авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 7 |

««ПОВОЛЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Центр фундаментального образования «НАУЧНОМУ ПРОГРЕССУ – ТВОРЧЕСТВО МОЛОДЫХ» ...»

-- [ Страница 4 ] --

Научный руководитель: Каратун О. Н., д-р техн. наук, профессор Астраханский государственный технический университет ВЛИЯНИЕ СООТНОШЕНИЯ ТРИЭТИЛЕНГЛИКОЛЯ И N-МЕТИЛПИРРОЛИДОНА НА СТЕПЕНЬ ДЕАРОМАТИЗАЦИИ ФРАКЦИИ 62-180С В Астраханской области планируется строительство завода по про изводству этилена, в качестве сырья установки пиролиза предлагается использовать бензиновую фракцию 62-180С астраханского газового конденсата. Высокое содержание ароматических углеводородов в сырье является неблагоприятным фактором, способствует повышенному кок соотложению на установках пиролиза. Бензиновая фракция 62-180С астраханского газового конденсата содержит до 35% (об.) ароматиче ских углеводородов. Поэтому необходимо предварительно подвергать сырье пиролиза экстракционной деароматизации с применением селек тивных растворителей.

Для сравнения экстракционной способности растворителей были выбраны триэтиленгликоль (ТЭГ), широко применяемый на российских установках производства ароматических углеводородов, но характери зующийся низкими показателями селективности, и N-метилпирроллидон (NМП), являющийся наиболее эффективным рас творителем по отношению к ароматическим углеводородам. Также были проведены опыты с применением в качестве экстрагента смесей ТЭГ и NМП, поскольку это один из способов интенсификации процесса экс тракции ароматических углеводородов.

В лабораторных условиях исследовался процесс одноступенчатой экстракции ароматических углеводородов с последующей отмывкой растворителя дистиллированной водой из экстрактной фазы. Экстракция проводилась в термостатированной делительной воронке объемом 50 мл. В качестве сырья использовалась бензиновая фракция 62-180, вырабатываемая на Астраханском газоперерабатывающем заводе. В процессе экстракции применялись индивидуальные ТЭГ и NМП, в сме сях концентрацию ТЭГ изменяли от 0 до 100% (об.). Содержание арома тических углеводородов в экстракте анализировали рефрактометриче ским и хроматографическим методами анализа. Далее приведены ре зультаты экстракции при постоянных заданных условиях: кратности экстрагента к сырью 1:1, температуре 50С, времени перемешивания 15 мин, времени отстаивания 30 мин и концентрации воды в экстрагенте 5% об.

Концентрация ароматических углеводородов в экстракте при изме нении содержания ТЭГ в смеси изменялась неравномерно (график).

Наилучший результат был достигнут при использовании смеси, со держащей 80% (об.) ТЭГ. Надо отметить, что при использовании инди видуальных растворителей - ТЭГ и NМП - концентрация ароматических углеводородов в экстракте не превышает 60% (об.) и 57% (об.) соответ ственно, а применение смешанного экстрагента увеличило выход арома тических углеводородов до 78 % (об.).

Полученные результаты позволяют сделать вывод о целесообразно сти применения в процессе экстракционной деароматизации в качестве экстрагента смеси триэтиленгликоля и N-метилпирролидона. Можно предположить, что использование смеси ТЭГ- NМП на промышленных установках позволит увеличить степень извлечения ароматических уг леводородов, снизить кратность растворителя и температуру процесса, тем самым уменьшить эксплуатационные затраты.

УДК 678. Киселева Т. А.

Научные руководители: Кольцов Н. И., д-р хим. наук, профессор;

Игнатьев В. А., ст. преподаватель Чувашский государственный университет им. И. Н. Ульянова ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ПОЛИУРЕТАНОВЫХ ЭЛАСТОМЕРОВ НА ОСНОВЕ СЛОЖНЫХ ОЛИГОЭФИРОВ И ГИДРОКСИЭТИЛЗАМЕЩЕННЫХ МОЧЕВИН В данной работе на основе сложных олигоэфиров адипиновой кисло ты (полиэфира П6-БА и ПДА-800), толуилендиизоцианата Т-80, гидрок сиаэтилзамещенных мочевин (ГЭМ) и 4,4’-метиленбис(о-хлоранилина) (МОСА) реакционным формованием получены полиуретановые эласто меры (ПУЭ).

ГЭМ синтезированы взаимодействием 2,4-толуилен-, и 1,6-гексаметилен-, 1,8-октаметилен-, 1,10-декаметилен 4,4’-дифенилметандиизоцианатов с диэтаноламином. Образцы ПУЭ по лучали путем смешения и последующей заливки в формы изоцианат- и гидроксилсодержащих псевдофорполимеров (ПФП). ИПФП, в свою очередь, получен в результате взаимодействия олигоэфиров П6-БА и ПДА-800 с толуилендиизоцианатом Т-80. ГПФП представлял собой смесь соответствующего олигоэфира, ГЭМ и(или) МОСА. Соотношение изоцианат- и гидроксилсодержащих ПФП подбирали таким образом, чтобы отношение изоцианатных и гидроксильных групп в ПУЭ было стехиометрическим.

Для синтезированных образцов были исследованы основные физико механические показатели: предел прочности при разрыве (разр), относи тельное (отн) и остаточное (ост) удлинения, модуль высокоэластичности (Е), твердость по Шору (Н) и содержание гель-фракции (Р). Из резуль татов исследований следует, что природа и соотношение олигоэфиров в ПФП при синтезе ПУЭ позволяет в широких пределах варьировать их эксплуатационными характеристиками. Установлено также, что малые добавки ГЭМ существенно влияют на свойства полиуретанов.

Таким образом, нами изучено влияние строения и содержания тет рафункциональных гидроксиэтилзамещенных мочевин на свойства по лиуретановых эластомеров на основе сложных олигоэфиров адипиновой кислоты.

УДК 661. Лукьянова Е. В., Никандров М. И.

Научный руководитель: Никандров М. И., канд. техн. наук, доцент Дзержинский политехнический институт Нижегородского государственного технического университета ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАЗМЕЩЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВА ФОСФАТОВ НАТРИЯ В ЕВРОПЕЙСКОЙ ЧАСТИ РОССИИ Выполнен анализ производственно-потребительско-логистической сети фосфатов натрия и сырья для их производства. Сырьем для фосфа тов натрия являются: сода, фосфорная кислота и едкий натр. Наиболее концентрированным сырьевым компонентом являются термическая или улучшенная экстракционная фосфорная кислота, производимые в г. Воскресенске и на Новоджамбульском фосфорном заводе (Казахстан).

Среднее содержание полезного для производства фосфатов компонента (фосфат-ион) в них находится на уровне 71%. Кальцинированная сода и жидкий едкий натр являются весьма малоконцентрированными (с точки зрения производства фосфатов натрия), и содержание полезного компо нента (натрий) в них составляет 46% и 26% соответственно.

Тринатрийфосфат (ТНФ) может быть получен в виде двенадцати водного, десятиводного или восьмиводного кристаллогидрата. Присут ствие кристаллизационной воды в продукте является бесполезным бал ластом. Доля полезного вещества в двенадцативодном ТНФ составляет 43%. В десятиводном ТНФ – 47% и в восьмиводном ТНФ – 53,2%. Ди натрийфосфат (ДНФ) может быть получен в виде двенадцативодного и семиводного кристаллогидрата, содержащих 43% и 53% полезного ве щества соответственно. Мононатрийфосфат (МНФ) может быть получен в виде двухводного и одноводного кристаллогидрата, содержание по лезного вещества в которых соответственно равно 77% и 87%.

С учетом технологических показателей и логистики для обеспечения европейской части России и СНГ тринатрийфосфат экономически целе сообразно производить в точке получения малоконцентрированного сы рья (г. Стерлитамак) в виде десятиводного ТНФ. Мононатрийфосфат следует производить в г. Стерлитамак, тогда как производство дина трийфосфата должно тяготеть к сфере потребления и выпускаться на малотоннажных установках мощностью порядка 2000-3000 т/год в виде семиводной соли на 5-6 предприятиях в европейской части РФ.

УДК 543.632.572.3:544. Низаметдинова Э. Р., Бубннов С. В.

Научные руководители: Григорьева Н. Г. д-р хим. наук;

Кантор Е. А., д-р хим. наук, профессор Институт нефтехимии и катализа РАН, Уфимский государственный нефтяной технический университет СИНТЕЗ ДИМЕРОВ ЦИКЛООКТЕНА ПОД ДЕЙСТВИЕМ МИКРО- И МИКРО-МЕЗОПОРИСТЫХ ЦЕОЛИТОВ Известные способы получения димеров циклооктена базируются на использовании традиционных кислотных катализаторов (например, сер ной кислоты) [1], а также ацетилацетаната никеля [2].

Более актуальным в настоящее время является использование эколо гически безопасных гетерогенных катализаторов, позволяющих прово дить реакцию с меньшим количеством стадий и без образования сточ ных вод.

С целью разработки эффективных гетерогенно-каталитических спо собов получения димеров циклооктена нами исследованы превращения указанного олефина под действием микро- и микро-мезопористых цео литных катализаторов.

В качестве катализаторов с микропористой структурой использовали следующие цеолиты: Y, Beta, ZSM-12 в Н-форме, а с микро-мезопористой структурой - гранулированный без связующих веществ цеолит HY-БС.

Реакцию проводили в автоклаве при 40-180С, количество катализа тора варьировали от 10 до 100% масс. на исходный олефин.

Установлено, что основными продуктами реакции являются изомеры и димеры циклооктена. Изомеризация циклооктена начинается уже при 40С, поэтому в продуктах реакции присутствует большое количество углеводородов брутто-формулы С8Н14: метилгептены, метилгептаны, ди метилгексены, диметилгексаны, изооктены и др. Среди димеров преобла дают два - (1Е)-1,1'-би(циклооктан)-1-ен (1) и 1,1'-би(циклооктилиден) (2), образующиеся при димеризации циклооктена с сохранением его химиче ской структуры.

Схема образования димеров циклооктена Увеличение температуры и концентрации катализатора приводит к усилению структурных и деструктивных превращении циклооктена. В результате этого в димерной фракции увеличивается количество и выход углеводородов, полученных при димеризации и содимизации соединений, являющихся продуктами деструктивных превращений циклооктена.

