ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. СЕРИЯ «ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ»

Импакт-фактор РИНЦ за 2013 г - 0,577

Журнал входит в Перечень рецензируемых научных изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученой степени кандидата и доктора наук (приказперечень )

Журнал включен в международные базы данных RSCI Web of Science, Chemical Abstracts и EBSCO Publishing (США), а также рекомендован Министерством науки и высшего образования Польши для публикаций материалов научных диссертаций


2017. Т. 60. Вып. 10.

Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Платный доступ или доступ для подписчиков

Содержание

ХИМИЯ неорганич., органич., аналитич., физич., коллоидная, высокомолекулярных соединений

Sabina M. Omarova, Zaira N. Verdieva, Alibek B. Alkhasov, Uhumaali G. Magomedbekov, Patimat A. Arbukhanova, Nadinbeg N. Verdiev

Дифференциально-термическим методом физико-химического анализа изучена поверхность ликвидуса квазитройной системы LiF – NaCl – Na3FSO4. В результате проведенных исследований определена температура кристаллизации (554 °С) и состав трехкомпонентной эвтектики, который может быть использован в качестве теплонакопителя в устройствах, аккумулирующих тепловую энергию. При проектировании установок на базе возобновляемых источников энергии, необходимо предусматривать баки аккумуляторы для концентрации тепловой энергии так, чтобы запасенную тепловую энергию можно было использовать и в период отсутствия солнечного излучения. Наиболее приемлемыми для теплового аккумулирования считаются солевые эвтектические смеси. Приоритетными в этом отношении являются исследования, посвященные разработке композиций как можно с большими значениями скрытой теплоты фазового перехода твердое тело ↔ жидкость. Эксперимент проводили на установке синхронного термического анализа STA 449 F3 Phoenix, фирмы Netzsch, предназначенной для работы в интервале температур от комнатной до 1500 °С в атмосфере инертных газов (аргон). Все ограняющие системы секущего треугольника (LiF)2 – (NaCl)2–Na3FSO4: стабильная диагональ (LiF)2 – (NaCl)2 тройной взаимной системы Li, Na // F, Cl и квазибинарные системы: LiF – Na3FSO4; NaCl – Na3FSO4 эвтектического типа, поэтому можно предположить что в системе образуется тройная эвтектика. Для определения теплофизических характеристик эвтектического состава эксперимент распланирован в соответствии с общими правилами проекционно-термографического метода. Экспериментально ДТА исследовано одномерное политермическое сечение АВ, расположенное в поле кристаллизации фторида лития, где А –50% (LiF)2+ 50% Na3FSO4, В – 50% (LiF)2+ 50% (NaCl)2. Изучением разреза АВ выявлено направление на тройную эвтектику с полюса кристаллизации фторида лития, т.е. изучением данного разреза выявлены постоянное соотношение хлорида- и сульфата-фторида натрия в тройной эвтектике. В точке, показывающей постоянное соотношение двух исходных компонентов в эвтектике, термоэффекты вторичной и третичной кристаллизаций совмещаются, а первичная кристаллизация зафиксирована при 657 °С. Этот состав и является исходным для исследования следующего разреза. Содержание фторида лития в эвтектике определено изучением политермического разреза, проведенного из полюса кристаллизации фторида лития и проходящего через проекцию Ē на сторону треугольника (NaCl)2 – Na3FSO4. В результате проведенных исследований установлены температура кристаллизации и концентрации исходных солей в тройной эвтектике. Выявленный эвтектический состав (EΔ) кристаллизуется при 554 °С и содержит экв.%: (LiF)2 – 26; (NaCl)2 – 23; Na3FSO4 – 51.

 

Дляцитирования:

ОмароваС.М., ВердиеваЗ.Н., АлхасовА.Б., МагомедбековУ.Г., АрбухановаП.А., ВердиевН.Н. Фазовыеравновесиявсистеме (LiF)2 – (NaCl)2 – Na3FSO4.Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 10. С. 4-8


