Тезисы докладов 4-5 декабря 2014 года Минск (06) ббк 72я73

Причин для катаклизмов может быть очень много. И одной из наиболее банальных причин экологических проблем является человеческая недобросовестность. Примером тому – история американского озера Пенер. Этот водоем стал из пресноводного соленым в результате работы команды бурильщиков.

Так же своеобразным памятником недобросовестности бурильщиков стал грязевой вулкан в Индонезии. Вулкан начал извергаться в 2006 году вследствие бурения добывающей компании в разведывательных целях и не прекратил выбрасывать на поверхность газ и грязь до сих пор. Чтобы грязь не растекалась, вокруг вулкана возвели земляные валы, а часть жижи откачивается в ближайшую реку. Пробовали сбрасывать в жерло бетонные шары. Но все эти попытки были тщетны. Никто пока не придумал, как справиться с этим капризом природы.

Огромный вред экологии приносит Азиатское Коричневое Облако (АКО). Огромная, видимая из космоса, грязевая туча образуется с января по март над Индийским океаном. Причина этому – высокая плотность населения и индустриальная экономика. Сегодня можно говорить о том, что АКО влияет на режим муссонных дождей и состояние здоровья населения.

Примером того, как человек пытался справиться со своими же ошибками, являются попытки устранить нефтяное пятно близ берегов Корнуолла. Загрязнение решили убрать напалмом. Идея была в том, чтобы поджечь нефтяное пятно и отделаться меньшим ущербом для экологии. Возможно, начинание бы удалось – если бы нефть загорелась. Чего не произошло, даже когда на нее распылили авиационное топливо. Четверть «авиаударов» прошла мимо цели и добавила посторонних токсичных веществ в океан. Огонь гасили высокие волны. Впоследствии с пятном все-таки удалось справиться, однако своими попытками человек нанёс ещё больше вреда и так пострадавшей экологии.

А что же природа? Она справляется с проблемами, которые мы для нее создаем, гораздо лучше нас. Основной ее инструмент – приспособление. Живые организмы научились приспосабливаться практически ко всему. В последние сто лет все крупные экологические катастрофы – вина человека. А природа успешно исправляет его ошибки.

В Чернобыле появилась радиотрофная плесень, которая питается радиацией. Английские ученые обнаружили неизвестный подвид земляных червей питающихся металлоломом, среди которого живут. В особенности – токсичными металлами вроде цинка, свинца и меди. А в самом токсичном водоёме на планете Беркли Пит обнаружили зеленую слизь, которая при ближайшем рассмотрении оказалось скоплением живых организмов. За счет фотосинтеза эта слизь окисляет растворенные металлы, заставляя их выпадать безопасным осадком. Со временем эта слизь очистит озеро целиком.

Везде, где человек не справляется, природа найдёт своё решение. Но это не повод оставить беспокойство – иначе, не ровен час, природа сочтет самого человека одной из проблем, которые ей нужно решать.[1]

ЛИТЕРАТУРА

1. Катастрофа своими руками (статья в номере за май 2011 г.) [Электронный ресурс] / Журнал «Планета». – Режим доступа: http://planeta.by/article/888. – Дата доступа: 01.11.2014 г.

В настоящее время большое влияние уделяется проблеме переработки отходов полимерных материалов, что является актуальным вопросом не только в связи с охраной окружающей средой, но в связи с удорожанием полимерного сырья. При изготовлении изделий из поликарбоната (ПК) и полиметилметакрилата (ПММА) на производстве образуется большое количество отходов в виде литников и бракованных деталей, что связано с высокими требованиями предъявляемых к деталям по внешнему виду с высокой светопропускной способностью (более 92 %). На поверхности деталей из ПК и ПММА не должно быть черных точек, разводов, пузырей, холодных спаев, свилей, «серебра» и т.д. Поэтому задача переработки данного вида отходов является актуальной.

В качестве объектов исследования использовали ПК марки Carbomix -10 UV и ПММА марки Acryrex 250 CМ. Основные свойства полимеров приведены в таблице.

