Химическая технология. Рубрика в журнале - Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий
Biopolymers and its application as electroactive polymers
Статья научная
Smart materials are a group of materials that exhibit the ability to change their composition or structure, their electrical and/or mechanical properties, or even their functions in response to an external stimulus such as heat, light, electricity, pressure, etc. Some of the advantages of these materials are: lightweight, flexibility, low cost of production, high energy density, fast response and compact size. One of the promises in the area of smart materials can be found in “smart polymer”. Polymers have many attractive characteristics, such as: lightweight, inexpensiveness, fractures tolerant, and pliable. Furthermore, they can be configured into almost any conceivable shape and their properties can be tailored according to the required needs. The capability of electroactive polymers (EAPs) to respond to electrical stimuli with a mechanical response, is attracting the attention of the scientific community from a wide range of disciplines. Biopolymers in recent decades have been studied as potential electroactive materials. These groups of polymers are extracted from a natural source; thus, they are eco-friendly, additionally they stand as a cheaper solution for the development of smart materials.The present manuscript will explore some of its applications as EAPs.
Бесплатно
Calculation of the formation process of clinker inside the rotary cement kiln
Статья научная
This study examined the effect of the liquid phase on the heat required for clinker formation and the Coating index, and the relation of the Burning zone temp with the clinker and the heat required for clinker formation. The selection of the liquid phase at 1450 temperatures is beingmaterials difficulty in the Burning, and 1338 is being materials easy in the Burning. All tests and tests were conducted at the Nile Cement Company. The results proved that the more difficult the materials are, the more the Heat required for clinker formation and increase the cost of cement production, and the Coating thickness is weak but strong. The materials easy Burning being little the Heat required for clinker formation and Decreases the cost of cement production, and the Excessive but unstable coating with tendency to form thick ring formation. The found average difference in Heat required for clinker formation between temperature 1338 °C and 1450 °C is 82.26 kJ/kg-clinker representing 2.23% of Total heat input are 3686 kJ/kg-clinker.
Бесплатно
Статья обзорная
The current trend in food packaging technology necessitates the development of novel packaging materials in order to extend the shelf life of food and reduce spoliation. To preserve the food product, the construction material of the packaging played a key role.In the emerging field of food packaging technology, using biobased plastics for food packaging shown a comparative advantage.At this moment, bioplastics have shown measurable benefits and are receiving more and more attention from business organizations, political figures, scientific communities, and in the whole public. This was as a result of looking for new plastic profiles brands. Besides, the environmental impact(ecological concerns) of convective materials, the depletion of natural resources specifically the petrochemical, and consumer concerns have necessitated alternative bio-based food packaging items. Therefore, the aim of this study was to review the properties of food packaging materials such as thermal, mechanical, barrier, surface, antimicrobial, optical, and environmental, as well as their synthesis type and applications. The cellulose and starch components of the common agricultural wastes for the synthesis of biopolymers were elaborated. In addition to that, different microalgae species were justified in the manufacturing of bio-based plastics.This review article also included examples of sustainable filler and reinforcement materials used in the food packaging industry. Therefore, this review work contributes to opening up the entire body of scientific knowledge on bio-based plastics used for food packaging and helps to develop important results for further investigation.
Бесплатно
Machinability of stainless tool steel using nitrogen oil-mist coalant
Статья научная
For all dry machining process, temperature generated in the cutting zone is the major challenge. It causes tool failure and results in unsatisfactory surface finish. Application of flood coolant method during machining processes can significantly reduce the temperature and consequently extend the cutting tool life. However, it has serious concerns regarding environmental pollution, operator health and manufacturing cost. These issues are usually attempts to be overcame by using minimum quantity lubrication (MQL) technique. This method merges the advantages of both dry cutting and flood cooling by spraying a small amount of lubricant to the cutting zone using vegetable oil. In this paper, another technique is proposed in order to further enhance the machineability of the stainless tool steel (STAVAX ESR 48 HRC). This involves using of nitrogen gas (N2) and air as cooling medium in combination with oil mist lubricant (MQL). The results show that the combination between nitrogen and oil-mist lubricant much more prolonged the tool life and improved the surface finish than the air-oil mist lubricant medium.