PDF
4-8
Artyom Sh. Shamsutdinov, Anatoliy B. Shein

Методами поляризационных и импедансных измерений исследованы кинетические закономерности реакции выделения водорода на моносилициде кобальта в растворе КОН. Исследуемый электрод был изготовлен из моносилицида кобальта CoSi, полученном из кремния (99,99 мас.% Si) и электролитического кобальта (99,98 мас.% Со) методом Чохральского. Раствор КОН приготовлен из реактива марки «ос.ч.» и деионизованной воды, (Milli-Q, 18,2 МОм×см). Растворы деаэрировали водородом (чистота 99,999%), полученным электролитически. Температура растворов 21 – 22 °С. Измерения импеданса проводились в диапазоне частот от 10 кГц до 0,01 Гц (10 точек на декаду) в потенциостатическом режиме поляризации с помощью установки Solartron 1280 (Solartron Analytical). Амплитуда переменного сигнала 10 мВ. При измерениях и обработке импедансных данных использовали программы CorrWare2, ZPlot2, ZView2 (Scribner Associates, Inc.). Катодная поляризационная кривая для СоSi в 1М КОН имеет хорошо выраженный тафелевский участок с углом наклона bk = 0,113 В. Тафелевский наклон на моносилициде кобальта меньше, чем на Со, т.е. разность плотностей тока на силициде и кобальте увеличивается с ростом катодной поляризации. При постоянном потенциале электрода Е плотность тока i на CoSi значительно больше, чем на Со (при Е = -1,2 В величина i для СoSi составляет 1,58 мА/см2, а для Со i =  0,32 мА/см2). Спектры импеданса CoSi-электрода не могут быть достаточно точно описаны простой эквивалентной схемой, состоящей из параллельно соединенных сопротивления переноса заряда и емкости двойного слоя, т.к. графики Боде существенно несимметричны. Для моделирования изучаемых процессов на основе экспериментальных спектров импеданса использовали эквивалентную электрическую схему, моделирующую двухстадийный процесс с адсорбцией промежуточного вещества В качестве критерия оценки эквивалентных схем на их пригодность для моделирования экспериментальных спектров импеданса использовали параметр χ2 (хи-квадрат, вычисляется в ZView2); эквивалентная схема считалась удовлетворительной при χ2 < 10-3. Показано, что катодное выделение водорода на CoSi в щелочной среде протекает по механизму Фольмера – Гейровского (при неравных коэффициентах переноса стадий), где скоростьопределяющей стадией является реакция Гейровского. Полученные значения зависимостей элементов фарадеевского импеданса от потенциала в полулогарифмических координатах свидетельствуют о выполнении изотермы адсорбции Ленгмюра для Надс.

Для цитирования:

Шамсутдинов А.Ш., Шеин А.Б. Катодное выделение водорода на моносилициде кобальта в растворе гидроксида калия.Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 10. С. 9-15


PDF
9-15
Gulnara Z. Raskildina, Vadim F. Valiev, Sergey M. Mirakyan, Rinat R. Chanishev, Simon S. Zlotskii

Производные 1,3,5-триазина, содержащие один и два циклоацетальных и гем-дихлорциклопропановых фрагмента, находят применение в качестве присадок и биологически активных веществ, алкиламины, содержащие гем-дихлорциклопропановые группы, подавляют рост и развитие двудольных растений на уровне импортных реагентов. Многие аминоспирты широко используются в производстве моющих средств, эмульгаторов, косметических и лекарственных препаратов. Исходя из этого предложен эффективный метод получения N-гидроксиметиламинов, содержащих гем-дихлорциклопропановый и циклоацетальный фрагменты, в присутствии FeCl3·6H2O в качестве катализатора. Соединения с карбаматной группой обладают ярко выраженной биологической и фармакологической активностью, что обусловливает их эффективное использование для получения препаратов для медицинской и сельскохозяйственной промышленности. Поэтому с целью введения карбоциклического фрагмента в ароматические структуры изучены их реакции с фенилизоцианатом и хлорангидридами с образованием соответствующих уретана и сложных эфиров с выходом (30–93 %). Обнаружено, что с хлорангидридом п-толуолсульфокислоты реакция протекает значительно труднее и выход целевого продукта ‒ бензил[(2,2-дихлорциклопропил)метил]аминометил-4-метилбензенсульфоната ‒ не превышает 30 %. Исследованы методами 1Н, 13С  ЯМР спектроскопии структуры полученных соединений и установлено, что гем-дихлорциклопропановый и циклоацетальный группы сохраняются в ходе превращений. Изомерные 2- и 4-хлорметил-1,3-диоксоланы в изученных условиях обладают одинаковой активностью, но существенно уступают 2-хлорметил-гем-дихлорциклопропану. Представленные результаты свидетельствуют о широких возможностях использования в синтезе сложных карбо- и гетероциклических структур третичных оксиметиламинов, содержащих циклоацетальный и циклопропановый фрагменты. Более того, карбо- и гетероциклические соединения с алкиламиногруппами обладают доказанной биологической активностью.