Максимальный выход димеров циклооктена получен при использо вании цеолита HBeta и достигал 90% (40С, 50% масс. катализатора, 5 часов). Под действием цеолитов HY, ZSM-12 выход димеров циклоок тена составляет 56 и 48, соответственно.

С высокой селективностью димеры циклооктена (1,2) удалось полу чить только в присутствии микро-мезопористого цеолита HY-БС. Ука занный цеолитный катализатор обеспечивает получение димеров (1,2) сселективностью до 90% при конверсии мономера ~50%.

Литература 1. Greidinger, D. S. Preparation and Reactions of 1,1'-Dicycloalkenyls / Greidinger, D. S. & Ginsburg, D. // Alicyclic Studies. -XIII. - 1957. - 22. - P. 1406 1410.

2. Bogdanovic, B. Olefin transformations catalyzed by organonickel compounds / Bogdanovic B., Henc B., Hans-Georg Karmann // Industrial and engineering chemis try. - 1970. - 62. - №12. - P. 34-44.

3. ZSM-12 Cycloolefin dimerization. Пат. № 4255600 США, МПК B01J29/70;

C07C2/02 // Young L Brewster, MOBIL OIL CORP, № 06/100,592, заявл.

5.12.1979, опубл. 10.03.1981.

УДК 541. Федорова В. В.

Научные руководители: Данилов В. А., ст. преподаватель;

Колямшин О. А., канд. хим. наук, доцент Чувашский государственный университет им. И. Н. Ульянова МОДИФИКАЦИЯ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИЙ НА ОСНОВЕ ВИНИЛОВЫХ МОНОМЕРОВ Химическая модификация полимеров получила большое развитие как один из методов изменения свойств полимеров. Для этого исполь зуются как классические реакции замещения атомов водорода или гид роксильных групп на другие атомы и группы, так и богатый ассорти мент реакций органической химий. Среди последних нужно отметить широкое применение реакций замыкания карбо- и гетероциклов в цепях полимеров. Данный вид модификации позволяет не только изменять в широком интервале свойства синтезированных высокомолекулярных соединений, но и создавать такие полимеры, которые нельзя получить непосредственным синтезом из мономеров. Для сшивания макромоле кул применяют различные методы: радикальная сополимеризация, гид ролиз, аминолиз и т. д. В данной работе сшивание цепей сополимера проводили широко применяемым диамином – метилен-о-хлоранилина (МОСА). Целью данной работы являлось получение полимеров на ос нове сополимеров метакриловой кислоты (МК), малеинового ангидри да (МА) и диамина.

На первом этапе проводили радикальную сополимеризацию МК и МА в растворе. На втором этапе проводили сшивание полученных по лимерных цепей МОСА в растворе. Экспериментально были подобраны оптимальные условия синтеза и установлены кинетические закономер ности. Состав и структура полученных полимеров исследовали метода ми ИК- и масс-спектрометрии. Известно, что полиметакриловая кислота характеризуется высокой гигроскопичностью и растворяется в воде. По лученные модифицированные полимеры на основе данной поликислоты в воде набухают, но полностью не растворяются. Это указывает на наличие пространственной сетки полимера. Исследования показали, что полученные образцы растворяются в этаноле, толуоле и ацетоне имеют ограниченную растворимость и набухают. Таким образом, данные сопо лимеры можно применять в качестве полимерной пленки для создания протонпроводящих мембран, гигроскопического материала.

УДК 547. 46’ Федосеев С. В., Липин К. В.

Научный руководитель: Ершов О. В., канд. хим. наук, доцент Чувашский государственный университет им. И. Н. Ульянова СИНТЕЗ РАЗЛИЧНЫХ АЗОТСОДЕРЖАЩИХ ГЕТЕРОЦИКЛОВ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕМ 4-ОКСОАЛКАН-1,1,2,2-ТЕТРАКАРБОНИТРИЛОВ С ВОДОЙ Создание новых препаративных методов синтеза органических ве ществ, позволяющих, в зависимости от условий, не только модифициро вать функциональное оформление гетероциклических соединений, но и варьировать структуру гетероциклического углеродного скелета является в настоящее время основной задачей синтетической органической химии.

В данном аспекте перспективно использование 4-оксоалкан-1,1,2,2 тетракарбонитрилов (тетрацианоалканонов) 1, строение которых пред полагает, в зависимости от условий не только модифицировать функци ональное оформление гетероциклических соединений, но и варьировать структуру гетероциклического углеродного скелета. Данное предполо жение подтверждено в работах [1, 2], в которых достаточно подробно изучена реакционная способность тетрацианоалканонов по отношению к галогеноводородам, аммиаку и аминам. Несмотря на это взаимодей ствие 4-оксоалкан-1,1,2,2-тетракарбонитрилов с водой практически не исследовано.

В ходе изучения взаимодействия 4-оксоалкан-1,1,2,2 тетракарбонитрилов с водой было обнаружено, что в результате варьиро вания рН среды и концентраций используемых кислот, могут региона правленно образовываться четыре класса соединений – 2-оксо-4-циано 1,2-дигидропиридин-3-карбоксамиды 2, 4-оксо-1,2-дигидропиридин-3,4 дикарбонитрилы 3, 3a-(2-оксоалкил)-октагидропирроло[3,4-c]пиррол 1,3,4,6-тетраоны 4, 3-амино-8-гидрокси-1,6-диоксо-2,7-диазаспиро[4.4]нон -3-ен-4-карбонитрилы 5.

Строение полученных соединений установлено распространенными физическими методами исследования, такими как ИК, 1Н ЯМР, 13С ЯМР, HMBC спектроскопией, масс-спектрометрией и рентгенострук турным анализом монокристаллов.

Стоит отметить, что все синтезы отличаются легкостью осуществле ния и препаративностью, исключается использование высоких темпера тур, давления, дорогостоящих реагентов и катализаторов. Выходы полу ченных соединений составляют 45-78 %.

Таким образом, в ходе проведенных исследований удалось задей ствовать необходимые реакционные центры 4-оксоалкан-1,1,2,2 тетракарбонитрилов и, в зависимости от условий процесса, региона правленно синтезировать гетероциклические структуры заданного стро ения. На основе полученных результатов можно сделать вывод о кон тролируемой активности реакционных центров тетрацианоалканонов в зависимости от условий реакции, благодаря чему появляется возмож ность направленно синтезировать различные пяти-, шестичленные функциональнозамещенные гетероциклические структуры.

Литература 1. Липин, К. В. Взаимодействие 4-оксоалкан-1,1,2,2-тетракарбонитрилов с галогеноводородными кислотами. // Автореф. дис. канд. хим. наук. - Чебоксары.

- 2009. - 20 с.

2. Беликов, М. Ю. Взаимодействие 4-оксоалкан-1,1,2,2-тетракарбонитрилов с аммиаком и аминами. // Автореф. дис. канд. хим. наук. - Казань. - 2011. - 23 с.

Работа выполнена в рамках государственного контракта № 16.740.11.0160 Федеральной целевой программы «Научные и научно педагогические кадры инновационной России».

Секция «ПРИКЛАДНАЯ И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ХИМИЯ»

УДК Васильев И. Ю., Григорьев А. А.

Научные руководители: Зиновьева Е. Г., канд. хим. наук, доцент;

Ефимов В. А., канд. хим. наук, доцент Чувашский государственный университет им. И. Н. Ульянова НОВЫЕ ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ОТВЕРДИТЕЛИ ЭПОКСИДНЫХ СМОЛ В данной работе синтезированы и охарактеризованы новые отверди тели и катализаторы отверждения эпоксидных смол. Полученные веще ства представляют собой электронейтральные комплексные соединения триалкилфосфатов с кислотами Льюиса и являются вязкими жидкостями от бесцветного до темно-коричневого цвета, растворимыми в таких ор ганических растворителях, как этиловый спирт, ацетон, хлороформ, че тыреххлористый углерод и бензол. Ниже представлена общая схема триалкилфосфатных комплексов кислот Льюиса.

Предварительное изучение активности вышеописанных соединений Cl-CH2-CH2 O O + MtXn. mH2O 2 Cl-CH2-CH2 O P -mH2O Cl-CH2-CH2 O Cl-CH2-CH2 O O-CH2-CH2-Cl O O..... MtXn O.....

Cl-CH2-CH2 O O-CH2-CH2-Cl P P O Cl-CH2-CH2 O O O-CH2-CH2-Cl где Mtn+ - Co2+, Cu2+, Cd2+, Fe3+, La3+,Ni2+,Cr3+,Hg2+ X - Cl-, NO3-,SO42-;

n=1-3;

m=2,5-6.

в реакциях отверждения оксираносодержащих соедиений показывает их высокую каталитическую активность в реакциях поликонденсации эпоксидной смолы с ангидридами, так и в качестве самостоятельных отверждающих агентов.

Триалкилфосфатные комплексы кислот Льюиса являются соедине ниями полифункционального назначения, поскольку помимо отвержда ющей способности, они потенциально способны выполнять роль моди фикатора и антипирена для образующейся полимерной матрицы.

УДК 678. Васильева Ю. В.

Научные руководители: Кольцов Н. И., д-р хим. наук, профессор;

Ушмарин Н. Ф., канд. техн. наук Чувашский государственный университет им. И. Н. Ульянова КОМБИНАЦИИ ГАЛОГЕНАЛКИЛФОСФАТОВ С РАЗЛИЧНЫМИ АНТИПИРЕНАМИ ДЛЯ РЕЗИНЫ НА ОСНОВЕ БУТАДИЕН-НИТРИЛЬНОГО КАУЧУКА В настоящее время актуальной является проблема создания огне стойких резин. Такие резины необходимы для изготовления изделий контактирующих с высокотемпературными средами или открытым ог нем. Наличие в резинах неорганических наполнителей понижает их го рючесть, но не в достаточной степени, которая необходима для огне стойких материалов и изделий. Поэтому в резины вводят пластификато ры-антипирены. К ним относятся хлорпарафины, галоген-, фосфор- и сурьму содержащие соединения. Эти вещества, повышая технологиче ские свойства резиновых смесей, увеличивают их стойкость к горению.

