Химическая технология. Рубрика в журнале - Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий
Особенности моделирования плазменного синтеза унс в жидкой среде
Статья научная
Разработка углеродных наноструктурированных (УНС) материалов для промышленного применения является актуальной задачей, учитывая их широкое использование в различных отраслях. Основной целью исследования было рассмотреть особенности метода плазменного синтеза УНС в жидкой среде и подход определения рациональных параметров технологического процесса. Рассмотрены материалы, получаемые электродуговым методом в жидкой среде, и сама установка синтеза. Показаны существенные отличая синтеза УНС в жидкой среде от использования традиционной газовой буферной среды. Обозначены методы математического моделирования, позволяющие описывать плазменные процессы применительно к рассматриваемому синтезу. Показана целесообразность использования кинетического подхода для моделирования плазменных процессов синтеза УНС в жидкой среде. Использование системы уравнений Больцмана для каждого вида компонента плазмы межэлектродного пространства, дополненных условием парных упругих и неупругих столкновений, позволяет рассматривать процессы движения и взаимодействия частиц. Это дает возможность прогнозировать образование в плазме кластерных групп со связями С-С, С=С формирующих пентагоны и гексагоны, которые образуют архитектуру УНС и определяют количественный выход продукта синтеза. Дополнение модели системой уравнений Максвелла, позволяет описать параметры электромагнитного поля, а использование уравнения теплопроводности Фурье с учетом подвижных границ системы выполнить расчет температурного поля объекта и найти начальные скорости и энергии частиц. Предложенный подход математического моделирования плазменного синтеза, позволяет найти рациональные технологические условия синтеза УНС в жидкой среде, определяющие получение конечного продукта с заданными свойствами и максимальным выходом.
Бесплатно
Особенности наполнения композиций ПВХ/АБС
Статья научная
Работа посвящена наполнению коротковолокнистой базальтовой фиброй ПВХ (поливинилхлорид) композиций, модифицированных АБС (акрилонитрил-бутадиен-стирол) в широком интервале концентраций, предназначенных для производства профильно-погонажных изделий различного функционального назначения. Порошкообразные образцы изготовлены по экструзионной технологии (в виде плоских профилей) и методом термопластикации на вальцах (в виде пленок). Введение 10-40 мас.ч. АБС в ПВХ рецептуры позволяет облегчить перерабатываемость композиции. Аналогичная ситуация наблюдается при наполнении данных композиций базальтовой фиброй, приводящей к незначительному снижению ПТР (показателю текучести расплава) и термостабильности, что в целом не отражается отрицательно на условиях течения расплава, при этом происходит снижение показателя разбухания экструдата на 10-15%, которое свидетельствует о возможности придания изделиям более точных геометрических размеров. Изменение надмолекулярной структуры оценивалось по данным термомеханических испытаний и с помощью энергодисперсионного анализа по данным электронной микроскопии. Термомеханический анализ показал, что присутствие больших доз АБС положительно сказывается на технологических свойствах, приводя к более раннему развитию высокоэластических деформаций и снижению температуры текучести композиций. Базальтовая фибра способствует незначительному снижению величины высокоэластических деформаций и увеличению показателя плотности узлов сетки зацепления. Энергодисперсионный анализ показал, что введение базальтовой фибры приводит к формированию однородной структуры ПВХ при меньших концентрациях АБС в композиции, оказывая влияние на повышение текучести расплава и термостабильность. Повышенные технологические свойства наполненных коротковолокнистой базальтовой фиброй ПВХ композиций, модифицированных разной концентрацией АБС, позволяют их рекомендовать для производства широкого круга профильно-погонажных изделий.
Бесплатно
Особенности получения катализатора синтеза углеродных нанотрубок
Статья научная
В работе изучены особенности получения Со-Мо/Al2O3 катализатора синтеза углеродных нанотрубок (УНТ) методом термического разложения. Выявлено, что продолжительность реализации стадии термического разложения предкатализатора в процессе получения металлоксидной системы оказывает существенное влияние на ее активность в процессе синтеза углеродных наноструктурных материалов методом газофазного химического осаждения (ГФХО). Доказано, что эффективный катализатор синтеза УНТ можно получить методом термического разложения, при реализации термообработки в одну ступень (разложение предкатализтора), при этом отсутствует вторая ступень - стадия прокаливания металлоксидной системы. Использование Co-Mo/Al2O3 катализатора, полученного методом термического разложения без реализации стадии прокаливания, в процессе ГФХО способствует снижению себестоимости синтезируемых УНТ. С помощью сканирующей электронной микроскопии показано, что от условий термообработки предкатализатора зависит размер зерен, и удельная поверхность формируемого Со-Мо/Al2O3 катализатора...
