифицирующих добавок на основе вторичного нефтехимического сырья в резиновых смесях
Статья научная
В настоящее время создание альтернативных продуктов для эластомеров на основе вторичного нефтехимического сырья является актуальной тенденцией в развитии резиновой промышленности. К числу таких продуктов на основе вторичного нефтехимического сырья относятся смазочные материалы и отработанные автомобильные масла. В связи с этим было исследовано влияние продуктов переработки отработанного машинного масла (ДВЧ и СР) в сравнении с промышленным маслом И-20 на технологические свойства наполненных эластомерных композиций на основе смеси полиизопренового (СКИ-3) и дивинилового (СКД) каучуков. Исследуемые пластифицирующие компоненты производства ИООО «ДВЧ-Менеджмент» (ДВЧ и СР) представляют смесь углеводородов C16-C20 и различаются между собой содержанием линейных и разветвленных парафинов. Установление пласто-эластических свойств резиновых смесей проводилось на сдвиговом дисковом вискозиметре MV2000 в соответствии с ГОСТ 10722-76, а исследование кинетики вулканизации - на реометре ODR2000 согласно ГОСТ 12535-84. Показано, что введение исследуемого пластифицирующего компонента СР оказывает более значительное влияние на вязкость по Муни, по сравнению с эластомерными композициями, содержащими промышленный пластификатор И-20 и пластифицирующую добавку ДВЧ. Выявлено, что введение всех исследуемых пластифицирующих компонентов в эластомерные композиции на основе комбинации каучуков СКИ-3 и СКД, не оказывает значительного влияния на коэффициент релаксации напряжений резиновых смесей. Установлено, что эластомерные композиции, содержащие в качестве исследуемых добавок продукты переработки отработанного масла (ДВЧ и СР) характеризуются несколько меньшим значением времени достижения оптимальной степени вулканизации.
Бесплатно
Статья научная
Исследовано применение жидких олигодиенов в составе полимерных композиций на основе 1,4- цис -полиизопренового каучука СКИ-5. Установлена степень влияния количества вводимого олигомера и его функциональности на реологические и упруго-прочностные свойства эластомерных композиций. Определен характер диспергирующего действия функциональных и нефункциональных олигодиенов.
Бесплатно
Статья научная
Статья посвящена изучению возможности конверсии концентрированного раствора сульфата натрия - отхода производства по переработке аккумуляторного лома - методом электродиализа. В результате электродиализной обработки получаются кислота и щелочь, которые могут быть использованы в качестве вторичных сырьевых ресурсов в том же технологическом процессе, что является актуальным для создания современного экологически чистого производства. В статье проведен сравнительный анализ результатов экспериментов, проведенных в трехкамерных электродиализных аппаратах разного типа: непроточной ячейке, ячейке проточного типа, ячейке с биполярными мембранами. В экспериментах использовались ионообменные мембраны отечественного производства: МК-40, МА-41, МБ-2И. Показано, что наиболее высокие значения концентрации кислоты и щелочи в лабораторных условиях можно получить при осуществлении электродиализа в непроточной ячейке. Однако существенным недостатком аппарата такого типа является большое образование газов в электродных секциях, где происходит получение целевых продуктов. Сделан вывод, что в промышленных условиях целесообразно использовать электродиализатор непрерывного действия с биполярными мембранами, так как данная конфигурация аппарата позволяет увеличить количество повторяющихся секций, что необходимо для уменьшения энергетических затрат. Повысить степень удаления соли в таком варианте конверсии можно за счет увеличения стадий процесса, а для получения более концентрированных растворов целевых продуктов после стадии конверсии применить электродиализатор-концентратор или выпарную установку. Предложена модернизированная схема технологической линии по переработке аккумуляторного лома, предполагающая вариант конверсии сульфата натрия в соответствующие кислоту и щелочь.