Таблица

Данные полимеры относятся к термопластичным материалам, которые можно подвергать повторной обработке на литьевых агрегатах. Были изготовлены образцы с добавление вторичного материала в количестве 2%, 5%, 10%, 15%, 20%, 30%. Предварительно осуществляли сушку материалов при 70 °С в течении 4 часов для ПММА и 110 ° С в течении 8 часов для ПК.

Образцы на основе ПММА получены при следующих режимах переработки: давление впрыска 94 бар, скорость впрыска 14,5 об/мин, давление выдержки 50 бар, противодавление в шнеке 31,5 бар, время охлаждения 70 с, время выдержки под давлением 5 с, время впрыска 8 с. Образцы ПК изготавливались при следующих параметрах: давление впрыска 132,3 бар, скорость впрыска 14,5 об/мин, давление выдержки 63бар, противодавление в шнеке 19 бар, время охлаждения 45 с, время выдержки под давлением 10 с, время впрыска 7 с.

Изучено влияние температурных параметров на перерабатываемость полимеров и свойства изделий, рассчитана объемная усадка деталей. Получены экспериментальные зависимости усадки от содержания вторичных материалов.

Установлено, что усадка образцов зависит от объема образца: чем больше объем изделия, тем большую усадку дает полимер. Добавление вторичного сырья в количестве до 30 % незначительно влияет на усадку деталей. В то же время выявлено, что по внешневидовым характеристикам образцы не соответствуют требованиям нор контроля: на поверхности деталей обнаружены следы потока материала. Требуется проведение дополнительных исследований по подбору технологических режимов литья.

УДК 628.355 Студ. М. В. Булицкая, Ю. Е. Авласевич

Науч. рук. доц. Р. М. Маркевич, инж. О.В. Нестер

(кафедра биотехнологии и биоэкологии, БГТУ)

Активный ил – биоценоз зооглейных скоплений бактерий и простейших организмов, участвующих в очистке сточных вод. Он формируется под влиянием химического состава обрабатываемых сточных вод, растворенного кислорода, окислительно-восстановительного потенциала, рН и температуры. По внешнему виду активный ил представляет собой хлопья светло-серого, желтоватого или темно-коричневого цвета, густо заселенные микроорганизмами, заключенными в слизистую массу. Средний размер хлопьев варьирует в пределах 1–4 мм, но в зависимости от условий может изменяться от долей миллиметра до 30–40 мм [1].

В условиях анаэробных реакторов с восходящим потоком сточных вод, содержащих легкоразлагаемые органические вещества (летучие жирные кислоты, сахара), наблюдается явление гранулообразования. Формирование гранул зависит от адгезивных свойств микроорганизмов, наличия центров, инициирующих гранулообразование, факторов среды (рН, температура, состав сточных вод и др.), качества и количества посевного материала, гидродинамического режима в реакторе. Размеры гранул, выращенных на различных субстратах, обычно бывают диаметром от 0,2 до 7,0 мм [2].

Актуальным направлением совершенствования аэробной очистки сточных вод является использование гранулированного аэробного активного ила [3]. Целью данной работы являлся подбор условий для формирования и поддержания в активном состоянии стабильных гранул аэробного активного ила при использовании в качестве субстрата городских сточных вод и сточных вод молочного производства. Объектами исследования послужили активный ил (рис. 1а) и сточные воды на выходе из первичного отстойника городских очистных сооружений (исследование начато 12.02.2013г.), а также активный ил и сточные воды молочного производства (исследование начато 07.10.2014г.). На рисунке 1б приведена микрофотография гранул активного ила, сформированных в лабораторных условиях.