Бесплатно
Особенности регулирования реакции среды в анаэробном биореакторе с гранулированным илом
Статья научная
Рассмотрено влияние нагрузки по органическим веществам и реагентов для коррекции рН на биохимическую активность, состав и свойства анаэробного гранулированного ила при очистке сточных вод молокоперерабатывающего предприятия. Технологический процесс моделировали в лабораторных биореакторах при 30оС в полунепрерывном режиме с подпиткой модельной сточной водой. В качестве реагентов для регулирования рН использовали гидрокарбонат натрия, гидроксид аммония и гидроксид натрия. Определены основные технологические характеристики работы лабораторных биореакторов: скорость утилизации органических веществ, эффективность очистки сточных вод, рН жидкости в биореакторах, стабильность гранул. Показано, что тип реагента для коррекции рН не оказывает влияния на скорость утилизации органических веществ. При коррекции рН гидрокарбонатом натрия достигается наибольшая эффективность очистки модельной сточной воды (83-88%) и оптимальный для метаногенных бактерий интервал рН (6,9-7,2). Самая высокая степень разрушения гранул наблюдалась при использовании для коррекции рН гидроксида натрия. Тип реагента для коррекции рН оказывает влияние на состав минеральной части ила и обуславливает увеличение в ней доли вносимого катиона. Предпочтительным для коррекции рН в анаэробных биореакторах признан гидрокарбонат натрия. Использование растворов аммиака и гидроксида натрия можно порекомендовать для средне- и высоконагружаемых систем.
Бесплатно
Статья научная
Вектор развития промышленности на современном этапе связан с дальнейшим ростом энергетических потребностей, что связано с модернизацией действующего и разработкой нового энергоэффективного генерирующего оборудования. Значительную долю в энергетическом балансе до сих пор занимают энергетические установки, использующие сжигание топлива и имеющие значительные экологические издержки. Приведены результаты теоретического и экспериментального исследования механизмов улавливания частиц дымовых газов энергетических установок перфорированными фильтровальными перегородками с целью снижения нагрузки выбросов на атмосферу. Систематизированы и предложены формулы для расчета коэффициента улавливания при действии различных механизмов улавливания частиц. Определена доминирующая роль инерционного механизма улавливания (?Stk) в начале процесса фильтрования и эффекта зацепления (?R) в последующей стадии. Вопросы формирования слоя осадка требуют учета адгезионных свойств материалов (параметр Т) и введения эффективного коэффициента Стокса (Stkeff). Отмечена особая роль для увеличения эффективности осаждения частиц дымовых газов при действии электростатического поля (?E). В перспективе полученные результаты исследований могут быть использованы при разработке и проектировании комбинированных газоочистных аппаратов, использующих совместное действие фильтрования и действия электростатического поля.
