Бийский технологический институт (филиал)




НазваниеБийский технологический институт (филиал)
страница8/15
Дата03.02.2016
Размер4.12 Kb.
ТипТезисы
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   15

Возможность использования охры в качестве пигмента для полимеров


Т.Н. Теряева, О.В. Костенко


Кузбасский государственный технический университет

г. Кемерово, ул. 50 лет Октября, 17; e-mail: kosteolga@yandex.ru


Эффективным методом предохранения полимеров от воздействия УФ – облучения и придания им окраски является введение пигментов в полимерную матрицу при синтезе или при переработке полимера. Известны [1] различные виды пигментов, которые нашли достаточно широкое применение в полимерной промышленности. Динамика развития [2] ассортимента термопластичных композиционных материалов свидетельствует о том, что с 1995 по 2003 гг. количество окрашенных марок увеличилось в 10 раз. Это связано с тем, что разработка окрашенных марок осуществляется по требованию потребителей. При этом для создания окрашенных композиций требуется разработка целого спектра термостойких и химически стойких рецептур окрашивания, а использование естественных пигментов позволяет решить эти проблемы, несмотря на то, что они уступают искусственным по яркости и насыщенности цвета [3].

Одним таким дешёвым минеральным пигментом, используемым в лакокрасочной промышленности, является охра, которая нашла широкое применение для получения красок различных типов (масляных, эмалевых, водных и др.), а также для художественных красок [4]. Охра представляет собой пигмент желто-коричневого цвета, основным компонентом является кристаллический гидрат окиси железа (FeOOH), а основными примесями являются алюмосиликаты. Термостойкость охры невелика: при 150° их цвет начинает изменяться, а при 250 – 300° они почти полностью обезвоживаются и переходят в коричнево-красную окись железа [5]. Следовательно, при использовании исходной охры можно получить полимерные композиционные материалы (ПКМ) желто-коричневого цвета, а прокаленной охры – коричнево-красного цвета. Введение охры до 5 % (как исходной, так и термообработанной при температуре 300 ºС [6]) в полимерную матрицу может служить эффективным способом окраски и модификации полимерного материала. Так как охра ранее не использовалась в качестве пигмента для полимеров, то необходимо исследовать влияние охры на технологические и эксплуатационные свойства композиций. В качестве
полимерной матрицы был выбран крупнотоннажный термопласт – полиэтилен низкой плотности (ПЭНП) марки 10803-020.

Получение композиций проводилось по следующей технологии [7]: сухое смешение компонентов, экструзия и грануляция. Смешение полимера и наполнителя в расплаве осуществлялось на лабораторном экструдере фирмы «Брабендер». Композиции с исходной охрой имели желто-коричневый, с термообработанной охрой – красно-коричневый цвет.

Таблица – Технологические свойства ПКМ

ПКМ

Cист, %

Vс, %

ρист, г/см3

ρадд, г/см3

ПТР, г/10 мин

W,%

ПЭ

0

0

0,92

0,92

1,22

0,010,005

1%исх

0,980,04

7,4

0,940,05

0,94

1,09

0,0400,004

3%исх

2,780,13

7,8

0,980,05

0,97

1,04

0,0450,003

5%исх

4,390,13

3,4

1,020,04

1,00

0,94

0,0420,008

1%т/о

1,020,03

5,1

0,960,02

0,94

1,13

0,0100,007

3% т/о

2,960,08

4,4

0,970,02

0,98

1,11

0,0060,006

5% т/о

5,230,08

2,5

0,980,02

1,01

0,95

0,0050,005


Оценка технологических свойств (Сист – истинное содержание охры в композиции, Vс – коэффициент неоднородности смешения компонентов, ρист – истинная плотность, W – содержание влаги и летучих, ПТР – показатель текучести расплава) ПКМ показала (см. табл.), что термообработка охры позволяет создавать композиции с наименьшими потерями пигмента, лучшим качеством смешения и низким содержанием влаги. Экспериментальные и рассчитанные по уравнению аддитивности данные об изменении плотности композиций ПЭНП с ростом содержания дисперсных частиц охры лежат в доверительном интервале, что свидетельствует о плотной структуре композиций. Допустимое содержание влаги и летучих веществ в ПЭНП составляет 0,04%, следовательно, полученные композиции можно перерабатывать без предварительной сушки.