Наиболее эффективными пластификаторами-антипиренами являются галогеналкилфосфаты [1]. Среди них следует выделить трихлорэтил фосфат (ТХЭФ) и трихлорпропилфосфат (ТХПФ), которые при высоких температурах разлагаются с образованием полифосфорной кислоты, угольного слоя и газообразного HCI. Полученные продукты разложения приводят к затуханию горящей резины за счет уменьшения доступа кис лорода воздуха к ее поверхности. Известно, что для повышения огне стойкости полимеров и резин используются также борат цинка [2], три оксид сурьмы [3] и другие наполнители и добавки. Представляет инте рес исследовать влияние комбинации галоген-алкилфосфатов с различ ными добавками на огнестойкость резин. Такие исследования были про ведены нами для резиновой смеси на основе каучука БНКС-40 АМН с использованием комбинаций ТХЭФ и ТХПФ с боратом цинка, гидрок сидом алюминия, хлорпарафином ХП-1100 и триоксидом сурьмы. Эф фективность применения комбинаций антипиренов оценивали по огне стойкости, пласто-эластическим свойствам и физико-механическим по казателям резины. Огнестойкость оценивали по времени горения стан дартных образцов резины после их выдержки в течение 20 сек в пламе ни горелки. По результатам исследований наиболее огнестойкими явля ются образцы резины, содержащие композицию ТХЭФ с перечислен ными добавками. Эти образцы затухают моментально после удаления из пламени горелки, тогда как базовая резина горит в течение 2-3 сек. При чем по пласто-эластическим и физико-механическим свойствам резина, содержащая эту композицию антипиренов, не уступает базовой резино вой смеси. Таким образом, нами показана эффективность применения комбинации ТХЭФ с боратом цинка, гидроксидом алюминия, ХП-1100 и триоксидом сурьмы.

Литература 1. Барштейн, Р. С. Пластификаторы для полимеров / Р. С. Барштейн, В. И.

Кирилович, Ю. Е.. Носовский. - М.: Химия, 1982. - 200 с.

2. Shen, K. K. Zinc borate // Plastics Сompounding, Sep./Oct. 1985, pp. 66-80.

3. Meisenheimer, H. Low smoke, non-corrosive fire retardent cable jackets based on HNBR and EVM // Rubber World, Jun. 1991, pp. 19-22.

Работа выполнена в рамках реализации ФЦП «Научные и научно педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы, ГК № П864.

УДК 678. Виногорова С. С., Чернова Н. А.

Научные руководители: Кольцов Н. И., д-р хим. наук, профессор;

Ушмарин Н. Ф., канд. техн. наук;

Чувашский государственный университет им. И. Н. Ульянова ВЛИЯНИЕ ПЛАСТИФИКАТОРОВ НА НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ СВОЙСТВА РЕЗИНЫ НА ОСНОВЕ ПОЛЯРНЫХ КАУЧУКОВ Интенсивное освоение районов Сибири и Крайнего Севера потребова ло создания эластомерных материалов, которые могли бы надежно экс плуатироваться при низких температурах (до – 55С). Существует широ кий круг резиновых изделий, для которых основным требованием являет ся повышенная морозостойкость. Введение в резиновые смеси пластифи каторов позволяет повысить их морозостойкость и физико-механические свойства при низких температурах. К числу таких пластификаторов отно сится дибутилсебацинат (ДБС), использование которого экономически невыгодно из-за его высокой стоимости. В связи с этим целью данной работы является замена ДБС на более дешевые пластификаторы такие, как трихлорэтилфосфат (ТХЭФ) и трихлорпропилфосфат (ТХПФ) в ре зине на основе полярных каучуков БНКС-18АН и СКН-18 ПВХ-30. Эф фективность использования пластификаторов-антифризов оценивали по пласто-эластическим свойствам резиновой смеси, снятым на вискозимет ре Муни при 120С, физико-механическим показателям резины, вулкани зованной в прессе при 143С в течение 20 минут и изменению этих пока зателей после выдержки вулканизатов на воздухе при 100С в течение часов. Морозостойкость определяли по температуре, при которой образцы резины приобретали хрупкость в течение 5 минут и при ударе ударником ломались. По результатам исследований наиболее морозостойкими явля ются образцы резины, содержащие ТХЭФ. Причем по пласто эластическим и физико-механическим свойствам резина, содержащая данный пластификатор не уступает базовой резиновой смеси. Таким обра зом, для повышения морозостойкости резин на основе полярных каучуков следует применять пластификатор ТХЭФ.

Работа выполнена в рамках реализации ФЦП «Научные и научно педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы, ГК № П8604.

УДК 551. Волкова Я. Е.

Научный руководитель: Цибуля Л. В., канд. биол. наук, доцент Поволжский государственный технологический университет ЧТО ПРОВОЦИРУЕТ ПРИРОДУ?

Лето 2010 глава Росгидромета А. Фролов назвал самым теплым за 1000 лет и не имеющим аналогов за более чем 135-летнюю историю наблюдений за погодой. Такие температуры, в которых выживали рос сияне, характерны даже не для Средней Азии, а для Сахары. Россия по теряла около 100 млн. га зерновых, более 120 тыс. га леса, смертность во многих регионах возросла вдвое. Невыносимо жарко было также в Япо нии, Канаде, США, Западной Европе, а в Южной Америке оказалось, наоборот, аномально холодно. В Пакистане произошло самое сильное за последние 80 лет наводнение.

В чем причина этой аномалии и чего нам ждать от природы дальше?

Единого ответа на этот вопрос нет, но есть некоторые версии.

Версия 1 – во всем виновато глобальное потепление. Вокруг нее уже многие годы идут нескончаемые споры. По мнению американского уче ного Р. Парнаса, Земля продолжает нагреваться, что доказывает отступле ние арктических льдов. Если антропогенная деятельность не уменьшится, к 2100 году температура на планете увеличится с +1,4 до 5,8 градусов.

Мнения по этому поводу расходятся. В декабре 2009 года в Копенгагене состоялся Климатографический саммит, на который съехались главы мно гих государств, но никаких документов не было подписано.

Версия 2 – официальная представленная Гидрометцентром: над Рос сией завис антициклон, блокирующий проход холодному и влажному воздуху Атлантики. Такие явления в принципе – не редкость.

Версия 3 – волновая (М. Блэкберни, Великобритания): антициклон держал над нами изгиб высотных струйных течений в атмосфере. Обыч но эти мощные потоки воздуха свободно движутся на высоте 7-12 км над Землей с севера на юг и с запада на восток.

Версия 4 – нефтяная;

возможно, виновата экологическая катастрофа, произошедшая в Мексиканском заливе. Нефтяная пленка, покрывшая поверхность океана, вызвала потепление воды, которое затем перешло в верхние слои атмосферы.

Версия 5 – вулканическая, высказанная исландскими учеными: из вержение вулкана близ ледника Эйяфьядлайкюдль повлияло на ста бильность атмосферных структур. Мелкие вулканические частицы неха рактерным образом преломляли солнечный свет и вызывали изменения погоды.

Версия 6 – историческая. Специалисты по палеоклиматологии утверждают, что подобные аномалии в России уже происходили в 1350 х годах, о чем свидетельствуют страницы летописи 1371 года.

Версия 7 – военная. Официально климатическое оружие запрещено международными конвенциями, но это не мешает США содержать на Аляске проект НААКР, предназначенный для изучения полярных сия ний, но в принципе он способен манипулировать погодой в глобальном масштабе.

Существуют и другие версии. На климат Земли влияют Солнце, чья активность подчинена различным циклам;

периодическое изменение орбиты нашей планеты и угол наклона ее вращения;

неизвестные нам взаимодействия между Солнцем и планетами, способные влиять на рас пределение и силу разных видов энергии и др. Большинство экологов уверено: все эти процессы на глобальном уровне представляют собой звенья одной цепи.

УДК 543.645. Киселева Т. П., Суслова А. М.

Научный руководитель: Фоминых В. Л., канд. хим. наук, доцент Поволжский государственный технологический университет КОЛИЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ РУТИНА В РАЗНЫХ СОРТАХ ЧАЯ Целью данной работы является количественное определение рутина (витамина Р) в разных сортах чая. Витамин Р, строго говоря, является не витамином, а группой витаминоподобных веществ (до 600 представите лей) разнообразного строения, содержащих в своей основе бензапирано вое кольцо, соединенное с гидроксилированным фенолом, а также име ются метильные группы, производные различных остатков сахаров (рамноза, глюкоза и др.).

Строение биофлавоноидов рутина и кверцетина В проведенной работе исследовалось девять сортов чая (таблица).

Для определения рутина использовалась методика окислительно восстановительного титрования [1], которая основана на способности рутина окисляться перманганатом калия. Установлено, что 1 мл 0,05 н раствора перманганата калия окисляет 3,2 мкг рутина. Расчеты проводи лись по формуле:

X = 3,2. 10-3. V. 50.103/10m,. - где 3,2 10 – количество рутина (мг), соответствующее 1 мл 0,05н рас твора перманганата калия;

V – объем 0,05н раствора перманганата ка лия, израсходованного на титрование, мл;

10 – объем аликвоты, мл;

50 – общий объем экстракта, мл;

m – масса исследуемого вещества, г;

1000 – коэффициент пересчета на 1 кг сухого вещества.

Результаты количественного определения рутина представлены в таблице.

Содержание рутина в разных сортах чая Кол-во Кол-во Vср Сорт чая Навеска рутина рутина KMnO (мл) (мг/кг) (мг/2г) Greenfield, зеленый * 0,09606 4,63 771,2 1, Dilmah, черный * 0,09818 4,0 651,9 1, Greenfield, черный* 0,10830 4,36 644,1 1, Майский, черный * 0,10976 3,93 572,9 1, Принцесса Нури высокогорный, 0,10184 3,6 565,6 1, черный* Tess orange, черный 0,10778 3,2 475,0 0, Казахстанский в/с, черный 0,08678 2,33 429,6 0, Akbar, черный 0,10005 1,5 239,9 0, Казахстанский н/с, зеленый 0,10001 1,13 180,8 0, * – ссылка на чай, который взят для исследования в виде разовых пакетиков.