Бесплатно
Статья научная
На сегодняшний день возрастает интерес к производству синтетических полимеров, которые находят широкое применение в производстве современных материалов. Особый интерес представляет изготовление каучуков методом эмульсионной полимеризации. Резиновые смеси и вулканизаты, изготовленные на их основе, обладают характеристиками, благодаря которым их активно используют в различных промышленных отраслях. Процесс коагуляции в производстве эмульсионных полимеров повышает экологическую напряженность. Применяемый на некоторых предприятиях в качестве коагулирующего агента хлористый натрий расходуется в больших количествах - до 200 кг/т каучука, и усиливает загрязнение окружающей среды. В представленной работе впервые рассмотрена возможность утилизации остатка производства пива - инактивированных дрожжей, которые предлагается использовать для снижения агрегативной устойчивости дисперсных систем. Введение дрожжей в технологию выделения эмульсионного полимера дает возможность понизить количество хлористого натрия в сбрасываемых с предприятия водах. Использование системы на основе белкового коагулянта способствует полному выделению коагулюма из латекса при расходе инактивированных дрожжей в количестве 10-15 кг/т каучука. Максимально эффективные результаты получены при применении в данном процессе дрожжей предварительно подкисленных серной кислотой, что приводило к зарядке атома азота белкового компонента. Отмечено, что наилучшим температурным режимом процесса коагуляции латексных частиц является 1-20 ℃. Повышение температуры до 60 ℃ приводит к повышению расхода коагулянта до 25 кг/т каучука. Оптимизированы соотношения расхода серной кислоты и подкисленных дрожжей, позволяющие получить наиболее полную коагуляцию латекса. Установлено, что каучуки выделенные с применением отхода пищевого производства по основным физико-механическим показателям соответствуют требованиям, предъявляемым к каучукам марки СКС-30АРК
Бесплатно
Оценка влагоудерживающей способности подсластителей
Статья научная
Влагоудерживающая способность является важным свойством для химических компонентов пищевой продукции, так как относится к одной из характеристик, определяющих товарное свойство продуктов. При этом данные о гидрофильности подсластителей в литературе практически отсутствуют, определенный критерий для ее оценки не приводится. Как правило, гидрофильность устанавливают как технофункциональное свойство, т.е. для конкретного пищевого продукта при замене в нем классического подсластителя другим, например, более дешевым. Из литературных данных известно применение изопиестического метода для оценки гидрофильности изомальта по сравнению с сахарозой. Статья посвящена выбору параметра, который может стать универсальным критерием для оценки влагоудерживающей способности подсластителей. Методом изопиестирования изучена гидрофильность эритрита, цикломата натрия, глюкозы, сахарозы, сорбита. В качестве аналитического сигнала для оценки гидрофильности подсластителей применялась гравиметрически установленная площадь S под изопиестами. Рассмотрена корреляция S c различными критериями оценки гидрофильности (гидрофобности) веществ: критерий Дэвиса, Гриффина, упрощенный критерий гидрофобности, интегральная энергия Гиббса, растворимость веществ в воде. Показано наличие корреляции площади под изопиестами S только с интегральной энергией Гиббса из всех рассмотренных критериев. Полученные данные позволяют рекомендовать интегральную энергию Гиббса для оценки гидрофильности, и, следовательно, влагоудерживающей способности подсластителей.
Бесплатно
Оценка деструкции модифицированного прооксидантами полиэтилена в контексте экобезопасности
Статья научная
В работе приведены результаты оценки деструкции полиэтилена марки ПВД (ПЭ), модифицированного прооксидантами – карбоксилатами железа, меди и кобальта (в количестве 1,5 масс. %) при ускоренном термическом и ультрафиолетовом старении в течение 192 часов. Оценка деструкции в контексте экобезопасности включала установление степени соответствия исследуемых материалов требованиям ГОСТ 33747-2016 «Оксобиоразлагаемая упаковка», согласно которому критерием эффективности оксобиоразложения полиолефинов может являться снижение прочности и относительного удлинения при разрыве образца при ускоренном старении, а также количественное определение выделения формальдегида при термодеструкции модифицированного прооксидантами ПЭ для сравнения с показателями предельно-допустимой концентрации. В работе изучены реологические показатели материалов и проведена сравнительная оценка снижения вязкости расплава и снижения относительно удлинения при разрыве в динамике ускоренного термического и ультрафиолетового старения модифицированного прооксидантами ПЭ в выбранном временном интервале 192 часа воздействия...