а б

б – гранулированный в лабораторных условиях активный ил

Рисунок – Микрофотографии активного ила (х400)

Использование данного ила позволит увеличить нагрузки на единицу объема сооружения за счет повышенных концентраций гранулированного активного ила без ухудшения качества очистки сточных вод, улучшить седиментационные свойства во вторичном отстойнике, фильтрационные свойства ила при его обезвоживании, снизить образование избыточной биомассы, уменьшить вспухаемость и пенообразование в аэротенке

ЛИТЕРАТУРА

1 Анаэробная биологическая очистка сточных вод / С.В. Калюжный [и др.] // Итоги науки и техники. Сер. Биотехнология. – 1991. – Т. 29. – С. 155.

2 Образование и свойства анаэробного гранулированного ила. / Т. И. Этерер [и др.] // Water science and technology. – 2010. – №43(3). – С. 19–26.

3 Гранулированные илы в очистке городских сточных вод / С.В. Храменков [и др.] // Вода. – 2013. – № 2. – С. 2–4.

УДК 678.744.322:54-145.2 Студ. А. И. Веретило

Науч. рук. доц. Ж. В. Бондаренко

(кафедра химической переработки древесины, БГТУ);

доц. Г. Г. Эмелло

(кафедра физической и коллоидной химии, БГТУ)

Изучение свойств водных растворов полиакриловой кислоты

Полиакриловая кислота (ПАК) и ее производные являются одними из наиболее широко применяемых синтетических полимеров в составе косметических средств. Они используются в косметических продуктах как загустители, стабилизаторы, гелеобразователи и др. Кроме полимеров в состав косметических средств вводят многоатомные спирты (глицерин, сорбитол) в качестве влагоудерживающих компонентов, а также эмолентов. Несмотря на широкое применение, свойства водных растворов ПАК и их смеси со спиртами изучены недостаточно.

Целью работы являлось изучение свойств водных растворов полиакриловой кислоты (торговая марка Carbopol 980), а также влияние глицерина на эти свойства.

В
ходе исследований концентрация ПАК составляла 0,1–0,6 %, а концентрация глицерина была неизменна – 5%. Для изучения свойств водных растворов ПАК использовали фотометр КФК-3-01 (длина волны 340 нм, ширина кюветы 1 см), вискозиметр ВЗ-4, рН-метр фирмы Hanna. Исследования проводили при температуре 16–19°С. Полученные результаты представлены на рисунке.

Исследования показали, что с увеличением концентрации ПАК рН раствора понижается, что связано с увеличением степени диссоциации молекул ПАК. Турбидиметрический метод анализа показал, что с ростом концентрации интенсивность света, рассеянного единицей объема системы, возрастает практически в 6,8 раз. Это связано в основном с увеличением количества макромолекул ПАК в растворе, а также с возможным незначительным их агрегированием, т.к. оптическая плотность прямо пропорциональна количеству макромолекул в единице объема и квадрату объема макромолекулы (агрегата). Условная вязкость растворов возрастает с увеличением количества ПАК в системе, что закономерно для истинных растворов полимеров. Введение глицерина в системы в количестве 5% незначительно повлияло на исследуемые показатели растворов ПАК.

Таким образом, анализ полученных данных показал, что структурирования в исследованных системах не происходит, т.е. системы являются свободнодисперсными. Для получения связнодисперсных систем (гидрогелей) необходимо дополнительно изучить влияние рН на процессы структурирования.

УДК 678.042 Студ. М.В. Вобрикова

Науч. рук. проф. Э. Т. Крутько

(кафедра технологии нефтехимического синтеза

и переработки полимерных материалов, БГТУ)

Разработки плёнкообразующих композиций

модифицированного полиэтилена высокого давления

Полиэтилен (ПЭ) получают радикальной или ионно-координационной полимеризацией. В результате радикальной полимеризации этилена образовывается линейный полимер.

Полиэтилен «высокого давления» имеет разветвлённое строение, молекулярную массу 19 000 - 50 000. Плотность 910-930 кг/м³, степень кристалличности не более 65%, температура плавления 105-125 °С.