Результаты и их обсуждение. Как видно из данных, приведенных в таблице, максимальное количество рутина содержится в разовой заварке по сравнению с рассыпным листовым чаем. По-видимому, это связано с тем, что из мелкораздробленного чая процесс экстракции происходит лучше. В будущем этот вывод следует проверить, взяв для исследования чай одного сорта, но разной степени измельченности: разовый, мелколи стовый, крупнолистовый. Самое высокое содержание рутина в сортах чая Greenfield зеленый, а также в Dilmah и Greenfield черный. Содержа ние рутина в этих сортах превышает максимальное значение, указанное в литературе (300-500 мг/кг) [1]. Еще в четырех сортах черного чая:

майский, принцесса Нури, Tess orange и Казахстанский высшего сорта содержание рутина ближе к верхней границе указанного в литературе содержания. И только в двух исследованных сортах чая: Akbar черный, Казахстанский зеленый низшего сорта - содержание рутина достаточно низкое, но этот чай был крупнолистовым, и малое содержание может быть связано с низким коэффициентом экстракции. В крайнем столбце таблицы приведено содержание рутина на 2 г чая – это то количество, которое человек потребляет, выпивая чашку чая соответствующего сор та. Для сравнения суточная потребность в рутине – 50-100 мг. Как вид но, для достижения суточной потребности необходимо, кроме чая, по треблять множество других продуктов, содержащих рутин.

Вывод: Относительно содержания рутина более полезно использо вать разовую заварку, из которой лучше происходит процесс экстрак ции. Этот вывод может касаться не только рутина, но и других водорас творимых витаминов.

Литература 1. Чиркин, А. А. Практикум по биохимии. – Минск: Новое знание, 2002.

УДК 504. Лобанова Е. А.

Научные руководители: Алябышева С. Н., учитель биологии1;

Винокурова Р. И., д-р биол. наук, профессор Политехнический лицей-интернат Поволжский государственный технологический университет ВЛИЯНИЕ ЗАСОЛЁННОСТИ ПОЧВЫ НА РАСТЕНИЯ Хорошо известно, что соль - враг живой растительности. Однако в природе встречается достаточно мест с засоленной почвой (сухие со лончаковые степи, морское побережье и т. д.), но не имеющие при этом абсолютно безжизненного вида.

Обычно более токсичными являются хлористые соли. Помимо ток сического действия, легкорастворимые соли повышают осмотическое давление почвенного раствора и создают физиологическую сухость, при которой растения страдают так же, как и от почвенной засухи. Избыток водорастворимых солей в почве приводит к изреженности растительно го покрова и появлению особой группы дикорастущих видов растений солянок или галофитов, приспособленных к жизни на засолнных поч вах. Известно, что при избытке соли в среде растение остановится в ро сте и развитии, а в итоге - рано или поздно погибнет.

Соль отрицательно влияет на растительность, в результате воздей ствия соли на декоративные растения появляются симптомы продолжи тельного токсического эффекта. Воздействие хлоридов нарушает нор мальные процессы дыхания и фотосинтеза растений. И при повышении уровня токсичности зеленая масса будет просто уничтожена. Небольшое количество соли, поглощенное корнями растений, может привести к преждевременному пожелтению листьев (хлорозу), а также к раннему опадению листвы осенью. При высокой концентрации хлоридов в почве садовые и огородные культуры не будут расти, как бы хорошо вы за ни ми ни ухаживали.

Можно выделить три механизма или модели этого губительного воз действия: осмотический, токсический, микробиологический.

1. Осмотическая модель. Необходимая для жизнедеятельности рас тения вода поступает из почвы через корневую систему благодаря явле нию осмоса (или всасывания), для эффективного действия которого необходима некоторая разность давлений (или осмотических потенциа лов). А повышение концентрации солей приводит к уменьшению этой разности. В результате - растение страдает от недостатка воды, точно так же, как и при засухе. Такая модель отрицательного воздействия ха рактерна для сульфатов и нитратов.

2. Токсическая модель. Вредное воздействие - отравление и гибель клеток растения в результате накопления солей, особенно опасен хлорид натрия. Обычные, неприспособленные растения не умеют избавляться от излишков соли. В результате в их клетках повышается концентрация ионов натрия и хлора, приводящая к нарушению всех жизненных про цессов в клетке, образованию и накоплению токсинов и, в конечном счете, к гибели клеток.

3. Микробиологическая модель. Известно, что минеральное питание растений обеспечивается деятельностью почвенных микроорганизмов, которые превращают органику в водорастворимые минеральные соеди нения, попадающие в виде раствора в растения. Кроме того, корневая система древесных растений активно взаимодействует с микоризой (грибницей), дополняющей сосущие корни и значительно увеличиваю щей площадь контакта с почвой. Но всем известно, что поваренная соль - сильнодействующий консервант. Достаточно вспомнить процессы со ления рыбы или мясопродуктов. В данном случае соль, действуя как консервант, угнетает деятельность почвенных микроорганизмов и мико ризы, делая почву мертвой и лишая растения минерального питания. От этого они сразу не погибнут, но развиваться, расти и плодоносить не будут.

Анализ вышеупомянутых моделей позволяет сделать, по крайней мере, один практический вывод: главное средство борьбы с отрицатель ным воздействием соли – вода, которая поможет снизить концентрацию солей и спасти растения от засухи и отравления.

Другой способ - улучшение структуры почвы и насыщение ее живой органикой, богатой микроорганизмами (компост, перегной). Понятно, что это поможет только в том случае, когда нет постоянного притока соли извне (с грунтовыми водами или в результате человеческой дея тельности).

Третий способ – отказаться от песчано-солевой смеси для борьбы с гололедицей в пользу более экологически чистых и недорогих методов.

Коммунальные службы г. Москвы вместо химических реагентов для борьбы с гололедицей предлагают использовать мелкий щебень.

УДК 543. Михайлов А. В.

Научные руководители: Новикова Р. А., учитель химии1;

Винокуров А. И., канд. хим. наук, доцент Коркатовская средняя общеобразовательная школа Поволжский государственный технологический университет ХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ВОДЫ ОЗЕРА ШУРГУЕР Гидрохимические реакции любого озера определяются рядом факто ров, из которых ведущее значение имеют размеры озера, его площадь, глубина и конфигурация.

Ионный состав воды генетически связан с питающими его источни ками, пополнением воды, однако, значительная роль отводится также подвижному равновесию между всеми приходными и расходными со ставляющими солевого баланса водоема.

Озеро Шургуер расположено на территории Коркатовской админи страции около деревни Шургесола. Абсолютная высота над уровнем моря – 194 м. Площадь водного зеркала - 4,5 га. Наибольшая глубина -8 м.

Выполняя данную работу, учитывали, что биохимические процессы имеют неодинаковый характер на разных глубинах и в разные времена года. Поэтому при проведении данных исследований отбирали пробы на глубине 25 см ниже поверхности уровня воды летом, осенью и зимой.

В результате проведенного исследования мы установили, что иссле дуемая вода озера Шургуер Моркинского района по органолептическим показателям соответствует основным нормам качества природной воды, а именно:

цвет: зеленовато-голубой, прозрачность: 17 см, запах: отсутствие ощутимого запаха.

Диагностика цвета – один из показателей состояния водоема. Для определения цветности воды использовали стеклянный сосуд и лист белой бумаги. В сосуд набирали воду, и на белом фоне бумаги опреде ляли ее цвет. Для определения прозрачности воды использовали про зрачный мерный цилиндр с плоским дном, в который наливалась вода, под цилиндр на расстоянии 4 см от его дна подкладывался шрифт, высо та букв которого 2 мм, а толщина линий букв – 0,5 мм, и сливалась вода до тех пор, пока сверху через слой воды не был виден этот шрифт.

Определение запаха основывалось на органолептическом исследовании характера и интенсивности запахов воды при 20 и 600C.

Установлено, что показатели качества исследуемой воды, соответ ствуют показателям Государственного стандарта России (табл. 1).

Таблица 1. Химические характеристики воды Время года Лето Осень Зима Весна pH 8,0 7,8 7,9 7, Меньше Меньше Меньше Меньше 0,1мг/л ро- 0,1мг/л розо- 0,1мг/л розо- 0,1мг/л розо Железо зовое окра- вое окраши- вое окраши- вое окраши шивание вание вание вание Медь Отсутствует Отсутствует Отсутствует Отсутствует Сульфаты 1-10 мг/л 1-10 мг/л 1-10 мг/л 1-10 мг/л Хлориды 1-10 мг/л 1-10 мг/л 1-10 мг/л 1-10 мг/л Ионный состав воды озера характеризуется неоднородностью, как по его акватории, так и по глубине (табл. 2).

Таблица 2. Ионный состав воды Ионы мг ммоль ммоль, % Катионы Натрий 45,1 2,0 46,0 Калий 27,3 0,7 6, Кальций 20,0 1,0 23, Магний 7,3 0,6 14, Сумма 99,7 4,3 100, Анионы Хлориды 28,4 0,8 18, Сульфаты 41,3 0,9 20, Гидрокарбонаты 158,7 2,6 61, Карбонаты - - Сумма 498,1 4,3 100, УДК 546. Петрова К. И.

Научный руководитель: Тарасенко Е. В., канд. биол. наук, доцент Поволжский государственный технологический университет ФОСФОР Цель работы: подробнее познакомиться с химическим элементом фосфором, узнать о нем как об элементе и как о веществе, его примене нии, свойствах.

Фосфор (лат. Phosphorus), Р - химический элемент V группы, глав ной подгруппы, в III периоде периодической системы Менделеева, атомный номер 15, атомная масса 30,97376, неметалл. Электронное строение: p = 15, n = 16, = 15. Электронная формула: [Ne]3s23p3. Ва лентные электроны 3s23p3.

В соединениях фосфор имеет степени окисления –3, +3 и +5. В свобод ном состоянии не встречается из-за высокой химической активности. Сред нее содержание фосфора в земной коре 0,105% по массе, в воде морей и океанов 0,07 мг/л. Образует около 190 минералов, важнейшими из которых являются апатит Ca5(PO4)3(F,Cl,OH), фосфорит и другие. Фосфор содержит ся во всех частях зелных растений, ещ больше его в плодах и семенах.

Содержится в животных тканях, входит в состав белков и других важней ших органических соединений (АТФ, ДНК), является элементом жизни.