Бесплатно
Оценка деструкции модифицированных полиолефинов в различных внешних условиях
Статья научная
Гибридные композиты на основе синтетических термопластов (СТП) являются перспективой замены традиционных пластиков в различных отраслях народного хозяйства: растениеводстве (композитные гидропонные субстраты, контейнеры и пр.), водоочистке (композитные загрузки биофильтров), упаковочной индустрии и др. Цель работы - оценка деструкции композитов на основе СТП, модифицированных прооксидантами (ПР) и полисахаридами (ПС), в различных внешних условиях, имитирующих факторы окружающей среды (термическое, фотохимическое (уф-облучение), химическое, биохимическое воздействие). В качестве объектов исследования применялись опытные образцы на основе сополимера этилена с винилацетатом и полиэтилена высокого давления, модифицированные микроцеллюлозой и стеаратом кобальта. Время воздействия внешних факторов - 3 месяца. Также в работе проводилась оценка степени влияния технологии компаудирования (одностадийное, двухстадийное) трехкомпоненной системы «СТП: ПР: ПС» на степень деструкции композита. Установлено, что эффективная деструкция модифицированных прооксидантами полиолефинов наблюдается только в условиях теплового и ультрафиолетового воздействия. При содержании полисахаридов в полиолефиновой матрице 40 об.% и менее композиты не подвержены значительному влиянию химических и биологических факторов окружающей среды. Одновременная модификация полиолефинов прооксидантом и полисахаридом не приводит к синергетическому эффекту деструкции в исследуемый период воздействия. В условиях теплового воздействия и уф-облучения поведение трехкомпонентного композита схоже с поведением модифицированного прооксидантом ПО, но с менее выраженным эффектом старения, а в водосодержащих средах такие материалы ведут себя как модифицированные полисахаридами ПО, но также с менее выраженной деструкцией. Одностадийное компаудирование трехкомпонентной системы «СТП: ПР: ПС» значительно снижает эффективность деструкции композита.
Бесплатно
Оценка показателя жесткости углепластиков с гибридной матрицей
Статья научная
Одной из важнейших характеристик конструкционных материалов является их жесткость. Обеспечение требуемой жесткости является залогом долговечности и эффективной эксплуатации конструкции. Вариация составов полимерных композиционных материалов (ПКМ), внедрение в их структуру различных добавок и модификаторов приводит к изменению не только эксплуатационных свойств композитов, но также и их жесткости. Достижение положительного эффекта по ряду одних свойств может привести к потере других. В данной статье представлено описание технологии формования полимерных композиционных материалов с гибридной матрицей. Особенностью данных материалов является то, что гибридная матрица формируется двумя материалами, один из которых (основное связующее) после формования полностью отверждается, а второй сохраняет свое «жидкое» состояние и представляет в структуре композита самостоятельную фазу. Такие ПКМ обладают переменной по объему материала жесткостью, вследствие чего возникает необходимость экспериментального исследования влияния количества и схемы локации компонента «жидкой» фазы на данный показатель. Изложена технология лабораторного метода определения жесткости образцов ПКМ, заключающаяся в измерении максимального прогиба плоского образца под действием статически приложенной нагрузки. Измерение осуществлюсь на образцах углепластиков с гибридной матрицей, формируемой эпоксидным связующим и силиконовым эластомером. Оценивалось влияние количества и схемы локации силиконового эластомера в структуре композита, а также масштабного эффекта на величину максимального прогиба. Количество силиконового эластомера суммарно во всех зонах локации принималось 0,25 и 0,50 мл, при этом варьировалось количество зон локации и их направление относительно длины образца. Установлено, что продольная локация силиконового эластомера в образцах ПКМ приводит к наибольшему снижению их жесткости. Количество силиконового эластомера в зоне локации не оказывает существенного влияния на изменение жесткости образцов. Увеличение количества слоев армирующей ткани в 2 раза позволяет снизить прогиб испытуемых образцов в 7-10 раз в зависимости от прикладываемой нагрузки, а удвоение ширины образцов и зон локации силиконового эластомера приводит к уменьшению максимального прогиба в 2 раза. С увеличением толщины ПКМ у образцов с силиконовым эластомером значения максимального прогиба под действием различных статически приложенных нагрузок аналогичны значениям данного показателя углепластиков такой же толщины без компонента «жидкой» фазы.
Бесплатно
Оценка сорбционных свойств сорбента на основе диоксида кремния
Статья научная
Для решения вопросов повышения безопасности пищевой продукции используют эффективные сорбенты. Экономическая целесообразность очистки повышается при использовании в качестве сорбентов отходы пищевых производств. С помощью современных методов были изучены состав и свойства сорбента АДК полученного из рисовой шелухи. Сорбент является разновидностью пирогенного кремнезёма. С помощью современных методов оценки качества веществ были изучены химический состав и морфологические особенности поверхности сорбента. Кроме того, исследована статическая обменная ёмкость для различных загрязнителей. Установлено, что АДК хорошо задерживает неорганические соединения, в состав которых входили железо, марганец и алюминий. Десорбция химических соединений из использованного сорбента не оказывает существенного влияния на содержание тяжелых металлов в воде. Это свидетельствует о прочности сорбционных связей. Для установления характера связи влаги в сорбенте с определением температурных интервалов, при которых происходит дегидратация проведен синхронный термический анализ, позволивший определить температурные зоны, которые соответствуют удалению влаги, влагоудалению с разной энергией связи, а также прогнозировать режимные параметры процесса влагоудаления и выбрать наиболее эффективный способ их дегидратации...