В лакокрасочной промышленности ПЭ применяют для получения термопластичных покрытий. При комнатной температуре не растворяется в органических растворителях. Только при 70 °С он начинает набухать,а затем и растворяется в ароматических и в хлорированных углеводародах. Однако при охлаждении полимер выпадает из них в виде порошка. Поэтому как плёнкообразователь ПЭ используют только для получения порошковых лакокрасочных материалов и органодисперсий.

Для получения порошковых материалов применяют ПЭ высокого давления .

Из-за не высокой молекулярной массы и относительно низкой температуры плавления порошки ПЭ за счёт сплавления частиц легко образуют сплошные покрытия в результате термообработки при 170-180 °С. В состав компазиции ПЭ обязательно вводят термо- и светостабилизаторы например (фенил-α-нафтиламин). Покрытия обладают хорошими физико-механическими,антикоррозионными и электроизоляционными свойствами.

В качестве объекта исследования использовали полиэтилен высокого давления марки 16 803-070, соответствующего показателям ГОСТ 16337-77.

Для его модификации использовали имидосодержащую модифицирующую добавку.

Синтез модификатор проводит по реакции взаимодействия ароматического диамина с ангидридом малеиновой кислоты в минимальном количестве диметилформамида в течении 2- 3 часов. Образующаяся амидокислота выпадает в осадок в виде тонкодисперсного порошка.

Полимерные композиции готовим методом сухого смешения компонентов.

Формирование покрытий осуществляли нанесением порошка на нагретые поверхности образцов из низкосортной стали, с последующим спеканием в термо шкафу при 160- 200 °С, в течении 3 - 4 минут. Толщина покрытий составляла 250-300 мкм.

С помощью маятникого прибора М-3. Нам удалось измерить твердости покрытий, зафиксировав время затухания коллебаний. Адгезию покрытия определяем методом решётчатого надреза. Прочность покрытия при ударе измеряемна приборе «тестор-удар».

В результате исследований покрытий получили образцы с улучшенной адгезией к подложке по сравнению с немодифицированными исходными покрытиями.
ЛИТЕРАТУРА

1. Соколов, Л.Б. Основы синтеза методом поликонденсации. – М.: Химия, 1979. – 263 с.

2. Менсон Дж., Сперлинг Л. Полимерные смеси и компазиты / Пер. С англ. – М.: 1979. – 439с.

УДК 678.06 Студ. В. В. Володина

Науч. рук. доц. В. А. Седых

(кафедра химии и химической технологии органических соединений

и переработки полимеров, ВГУИТ, Воронеж, РФ)

Оценивалось влияние природы и содержания термостабилизаторов на упруго-прочностные показатели пластиката отлитого из пластизолей ПВХ методом налива при изготовлении детских игрушек центробежным формованием.

Из пластизолей ПВХ по рецептуре содержащей ПВХ-ЕП-6602С, эпоксидированное соевое масло, стеарат кальция, диоктилфталат, мел гидрофобизированный импортный и негашеную известь отливали пластины пластиката ПВХ с различной продолжительностью термообработки (210°С).

Установлено, что присутствие негашеной извести (СаО) сдерживало изменение цвета пластиката ПВХ по показаниям фотоэлектрического блескомера ФБ-2 в процессе ускоренного термического старения (табл.1).

Таблица 1

Влияние оксида кальция и времени термообработки на белизну пластиката ПВХ

В свою очередь, присутствие негашеной извести способствовало большему увеличению прочности пластикатов ПВХ при разрыве, сопротивления раздиру при сохранении уровня удлинения и приведенного остаточного удлинения при разрыве по сравнению с контрольными образцами без СаО (табл. 2).