Бесплатно
Research of the technology for the production of modified sulfur bituminous binders
Статья научная
In this article, a review of the literature on the technology for producing elemental sulfur-based paving material was reviewed, and a laboratory test of this technology was conducted at the Department of Highly Viscous Crude Oil and Bitumen. Natural. Attempts to mix sulfur with bitumen to reduce the cost of road construction and sulfur use were undertaken earlier, but the resulting blends did not provide the appropriate quality and the process was difficult to implement. The article proposes a unique technology to obtain not a physical mixture, but the formation of a chemical bond between sulfur and bitumen with the formation of bitumen polymers. This technology becomes possible with the use of a catalyst specially developed by the initiators of the project and has no equivalent in the world practice. And we add that the subject of the production of sulfur bitumen is not a question of actuality on the one hand since 1970, many researchers are interested in this subject but as with the abundance of oil and no one question about alternative solutions, and today with the reduction of traditional oil this theme is really soliciting.
Бесплатно
Simulation of ethylene oxide production from ethylene cholorhydrin
Статья научная
This research has been performed in the Ethylene Oxide production process. It is a flammable and colorless gas at temperatures above 11 °C. It is an important commodity chemical for the production of solvents, antifreeze, textiles, detergents, adhesives, polyurethane foam, and pharmaceuticals. Small amounts of Ethylene Oxide [EO] are used in manufacturing fumigants and sterilants for spices and cosmetics, as well as hospital sterilization for surgical equipment. Modern Ethylene oxide [EO] productions employ either air or oxygen (O2)to oxidize ethylene (C2H4) with a silver catalyst on an alumina oxide carrier[Ag/Al2O3]catalyst packed in a fixed-bed reactor (plug-flow reactor)but the oxygen-base reaction process is more desirable here we used oxygen. Mainly two reactions occur, partial oxidation of ethylene to ethylene oxide and total oxidation of ethylene to carbon dioxide and water. The design models of the process in this research based on a three-part system. They are: the reaction system, absorption system and Ethylene Oxide [EO] purification system. The largest cost in production of ethylene oxide is ethylene therefore, it’s important to optimize the selectivity towards ethylene oxide and thus reduce the consumption of Ethylene. The aim of this work is to create a simulation model of the Ethylene Oxide production process from Ethylene using Aspen Hysys V9. Also to knowing the optimum operational conditions (temperature -pressure -flow rate) for the oxidation reactions of Ethylene. The simulation was running three times with various operational conditions to make a good result. The conclusion was that during operational time the activation energy increased for both reactions which have to be compensated with increasing reactor temperature. At the same time the selectivity for producing Ethylene Oxide decreases, i.e. more carbon dioxide and water are formed. The simulation models yield Ethylene Oxide with purity of 99.2%.
Бесплатно
Simulation of municipal solid waste gasification in fixed bed reactor
Статья научная
The objective of this work is simulating municipal solid waste gasification in fixed bed reactor. A comprehensive process model developed to simulate municipal solid waste (MSW) gasification in fixed bed reactor using an Aspen Plus simulation .To predict and analyze the municipal solid waste pyrolysis and gasification process in an updraft fixed bed more veritably and appropriately, numerical modeling based on Gibbs energy minimization was executed using the Aspen plus software v(9). Rstoic is a block that can be used to simulate a reactor with the unknown or unimportant reaction kinetic that will describe drying section(moisture evaporated).The Ryield model was describe the pyrolysis section, while the Rgibbs model was used for gasification section individually .The proposed model is used to forecast and analyze target performance parameter including syngas composition, lower heating value and carbon conversion rate under different conditions of gasification temperature , and ratios. The results indicate that is a good agreement between data and simulated data obtained using this model .The predicted optimum gasification temperature is about approximately 750°C, and the best ratio of air equivalent ratio is around 0.2 and feed rate 200 kg /hr.