Для цитирования:

Раскильдина Г.З., Валиев В.Ф., Миракян С.М., Чанышев Р.Р., Злотский С.С. Получение и превращения третичных гидроксиметиламинов, содержащих гем-дихлорциклопропановый и циклоацетальный фрагменты.Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 10. С. 16-21


PDF
16-21
Vafa A. Adigozalova, Lyudmila P. Polyakova

Нафталанская нефть используется как средство для лечения различных заболеваний. Уникальность ее целебного эффекта обусловлена особенностями химической природы, отличающими эту нефть от нефти промышленного назначения. Актуальность исследования физико-химических свойств и химического состава нафталанской нефти из различных эксплуатационных горизонтов определяется необходимостью разработки научных основ экологического мониторинга лечебной нефти, а также решения практических задач по ее стандартизации. Настоящая работа посвящена изучению физико-химических свойств и химического состава нефти из различных горизонтов верхнего отдела Нафталанского месторождения для выявления особенностей эффектов ее биологического действия, в частности, были поставлены следующие задачи: определение физико-химических свойств, компонентного и группового углеводородного состава нефти действующих скважин трех эксплуатационных горизонтов (1-го, мергельного,
2-го песчаного) верхнего отдела майкопской свиты Нафталанского месторождения; сравнительное исследование структурно-группового состава насыщенных углеводородов, выделенных из различных по свойствам образцов нафталанской нефти, с целью установления их «действующего начала». В результате исследований показано, что влияние вертикальной дифференциации существенно сказывается на фракционном и компонентном составе нафталанской нефти. Особенности площадного размещения залежи связаны с изменениями свойств и состава нефти, определяющимися степенью гравитационного воздействия структуры складки и наличием пластового водонефтяного контакта. Сопоставлением результатов систематического анализа нефти из действующих скважин Верхнего отдела месторождения, проводившегося в течение 10 лет, показаны стабильность нефти 1-го и мергельного горизонтов и изменение свойств нефти 2-го песчаного горизонта, подверженного влиянию подстилающих горизонтов промышленной нефти. Установлено, что различие физико-химических нефтей, обусловленное влиянием геологических параметров залежи, связано с особенностями структурно-группового состава насыщенных компонентов.

Для цитирования:

Адигезалова В.А., Полякова Л.П. Особенности структурно-группового состава насыщенных углеводородов нафталанской нефти Азербайджана.Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 10. С. 22-29


PDF
22-29
Andrey I. Klyndyuk, Natalie S. Krasutskaya

Двойные оксиды Bi2Ca2O5, Bi2CaO4 и Bi24Co2O39 представляют интерес как промежуточные фазы при получении оксидных термоэлектриков Bi2Ca2Co1,7Oy и (Ca,Bi)3Co4O9+d, а также как примесные фазы в гетерогенной керамике на основе слоистых оксидов висмута-кальция. В данной работе керамические образцы Bi2Ca2O5, Bi2CaO4 и Bi24Co2O39 были получены твердофазным методом из Bi2O3, CaCO3 и Co3O4 на воздухе в интервале температур 923‒1143 К. Кристаллическая структура образцов была исследована при помощи рентегенофазового анализа (РФА) (рентгеновский дифрактометр Bruker D8 XRD, CuKa излучение (l = 1,5406 Å)). Тепловое расширение, электропроводность (s), диэлектрическая проницаемость (e) и диэлектрические потери (tgd) керамики были изучены на воздухе в интервале температур 290-1070 K. Bi2Ca2O5 кристаллизуется в триклинной сингонии
(a = 1,01(2) нм, b = 1,01(5) нм, c = 1,05 нм, a = 116,9(1)°, b = 107,14(3)°, g = 92,89°, V = 0,890 нм3, ρрент = 6,47 г/см3), Bi2CaO4- в моноклинной (a = 1,664(7) нм, b = 1,162(1) нм, c = 1,402(7) нм, b = 134,17(2)°, V = 1,945(26) нм3, ρрент = 7,13 г/см3), а Bi24Co2O39- в кубической (a = 1,021(1) нм, V = 1,063(16) нм3, ρрент = 9,00 г/см3). Значения кажущейся плотности спеченной керамики составили 5,78, 4,82 и 7,42 г/см3 для Bi2Ca2O5, Bi2CaO4 и Bi24Co2O39 соответственно. Электропроводность исследованных материалов носит полупроводниковый характер, при этом возрастание содержания оксида висмута в керамике приводит к увеличению ее электропроводности, диэлектрической проницаемости и диэлектрических потерь. Значения среднего температурного коэффициента линейного расширения составляют 12,9×10–6, 14,7×10–6 и 16,0×10–6 K–1, энергии активации электропроводности - 1,393, 1,159 и 0,499 эВ, а температур максимума диэлектрических потерь за счет дипольной поляризации - 923, 780 и 681 К для Bi2Ca2O5, Bi2CaO4 и Bi24Co2O39 соответственно. На температурной зависимости диэлектрической проницаемости фазы Bi24Co2O39 обнаружен локальный максимум при температуре 845 К, связанный, очевидно, с частичным разупорядочением диполей в его кристаллической структуре.