Таблица 2

Кинетика изменения технических показателей пластикатов ПВХ отлитых

из пластизолей в присутствии СаО в присутствии гидрофобизированного мела

Наименование показателей	Продолжительность термообработки (без СаО/с СаО):
	6 мин	9 мин.	12 мин	15 мин	18 мин
Сопротивление раздиру, кН/м	3,2/3,4	6,2/6,4	8,8/8,8	10,1/9,3	10,5/11,2
Прочность при разрыве, МПа	0,3/0,8	1,4/1,4	2,1/2,6	2,2/2,5	2,2/-
Относительное удлинение при разрыве, %	48/75	188/185	288/287	280/288	304/-
Остаточное удлинение после разрыва, %:
относительное	4/4	6/4	8/12	16/18	20/-
приведенное	0,08/0,05	0,03/0,02	0,03/0,04	0,6/0,6	0,07/-

Таким образом, негашеная известь может быть рекомендована в качестве дополнительного термостабилизатора пластикатов ПВХ, позволяющего снизить дозировки дорогостоящих ЭСМ и стеаратов металлов.

УДК 544.03/.032.76:665.123 Студ. Е. В. Ворошень

Науч. рук. доц. А. Д. Алексеев

(кафедра органической химии, БГТУ)

Механохимия (трибохимия) наиболее успешно применяется при проведении и изучении гетерофазных реакций, протекающих при невысоких температурах. В настоящем сообщении рассмотрены перспективы использования трибохимических процессов для получения солей жирных кислот с тяжелыми металлами.

Соли металлов и высших карбоновых кислот (ВКК) находят широкое применение в различных производствах: натриевые и калиевые соли используют в производстве мыл и шампуней, алюминиевые и хромовые – при обработке кож, мыла тяжелых металлов (Сu, Ba, Mn, Pb) используют при производстве резиновых смесей, эмульгирующих составов для жирования кож, антифрикционных пластичных смазок.

Если получение Na- и K-солей (мыл) не представляет технологических проблем, то синтезы солей жирных кислот с тяжелыми металлами энергоемки, длительны, экологически опасны, сопровождаются образованием большого количества смол. Альтернативой химическому синтезу могут стать трибохимические способы получения солей из кислот и оксидов металлов, которые протекают при умеренных температурах (<60^оС), быстро, без образования смол.

Соли ВКК и тяжелых металлов применяют, обычно, в виде растворов, суспензий или паст в растительных маслах, жирах или углеводородах, поэтому трибохимический синтез удобнее проводить в органических дисперсионных средах [1]. Оксиды и гидроксиды металлов взаимодействуют с жирными кислотами уже при 20-60^оС, и в течении 10-40 минут реакция образования соли завершается, если ее проводить трибохимически, т.е. в бисерной мельнице, в присутствии катализатора (NH₄NO_{3 ,} NaNO₃ или триэтиламин), масляной составляющей (рыбий жир, подсолнечное масло, индустриальное масло и др.) и растворителя (алканы, арены или их смеси) [2], Оксид металла берут с недостатком – в количестве, вдвое меньшем стехиометрического. Реакция идет количественно и не чувствительна к природе и чистоте металла. При достижении степени конверсии 90%, полученную тонкодисперсную суспензию соли фильтруют через металлическую сетку для отделения стеклянного бисера и собирают в емкость для хранения и дальнейшего использования. Синтез солей можно совместить с получением жирных кислот путем гидролиза масел и превращения их в соли при взаимодействии с оксидами металлов в одном и том же аппарате [3].
ЛИТЕРАТУРА

1. Елькова, Н. Н. Среда и катализ в низкотемпературном взаимодействии оксида свинца с карбоновыми кислотами / Автореф. дисс. на соис. уч. ст. канд. хим. наук. – Курск: КГТУ, 1997. – 16 с.

2. Способ трибохимического получения металлсодержащих мыл – компонентов жирующих смесей. Пат. РФ № 2092533, С11D9/04, C14C9/02 от 10.10.1997.

3. Кудрявцева, Т. Н. Трибохимическое получение солей металлов из их оксидов / Автореф. дисс. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук. – Курск: КГТУ, 2004. – 18 с.

УДК 661.85:54-145.2 Студ. В. А. Герасимович, Т. В. Харлан

Науч. рук. доц. Ж. В. Бондаренко

(кафедра химической переработки древесины, БГТУ);

доц. Г. Г. Эмелло

(кафедра физической и коллоидной химии)