Бесплатно
Проблемы реабилитации атмосферного воздуха населенных пунктов
Статья научная
Предложен новый подход к локальной очистке воздуха городских улиц с применением мобильной установки на основе щеточного распылителя, в котором в качестве абсорбента вредных примесей предложен раствор мелассы.
Бесплатно
Статья научная
Обсуждается возможность применения новых параметров пьезокварцевого микровзвешивания и методов главных компонент и дискриминантного анализа с помощью регрессии на латентные структуры для обработки выходных данных массива пьезосенсоров для обнаружения индивидуальных ароматобразующих соединений, количественной оценки свойств запаха в рутинном анализе, при разработке новых рецептур пищевых систем при введении функциональных добавок в заводских лабораториях. Изучена сорбция легколетучих органических соединений, составляющих аромат мясных изделий, на тонких пленках сорбентов – модификаторов электродов пьезокварцевых резонаторов, формирующих массив сенсоров анализатора газов «электронный нос». Полученный массив сенсоров обучен по основным веществам-маркерам (дистиллированная вода, этановая, бутановая кислоты; алифатические спирты (С2–С5) нормального и изомерного строения; диметилкетон, метилэтилкетон; алкилацетаты (С2–С5), метилпропионат). Оценено влияние паров воды, как мешающего фактора, при сорбции органических соединений. Рассчитаны параметры эффективности сорбции легколетучих соединений, позволяющие идентифицировать отдельные органические соединения или класс близких по природе в газовых смесях. Применение дискриминантного анализа с помощью регрессии на латентные структуры позволило идентифицировать отдельные органические соединения в равновесных газовых фазах над реальными образцами для прогнозирования изменения направленности запаха мясных изделий с частичной заменой мясного сырья функциональными препаратами растительного происхождения (гречневая и пшенная крупы, рассолы соевого и рапсового белка) и продуктами микробного синтеза (препарат дрожжей и пшеничных отрубей). Для детального изучения изменения направленности запаха при внесении различного количества круп в состав продукта применен метод главных компонент. В качестве входных параметров для хемометрических методов выбраны традиционный аналитический сигнал массива пьезосенсоров – единичные отклики измерительных элементов и новый – параметр эффективности сорбции. Результаты обработки данных анализатора газов «электронный нос» хемометрическими методами согласуются с результатами дегустации готовых изделий обученными специалистами.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматривается реологическое поведение добавок - прооксидантов, представляющих собой полимерную матрицу, включающую карбоксилаты железа. В качестве объектов исследования использовали добавки прооксидантов на основе: полиэтилена высокого давления марки ПВД 158030-020, вторичного линейного полиэтилена высокого давления (ЛПВД) и вторичного полиэтилена высокого давления (вторичный ПВД) с содержанием карбоксилатов железа 5,0% (мас.). Исследование проводилось на высокоточном капиллярном реометре Smart RHEO 1000 фирмы Ceast при температуре от 130 до 190 °С с применением двух капилляров диаметром d = 1 мм и длинной l = 5 и l = 30 мм соответственно в диапазоне скоростей сдвига от 100 до 300 с-1 с шагом 50 с-1. Исследование показало, что для всех исследуемых добавок-прооксидантов наблюдается линейная зависимость кривых течения в двойных логарифмических координатах в полном скоростном и температурном диапазоне. С увеличением температуры зависимости эффективной вязкости от скорости сдвига снижаются синхронно, т. е. в двойных логарифмических координатах наблюдается полная инвариантность кривых течения по отношению к конструкции и геометрическим параметрам капилляра независимо от вида полимерной матрицы. Режим неустойчивого течения отмечался для добавок прооксидантов на основе первичных термопластов и происходил при скорости сдвига, превышающей 250 с-1, и температуре ниже 150 °С. Для капилляра большей длины наблюдалось снижение показателей эффективности вязкости и напряжения сдвига, проявлялась идентичность с поведением первичного термопласта, что согласуется с теоретическими представлени- ями о поведении макроцепи в условиях их формования на более длинном формующем инструменте.
Бесплатно