Физические свойства. Элементарный фосфор в обычных условиях представляет собой несколько устойчивых аллотропных модификаций;

вопрос аллотропии фосфора сложен и до конца не решн. Обычно выде ляют четыре модификации простого вещества – белый, красный, черный и металлический фосфор. Иногда их ещ называют главными аллотропными модификациями, подразумевая при этом, что все остальные являются раз новидностью указанных четырх. В обычных условиях существует только три аллотропные модификации фосфора, а в условиях сверхвысоких дав лений – также металлическая форма. Все модификации различаются по цвету, плотности и другим физическим характеристикам;

заметна тенден ция к резкому убыванию химической активности при переходе от белого к металлическому фосфору и нарастанию металлических свойств.

Химические свойства. Химические свойства фосфора во многом опре деляются его аллотропной модификацией. Белый фосфор очень активен, в процессе перехода к красному и чрному фосфору химическая активность резко снижается. Белый фосфор на воздухе светится в темноте, свечение обусловлено окислением паров фосфора до низших оксидов.

В жидком и растворенном состоянии, а также в парах до 800 °С фос фор состоит из молекул Р4. При нагревании выше 800 °С молекулы дис социируют: Р4 = 2Р2. При температуре выше 2000 °С молекулы распа даются на атомы.

Фосфор легко окисляется кислородом. Взаимодействует со многими простыми веществами – галогенами, серой, некоторыми металлами, проявляя окислительные и восстановительные свойства. Не взаимодей ствует с водородом. Взаимодействует с водой, при этом диспропорцио нирует, и со щелочами.

Получение. Фосфор получают восстановлением фосфоритов или апатита коксом в присутствии SiO2 в электропечах при 1300-1500 °С по реакции:

4Ca5(PO4)3F + 21SiO2 + 30C 3P4 + 20CaSiO3 + SiF4 + 30СО.

Образующиеся пары фосфора конденсируются на охлаждаемой по верхности в виде белого (желтого) фосфора и собираются под слоем нагретой воды (60 °С). В случае присутствия в шихте оксидов железа в качестве побочного продукта получается феррофосфор - сплав фосфи дов Fe2P и Fe3P.

Красный фосфор получают нагреванием белого без доступа воздуха в течение нескольких часов при 375-400 °С.

Применение. Фосфор является важнейшим биогенным элементом и в то же время находит очень широкое применение в промышленности.

Красный фосфор применяют в производстве спичек. Его вместе с тонко измельчнным стеклом и клеем наносят на боковую поверхность короб ка. При трении спичечной головки, в состав которой входят хлорат ка лия и сера, происходит воспламенение.

УДК 678. Петрова Н. П.

Научные руководители: Кольцов Н. И., д-р хим. наук, профессор;

Ушмарин Н. Ф., канд. техн. наук Чувашский государственный университет им. И. Н. Ульянова ИССЛЕДОВАНИЕ НАПОЛНИТЕЛЕЙ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ДОБАВОК В КАЧЕСТВЕ АНТИПИРЕНОВ РЕЗИНЫ В настоящее время проблема повышения огнестойкости резин явля ется актуальной. Ранее [1] нами были проведены исследования по со зданию огнестойкой резины на основе каучука БНКС-28АМН с приме нением добавок трихлорэтилфосфата (ТХЭФ), трихлорпропилфосфата (ТХПФ), гидроксида магния, гидроксида алюминия марки «Скар-Лет-315» в сочетании с содержащимися в резине хлорпарафином ХП-1100 и триоксидом сурьмы. Однако оптимальные комбинации, со держащие добавки ТХПФ и «Скар-Лет-315», обладают недостаточной огнестойкостью (время горения составляет 2-3 сек). В связи с этим нами было изучено влияние различных наполнителей и технологических до бавок (гидроксида кальция, гидроксида алюминия марки «Скар-Лет-315», фосфата натрия и сульфата аммония, буры и борной кислоты, цианурата меламина, бората цинка и бората бария) в комбина ции с ТХЭФ в качестве антипиренов на огнестойкость резины на основе бутадиен-нитрильного каучука марки БНКС-40АМН. Резиновая смесь готовилась путем смешения ингредиентов с каучуком на лабораторных вальцах ЛБ 320 150/150 в течение 35 мин. Готовую резиновую смесь выдерживали при комнатной температуре в течение суток, после чего вулканизовали в прессе при температуре 150С в течение 30 мин. Эф фективность применения комбинации антипиренов оценивали по пла сто-эластическим свойствам резиновой смеси, физико-механическим показателям и огнестойкости вулканизатов. Огнестойкость оценивали по времени горения стандартных образцов резины после их выдержки в течение 20 сек. в пламени горелки. По результатам исследования пла сто-эластических свойств установлено, что максимальная и минималь ная вязкости всех исследованных вариантов резиновой смеси (РС) по сравнению с базовым вариантом, содержащим горючий пластификатор дибутилфталат (ДБФ), уменьшаются, за исключением вариантов рези новой смеси, в которых применялись комбинации антипирена пластификатора ТХЭФ с гидроксидом алюминия марки «Скар-Лет-315», циануратом меламина и боратом цинка соответственно. Времена начала и конца подвулканизации всех исследованных вариантов РС увеличи ваются. По огнестойкости все исследованные варианты обладают мини мальным временем горения резины (0-3 сек) по сравнению с базовым вариантом резины (более 20 сек.). Причем образцы вариантов, содержа щих гидроксид алюминия марки «Скар-Лет-315», цианурат меламина и борат бария в комбинации с ТХЭФ, затухали моментально после удале ния их из пламени горелки. Исследования физико-механических свойств резины показали, что при полной замене ДБФ на ТХЭФ частичная заме на технического углерода на гидроксид алюминия марки «Скар-Лет-315», цианурат меламина, а также частичная замена триокси да сурьмы на борат бария способствует также улучшению физико механических показателей, маслобензостойкости, агрессивостойкости резины при повышенных температурах. Таким образом, гидроксид алю миния марки «Скар-Лет-315», цианурат меламина и борат бария в ком бинации с ТХЭФ могут быть использованы для повышения огнестойко сти резины на основе каучука БНКС-40АМН.

Литература 1. Петрова Н. П. Изучение возможности повышения огнестойкости резины / Н. П. Петрова, Н. И. Кольцов, Н. Ф. Ушмарин // Международная молодежная научная конференция «Научному прогрессу – творчество молодых». Йошкар Ола, 15-16 апреля 2011г. Материалы и доклады. - Ч.1. - С.153-154.

Работа выполнена в рамках реализации ФЦП «Научные и научно педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы, ГК № П864.

УДК 691. Романова В. А., Короткова Н. В.

Научный руководитель: Лобанова О. В., канд. биол. наук, доцент Поволжский государственный технологический университет ХИМИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ:

СТРОИТЕЛЬНЫЕ ГИПСОВЫЕ ИЗДЕЛИЯ Природный гипс представляет собой широко распространенный ми нерал белого, серого или желтоватого цвета состава СаSO4*2H2O. Зале жи его в природе встречаются вместе с глинами, известняками, камен ной солью.

Строительным гипсом называют воздушное вяжущее вещество, представляющее собой продукт, состоящий преимущественно из полу водного гипса СаSO4*0,5H2O, который получают термической обработ кой гипсового камня. Строительный гипс белого цвета быстро твердеет.

Гипсовые растворы отличаются недостаточной пластичностью и водо удерживающей способностью, что вызывает необходимость введения пластифицирующих добавок, главным образом извести и глины.

Гипсовое вяжущее применяется для изготовления строительных из делий всех видов и при производстве строительных работ. Его нельзя использовать для сооружений, находящихся в воде, так как в ней рас творяется образующийся при твердении двуводный гипс.

Гипсовые изделия предназначены для декорации и украшения инте рьеров. К ним относятся карнизы гладкие и с орнаментом, молдинги, фризы, потолочные розетки, колонны и полуколонны с базами, капите лями, панно.

Строительный гипс применяют главным образом для производства гипсовых строительных деталей, а также для изготовления известково гипсовых растворов для штукатурных работ внутри помещений с нор мальным температурно-влажностным режимом, для изготовления мел коштучных гипсовых блоков в малоэтажном строительстве.

Гипс можно применять в чистом виде, так как при его твердении не образуется трещин. Строительный гипс также используют для изготов ления искусственного мрамора и производства некоторых красок и мел ков. В смеси с асбестом и другими материалами гипс входит в состав теплоизоляционных композиций. В современном строительстве часто стали применять гипсокартон и гипсоволокно.

УДК 541.13:621. Рябцев С. А.

Научный руководитель: Винокуров А. И., канд. хим. наук, доцент Поволжский государственный технологический университет СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ Проблема альтернативных источников энергии постоянно обостря ется по мере развития общества и производства. Так, человечество, не смотря на кризисы, постоянно возвращается к идее использования воз обновляемых источников энергии. Мировые инвестиции в эту область достигли в 2011 г. уровня 260 млрд. долларов, что в пять раз больше, чем в 2004 г. Одним из наиболее оптимальных подходов к решению проблемы является преобразование солнечной энергии. Процесс преоб разования солнечной энергии в большинстве методов является «эколо гически чистым» и безотходным. Одним из основных элементов в це почке превращения солнечной энергии в электрическую являются сол нечные батареи. От качества и эффективности их работы зависит конеч ный результат.

В настоящее время наибольшее применение получили солнечные элементы на основе монокристаллического и аморфного кремния. Это связано со следующими причинами: отработанная технология получе ния кремния и создания p-n переходов;

высокие значения параметров (надежность, стабильность, КПД достигает до 26%).

Солнечные элементы на основе GaAs, GaAlAs, GaInAsP, InAs, InSb, InP и других соединений А3В5 типа более термостойкие, обладают КПД до 35%, однако они более дорогие, технология изготовления их структур сложнее. Для тонкопленочных поликристаллических и аморфных сол нечных элементов используют соединения CdS, CdTe, CuInSe, CuInSe 2 и другие халькогениды d-элементов. Простота технологии и низкая стои мость материала позволяют получать солнечные элементы с КПД 14 -16%.