Бесплатно
Статья научная
The environmental crisis of textile waste in the globe has increased due to the growth of fashion show, industrialization, and demand increment. Despite the Huge amount of textile waste its utilization has not been performed yet except for a little investigation. The present work emphasized the mechanical and permeability character of polymer synthesis of TGGA composites(textile waste, gelatin, glycerol, and acetic acid), fixed at 15% w/w of gelatin, 7 ml glycerol, 6 ml acetic acid through the 2.5% w/w, 5% w/w, and 7%w/w of the amount of cellulose waste. Thereby, the tensile strength of TGGA2 composite showed higher than TGGA1 and TGGA3, due to uniformity distribution of the amount of the textile cellulosic waste. Nonetheless, the elongation at break and water vapor permeability were decreased with the increased amount of the textile waste. Morphological structure of the synthesized composites such as cotton fibers and matrices were visible, rough and non-void area in all the samples. Besides, incorporation of the plasticizing agents confirmed that the TGGA - composites displayed better extensibility and flexibility compared to non-plasticizing composite films currently reported in the literature. Importantly, the produced composites exhibited a functionality equivalent with original packaging materials, which were convectional and natural polymers.
Бесплатно
Статья научная
Определение состава исходного вещества выполнялось с помощью электронного сенсорного прибора «электронный нос», состоящего из 8 датчиков, на которые с помощью шприца подавался воздух с парами спирта, содержащего разного рода примеси. Сигнал с датчиков записывался с частотой дискретизации 1 с на протяжении 120 с. Выходные данные прибора были представлены в двух разных интерпретациях - в виде кривых, полученных от каждого датчика, либо площадей под кривыми. Цель работы - построение системы распознавания 11 примесей и воды в исходном веществе. Определение состава исходного вещества выполнялось с помощью «электронного носа», позволяющего получить по 120 значений с каждого из 8 датчиков в виде кривых либо значений площадей под кривыми. Большое количество классов (12), динамическое представление информации исходных данных делают целесообразным построение системы распознавания образов на основе нейронной сети - многослойного персептрона, обучаемого на основе алгоритма обратного распространения ошибки...
Бесплатно
Анализ тепловых процессов при механоактивации MOS2 и МУНТ
Статья научная
Развитие современной транспортной индустрии предъявляет повышенные требования к надежности и экономичности автотранспортной техники, а также ужесточение экологических нормативов. Это касается не только совершенствования элементов двигателя внутреннего сгорания (ДВС), трансмиссии и подвески, но и улучшения свойств топлива и моторного масла. Для механоактивации МУНТ и MoS2 был использован аппарат вихревого слоя АВС-150 - механическое воздействие которого, осуществляется благодаря перемещению тел помола (цилиндрической формы) в переменном электромагнитном поле, а также планетарная мельница Пульверизетте 5 (сферические тела). Проведенные исследования показывают, что механоактивация вызывает нагрев диспергируемых МУНТ и MoS2, что при реализации диспергирования в потоке жидкости требует лимитирования этого процесса именно по температурному параметру. При этом следует отметить возможность одновременной механоактивации и распределения в топливе или моторном масле МУНТ и MoS2, что обеспечивает высокую технологичность процесса и снижает затраты связанные с необходимость применения дополнительного оборудования. Механоактивация в планетарной мельнице сопровождается более высокой равномерностью температурного поля, но при этом в АВС процесс механоактивации является более интенсивном и требует меньших затрат времени Представленная технология механоактивации может быть использована для повышения эффективности распределения МУНТ и MoS2, как в топливе, так и моторном масле. Контроль температурного режима может быть осуществлен путем варьирования, как временем механоативирования, так и количеством и типом тел помола
Бесплатно
Аналитические возможности систем искусственного обоняния и вкуса. Часть 1. "Электронные носы"
Статья обзорная
В первой части аналитического обзора представлены основные направления применения современных мультисенсорных систем типа «электронный нос». Обзор составлен по итогам зонтичного поиска информации по заданным словам и словосочетаниям. Зонтичный поиск показал свою эффективность для систематизации публикаций в выбранной области, снижения числа повторяющихся ссылок, не имеющих отношения к теме поиска. Поиск проведен по электронным каталогам российских и международных поисковых систем. Прослеживается тенденция роста интереса к выбранной тематике за последние 10 лет. Отмечаются традиционные для систем искусственного обоняния направления исследований. После некоторого спада в 2005-2010 гг. растет доля работ по решению задач улучшения качества и повышения безопасности во всех отраслях деятельности человека, включая пищевую промышленность, сельское хозяйство, экологию. Систематизированы некоторые решения в области анализа пищевых продуктов, сырья, готовых изделий. Обсуждается новое направление исследований с применением систем «электронный нос» на основе сенсоров разного типа действия...