Бесплатно
Оценка усталостной прочности углепластиков с различными типами гибридных матриц
Статья научная
Полимерные композиционные материалы (ПКМ) нашли широкое применение в различных отраслях промышленности благодаря возможности создавать изделия пониженной массы с заданными эксплуатационными свойствами. В процессе эксплуатации композитные изделия подвергаются воздействию статических и циклические нагрузок, климатических и многих других факторов. Оценка усталостной прочности композиционных материалов и влияния на нее различных добавок и модификаторов является актуальной научно-практической задачей. В статье описана технология получения ПКМ с различными типами гибридных матриц, формируемых основным материалом связующего и материалом, представляющим в структуре композита самостоятельную «жидкую» фазу. На основе анализа кинетики отверждения в качестве материалов компонентов «жидкой» фазы были выбраны анаэробный полимерный материал (Loctite 638), силиконовый эластомер (Юнисил-9628) и синтетический воск. Испытания по оценке усталостной прочности осуществлялись путем приложения к образцам циклически изменяющихся нагрузок растяжение-сжатие. Нагрузка при выполнении циклических испытаний составила 70% от статической прочности образцов при растяжении. Остаточная прочность оценивалась путем испытания образцов на растяжение до полного разрушения после циклического нагружения. Представлены результаты испытаний на усталостную прочность углепластиков с различными типами гибридных матриц (формируемых различными компонентами «жидкой» фазы), анализ которых показал, что использование анаэробного полимерного материала в качестве компонента «жидкой» фазы гибридной матрицы позволяет повысить как начальную статическую прочность материала (на ~1%), так и остаточную прочность после циклического нагружения (на ~11%) по сравнению с данными показателями, полученными при испытании контрольных образцов. После выполнения циклического нагружения у углепластиков с анаэробным полимерным материалом и силиконовым эластомером наблюдается повышение остаточной прочности по сравнению с предварительно выполненными статическими испытаниями на растяжение на ~8% и ~13% соответственно. Использование в качестве компонента «жидкой» фазы анаэробного полимерного материала и силиконового эластомера позволяет повысить модуль упругости углепластиков после циклического нагружения на ~13% и 5% соответственно по сравнению с результатами предварительных статических испытаний.
Бесплатно
Оценка эффективности иммобилизации активного ила на композитных материалах "полиэтилен:полисахариды"
Статья научная
Целью работы является изучение иммобилизационной способности новых композитных материалов на основе полиэтилена (ПЭ) и полисахаридов (ПС) по отношению к биоценозу активного ила (АИ). Объектами исследования были выбраны композитные материалы следующего состава: ПЭ:микроцеллюлоза чистая (МЦч), ПЭ:микроцеллюлоза отработанная (МЦо), ПЭ:крахмал (К), при соотношении компонентов ПЭ:ПС = 70:30 мас.%. В задачи исследования входило определение основных морфологических показателей новых композитов (пористость, шероховатость, плотность), оценка гидрохимического и гидробиологического состояния АИ (иловый индекс, массовая концентрация ила, видовой состав) до фиксации на композитах, оценка иммобилизационной способности исследуемых материалов по привесу биомассы, контроль состояния АИ после фиксации. В результате испытаний установлено, что композит состава ПЭ:МЦч имеет плотность 410 кг/м3, пористость 60%, шероховатость 3,5; композит состава ПЭ:МЦо имеет плотность 590 кг/м3, пористость 40%, шероховатость 2,0; композит состава ПЭ:К имеет плотность 640 кг/м3, пористость 50%, шероховатость 2,5; при этом образец сравнения - чистый ПЭ - имеет показатели: плотность 860 кг/м3, пористость 0%, шероховатость 0...