Показатель текучести расплава композиций уменьшается на 23% с увеличением концентрации охры до 5%, термообработка практически не влияет.

Следовательно, введение охры как пигмента (до 5%) дает равномерную окраску, а также незначительно влияет на технологические свойства композиций, поэтому их можно перерабатывать в изделия экструзией, литьем под давлением и выдуванием без предварительной сушки.

Список используемой литературы

1. Маския Л. Добавки для пластических масс / Пер. с англ. А.Ю. Петровой: Под ред. Л.И. Антонова. – М.: Химия, 1978. – 181 с.

2. Айзинсон И.Л. «НПП ПОЛИПЛАСТИК» – динамика развития ассортимента термопластичных композиционных материалов (к 10-летию пуска первой экструзионно-смесительной линии) / Пластические массы. – 2004. № 9. – С. 3-5.

3. Суворовская Н.А. Производство лаков и красок. – М.: Высшая школа, 1965.

4. Орлова О.В., Фомичева Т.Н., Окунчиков А.З., Курский Г.Р. Технология лаков и красок. Учебное пособие для техникумов. – М.: Химия, 1980. – 392 с.

5. Беленький Е.Ф., Рискин И.В. Химия и технология пигментов. – Л.: ГОСХИМИЗДАТ, 1960. – 756 с.

6. Костенко О.В., Теряева Т.Н., Пичугина Н.В., Силинина Е.Б. Вестник КузГТУ. – Кемерово, 2002, - 2.

7. Основы технологии переработки пластмасс: учебник для вузов/ Власов С.В., Калинчев Э.Л.,Кандырин Л.Б. и др. – М.:Химия, 1995. – 528 с., ил.


Наностимулятор роста и развития растений


В.В. Кропоткина, А.Л. Верещагин


Бийский технологический институт (филиал) ГОУ ВПО «Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова» (БТИ АлтГТУ), г. Бийск, ул. Трофимова, 27; E – mail: val@bti.secna.ru


В настоящее время при производстве продуктов питания обозначились новые тенденции – тенденции экологизации производства продуктов питания, которые востребовали освоение альтернативных систем земледелия с минимально возможным уровнем техногенного загрязнения окружающей среды. В связи с этим приобретает большое значение изучение и применение низкоэнергетических факторов (физиологически-активные вещества – ФАВ в «сверхмалых» концентрациях, «сверхслабые» физические излучения) для управления живыми организмами и системами.

Исследования, проведенные Горбатенко И.Ю., показали, что ряд биологически активных соединений (антиоксидант феноксан, аскорбиновая кислота и фузикокцин) обладают стимулирующим действием в сверхмалых дозах (10 – 20 рМ) (рМ = 10-12 моль/л).

Цель данного исследования – изучить отношение растений редиса, картофеля, черенков винограда к растворам органических кислот в сверхмалых дозах и оценить качество выращенной продукции.

В качестве объектов апробации были взяты: редис Raphanus sativus L. сорта Жара, картофель Solanum tuberosum сорта Адретта, черенки винограда Vitis vinifera сортов: Мускат Катунский, Алтайская роза, Катыр, Тукай, Загадка Шарова.

На первоначальном этапе было изучено отношение растений редиса к действию водных растворов карбоновых кислот – молочной, яблочной, лимонной, щавелевой, малоновой, янтарной, фумаровой, малеиновой. Было получено, что наибольшую прибавку урожая 330-450 % дает обработка растворами малоновой и янтарной кислотой с концентрациями 10-11 и 10-15 М. Обработка яблочной и щавелевой кислотами тоже дало прибавку урожая в среднем на 20 %.