Бесплатно
Статья научная
Проведённый информационный обзор показал, что существуют различные типы радиопоглощающих материалов. Расширение рабочего диапазона волн для радиопоглощающих композитов возможно за счет совместного применения проводящих наполнителей, характеризующихся различными магнитными и диэлектрическими характеристиками и величиной электропроводности. Как правило, рост эффективности радиопоглощения материалов связан с увеличением концентрации в них металлических наполнителей, в результате чего пропорционально увеличиваются массогабаритные параметры. Избежать этого позволяет применение углеродных наноматериалов, которые обладают способностью создавать самоорганизующиеся иерархические структуры в объеме композита. Варьирование состава каталитических систем CVD-процесса позволяет вести направленный синтез углеродных наноматериалов с необходимыми морфологическими характеристиками. Для оценки влияния состава катализатора на морфологию и структуру синтезируемых УНТ были выбраны 3 состава Ni/MgO катализатора с различным содержанием активного компонента (Ni)...
Бесплатно
Статья научная
При создании наполненных полимерных композиционных материалов часто возникают трудности, связанные с плохой совместимостью полимеров с модифицирующими добавками. Для решения подобных проблем во многих отраслях промышленности успешно используются поверхностно-активные вещества (ПАВ), однако в переработке полимеров они практически не применяются. Во многом это связано с недостаточным ассортиментом выпускаемых ПАВ, пригодных для введения в полимеры, особенно в пленкообразующие. Анионные и неионогенные ПАВ используются при синтезе и переработке эластомеров, но в производстве пленочных материалов они не применяются. Об использовании же катионных ПАВ данные до сих пор вообще отсутствовали. От других типов ПАВ они отличаются разнообразием строения, числом и взаимным расположением катионных центров и гидрофобных радикалов, а также антимикробными свойствами. Показана перспектива использования четвертичных аммониевых солей для модификации упаковочных материалов. Доказана целесообразность использования катионных ПАВ для модификации полимерных материалов...
Бесплатно
Влияние комплексного соединения кобальта на пол и некоторые биологические характеристики шпината
Статья научная
Проблема половой дифференциации растений всегда занимала центральное место при изучении их биологических характеристик, так как процесс сексуализации растений контролирует количественные и качественные стороны формирования гамет и, в конечном счете, семян. Семенная продуктивность, в свою очередь, определяет эволюционную судьбу вида. К факторам, смещающим пол растений в ту или иную сторону, относятся различные химические соединения. Вопрос о влиянии предпосевной обработки комплексным соединением кобальта на половую дифференциацию растений в литературе не освещен. Процесс сексуализации растительных организмов служит одним из возможных путей повышения продуктивности растений, поэтому очевидна актуальность управления этим процессом. Влияние предпосевной химической обработки семян на процесс половой дифференциации, рост и продуктивность шпината огородного (Spinacia oleracea) изучалось по общепринятым методикам проведения полевых опытов с однолетними травами в полевых и лабораторных условиях. Проведённые исследования позволили установить, что с уменьшением количества листьев и их размеров снижается масса растений гинойкистов и андройкистов шпината в вариантах с предпосевной обработкой концентрациями диметилсульфоксида хлорида кобальта (II) 0,05% и 0,1%, что говорит о его ингибирующем действии. Эта же концентрация вызывает смещение пола в популяциях шпината в женскую сторону. Также было показано, что минимальная концентрация 0,01% не оказывает влияния на морфологические характеристики шпината, за исключением количества листьев гинойкистов, но повышает семенную продуктивность шпината. Определено, что с повышением концентраций диметилсульфоксида хлорида кобальта (II) до значений 0,05% и 0,1% жизнеспособность пыльцы резко снижается. Полученные данные показывают, что биологические и морфофизиологические характеристика шпината огородного изменяются в зависимости от используемой концентрации комплексного соединения кобальта (II). Динамика изменения семенной продуктивности также находится в определенной зависимости от экспериментального фактора. Изучение влияния предпосевной обработки семян шпината огородного диметилсульфоксидом хлоридом кобальта (II) на процесс его половой дифференциации позволяет, при дальнейшем накоплении экспериментального материала, прогнозировать продуктивность данного растения для использования в практических целях как одного из самых распространённых и питательных видов овощной зелени.