Бесплатно
Перспективный коагулянт для производства эмульсионных каучуков
Статья научная
В статье приведены исследования о возможности применения гидрохлорида циануротриамида в технологии получения эмульсионных каучуков в качестве коагулирующего агента. С увеличением спроса на полимерные изделия возникает необходимость в усовершенствовании технологий их производства, что позволяет повысить эффективность процессов и снизить издержки. Однако существующая технология выделения каучука из латекса, основанная на использовании хлорида натрия, имеет значительные недостатки: высокие материалоемкость и водопотребление, а также экологические риски из-за загрязнения сточных вод. В связи с этим исследуются альтернативные коагулянты, которые могут заменить солевые агенты, при этом оставаясь эффективными и экономически целесообразными. Одним из перспективных решений является использование циануротриамида (ЦТА), который обладает хорошими коагулирующими свойствами и низкой стоимостью. Показано, что при увеличении расхода коагулянта наблюдается повышение массы образующейся крошки каучука. Установлено, что при использовании такого коагулянта процесс выделения каучука их латекса протекает без применения подкисляющего агента. Исследованные вулканизаты, полученные из каучука, выделенного с использованием ЦТА, соответствуют требованиям по физико-механическим свойствам и сопоставимы с образцами, полученными на основе хлорида натрия. Таким образом, соль ЦТА представляет собой перспективный коагулирующий агент для технологии получения эмульсионных каучуков, обеспечивая экологические преимущества и высокую эффективность процесса.
Бесплатно
Статья научная
В настоящее время актуальной проблемой является вторичное использование дистиллерной жидкости - отхода производства кальцинированной соды, который представляет собой водный раствор, содержащей около 10 % хлорида кальция и небольшое количество других солей. Предлагается применение раствора на основе дистиллерной жидкости в качестве хладоносителя в системе теплообмена при производстве соды. Введение в систему бихромата калия создает ингибирующий эффект и предотвращает коррозию труб. Для изучения фазовых равновесий в системе СaCl2 - К2Сr2О7 - H2O построены диаграммы состояния при температурах 20, 3 и -7?С. С понижением температуры гомогенная область заметно уменьшается и смещается к оси СaCl2 - H2O. Эвтектическая точка ограничена очень узкой областью, в которой массовая доля бихромата калия не превышает 3 %. Методом Скрайнемакерса установлено, что в области с содержанием хлорида кальция менее 40 % кристаллизуется бихромат калия. Для области, примыкающей к вершине хлорида кальция, установить состав твердой фазы и границы ее кристаллизации по методу Скрайнемакерса невозможно. Это связано с тем, что бинарная система СaCl2 - К2Сr2О7 является тройной взаимной системой K+,Ca2+Cl-,Сr2О72-. В этой области предполагается образование твердых растворов или соединений на основе бинарной системы К2Сr2О7 - СаСr2О7. Для интервала температур от -7 ºС до 50 ºС предложен состав хладоносителя: 3 % K2Cr2O7 - 10,2 % CaCl2 - 86,8 % H2O. В области температуры от 20 ºС до 60 ºС состав раствора: 6 % K2Cr2O7 - 10% CaCl2 - 84 % H2O.
Бесплатно
Статья научная
Полимерные материалы с низкотемпературными характеристиками должны обеспечивать надежность техники, конструкций и сооружений при воздействии как внешних, так и внутренних факторов способных разрушить материал. Анализируя научно-техническую литературу в области материаловедения, в частности эластомерных материалов работоспособных в различных углеводородных средах в условиях холодного климата, принято решение продолжать исследования направленные на повышение морозостойкости и долговечности эластомерных материалов стойких к топливу. В работе описаны результаты исследования бутадиен-нитрильных каучуков путем модификации агентами вулканизации и полимерными добавками, с целью улучшения комплекса эксплуатационных свойств эластомерных материалов уплотнительного назначения. Исследованы свойства вулканизатов стандартных резиновых смесей на основе бутадиен-нитрильных каучуков с различным содержанием нитрилакриловой кислоты. В качестве агентов вулканизации были выбраны органический пероксид 2ди-(2-третбутилпероксиизопропил) - бензол торговой марки Luperox F-40 и комбинация серы с ускорителем. Определены их реологических свойств в зависимости от вида вулканизующего агента. Изучены физико-механических и низкотемпературных свойств полученных вулканизатов. Проведено исследование влияния вида вулканизующего агента в резиновой смеси на основе полярных каучуков на низкотемпературные свойства вулканизатов. Исследованы рецептуры резиновых смесей на основе бутадиен-нитрильного каучука, модифицированных полукристаллическим и стирол-бутилен-стирольного блок-сополимера для повышения низкотемпературных свойств. Изучены физико-механических свойства полученных материалов. Предложены рецептурно-технологические решения, обеспечивающие повышение морозостойкости полимерных композиционных материалов на основе эластомеров, эксплуатируемых в условиях низких температур. Исследования, направленные на разработку новых методов модификации эластомерных материалов на основе БНК, позволят эффективно решать проблемы создания многофункциональных резин для регионов с холодным климатом.