Для цитирования:

Клындюк А.И., Красуцкая Н.С. Тепловое расширение и электрические свойства двойных оксидов Bi2Ca2O5, Bi2CaO4 и Bi24Co2O39.Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 10. С. 30-35


PDF
30-35
Nikolay I. Zheleznyak

Волюмо-манометрическим методом измерены растворимости благородных газов гелия, аргона и криптона в смесях воды с ГМФТА в области малых добавок органического компонента при температурах: 283,15; 298,15 и 313,15 К. Наличие максимума на кривых растворимости объяснено конкурирующим влиянием гидрофобной и гидрофильной гидратации соответствующих фрагментов молекул ГМФТА. В работе использована модель воды, в рамках которой пренебрегается возможными деформациями водородных связей, “bond-breaking” модель. Она позволяет рассчитать доли молекул воды, участвующих в различном числе водородных связей при различных температурах. Представлена феноменологическая модель строения водных растворов ГМФТА, которая на основании данных о растворимости газов и диэлектрической проницаемости растворов позволяет рассчитать структурные характеристики растворов в области малых добавок органического компонента. Модель позволяет определить вклад эффектов гидрофобной гидратации в общую энергетику взаимодействий в системе вода - неэлектролит и описать структурные изменения, происходящие с водой в растворах. Установлено, что при x = 0,0035 м.д. наблюдается увеличение числа молекул воды, участвующих в четырех водородных связях без изменения среднего числа водородных связей на одну молекулу воды; при x = 0,005 м.д. свойства системы уже в значительной степени определяются влиянием полярной группы Р=О молекулы ГМФТА; при x = 0,0101 м.д. добавки органического компонента к воде приводят к перераспределению Н-связей и к таким же последствиям, что и повышение температуры с 298,15 до 313,15 К.

Для цитирования:

Железняк Н.И. Влияние молекул гексаметилфосфортриамида на структуру воды.Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 10. С. 36-41


PDF
36-41
Igor. V. Novikov, Viktor. V. Aleksandriiskii, Vladimir. E. Maizlish, Igor. G. Abramov, Vladimir. A. Burmistrov

Исследованы мезоморфные и диэлектрические свойства растворов 4-(n)-алкил-, 4-(n)-алкокси-3',4'-дицианодифенилоксидов (n=4,5,8) в жидкокристаллической смеси на основе  нематических 4-(n)-алкокси-4'-цианобифенилов (n=3,4,5,6,7,8) (CB-6). Методом поляризационной термомикроскопии измерены температуры просветления смесей. Введение исследованных немезогенов приводит к снижению температур просветления мезоморфных композиций. Рассчитаны наклоны граничных линий сосуществования нематической и изотропножидкой фаз, характеризующие воздействие добавки на устойчивость мезофазы. Показано, что на дестабилизирующее воздействие замещенных дифенилоксидов по отношению к термостабильности мезофазы оказывают влияние особенности структуры замещенных дицианодифенилоксидов. Геометрия молекул исследуемых допантов оптимизирована с использованием квантово-химических расчетов по методу DFT. Расчеты свидетельствуют о нелинейной форме молекул дифенилоксидов в отличие от стержнеобразных молекул алкилоксицианобифенилов. Измерены компоненты статической диэлектрической проницаемости (ε) в нематической и изотропной фазах смесей при параллельной (ε||) и перпендикулярной (ε^) ориентации образца магнитным полем в зависимости от температуры и концентрации добавок замещенных дифенилоксида, рассчитана анизотропия диэлектрической проницаемости Δε = ε||- ε^. Добавление в мезоморфную композицию полярных дицианодифенилдиоксидов приводит к увеличению диэлектрических постоянных. Установлено повышение диэлектрической анизотропии жидкокристаллических смесей при росте концентрации добавки, наиболее эффективное для гомологов с короткими алкильными фрагментами. Показано, что рост анизотропии проницаемости может быть связан как с увеличением эффективного дипольного момента мезофазы при введении сильнополярных допантов, так и с изменением характера диполь-дипольной антипараллельной ассоциации цианпроизводных соединений. Для оценки степени корреляции полярных молекул рассчитаны величины параметра Кирквуда. Допирование смеси CB-6 4-(n)-алкил-, 4-(n)-алкокси-3’,4’-дицианодифенилоксидами сопровождается уменьшением фактора Кирквуда за счет возможного образования в композициях смешанных ассоциатов жидкий кристалл – допант.