Бесплатно
Влияние морской среды на свойства текстильных материалов для одежды
Статья научная
В статье представлены данные о влиянии морской среды на текстильные материалы. Обоснованы агрессивные компоненты морской среды, контактирующие с поверхностью одежды: морская соль и нефть. Морская соль является неотъемлемой частью морской воды и накапливается в структуре одежды. Нефть включается в компоненты морской воды в чрезвычайных ситуациях на объектах морской добычи и морского транспорта нефти и нефтепродуктов. Это приводит к изменению свойств текстильных материалов, которые зависят от концентрации агрессивных компонент в структуре текстильных материалов. Активную концентрацию агрессивных компонентов в текстиле определяет его способность к поглощению жидкости. Установлены особенности изменения объема различных текстильных волокон при взаимодействии с жидкостями. Обоснована структура морской соли и химический состав нефти, которые определяют изменение свойств контактирующего с ними текстиля. В результате систематизации современных данных о материалах для одежды, применяемой в морских технологиях, сформирована информационная база ведущих современных волокнистых материалов для защитной одежды, и выделены опорные материалы для исследований...
Бесплатно
Влияние содосульфатной смеси на физико-химические свойства сапонитовой суспензии
Статья научная
В настоящей статье рассматривается проблема утилизации глинистого шлама обогащения алмазоносной руды. Сгущение сапонитового шлама посредством химической обработки на сегодняшний день рассматривается как наиболее эффективный способ осветления объемов воды, достаточных для поддержания оборотного водоснабжения предприятия, и, как следствие, сокращения объемов дополнительно вводимой в процесс воды. Авторами предлагается новый коагулянт для осаждения сапонитового шлама - содосульфатная смесь, являющаяся побочным продуктом алюминиевого производства. Использование содосульфатной смеси позволит сократить количество отходов как для обогатительной фабрики алмазодобывающего предприятия, так и для глиноземного производства. Рассмотрен вопрос механизма взаимодействия частиц сапонитового шлама с предлагаемым реагентом. Целью исследования является поиск физико-химических закономерностей взаимодействия глинистых частиц шлама с содосульфатной смесью. В работе определен химический и минеральный состав используемого сырья, поверхностный заряд глинистых частиц, гранулометрический состав опытных образцов и их электрокинетический потенциал. Результаты проведенных исследований показали, что в минеральный состав шлама включены следующие минералы: сапонит, каолин, серпентин, бейделлит, доломит. Поверхностный заряд глинистых частиц отрицательный. Химический состав содосульфатной смеси представлен в форме оксидов: Na2O, SO3, CO2, Al2O3. Выявлена зависимость электрокинетического потенциала от массы вводимой в шлам минеральной добавки. Было отмечено, что абсолютное значение ζ-потенциала остается выше 30 мВ несмотря на увеличение концентрации добавки, однако происходит коагуляция глинистых частиц и рассматриваемая система теряет седиментационную устойчивость при концентрации содосульфатной смеси 14,4 г/л.
Бесплатно
Влияние состава композиционного активатора вулканизации на свойства эластомеров
Статья научная
Исследованы свойства резиновых смесей и вулканизатов, изготовленных с применением композиционного активатора вулканизации (КАВ) с пониженным содержанием оксида цинка. Разработаны технологические режимы получения новых активаторов вулканизации в виде сплава оксида цинка со смесью жирных кислот. Для придания удобной выпускной формы в состав опытных продуктов вводили тонкодисперсные наполнители разных типов: диоксид кремния, технический углерод, микроцеллюлозу, бентонит, шунгит. Изучены физико-химические свойства КАВ и установлено, что по значениям кислотного, иодного чисел опытные продукты удовлетворяют нормативным требованиям, предъявляемым к стеариновой кислоте. Проведен сопоставительный анализ свойств эластомеров опытных продуктов с широко применяемыми в качестве активаторов вулканизации оксидом цинка и стеариновой кислотой. Установлено, что использование опытных продуктов улучшает перерабатываемость композиций благодаря лучшему их диспергированию в эластомерной среде...