Бесплатно
Повышение вариативности выпускаемой товарной продукции установки каталитического риформинга
Статья научная
Стабильный риформат установок каталитического риформинга, в частности установки CCR, содержит в себе большое количество (до 77%масс.) ароматических углеводородов, из них треть - ксилолы. На промышленных установках при выпуске товарных бензинов возникает ситуация, когда показатель октанового числа превышает необходимое значение. В связи с этим существует возможность выделения из стабильного риформата потока суммарных ксилолов, что позволит повысить вариативность выпускаемой товарной продукции и привести показатель октанового числа к нормативному значению. В работе выполнено исследование возможных вариантов схемы выделения ксилолов из стабильного риформата для увеличения вариативности выпускаемой товарной продукции. Для оценки достигаемых показателей возможных технологических схем выделения из стабильного риформата ксилольной фракции были рассмотрены следующие варианты: сложная колонны с боковым отбором ксилольной фракции, сложная колонна со стриппинг секцией и схема из двух последовательно соединённых ректификационных колонн. Исследование выполнено с использованием моделирующей системы UniSim Design. Предложена двух колонная технологическая схема блока вторичной ректификации стабильного риформата, обеспечивающая достижение содержания ксилольной фракции в товарном продукте более 97%масс. при 84%-ом отборе ксилолов от их содержания в потоке питания предлагаемой технологической схемы. Число клапанных тарелок составляет 50 для первой колонны и 70 для второй, С учётом стоимости проектно-изыскательных работ, поставки материально-технических ресурсов, а также затрат на строительно-монтажные работы, срок окупаемости предлагаемого проекта составит 3,5 года.
Бесплатно
Статья научная
Поливиниловый спирт (ПВС) - перспективный полимер для производства материалов с заданными свойствами, в первую очередь - водорастворимостью и биоразлагаемостью. Основная причина ограничения применения плёночных материалов на основе ПВС - отсутствие механизма регулирования скорости их растворения. Цель работы: оценка прочностных показателей и водостойкости пленок ПВС и композитов «ПВС:МЦ» при сшивке борной кислотой в зависимости от количества введенного в полимерную матрицу бората. Объектами исследования были 8 экспериментальных образцов: №1 - пленка немодифицированного ПВС марки KurarayPoval 3-83, пластифицированного глицерином, полученная методом полива из 5%-го раствора; №2-4 - пленки ПВС, модифицированного борной кислотой в различном количестве, полученные аналогично образцу №1; №5 - пластина композита ПВС:МЦ (50:50 мас.%), полученная жидкофазным совмещением немодифицированного борной кислотой ПВС и дисперсии микроцеллюлозы с последующим обезвоживанием на воздухе; №6-8 - пластины композита ПВС:МЦ (50:50 мас.%), полученные на основе модифицированного различным количеством борной кислоты ПВС, аналогично образцу №5. В результате проведенного исследования установлено, что модификация («сшивка») ПВС маркиKurarayPoval 3-83 борной кислотой сопровождается повышением вязкости ПВС (что при обезвоживании проявляется в помутнении пленок), повышении прочностных показателей пропорционально количеству введенного в полимерную матрицу ПВС борат-иона, но при этом водостойкость модифицированных пленок ПВС повышается до определенного предела содержания бората (в частности, при введении 0.075 и 0.15 мл борной кислоты на 1 мл ПВС пленки не растворились в течении 1 недели экспозиции в воде при t=20 °С, но при введении 0.30 мл борной кислоты на 1 мл ПВС пленка растворилась за 3 часа экспозиции, для сравнения - немодифицированный ПВС указанной марки растворяется в воде при н.у. за 10 минут).