Таким образом, лучшие показатели были получены при применении кислот, являющихся интермедиатами цикла Кребса, поэтому решено было провести серию опытов со смесью интермедиатов цикла Кребса.

Препараты подвергались двух-, трехгодичным лабораторным (виноград) и полевым испытаниям (редис, картофель). Для приготовления базовых растворов использовали 5 кислот – интермедиатов цикла Кребса суммарным количеством 0,1 моль/л. Мольное соотношение компонентов растворов представлено в таблице 1.

Таблица 1 – Состав рабочих растворов

Название
раствора

Соотношение кислот, моль

лимонная кислота

α-кето-глутаровая кислота

янтарная кислота

яблочная кислота

щавелевая кислота

Раствор №1

1

1

1

1

1

Раствор №2

5

4

3

2

1

Раствор №3

1

2

3

4

5


Растворы с необходимыми мольными долями получали путем последовательного стократного разведения базового раствора с последующим интенсивным механическим перемешиванием, как это принято в классической гомеопатии.

Посадку редиса проводили в мае: 24 мая в 2006 г., 9 мая 2007 г., 2 мая 2008 г. Площадь опытной делянки – 1 м2, глубина посадки 2 см, схема посадки 10 – 15×3 см. Повторность опытов – трехкратная. Обработка изучаемыми препаратами проводилась в фазу появления первых двух листьев и при появлении первых двух настоящих листьев. Расход рабочего раствора – 0,3 л/м2.

Схема опыта включала следующие варианты (всего 13 вариантов): контроль (вода); эталон (янтарная кислота), раствор №1, раствор №2, раствор №3 в молярных концентрациях 10-7, 10-11, 10-15 М. Урожай был собран через 35 дней от начала эксперимента.

Посадку картофеля проводили в мае: 21 мая в 2007 г., 9 мая
2008 г. Площадь опытной делянки – 20 м2, глубина посадки – 12-14 см. Повторность опытов – трехкратная. Обработка изучаемыми препаратами проводилась три раза: в период всходов, в период бутонизации и цветения. Она заключалась в опрыскивании опытной делянки, исходя из нормы 5 л на 20 м2.

Схема опыта включала следующие варианты (всего 7 вариантов): контроль (вода); эталон (янтарная кислота), раствор №3 в молярных концентрациях 10-7, 10-11, 10-15 М. Уборка картофеля была произведена через 110 дней от начала эксперимента.

В феврале – марте 2007, 2008 гг. проводились опыты на окоренение одревесневших черенков винограда. Черенки помещали в водные растворы изучаемых препаратов на глубину 3-4 см. Кратность опыта составляла 15 черенков на опыт. Длительность эксперимента составила 40 суток. Черенки, не давшие корней, не учитывались.

Схема опыта включала следующие варианты:

опыт 1: контроль (вода); эталон (янтарная кислота) в молярной концентрации 10-11 М и гетероаускин, эпин или корневин; раствор №1, раствор №2, раствор №3 в молярной концентрации 10-11 М;

опыт 2: контроль (вода); эталон гетероаускин, эпин или корневин; раствор №3 в молярных концентрациях 10-3, 10-5, 10-7, 10-9, 10-11 М.

Уборка урожая обеих культур проводилась сплошным методом со всей делянки. С вариантов опыта отбирались образцы растений, в которых определяли содержание основных показателей качества и безопасности: крахмал, аскорбиновую кислоту, сухое вещество, нитратный азот.

По результатам экспериментов было установлено, что:

1 Максимум биологической активности по урожайности и обменным процессам в выращенной продукции редиса и картофеля
при использовании раствора №3 в диапазоне концентраций 10 -7 – 10 -15 М.

2 Средняя за 3 года прибавка урожая редиса 210 % по отношению к контролю отмечена при использовании раствора №3 с концентрацией 10-11 М.