Для цитирования:

Новиков И.В., Александрийский В.В., Майзлиш В.Е., Абрамов И.Г., Бурмистров В.А. Влияние 4-(n-алкил)- и 4-(n-алкокси)-3′,4′-дицианодифенилоксидов на диэлектрические свойства жидкокристаллической смеси цианобифенилов.Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 10. С. 42-46


PDF
42-46

ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ неорганических и органических веществ, теоретические основы

Irina A. Pochitalkina, Aleksandr S. Syromyatnikov, Dmitriy F. Kondakov, Sergey V. Makaev

Рост цен на фосфорные удобрения становится серьезной проблемой для внутреннего рынка России. В настоящее время на территории РФ зарегистрировано около 200 разведанных месторождений бедных фосфоритов, часть из которых обладает достаточными ресурсами для их промышленного использования, но переработка руды из этих месторождений представляет серьезные трудности. Процесс разложения бедных фосфоритов в значительной мере зависит от происхождения руды, её химического и минералогического состава, а также множества других факторов. Различают три типа фосфоритов (карбонизированный, кремнистый и глинистый), поведение которых во время кислотного разложения имеет существенные отличия, что отражается на технологии их переработки. Фосфорит Полпинского месторождения относится к бедному фосфатному сырью кремнистого типа. Руда этого месторождения весьма реакционноспособна из-за содержащихся в ее составе примесей карбонатов. Целью исследования является изучение динамики изменения формы и размера частиц при кислотном разложении представительного образца полпинского фосфорита. Разложение проводили с использованием азотной кислоты с торможением реакции на 0, 10, 30, 60, 300, 600 с эксперимента путем нейтрализации кислоты гидроксидом калия. Поведение твердой фазы исследовали с использованием сканирующего электронного микроскопа с многофункциональным модулем JEOL JSM-6510, а затем полученные микрофотографии обрабатывались специальным программным обеспечением. Анализ количества частиц образца показал, что их общее число для каждого эксперимента практически не менялось, так же, как не менялось со временем количество частиц индивидуальной выделенной фракции. Это позволяет предположить, что фосфатный компонент в фосфорите Полпинского месторождения расположен не только на внешней поверхности частиц, но и внутри пористого альфа-кварца. Было определено, что альфа-кварц образует матричную структуру и не претерпевает существенных изменений в процессе кислотной экстракции, а размер его пор не препятствует кислотному извлечению кальция и фосфора из внутреннего объема.

Для цитирования:

Почиталкина И.А., Кондаков Д.Ф., Сыромятников А.С., Макаев С.В. Исследование поведения твердой фазы в процессе кислотного разложения полпинского фосфорита.Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 10. С. 47-52


PDF
47-52
Ivan S. Spiridonov, Nikolay F. Ushmarin, Evgeniy N. Egorov, Sergey I. Sandalov, Nikolay I. Kol'tsov

Изучено влияние различных технологических добавок на перерабатываемость резиновой смеси и упруго-прочностные свойства резины на основе бутадиен-нитрильного каучука. Исследование проведено с целью установления технологических добавок, повышающих упруго-прочностные показатели резины и её стойкости к воздействию агрессивных углеводородных сред. В состав исследуемой резиновой смеси входили бутадиен-нитрильный каучук БНКС-28АМН, новоперокс БП-40, монометакрилат цинка, диафен ФП, ацетонанил Н, олигоэфиракрилаты МГФ-9 и ТГМ-3, наполнитель технический углерод П 803 и другие ингредиенты. На лабораторных вальцах ЛБ 320 150/150 готовили варианты резиновой смеси путем смешения каучука с ингредиентами и технологическими добавками. В качестве технологических добавок применялись лубстаб-01, цинколет BB 222, диспергатор Fl plus и оксанол ЦС-100. Для полученных вариантов резиновой смеси исследовались вулканизационные характеристики на реометре MDR 3000 фирмы «Mon Tech». Изготовленную резиновую смесь вулканизовали в двухэтажном гидравлическом электрообогреваемом прессе ВП-400-2Э при температуре 150 °С в течение 30 мин. Исследования упруго-прочностных свойств резин осуществлялись согласно существующим для резиновой промышленности стандартам. Изучение термоагрессивостойкости вулканизатов проводилось путем определения изменения их упруго–прочностных свойств после теплового воздействия стандартной жидкости СЖР-1, а также изменения массы после выдержки в смеси изооктана с толуолом. В результате проведенных исследований установлено, что введение технологических добавок приводит к повышению упруго-прочностных показателей резины за счет улучшения диспергирования наполнителя технического углерода П 803 и других компонентов смеси в матрице каучука. Лучшими упруго-прочностными показателями и их наименьшими изменениями после воздействия агрессивных углеводородных сред характеризуется резина, содержащая цинколет BB 222.