Бесплатно
Статья научная
Обсуждены литературные данные по параметрам проведения коагуляции бутадиен-стирольных и бутадиен-?-метилстирольных латексов катионными полиэлектролитами в сравнении с низкомолекулярными аммонийными соединениями и неионногенными полимерами. Оптимальная дозировка катионного полиэлектролита при проведении коагуляции латексов синтетических эмульсионных каучуков, стабилизированных комбинацией мыл синтетических жирных кислот и диспропорционированной канифоли со смесью натриевых солей олигомерного продукта конденсации ?-нафталинсульфокислоты с формальдегидом (лейканола), определяется, при прочих равных условиях, его степенью полимеризации. Снижение оптимальной дозировки при переходе от высокомолекулярных полиэлектролитов к олигомерным вызвано уменьшением соотношения катионных и анионных звеньев, требующегося для полного связывания лейканола, при образовании олигомер-олигомерных комплексов по сравнению с полимер-олигомерными. Это объясняется, по-видимому, тем, что с увеличением средней молекулярной массы полиэлектролита увеличивается доля так называемых хвостов и петель, состоящих из звеньев полиэлектролита, не связанных с молекулами лейканола.
Бесплатно
Влияние термообработки на свойства катализатора синтеза углеродных нанотрубок
Статья научная
В данной работе изучено влияние термообработки на текстурные характеристики Со-Мо/Al2O3 катализатора синтеза углеродных нанотрубок (УНТ). Экспериментально доказано, что условия термообработки на стадии получения металлоксидного катализатора оказывают существенное влияние не только на его морфологию, но и на его активность в процессе синтеза УНТ. Выявлено, что реализация термической обработки раствора исходных компонентов в одну стадию (разложение) позволяет получить каталитическую систему с удельной поверхностью Sкат ~ 14?26 м2/г и удельным выходом ? ~ 5,2?9,4 гугл/гкат, а в две стадии (разложение/прокаливание) - Sкат ~ 30?147 м2/г и ? ~ 18,6?30,0 гугл/гкат. При этом наименьшей степенью дефектности (ID/G ~ 0.53?0.72) обладают УНТ, синтезированные на катализаторах, сформированных в результате термического разложения в течение 10 мин при 350 ?С и прокаливания при 500 ?С, диаметр нанотрубок составлял 15?19 нм. Использование в процессе синтеза УНТ металлоксидного катализатора, прошедшего прокаливание при более высоких температурах (700 оС и выше), приводит к увеличению диаметра и степени дефектности формируемых наноструктур. Таким образом, введение дополнительной стадии термообработки - прокаливания в процесс получения Co-Mo/Al2O3 катализатора дает возможность гибкого управления качественными показателями не только формируемых металлоксидных систем, но и синтезируемых на них УНТ.
Бесплатно
Влияние универсальной добавки бест на свойства бетона
Статья научная
С целью совершенствования свойств бетона вводят в бетонную смесь различные химические добавки, которые позволяют существенно снизить уровень затрат на единицу продукции, повысить качество и эффективность бетонных и железобетонных конструкций, увеличить срок их службы, а также зданий и сооружений в целом. В настоящей работе представлены результаты регулирования скорости схватывания, прочности и морозостойкости бетона, модифицированного универсальной добавкой БЕСТ ООО «МаКра». В качестве вяжущего вещества в бетонной смеси использовали портландцемент марки ЦЕМ I 42,5 Б ОАО «Мордовцемента», заполнителями являлись обогащенный кварцевый песок Хромцовского месторождения с модулем крупности 2,4 и гранитный щебень Орского месторождения фракции 5-20 мм с водопоглощением 0,2%. Изучено влияние универсальной добавки БЕСТ на строительно-технические свойства бетона с помощью определения скорости схватывания вяжущей системы и прочностных показателей затвердевшей композиции. Анализ данных показал, что введение регулятора в количестве 0,3% в бетонную смесь способствует длительному сохранению ее подвижности (до 4 ч) благодаря образованию адсорбционного слоя модификатора на поверхности зерен цемента, непроницаемого для воды...
Бесплатно