Учные из Калифорнийского университета создали тандемную по лимерную органическую солнечную батарею с КПД в 10,6%. Это наилучший результат для солнечных батарей на основе проводящих ор ганических полимеров. В построении таких батарей важным моментом является удачное совмещение различных веществ, которые не мешали бы друг другу в работе. Изобретатели отмечают, что процесс создания такого преобразователя дешевый, а технология совместима с сегодняш ней. В перспективе КПД таких панелей можно будет поднять до 15%, потому в ближайшие годы батареи на органических полимерах могут стать коммерчески жизнеспособными.

Солнечные батареи с повышенным КПД (30%) включают в себя каскадные фотопреобразователи. Обычно используют два или более последовательных фотоэлемента с p-n переходами из различных полу проводников (например, GaAs-Si). КПД 43% - таков новый результат для солнечных ячеек, которого удалось добиться группе ученых под руководством профессора Мартина Грина из университета Нового Юж ного Уэльса из Австралии в сотрудничестве с исследователями из США.

Это лучший показатель конверсии солнечного света в электричество любым известным способом.

Американская компания Spectrolab (дочерняя фирма Boeing) в одном из своих исследований показала, что идеализированная солнечная ячей ка теоретически способна преобразовать в ток до 70% падающего сол нечного света, а на практике технически достижимым следует признать показатель в 50%. Это число и будет ориентиром для отрасли на бли жайшее время.


В целом же различными сценариями предполагается, что к 2020 г. в мире будет установлено 350-600 ГВт «солнечных» мощностей, которые будут вырабатывать 100-400 миллиардов кВт-час электроэнергии, а к 2030 г. – 1080-1800 ГВт, которые будут вырабатывать 200-1400 милли ардов кВт-час электроэнергии. Уже сейчас понятно, что солнечная энер гетика способна в принципе стать основой мировой энергетики.

УДК 691. Садовина А. И., Шабраева С. В.

Научный руководитель: Лобанова О. В., канд. биол. наук, доцент Поволжский государственный технологический университет ИЗВЕСТЬ КАК СВЯЗУЮЩИЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ Известь – один из древнейших связующих материалов. Археологи ческие раскопки показали, что во дворцах древнего города Кносса, в центральной части острова Крит – в одном из центров эгейской культу ры - имелись росписи стен пигментами, закрепленными гашеной изве стью. Эти дворцы относят к XVI–XV вв. до н.э. В данном случае известь использована и как связующее, и как клей.

«Негашеную известь» (оксид кальция, CaО) получают обжигом раз личных природных карбонатов кальция. Реакция обжига обратима и описывается уравнением: CaCO3 CaО + CO2;

H =179 кДж.

Для использования извести в качестве связующего ее гасят, готовят тесто, которое затем смешивают с песком в количестве от двух до четы рех частей по объему. Гашение извести сводится к переводу оксида кальция в гидроксид: CaO + H2O Ca(OH)2;

H =–65 кДж В зависимости от условий твердения различают строительную из весть воздушную, обеспечивающую твердение строительных растворов и бетонов и сохранение ими прочности в воздушно-сухих условиях, и гидравлическую, обеспечивающую твердение растворов и бетонов и сохранение ими прочности как на воздухе, так и в воде.

Воздушную известь широко применяют для приготовления строи тельных растворов в производстве известково-пуццолановых вяжущих, для изготовления искусственных каменных материалов - силикатного кирпича, силикатных и пеносиликатных изделий, шлакобетонных бло ков, а также в качестве покрасочных составов.

Гидравлическую известь применяют в тонкоизмельченном виде для приготовления строительных растворов, предназначенных для сухой или влажной среды, бетонов низких марок и т. д. Гидравлическая из весть по сравнению с воздушной известью дает менее пластичные рас творы, быстрее твердеющие и обладающие большей прочностью.

Литература 1. Кукушкин, Ю. Н. Химия вокруг нас: Справ. пособие. – М.: Высш.шк., 1992. – 192 с.

УДК 691. 3:620. Caйфуллина Д. М.

Научный руководитель: Лобанова О. В., канд. биол. наук, доцент Поволжский государственный технологический университет МЕТОДЫ ЗАЩИТЫ БЕТОНА ОТ КОРРОЗИИ Бетоны и цементный камень, как его матричная часть, в эксплуата ционных условиях подвержены коррозионному воздействию различных сред. Процессы коррозии бетона детально изучались в научно исследовательских институтах. Проведенный В. М. Москвиным анализ большого экспериментального материала [1] и результатов исследова ний сооружений, подвергавшихся действию различных агрессивных сред, позволил ему выделить три основных вида коррозии бетона:

1) процессы, возникающие в бетоне при действии жидких сред, спо собных растворять компоненты цементного камня. Составные части цементного камня растворяются и выносятся из структуры бетона. Осо бенно интенсивно эти процессы происходят при фильтрации воды через толщу бетона.

2) процессы, при которых происходят химические взаимодействия обменные реакции - между компонентами цементного камня и агрес сивной среды. Образующиеся продукты реакции или легко растворимы и выносятся из структуры в результате диффузии влаги, или отлагаются в виде аморфной массы.

3) процессы, при развитии которых происходит накопление и кри сталлизация малорастворимых продуктов реакции с увеличением объе ма твердой фазы в порах бетона. Кристаллизация этих продуктов созда ет внутренние напряжения, которые приводят к повреждению структуры бетона.

Кроме перечисленных видов коррозии, возникающих преимуще ственно при действии на бетон жидких агрессивных сред, многими ав торами [1] отдельно выделяются электро- и биокоррозия.

Электрокоррозия - результат воздействия блуждающих токов на же лезобетон. Происходят процессы растворения металлического анода, образование гидратных соединений железа, объем которых в несколько раз превышает объем исходного металла, и развитие в результате этого значительных давлений, вызывающих деструкцию бетона.

Биокоррозия – результат прямого или косвенного воздействия низ ших форм живых организмов. Бактерии, грибы, лишайники, мхи и неко торые водоросли способны развиваться на конструкциях из бетона и проникать в капиллярно-пористую структуру материала. Продукты их метаболизма (органические кислоты и щелочи) разрушают компоненты цементного камня.

Повысить стойкость бетонов к процессам коррозии и затормозить деструктивные процессы в цементном камне и бетоне можно рядом тех нологических мероприятий:

1) цементизация - нагнетание цементного раствора через пробурен ные в конструкции отверстия, что увеличивает ее плотность и водоне проницаемость, а тем самым и коррозионную стойкость. Для цемента ции применяют раствор 1:10 (цемент-вода). Чтобы ускорить его схваты вание, в него вводят добавку хлористого кальция - не более 7% к массе цемента. Этот способ недостаточно эффективен, что объясняется грубо дисперсным составом цементов.

2) силикатизация - нагнетание через пробуренные в конструкциях отверстия жидкого стекла, которое, проникая в пустоты и поры, запол няет их. Вводимый вслед за этим раствор хлористого кальция, реагируя с жидким стеклом, образует уплотняющий осадок из плохо растворимо го гидросиликата кальция и нерастворимого геля кремнезема. Твердение гидросиликата и кремнезема осуществляется в течение четырех суток.

3) битумизация представляет собой нагнетание в конструкцию би тума и является одним из лучших способов придания им водонепрони цаемости и коррозионной стойкости. При битумизации рекомендуется применять битум марки III. Он, проникая на большую глубину, лучше, чем битумы других марок, поглощается бетоном. Битумизация не может быть проведена на влажном бетоне, так как при высокой температуре битума (200-2200С) вода превратится в пар, заполняя поры и препят ствуя проникновению в них битума.

4) смолизация предусматривает предварительное нагнетание в бетон 4% раствора щавелевой или кремнийфтористоводородной кислоты и последующее введение раствора карбамидной смолы с отверждающей добавкой. Cмолизация рекомендуется для повышения плотности и во донепроницаемости конструкции с мелкими порами и при отсутствии фильтрации воды.

Литература 1. Рыбьев, И. А. Строительное материаловедение: Учеб. пособие для стро ит. спец. вузов./ И. А. Рыбьев. - 3 изд., стер. – М.: Высш. шк., 2008. – 701 с.

УДК 678. Сандалов С. И., Чернова Н. А.

Научные руководители: Кольцов Н. И., д-р хим. наук, профессор;

Ушмарин Н. Ф., канд. техн. наук Чувашский государственный университет им. И. Н. Ульянова РАЗРАБОТКА ТЕПЛОСТОЙКИХ РЕЗИН НА ОСНОВЕ БНК С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТИОКОЛА НВБ- В настоящее время из-за особенностей добычи нефти и газа вс больше требуется изделий из резин, сохраняющих высокие упругопроч ностные свойства при повышенных температурах в среде нефтепродук тов и газовых конденсатов. Основой таких резин в большинстве случаев являются бутадиен-нитрильные каучуки (БНК) или их комбинация с другими теплостойкими каучуками. При использовании комбинации двух или более каучуков в определнных соотношениях обычно исходят из предположения, что свойства резин на их основе определяются свой ствами базового каучука и возможностями проявления положительного синергического эффекта. Поскольку резинотехнические изделия (РТИ) на основе БНК эксплуатируются в основном при температурах не выше 100°С, то разработка резин для изделий, работоспособных в агрессив ных средах путм модификации базового каучука другим каучуком, яв ляется актуальной.

Известно, что полисульфидные каучуки (тиоколы) легко совмещают ся с БНК и обладают стойкостью к действию различных растворителей:

топлив и масел. Резины на основе тиоколов могут применяться в интер вале температур от минус 55 до плюс 130°С и кратковременно до плюс 170°С. В связи с этим данная работа посвящена изучению влияния жид кого тиокола марки НВБ-2 (низкомолекулярный, с двумя молекулами серы в основной цепи) на основные характеристики высоконаполненных резин на основе БНКС-40 АМН (1 резина) и СКН-26СМ (2 резина) после воздействия нефтепродуктов при температуре 130°С.

Базовые резиновые смеси кроме каучука содержали вулканизирую щий агент (перкадокс ВС FF);

оксид цинка, антиоксиданты (ирганокс 1010, новантокс 8 ПФДА);

наполнители (технические углероды Н 220, П 514, П 803);

пластификатор (олигоэфиракрилаты МГФ-9 и ТГМ-3) в различных соотношениях.

Для получения опытных резин в основной состав базовой резины вводили дополнительно по 10,00 мас. ч. тиокола НВБ-2. Резиновые сме си изготавливали на лабораторных вальцах ЛБ 320 150/150 в две стадии.