Для цитирования:

Спиридонов И.С., Ушмарин Н.Ф., Егоров Е.Н., Сандалов С.И., Кольцов Н.И. Влияние технологических добавок на свойства резины на основе бутадиен-нитрильного каучука.Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 10. С. 53-57


PDF
53-57
Anton E. Sorokin, Aleksandr P. Krasnov, Mikhail V. Goroshkov, Lyudmila F. Klabukova, Galina F. Zyuzuna

Развитие высокотехнологичных отраслей промышленности, таких как авиация, космонавтика, станко- и кораблестроение, специальная техника, а также внедрение аддитивных технологий приводит к постоянному повышению и ужесточению требований к композиционным материалам, в том числе и на основе термопластичных матриц. Для повышения свойств таких материалов часто требуется использование модифицирующих полимерных добавок, обладающих различным уровнем совместимости с основным термопластичным компонентом. В качестве основного материала для исследований был выбран полиарилат ДВ производства НПО «Полимерсинтез», синтезированный методом водоэмульсионной поликонденсации из бисфенола А и эквимольной смеси хлорангидридов изо- и терефталевых кислот. Основным критерием при определении типа полимерных модификаторов являлся уровень их совместимости с полиарилатом ДВ. Совместимость оценивали расчетным методом по показателям поверхностного натяжения и молярного объема полимера и параметра растворимости полимеров. Для проведения эксперимента было отобрано пять полимерных модифицирующих добавок, четыре из которых имели структуру полиарилатов, и один – полифениленсульфида. Проведено исследование влияния совместимости в полимерных смесях на основе полиарилатов на их термомеханические и трибологические свойства. Показано, что наиболее чувствительными к изменению химического строения компонентов полимерных смесей являются трибологические характеристики. Наличие совместимости в полимерных композициях полиарилатов способствует улучшению термофрикционных показателей. В смеси полиарилатов ДВ-ФВ с завершенным процессом межмолекулярного взаимодействия образовавшийся сополимер имеет стабильный характер трения в широком температурном интервале. При отсутствии совместимости в полимерных смесях типа полиарилат-полифениленсульфид стабилизация трибологических характеристик происходит после дополнительной высокотемпературной (250°С) фрикционной обработки.

Для цитирования:

Сорокин А.Е., Краснов А.П., Горошков М.В., Клaбукова Л.Ф., Зюзина Г.Ф. Влияние совместимости в смесях полиарилатов на трение.Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 10. С. 58-67


PDF
58-67
Valentina N. Petrovskaya, Viktor V. Kondrat’ev, Alexey A. Petrovskiy

Сфероидальный микрокремнезем обладает большой удельной поверхностью. Это делает его незаменимым в производстве композитных материалов: строительных смесей, красок, резин, адсорбентов и др. В процессе исследования свойств пыли, образующейся при производстве кремния, установлено, что практически весь кварцит, уносимый в виде тонкой пылевой фазы в систему газоудаления и газоочистки, представлен сфероидизированными микро- и наночастицами SiO2 с примесью углерода, который неизменно присутствует также в тонкодисперсном состоянии. Одним из способов извлечения углерода и аморфного оксида кремния из пыли циклона является флотация. В результате флотации получили 29% песковой фракции, 40% пенного продукта, обогащенного углеродом, и 31% камерного продукта, обогащенного SiO2. В работе показано, что целевые нанофракции аморфного кремнезема из камерного продукта после флотации можно извлекать с помощью электрокоагуляции. Получена зависимость массы коагулята от плотности тока на алюминиевых электродах при электрокоагуляции камерного продукта. Установлено, что при действии тока на исследуемую систему происходит растворение металла катода и анода. Показан механизм электрокоагуляции. Камерный продукт представляет собой устойчивую тонкодисперсную взвесь SiO2 с рН 8-9. Поскольку поверхность кремнезема гидрофильна, на ней адсорбируются ОН- и заряжают поверхность дисперсной частицы отрицательно. В результате электрохимического и химического растворения алюминиевых электродов образующаяся гидроокись алюминия имеет положительный заряд. Разноименные частицы слипаются, вследствие чего увеличиваются их размеры, происходит коагуляция, а затем и осаждение. Установлено, что электрокоагуляцией можно извлекать не менее 52,41 % (масс.)  сфероидального микрокремнезема.