Бесплатно
Повышение эффективности работы колонны частичного отбензинивания нефти
Статья научная
Рассматривается работа установки первичной переработки нефти. Анализ работы действующей колонны К-1 показал, что имеются заметные колебания режима работы аппарата в летний период и холодное время года, как следствие наблюдалось изменение температуры верха колонны и ухудшение чёткости ректификации фракций. Для исследования способов регулирования параметров отбензинивающей колонны К-1 проведен вычислительный эксперимент с использованием моделирующей системы UniSim Design, в которой сформировали модели аппаратов и в целом модель установки. В качестве математического пакета для расчета термодинамических свойств компонентов смеси использовали метод Peng-Robinson. Сравнивались расчетные показатели работы двух вариантов аппаратурного оформления колонны К-1. По первому варианту моделировали работу колонну К-1, в которой сырьё поступает на 19 тарелку, горячая струя подается в низ колонны на 24 тарелку, нефтяное орошение на 5 тарелку, используется острое орошение и парциальный конденсатор. У данного варианта в промышленных условиях наблюдались нестабильные технологические режимы верха колонны. Для оценки принципиальной возможности изменения аппаратурного оформления колонны К-1 был выбран другой вариант, в котором отсутствуют острое орошение и орошение нефтью, вместе с тем введено верхнее циркуляционное орошение с 5-ой на 1-ую тарелку с охлаждением потока и сохранена технологическая схема формирования и подачи горячей струи. Сравнение фракционных составов отбензиненной нефти показало, что для рассмотренных вариантов наблюдаются практически близкие расчетные оценки, при этом использование верхнего циркуляционного орошения позволяет не только разгрузить верхнюю часть ректификационной колонны от тепловой нагрузки, но и использовать значительный тепловой поток холодильника верхнего циркуляционного орошения для предварительного подогрева нефтяного сырья, что также позволит снизить потребление жидкого топлива для печей.
Бесплатно
Подбор и модификация термопластичных полимерных пленок для ортодонтологии
Статья научная
Установлена возможность применения термопластичных полимерных пленок полиэтилена низкой плотности и полиэтилентерефталата отечественных марок для производства элайнеров и мягких форм, предназначенных для полимеризации стоматологических композитов, используемых в ортодонтологии. Надмолекулярная структура и состав листов полиэтилентерефталата и полиэтилена низкой плотности отечественных марок, а также их механические свойства отличаются от структуры и свойств фирменных полимерных материалов Shueu-Dental. Различие состава и степени кристалличности листов установлено методом дифференциально-сканирующей калориметрии. Установлено, что основу мягких пленок для матриц составляет полиэтилен низкой плотности со степенью кристалличности 35± 5%, а основу жестких пленок для изготовления элайнеров - аморфный сополимер этилентерефталата с температурой стеклования 76-81оС. Деформационные свойства импортного полиэтилена низкой плотности аналогичны свойствам отечественных полимеров различных марок. Деформационные свойства и кристалличность импортного полиэтилентерефталата существенно отличается от аналогичных по составу материалов отечественных марок Для приведения к соответствию состава и кристалличности полимерных материалов фирмы Shueu-Dental и пленок отечественного производства производили модифицирующую термообработку отечественных материалов в муфельной печи. Путем подбора температуры и времени термообработки листов полиэтилентерефталата получен материал меньшей кристалличности без содержания «летучих» компонентов. Пригодность модифицированной пластины полиэтилентерефталата отечественного производства для изготовления элайнеров проверялась путем измерения её жесткости. Жесткость оценивали по величине модуля Юнга, измеренного путем растяжения образцов исходных и модифицированных материалов с постоянной скоростью растяжения. После модифицирующей термообработки исследовали степень локальной вытяжки и разнотолщинность готовых изделий (элайнеров) из полиэтилена низкой плотности и полиэтилентерефталата. Измерили толщину в характерных точках и установили количественную связь между толщиной изделий и степенью вытяжки полимеров, применяемых в ортодонтологии.
Бесплатно