3 Средняя за 2 года прибавка урожая картофеля 25 % по отношению к контролю отмечена при использовании раствора №3 с концентрациями 10-11 – 10-15 М, повышается качество выращенной продукции: содержание сухих веществ по годам превышает контрольные значения на 15-34 %, крахмала – на 11-37 %.

4 Развитие корней начинается на 5-6 дней раньше по сравнению с контролем, формируется более мощная корневая система, что в конечном итоге приводит к повышению качества посадочного материала и увеличению выхода саженцев в среднем на 10 % при применении раствора №3 с концентрацией 10-11 М.


Модификация биополимеров низкотемпературной плазмой


Е.А. Панкова


ГОУ ВПО Казанский государственный технологический университет

420015, г. Казань, ул. К. Маркса, 68; pankovaja@mail.ru


Биополимеры, являются сложными органическими высокомолекулярными соединениями, и образуют основу гистологических структур кожного покрова. Плазменная технология относится к сухим, экологически чистым процессам, не требующим использования растворов, поэтому исследование применения данного способа для модификации является актуальным. История плазменного модифицирования полимерных материалов насчитывает несколько десятилетий, некоторые виды плазменной обработки синтетических и природных ВМС нашли свою промышленную нишу, хотя вся широта промышленного применения этих процессов оставляет желать лучшего.

Для установления закономерностей воздействия плазмы на биополимеры использовался плазмообразующий газ – аргон. Параметры плазменной обработки варьировались в следующих пределах: давление в рабочей камере Р от 13,3 до 26,6 Па, расход плазмообразующего газа G от 0,04 до 0,06 г/с , мощность разряда Wp от 0,4 до 2,2 кВт, время обработки τ от 3 до 7 мин. Вследствие обработки у поверхности мехового материала образуется слой положительного заряда (СПЗ). Причинами образования СПЗ являются колебания электронов в ВЧ поле. Толщина СПЗ составляет 0,1-1,5 мм в зависимости от режима поддержания разряда. Ионы плазмы, ускоряясь в СПЗ до энергий 70-100 эВ, бомбардируют поверхность материала, передавая эту энергию приповерхностным атомам тела. При этом в связи с пористой структурой материала, ионы могут проникать внутрь кожевой ткани и волосяного покрова на значительную глубину. Следует учесть что, на поверхность материала в ВЧ плазме пониженного давления поступает постоянный поток ионов и импульсно периодический поток электронов. При чем электроны на противоположные стороны образца поступают в противофазе. Следовательно в меховой шкурке создается переменное электрическое поле, амплитуда напряженности которого оценивается величиной ~105 В/м. В результате в порах и капиллярах возникает пробой с образованием заряженных частиц. При рекомбинации этих частиц на поверхности пор и капилляров выделяется энергия 12,1-20,2 эВ, которая передается поверхностным молекулам белка, что и приводит к объемной модификации мехового полуфабриката.

В результате происходит: обработка внешней поверхности за счет бомбардировки низкоэнергетичными ионами (70-100 эВ); модификация внутренней поверхности пор и капилляров в результате рекомбинации (12,1-20,2 эВ) на ней заряженных частиц, возникающих вследствие пробоя несамостоятельного разряда в межволоконном пространстве; передача энергии атомам приповерхностного слоя меховой шкурки приводит к удалению загрязняющих веществ, разрыву поперечных водородных связей и связей, образованных силами Ван-дер-Ваальса, изменению конформации белковых молекул и разделению волокон и пучков волокон и как следствие изменение физических свойств мехового материала. Традиционными способами обработки подобный эффект получить невозможно.