Для цитирования:

Петровская В.Н., Кондратьев В.В., Петровский А.А. Механизм электрокоагуляции камерного продукта после флотации пыли циклона кремниевого производства.Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 10. С. 68-74


PDF
68-74
Ruslan F. Shekhanov

Расчет коррозионного тока в системе сталь – гальваническое покрытие позволил оценить защитные свойства и пористость олово-никелевых покрытий. Измеренные в 3% растворе NaCl потенциалы стального электрода, покрытого сплавом олово-никель толщиной 5, 10, 15 мкм, имеют значения соответственно -277 мВ, -314 мВ, -355 мВ, а потенциал стали 0,8кп -440 мВ относительно стандартного водородного электрода. При толщине 15 мкм и указанном потенциале плотность тока коррозии системы сталь – покрытие олово-никель из оксалатного электролита составляет 2,3 мкА/см2, а для покрытия из фторид-хлоридного электролита 7,5 мкА/см2. Поэтому защитная способность олово-никелевых покрытий, полученных из оксалатно-сульфатных электролитов в 3 раза выше аналогичных покрытий из фторид-хлоридного электролита. Коррозионные испытания в камере солевого тумана покрытия Sn-Ni, полученного из оксалатно-аммонийного электролита, подтвердили высокую коррозионную стойкость олово-никелевых покрытий при соотношении металлов в электролите Ni/Sn = 5/1. Покрытия, полученные из оксалатных электролитов, отличались малым размером зерен, в отличие от покрытий, осажденных из фторид-хлоридного электролита. Повышению микротвердости покрытий способствует более микрокристаллический рельеф поверхности сплавов олово-никель, осажденных из оксалатно-сульфатных электролитов, что подтверждается результатами кристаллографических расчетов. Испытание образцов на микротвердость показало, что образцы, полученные из оксалатно-сульфатных электролитов, являются немного более твердыми (255 МПа), чем образцы, полученные из фторид-хлоридного электролита (245 МПа). Исследование структуры покрытий, проведенное с помощью сканирующего электронного микроскопа, показало, что в покрытии из фторид-хлоридного электролита присутствуют поры, а из оксалатно-аммонийного их практически нет. Вероятно, что именно поэтому, олово-никелевое покрытие, полученное из оксалатно-аммонийного электролита, лучше противостоит коррозии в сравнении с аналогичным покрытием, полученным из фторид-хлоридного электролита. Технологический процесс нанесения сплава олово-никель из указанного слабокислого электролита является вдвое более эффективным и высокоскоростным, по сравнению с щелочным лужением, так как электрохимический эквивалент олова (II) в два раза выше, чем для олова (IV), осаждаемого из щелочного электролита. Установлено, что покрытия, полученные из оксалатно-аммонийных электролитов, за счет повышенной поляризации при электроосаждении являются более мелкокристаллическими, коррозионностойкими по сравнению с покрытиями, полученными из фторид-хлоридных электролитов. Высокая рассеивающая способность оксалатно-аммонийных электролитов дает возможность нанесения покрытий олово-никель на сложнопрофильные изделия. Исследованные в результате работы новые технологические процессы позволили улучшить физико-химические свойства покрытий, обеспечить снижение материальных затрат и уменьшить загрязнения окружающей среды.

Для цитирования:

Шеханов Р.Ф. Защитная способность олово-никелевых покрытий.Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 10. С. 75-81


PDF
75-81
Rena E. Mustafaeva

Работа посвящена поиску новых эффективных модифицирующих добавок, позволяющих целенаправленно регулировать технологические свойства резиновых смесей и физико-механические показатели резин на основе комбинаций неполярных каучуков и одновременно являющихся более дешевыми и доступными по сравнению с традиционно применяемыми продуктами, в частности с резорцин-уротропиновым комплексом (модификатором РУ-1). Предложено использовать в качестве модификаторов каркасных резин на основе комбинации изопренового (СКИ-3) и бутадиен-стирольного (СКС-30АРКМ-15) каучуков хлорированный атактический полипропилен (ХАПП). Показано, что при замене модификатора РУ-1 на указанное соединение наблюдается повышение условных напряжений и прочности при растяжении, сопротивления раздиру, эластичности по отскоку, усталостной выносливости в режиме постоянства амплитуды деформации, теплостойкости, стойкости к тепловому старению резин, а также прочности связи резины с текстильным кордом, в том числе при повышенных температурах. Сравнение ХАПП по эффективности действия в каркасной резине с ранее предложенным олигоэфирметакрилатом эпихлоргидрина (ОМАЭХГ), с точки зрения обеспечиваемого комплекса свойств, показало преимущество хлорированного атактического полипропилена по ряду приоритетных показателей. Из проведённого сравнительного анализа модифицирующей активности хлорированного атактического полипропилена и олигоэфирметакрилат эпихлоргидрина следует, что вулкани­заты резиновых смесей, содержащих взамен РУ-1 хлорированный атактический полипропилен ХААП, характеризуются улучшенными показателями твердости по ТМ-2, эластичности по отскоку, прочностью связи резины с кордом. Также выявленно, что основным преимуществом предложенного модификатора является низкая себестоимость используемого модификатора, а также использование для его получения вторичного сырья.