При изготовлении опытных резиновых смесей тиокол НВБ-2 вводили в маточную смесь на второй стадии. Температура при смешении ингреди ентов с каучуком поддерживалась в пределах 80-90°С. Пластоэластиче ские свойства резиновых смесей изучали на вискозиметре Муни фирмы Monsanto при 120°С, кинетические свойства на реометре Monsanto R 100 для 1 резины при 170°С, а для 2 резины при 150°С. Из полученных данных следует, что тиокол НВБ-2 снижает вязкость изучаемых резино вых смесей на 20-23% и положительно влияет на их технологические свойства. Вулканизационные характеристики опытных резиновых сме сей практически остались на уровне показателей базовых композитов.


Физико-механические свойства вулканизатов изучали согласно дей ствующим ГОСТ. Вулканизовали стандартные образцы (пластины, шай бы, малые цилиндры) на вулканизационном прессе при 170°С в течение 20 мин. для 1 резины и при 150°С в течение 15 мин. для 2 резины. Отме чено улучшение внешнего вида пластин (более блестящие) из опытных резиновых смесей. Хотя при введении в состав резины тиокола НВБ- снижается условная прочность при удлинении (f р ) на 5-8%, но при этом показатели: раздир (В), эластичность по отскоку (S), относительное удлинение при разрыве (р ) повышаются на 25-40%. Прочностные пока затели опытных резин после старения в агрессивных средах (воздух, СЖР-3) при температуре 130°С в течение 72 час. не изменились и оста лись на уровне показателей до старения. Например, для резины 1 пока затели f р, р и В до старения составляли 19,6 МПа, 140% и 49 кН/м, а после старения в СЖР-3 - 19,9 МПа, 140% и 48 кН/м соответственно.

Изменение массы (m) в стандартной жидкости СЖР-3 и И+Т (70:30) для опытных резин улучшается на 30-35 %. Например для резины 2 m после воздействия СЖР-3 при температуре 330°С в течение 72 час. со ставил 12,4%, а опытной - 8,7%.

Таким образом, использование тиокола НВБ-2 в качестве модифици рующей добавки для высоконаполненных резин на основе БНК позволя ет значительно улучшить технологические свойства резиновых смесей и приводит к повышению эксплуатационных характеристик вулканизатов при повышенных температурах.

УДК 662.769. Сидорова А. В.

Научный руководитель: Цибуля Л. В., канд. биол. наук, доцент Поволжский государственный технологический университет ВОДОРОДНАЯ ЭНЕРГЕТИКА КАК АЛЬТЕРНАТИВНЫЙ ИСТОЧНИК ЭНЕРГИИ Всем известно, что водород широко распространен в природе, входит в состав практически всех органических веществ и присутствует во всех живых клетках. Однако сейчас наиболее актуально рассматривать водо род в качестве альтернативного источника энергии или энергоаккумули рующего вещества. В чем же преимущество водорода перед черным золо том мира – нефтью? Во-первых, неисчерпаемость. При сгорании водород превращается в воду и полностью возвращается в круговорот природы.

Весовая теплотворная способность водорода (28630 ккал/кг) в 2,8 раза выше по сравнению с бензином. Энергия воспламенения в 15 раз меньше, чем для углеродного топлива. Во-вторых, экологичность. При использо вании водорода как топлива исключается возможность усиления парни кового эффекта, не выделяются вредные вещества (автомобильный двига тель выбрасывает 45 токсичных веществ, в том числе и канцерогены), нет опасности образования застойных зон водорода: он легко улетучивается.

Водород вообще можно считать универсальным топливом, поскольку он обладает абсолютной экологический чистотой, может заменить бензин, дизельное топливо и мазут в тепловых двигателях. Но у водорода суще ствуют и негативные качества – низкие плотность и объемная теплотвор ная способность, более широкие пределы взрываемости и более высокая температура воспламенения по сравнению с углеводородами, что делает его весьма опасным в применении.

В СССР идея применения водородного топлива возникла в блокад ном Ленинграде осенью 1941 года. Рационализатором был младший техник-лейтенант Б. И. Шелищ. Схема, предложенная изобретателем, была предельно проста. Отработанный аэростатами водород проводился к всасывающему коллектору двигателя ГАЗ-АА и поступал в рабочие цилиндры. Моторист лебедки (он же водитель грузовика) управлял ра ботой двигателя теми же способами, как и при использовании бензина.

Первые испытания проводились в сильный мороз – до 30 градусов. Не смотря на это, после включения зажигания двигатель, питаемый водоро дом, легко завелся и длительное время устойчиво работал. После Вели кой победы части аэростатов заграждения быстро расформировали. Из за отсутствия отработанного водорода его использование в качестве топлива для двигателей прекратилось.

Горючая вода – еще одна попытка заменить невозобновляемые ре сурсы нефти возобновляемым водородным топливом. Автором этой идеи является пермский ученый Ф. К. Глумов. Суть идеи состоит в том, чтобы разделить воду на составляющие и сжечь водород в кислороде, что позволит получить большое количество тепла. Дополнительную энергию даст рекомбинация атомного водорода – соединение его атомов в молекулы. Эта реакция – уже нечто среднее между химической и ядерной, отсюда и колоссальная энергия. Причем тепло, полученное при сгорании полутора железнодорожных цистерн воды в таком реакторе, эквивалентно энергии, выделяемой в течение часа китайской АЭС в Тяньване. Изобретатель предлагает несколько способов разделения во ды. Это может быть кавитация (образование в жидкости пузырьков, за полненных паром), воздействие ультразвуком или, устройством, где вода разлагается на кислород и водород специально заданными резо нансными акустическими волнами низких частот. Три года назад одна японская компания представила прототип автомобиля, который заправ ляют водой. Мембрана-электрод расщепляет ее на водород и кислород.

Первый заново соединяется со вторым в электрохимическом генераторе, от которого работает мотор. Из выхлопной трубы выходит обычный пар.

На одном литре воды машина проезжает 80 км. Непосредственное же изобретение Глумова – многоступенчатый плазматрон, в котором с по мощью электрической дуги водяной пар доводится до состояния плаз мы. Температура факела - 6000С, как на поверхности Солнца. А разде ление воды происходит уже при 1800С. При этом мощность аппарата составляет всего 200 ватт. Первичный плазматрон, по словам ученого, сможет работать от простой батарейки. Реактор размером с бачок унита за, сможет обеспечить жилое помещение всей необходимой энергией.

Однако с испытанием и внедрением установки возникают проблемы – хотя и не отрицается значимость открытий, средства на испытания не выделяются, поэтому энергетическая революция пока не происходит.

Существует множество гениальных разработок по применению водоро да, водородного топлива, но необходимо найти способ, позволяющий с минимальными материальными затратами получить максимальный объ ем водорода, то есть найти оптимальную минимаксную стратегию двух игроков, один из которых Природа, а другой – человек. И как только нам удастся решить эту задачу, наступит новый век – век горючей воды и безопасного водородного топлива.

УДК 620. Смолин А. В., Вахновская О. В., Акцораева Е. В.

Научный руководитель: Крашенинникова Н. Г., канд. физ.-мат. наук, доцент Поволжский государственный технологический университет ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКИ В настоящее время в мире за счет сжигания топлива производится около 90% энергии. При этом тепловые станции являются одним из ос новных источников веществ, загрязняющих атмосферу. Они, вместе с транспортом, поставляют в атмосферу основную долю техногенного оксида углерода (IV), около 46% оксида серы (IV), 35% оксидов азота и около 35% пыли.

Особенно опасны сернистый ангидрид и оксиды азота, выделяемые в атмосферу ТЭС и ТЭЦ. Образующиеся в атмосфере слабые растворы серной и азотной кислот могут выпадать в виде осадков иногда через несколько дней в сотнях километров от источника выделения.

ТЭС и ТЭЦ являются причиной возникающего в крупных промыш ленных городах смога: недопустимого загрязнения обитаемой человеком наружной воздушной среды, вследствие выделения в не указанными ис точниками вредных веществ при неблагоприятных погодных условиях.

Развитие теплоэнергетики оказывает воздействие не только на атмо сферу, но и на другие компоненты природной среды: на гидросферу (по требление воды, сбросы загрязненных и нагретых вод, жидких отходов), на литосферу (потребление ископаемых топлив, изменение водного ба ланса, изменение ландшафта, выбросы токсичных веществ). Серьезную проблему представляет складирование золы и шлаков вблизи ТЭС, для чего требуются значительные территории, которые долгое время не ис пользуются и являются очагами накопления тяжелых металлов и повы шенной радиоактивности. По имеющимся данным, тепловые электро станции в 2-4 раза сильнее загрязняют среду радиоактивными веще ствами, чем АЭС такой же мощности.

Влияние энергетики на окружающую среду существенно зависит от вида используемых энергоносителей. Наиболее чистым топливом явля ется природный газ, далее следует нефть (мазут), каменные угли, бурые угли, сланцы, торф.

В настоящее время значительная доля электроэнергии производится за счет относительно чистых видов топлива (газ, нефть), однако суще ствует тенденция уменьшения их доли. Уместно вспомнить высказыва ние Д. И. Менделеева о недопустимости использования нефти как топ лива: «нефть не топливо – топить можно и ассигнациями».

Весьма вероятно значительное увеличение в мировом энергобалансе доли угля. По имеющимся расчетам, запасы углей таковы, что они могут обеспечивать мировые потребности в энергии в течение 200-300 лет.

При этом более 1/3 мировых запасов углей находится на территории России. По оценкам экологов, если бы вся сегодняшняя энергетика ба зировалась на угле, то выбросы СО, составляли бы 20 млрд. тонн в год (сейчас они близки к 6 млрд. т/год). Это тот предел, за которым прогно зируются такие изменения климата, которые будут иметь катастрофиче ские последствия для биосферы.

По сравнению с соседними регионами (Республика Татарстан, Рес публика Чувашия, Кировская и Нижегородская область), Республика Марий Эл характеризуется незначительным загрязнением воздушного бассейна, хотя сильно страдает от трансграничного переноса ингредиен тов из соседних регионов. В то же время в Республике Марий Эл с каж дым годом увеличивается количество выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух. По данным ежегодного доклада «О состоянии окружающей среды Республики Марий Эл в 2009 году», суммарные вы бросы загрязняющих веществ от стационарных и передвижных источ ников по г. Йошкар-Оле за 2009 год составили 44,9 тыс. тонн, в том чис ле: твердых веществ – 3,4 тыс. тонн, диоксида серы – 0,8 тыс. тонн, ок сида углерода – 27,8 тыс. тонн, оксидов азота – 8,9 тыс. тонн, ЛОС (ле тучие органические соединения) – 3,7 тыс. тонн. При этом на втором месте среди предприятий, вносящих наибольший вклад в загрязнение атмосферы, была названа Йошкар-Олинская ТЭЦ 1 (около 3% суммар ных выбросов).

Исходя из вышеизложенного, понятно, что снижение загрязняющих выбросов ТЭЦ является чрезвычайно важной задачей, которая может решаться самыми различными путями: очисткой выбросов либо предва рительной очисткой используемого топлива, использованием золоулав ливателей и фильтров различных видов, совершенствованием тепловых схем.

Литература 1. Калыгин, В. Г. Промышленная экология / В. Г. Калыгин. - М.: Академия, 2004. - 432 с.

2. new.marsu.ru›GeneralInformation/structur/…Йошкар-Ола 3. http://www.warmfires.ru/study-872-9.html УДК 541. Федорова В. В.

Научные руководители: Данилов В. А., ст. преподаватель;

Колямшин О. А., канд. хим. наук, доцент Чувашский государственный университет им. И. Н. Ульянова МОДИФИКАЦИЯ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИЙ НА ОСНОВЕ ВИНИЛОВЫХ МОНОМЕРОВ Химическая модификация полимеров получила большое развитие как один из методов изменения свойств полимеров. Для этого исполь зуются как классические реакции замещения атомов водорода или гид роксильных групп на другие атомы и группы, так и богатый ассорти мент реакций органической химий. Среди последних нужно отметить широкое применение реакций замыкания карбо- и гетероциклов в цепях полимеров. Данный вид модификации позволяет не только изменять в широком интервале свойства синтезированных высокомолекулярных соединений, но и создавать такие полимеры, которые нельзя получить непосредственным синтезом из мономеров. Для сшивания макромоле кул применяют различные методы: радикальная сополимеризация, гид ролиз, аминолиз и т. д. В данной работе сшивание цепей сополимера проводили широко применяемым диамином – метилен-о-хлоранилина (МОСА). Целью данной работы являлось получение полимеров на ос нове сополимеров метакриловой кислоты (МК), малеинового ангидри да (МА) и диамина.

На первом этапе проводили радикальную сополимеризацию МК и МА в растворе. На втором этапе проводили сшивание полученных по лимерных цепей МОСА в растворе. Экспериментально были подобраны оптимальные условия синтеза и установлены кинетические закономер ности. Состав и структура полученных полимеров исследовали метода ми ИК- и масс-спектрометрии. Известно, что полиметакриловая кислота характеризуется высокой гигроскопичностью и растворяется в воде. По лученные модифицированные полимеры на основе данной поликислоты в воде набухают, но полностью не растворяются. Это указывает на наличие пространственной сетки полимера. Исследования показали, что полученные образцы растворяются в этаноле, толуоле и ацетоне имеют ограниченную растворимость и набухают. Таким образом, данные сопо лимеры можно применять в качестве полимерной пленки для создания протонпроводящих мембран, гигроскопического материала.

УДК 620. Шестакова Т. В., Клева В. Р., Привалова Н. Н., Козлова М. В.

Научный руководитель: Крашенинникова Н. Г., канд. физ.-мат. наук, доцент Поволжский государственный технологический университет КОНСТРУКЦИОННЫЕ НАНОМАТЕРИАЛЫ Развитие нанотехнологий в России, как и во всем мире, приобретает все большее значение. Связано это с тем, что, обладая своеобразной структурой, наноматериалы проявляют уникальные свойства. На основе использования наноматериалов и нанотехнологий достигнуты впечат ляющие результаты в биологии, медицине, оптике, микроэлектронике.

К материалам, используемым в той или иной области, предъявляют различные требования. Конструкционные материалы – это материалы, из которых изготавливают детали конструкций, воспринимающих сило вую нагрузку, поэтому определяющими параметрами этих материалов являются механические свойства.

Основное отличие наноматериалов от традиционных состоит в том, что входящие в их состав структурные элементы (наноэлементы) имеют хотя бы в одном направлении размер, не превышающий 100 нм. По анало гии с классификацией упрочнителей композиционных материалов нано элементы можно разделить на три группы: нуль-мерные, одномерные и двумерные. К нуль-мерным наноэлементам относятся наночастицы, нано зерна, нанокластеры, имеющие в трех измерениях нанометровые размеры.

Одномерные элементы – это нановолокна, нанопроволока с нанометро выми размерами в двух направлениях в сечении и значительным разме ром по длине. Двумерными элементами являются нанослои, нанопленки, в том числе и в виде нанопокрытий, имеющие толщину нанометрового размера.

В последние годы ведется активная работа по созданию наноматери алов конструкционного назначения. Основной и наиболее сложной за дачей является создание объемных объектов при сохранении в нано структурном состоянии образующих их элементов.

К настоящему времени разработано несколько основных способов получения объемных наноматериалов.

1) Компактирование нанопорошков. Этод метод включает в себя операции синтеза нанопорошков и получения из них материала в консо лидированном виде путем прессования различными способами и спека ния, при этом должно сохраняться наноструктурное состояние.

2) Кристаллизация аморфных сплавов. Процесс получения аморфных сплавов в виде лент (спиннингование) применяется достаточно широко.

Аморфное состояние достигается путем охлаждения расплава со скоро стями более 106 град/с чаще всего на поверхности вращающегося охлажда емого медного барабана. Получение наноматериала осуществляется либо в процессе спиннингования, либо при отжиге аморфной ленты в условиях, когда возникает большое количество зародышей, а рост их тормозится аморфной матрицей, так что конечные размеры не превосходят допусти мых. Такие аморфные ленты обладают высокими механическими свой ствами и могут использоваться в качестве конструкционных материалов.

3) Пластическая деформация. Измельчение зерен до наноразмерного уровня в этом случае происходит за счет больших деформаций поликри сталлических материалов. Многократная интенсивная пластическая де формация сдвига в различных направлениях, приводит к дроблению микрозерен на наноэлементы.

4) Осаждение на подложку. Осаждение материала может проводить ся из паров, плазмы и растворов. Для получения покрытий широкое применение находит процесс магнетронного распыления с использова нием плазмы. В процессе используются не только инертные, но и реак тивные среды, позволяющие получать на подложках сложные химиче ские соединения. Покрытия могут состоять из наноэлементов или пред ставлять собой слои нанометровой толщины разнородных материалов.

Достигнутые на сегодняшний день результаты позволяют сделать сле дующие выводы. В сравнении с традиционными материалами наномате риалы дают, и это, по-видимому, не предел, повышение твердости в 2… раз, предела прочности в 1,5…8 раз, предела текучести в 2…3 раза, про являют эффект сверхпластичности у металлов и пластичности у керамик.

Эти результаты свидетельствуют, что работы в этом направлении позво лят добиться в качественном и количественном отношении кардинального улучшения свойств и, по сути, создания нового класса материалов.

Литература 1. Пул, Ч. Нанотехнологии / Ч. Пул, Ф. Оуэнкс. – М.: Техносфера, 2004. – 328 с.

2. http://hghltd.yandex.net/ УДК 582. Щербакова А. И.

Научный руководитель: Коптина А. В., канд. техн. наук, ст. преп.

Поволжский государственный технологический университет ТЕХНОЛОГИЯ ЭКСТРАКТА ЛИШАЙНИКОВ, ОБЛАДАЮЩЕГО ПРОТИВОМИКРОБНЫМИ И АНТИОКСИДАНТНЫМИ СВОЙСТВАМИ В современном мире возрождается проблема лечения инфекционных заболеваний, так как многие микроорганизмы выработали устойчивость к известным антибиотикам. В связи с этим встает вопрос о нахождении перспективных лекарственных средств, нетоксичных для организма и не имеющих, по возможности, побочного действия.

Лишайники с давних пор применялись в народной медицине, что обусловлено их химическим составом. Лишайниковые вещества обла дают широким спектром лекарственных свойств, включая противомик робные, противомикотические, противовирусные, противовоспалитель ные, обезболивающие, жаропонижающие, антипролиферативные и ци тотоксические [1]. Также вторичные метаболиты лишайников известны своей противомикробной активностью в отношении мультирезистент ных штаммов Mycobacterium tuberculosis [2]. Целью данной работы яв ляется разработка рациональной технологии экстракции лишайников, обеспеспечивающей наибольший выход биологически активных ве ществ (БАВ).

Объектом исследования были выбраны лишайники, произрастающие на территории Республики Марий Эл: Evernia prunastri (Э1),, Cladonia rangiferina (Э2), Cladonia sylvatica (Э3), Usnea barbata (Э4).

В ходе проведенных нами исследований было установлено, что хло роформ - наиболее эффективный экстрагент, обеспечивающий наибольший выход БАВ при экстракции в аппарате Сокслета. Выход экстрактивных веществ составил 7,13% от сухой массы лишайника для E. prunastri, 4,41% - для C. rangiferina, 4,78% - для C. sylvatica и 4,36% для U. barbata.

Химический состав экстрактов методом тонкослойной хроматогра фии [3, 4] выявил наличие усниновой кислоты (Э1-4), и предположи тельно, констиктовой кислоты (Э1-3), стиктовой кислоты (Э1-3), нор стиктовой кислоты (Э1), и двух неопределенных вещества (Э1-4). При этом экстракт E. prunastri содержит шесть БАВ, а наибольшая концен трация усниновой кислоты наблюдается в U. barbata.

Исследование натуральных лекарственных веществ – крайне акту альная задача и требует большего внимания. В настоящее время данное направление особенно активно развивается в Германии, Швейцарии, Норвегии, Швеции, Японии и США.

Литература 1. Manojlovic, N. T., et al. Chemical Composition, Antioxidant, and Antimicrobial Activites of Lichen Umbilicaria cylindrica (L.) Delise (Umbilicariaceae) // Evid Based Complement Alternat Med. 2011.



Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 7 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.