Установлено, что обработка в режиме: G=0,04 г/с, Р=26,6Па, J=0,5А, U=3кВ, τ=3мин. («гидрофильный» режим) способствует увеличению показателя гидрофильности на 37%, а обработка в режиме 2: G=0,04 г/с, Р=26,6Па, J=0,5А, U=5кВ, τ=5мин. («гидрофобный» режим) способствует снижению гидрофильных свойств на 32%. Кроме того, структурные изменения, происходящие в коллагене, под воздействием плазменной обработки позволяют достичь увеличения показателя прочности с одновременным повышением эластичности, при неизменности химического состава кожевой ткани.

Ацилирование древесины бензойной кислотой системой «тионилхлорид-трифторуксусная кислота»


А.В. Протопопов, Н.Г. Крылова


Алтайский государственный технический университет

г. Барнаул, пр. Ленина, 46; E-mail: vadandral@mail.ru


Сложные эфиры целлюлозы с бензойной кислотой находят применение в производстве искусственных волокон, эфироцеллюлозных пластмасс, различных пленок, полупроницаемых мембран, лакокрасочных материалах. Так же эфиры целлюлозы применяют как загустители, пластификаторы и стабилизаторы глинистых растворов для буровых скважин, асбо- и гипсоцементных штукатурных смесей, обмазочных масс для сварных электродов, водоэмульсионных красок, красителей (при печати по тканям), зубных паст, парфюмерно-косметических средств, водно-жировых фармацевтических составов, пищевых продуктов; связующих в литейных производствах; эмульгаторы при полимеризации; ресорбенты загрязнений в синтетических моющих средствах; флотореагенты при обогащении различных руд; текстильно-вспомогательныые вещества, компоненты клеевых композиций и должны обладать фармакологическим действием, а волокно, полученное из них можно окрашивать методом диазотирования. Поэтому нахождение новых методов синтеза таких эфиров представляет большой теоретический и практический интерес [1].

В качестве неводного растворителя целлюлозы в настоящее время большое значение приобретает ТФУК. Основным достоинством ТФУК является то, что она в процессе ацилирования целлюлозы и целлюлозосодержащего сырья может использоваться как активирующий агент [3], катализатор [4,5] и реакционная среда.

Хорошая растворимость целлюлозы в ТФУК позволяет использовать этот органический растворитель для реакций с участием древесного комплекса, что в свою очередь позволяет проводить процесс ацилирования древесного комплекса в гомогенной среде. А также убирает необходимость выделять чистую целлюлозу для проведения реакции ацилирования. За основу была взята методика [4]. Синтез проводился в круглодонной колбе, снабженной механической мешалкой, форштосом и обратным холодильником. В колбу помещали обессмоленные и предгидролизованные опилки древесины осины Populus tremula (лигноцеллюлозный материал – ЛЦМ), и заливали предварительно приготовленной ацилирующей смесью, состоящей из бензойной кислоты, трифторуксусной кислоты (ТФУК) и тионилхлорида (ТХ). Ацилирование ЛЦМ проводили в термостате в течение определённого времени.

Процесс ацилирования можно представить следующими стадиями:

- взаимодействие бензойной кислоты с ТФУК при интенсивном перемешивании;

- добавление тионилхлорида к смеси и выдерживание при постоянной температуре до полного взаимодействия:



- взаимодействие образовавшегося хлорангидрида бензойной кислоты с ЛЦМ:



Полученный ацилированный ЛЦМ осаждали в этиловый спирт и промывали от ТФУК и не прореагировавшей бензойной кислоты.

Для определения связанной кислоты использован метод потенциометрического титрования. По данным химического анализа на содержание связанной бензойной кислоты рассчитана степень замещения полученных сложных эфиров целлюлозы. Результаты экспериментов показывают возрастание степени замещения с ростом температуры и продолжительности синтеза.

Таблица – Степень замещения в полученных сложных эфирах.

Время проведения синтеза (ч)

Температура проведения синтеза (°С)

25

35

45

55

1

0,20

0,35

0,39

0,53

2

0,39

0,44

0,58

0,78

3

0,45

0,54

0,76

0,83

5

0,58

0,74

0,94

1,01

Реакция ацилирования данной системой начинается в гетерогенной среде и проходит на поверхности макромолекулы целлюлозы и является топохимической, кинетика реакции рассмотрена с использованием уравнения Ерофеева-Колмогорова.