Для цитирования:

Мустафаева Р.Э. Технологические аспекты получения и исследования высокопрочных полимерных композиционных материалов.Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 10. С. 82-86


PDF
82-86
Aleksandr V. Artamonov, Daria N. Smirnova, Nicolay N. Smirnov, Aleksandr P. Ilyin

В основе производства экстракционной фосфорной кислоты лежат два одновременно протекающих процесса: растворение фосфатного сырья в смеси серной и фосфорной (образующейся в процессе) кислот и кристаллизация сульфата кальция (фосфогипса). Фосфогипс является неизбежным многотоннажным и весьма обременительным отходом при сернокислотной переработке апатита, который представляет интерес уже не только как источник строительного гипса, но и как альтернативное редкоземельное сырье, не обладающее природной активностью и содержащее в себе редкоземельные элементы как цериевой, так и иттриевой групп. В качестве сырья для получения редкоземельных элементов использован сульфат кальция трех видов: фосфогипс со шламонакопителя, фосфополугидрат сульфата кальция и фосфодигидрат сульфата кальция с карусельного фильтра производства экстракционной фосфорной кислоты на ОАО «ФосАгро-Череповец». Рассмотрено извлечение редкоземельных элементов из фосфогипса со шламонакопителя методом выщелачивания (перколяции) неорганическими кислотами с последующей сорбцией на катионообменных смолах. В качестве адсорбента для извлечения РЗЭ из растворов выщелачивания применен катионит «Purolite» С-150. Найдена статическая обменная емкость катионита – емкость смолы при достижении равновесия с раствором определенного объема и состава. Статическая емкость катионита по редкоземельным элементам составляет 1,57 %, что говорит о хорошей поглощающей способности. Десорбцию редкоземельных элементов с катионита проводят раствором аммиачной селитры. Установлено, что оптимальным раствором для выщелачивания является серная кислота концентрацией 5 мас.%. Степень извлечения редкоземельных элементов из фосфогипса серной кислотой составляет порядка 82%.

Для цитирования:

Артамонов А.В., Смирнова Д.Н., Смирнов Н.Н., Ильин А.П. Извлечение редкоземельных элементов из твердых отходов производства фосфорной кислоты с последующей сорбцией на катионообменных смолах.Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 10. С. 87-93


PDF
87-93
Anatoly M. Afanas’ev, Arina V. Nikishova, Boris N. Siplivy

В рамках теории тепломассопереноса А.В. Лыкова сформулирована начально-краевая задача для расчета полей температуры и влагосодержания в плоском образце, нижняя поверхность которого тепло- и влагоизолирована, а верхняя обдувается потоком воздуха и подвергается воздействию инфракрасного излучения. Данный вид излучения обладает малой глубиной проникновения, поэтому его действие на материал учитывается источниками тепла, которые вводятся не в уравнение теплопроводности, а в краевое условие теплообмена. Для корректного учета нелинейного характера процессов массообмена на поверхности образца граничные условия для потоков влаги принимаются в форме закона испарения Дальтона. Целью работы был расчет перепадов влагосодержания между границами образца, которые определяют качество сушки и величину внутренних механических напряжений. Исследование проводилось в переходных и в установившихся режимах. Переходные режимы, которые возникают при резком изменении температуры воздуха (сушка конвекцией), и, соответственно, при включении или выключении источника излучения (инфракрасная сушка), исследовались численными методами. Для исследования установившихся режимов, следующих за режимами переходными и являющихся их асимптотикой для больших моментов времени, использовались оригинальные, полученные авторами квазистационарные решения исходной начально-краевой задачи для полей температуры и влагосодержания. Центральным понятием в этих решениях является установившаяся температура поверхности образца, которая является обобщением понятия температуры мокрого термометра на случай сушки излучением. Исследование показало, что при сушке конвекцией опасность разрушения материала от механических деформаций, вызванных неравномерностью распределения влагосодержания по толщине образца, возникает в переходных режимах, а при сушке инфракрасным излучением эта опасность возникает в режимах установившихся. В первом случае причиной является конденсация пара на поверхности пластины, возникающая за счет резкого изменения температуры воздуха, а во втором случае появление большого перепада влагосодержания обусловлено тем, что тепловые источники, индуцированные поглощением инфракрасного излучения, сосредоточены на поверхности материала. Предложенный расчетный алгоритм позволяет организовать сушку, при которой механические напряжения внутри материала не превышают допустимых значений.

Для цитирования:

Афанасьев А.М., Никишова А.В., Сипливый Б.Н. Переходные процессы при сушке конвекцией и сушке инфракрасным излучением.Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 10. С. 94-101


PDF
94-101