Значение термодинамических параметров для реакции ацилирования ЛЦМ бензойной кислотой рассчитано по формуле Эйринга и составило для теплового эффекта реакции H=32.04 кДж/моль, энтропия активации S=-243,51 Дж/мольК. По найденным параметрам рассчитана энергия активации реакции ацилирования ЛЦМ бензойной кислотой, ее значение составляет 108,25 кДж/мольК.

Нами показана возможность получения бензоатов целлюлозы непосредственно из древесины (ЛЦМ). Рассмотрены кинетические закономерности реакции ацилирования ЛЦМ бензойной кислотой в присутствии тионилхлорида в среде трифторуксусной кислоты, рассчитаны термодинамические параметры.

Список используемой литературы

1. Химия древесины. (Под ред. Браунинга Б.Л.) // изд. ''Лесная промышленность'', 1967. – 415 с.

2. Мясоедова В.В., Крестов Г.А., Алексеева О.В., Белов С.Е. Жидкокристаллическое состояние неводных растворов триацетилцеллюлозы и сохранение мезоморфных структур в плёнках // Химия древесины.-1988.-№ 6.-с. 15-19.

3. Хрипунов А.К., Козьмина, О.П., Штенникова И.Н. и др. Эфиры целлюлозы и жирноароматических кислот // Журнал прикладной химии.-1970.-т. 43.-№ 11.-с. 2581-2583.

4. Салин Б.Н., Чемерис М.М. Механизм реакции ацилирования целлюлозы в среде трифторуксусной кислоты // Известия ВУЗов. Химия и химическая технология.-1999.-вып. 5.-с. 16-20.

5.Роговин З.А. Химия целлюлозы. // М.: Химия, 1972. 520 с.

1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   15

Похожие:

Бийский технологический институт (филиал) iconБийский технологический институт (филиал)
Работа подготовлена на кафедре производственной безопасности и управления качеством
Бийский технологический институт (филиал) iconБийский технологический институт (филиал)
«Метрология, стандартизация и сертификация» для студентов специальности 151001 «Технология машиностроения» / Т. Н. Зырянова; Алт...
Бийский технологический институт (филиал) iconБийский технологический институт (филиал)
В методических рекомендациях представлены тексты для развития навыков компресии: пересказа, аннотирования, реферирования. Материалом...
Бийский технологический институт (филиал) iconБийский технологический институт (филиал)
Основы обеспечения качества: методические рекомендации по выполнению самостоятельной работы и изучению дисциплины «Основы обеспечения...
Бийский технологический институт (филиал) iconДимитровградский инженерно-технологический институт филиал нияу мифи
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Бийский технологический институт (филиал) icon1. Схемотехнические проблемы построения цифровых узлов и устройств
Трёхгорный технологический институт – филиал Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего
Бийский технологический институт (филиал) iconМинистерство образования и науки РФ старооскольский технологический институт им. А. А. Угарова
Филиал федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего профессионального образования
Бийский технологический институт (филиал) iconРоссийской Федерации Саратовский государственный технический университет Технологический институт (филиал) сгту кафедра Материаловедение
Определение геометрических параметров шарнирного четырехзвенника. Построение плана положений механизма
Бийский технологический институт (филиал) icon«Донской государственный технический университет» Администрация г. Азова
Азовский технологический институт – филиал дгту проводит II региональную научно-практическую конференцию «Модернизация российской...
Бийский технологический институт (филиал) iconСписок членов совета учебно-методического объединения высших учебных заведений РФ по образованию в области авиации, ракетостроения и космоса (умо арк)
Арсеньевский технологический институт (филиал) Дальневосточного федерального университета (двпи имени В. В. Куйбышева)
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib2.znate.ru 2012
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница