Методическое пособие 761

денции Сборник статей Международной научно-практической конференции. 2016. – С. 106108.

2.Мельников И.Н., Осипова Е.О., Пичхидзе С.Я. Фильтрующе-сорбирующий материал по детоксикации угарного газа. – Воронеж: ВГУ. 2015. – 4с.

3.Осипова Е.О., Мельников И.Н., Пичхидзе С.Я. Разработка фильтрующего сорбирующего материала по детоксикации угарного газа. Балаково: БИТИ, 2015. – 3с.

4.Методы исследования в криминалистическом материаловедении / М.Ю. Захарченко, И.Н. Мельников, Д.В. Кайргалиев // Под ред. С.Я. Пичхидзе. Саратов, 2015. – 195 с.

5.Бодягина К.С., Кайргалиев Д.В., Мельников И.Н., Пичхидзе С.Я. К вопросу о детоксикации паров ртути //Прогрессивные технологии и процессы: сб. науч. ст. 2-й Междунар. молодежной НПК: в 3-х томах. – Курск, 2015. – С. 151-154.

1ФГБОУ ВО «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.» 2 ФГКОУ ВО «Волгоградская академия МВД России»

I.N. Melnikov1, M.Yu. Zakharchenko1, D.V. Kairgaliev2, S.Ya. Pichkidze1 BIODEGRADABLE ATTACHMENT TO THE RESPIRATOR FROM POISONING BY CARBON MONOXIDE

The work is devoted to creating a biodegradable composite nozzle using a 3 D printer to expand the capabilities of the respirator RPG – 67 for protection from carbon monoxide (carbon monoxide). The nozzle provides a qualitatively new level of protection of human in emergency situations of natural and technogenic character, accompanied by emissions of CO

Key words: 3 D printer, composite nozzle, carbon monoxide, RPG-67, emergency

1Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «Yuri Gagarin State Technical University of Saratov» (SSTU), Saratov 2Volgograd Academy of the Ministry of Internal Affairs of the Russian Federation

УДК 66.018.83

И.Н. Мельников, С.Я. Пичхидзе

3 D КОНТЕЙНЕР ДЛЯ ИНГИБИТОРА КОРРОЗИИ

Рассмотрена возможность использования композитного контейнера для ингибитора коррозии металлов на основе Рофамина Т и гидрокарбоната натрия. Показана высокая эффективность рассмотренных ингибиторов коррозии по отношению к углеродистой стали. Отмечается гербицидная активность водных растворов Рофамина Т и гидрокарбоната натрия. Для закрепления композитного контейнера на внутренней поверхности емкости из стали марки Ст3сп рекомендовано использоватьнеодимовые магниты с винтом

Ключевые слова: коррозия, гидрокарбонат натрия, Рофамин Т, контейнер

Огромную проблему для поддержания различного вида оборудования и техники в исправном состоянии представляет собой коррозия. Коррозия - это процесс разрушения поверхности металлов под влиянием химического и электрохимического воздействия среды их окружающей [1].

Цель работы: исследование возможности создания композитного контейнера для размещения в нем ингибитора коррозии.

Для реализации целевой установки нами исследовалась возможность создания композитного контейнера и крепления его на внутренней поверхности автоцистерны.

Создание контейнера может осуществляться методом штамповки с использованием прессов, позволяющих деформировать материалы с помощью механического воздействия. Данный метод применим для массовых изготовлений изделий в промышленных объемах. Для получения опытных образцов контейнеровможноприменять 3 D печать с использованием композитных материалов (рис.1) [2,3,4]. Для закрепления композитного контейнера на внутренней поверхности цистерны нами использовались неодимовые магниты с винтом С16 (М4) (рис. 2). Данный вид магнитов позволяет закреплять различные объекты (контейнеры

201

для ингибитора коррозии) весом до 5 кг. На рис. 3, 4 представлен контейнер с магнитным креплением.

Контейнер должен иметь отверстия размером 2-4 мм для диффузии ингибитора коррозии в огнетушащий состав пожарного автомобиля. Наиболее широкое распространение получил ингибитор коррозии Рофамин Т на основе октадециламинаи гидрокарбонат натрия

[4, 5, 6, 7, 8].

На рис 5, 6 представлены результаты испытаний коррозионной стойкости углеродистой стали марки Ст3сп в дистиллированной воде и водном растворе Рофамина Т в течение 30 дней.

Полученные результаты свидетельствуют о высокой эффективности Рофамина Т по предотвращению процессов коррозии на поверхности углеродистой стали марки Ст3сп.

На рис 7, 8 представлены результаты совместного влияния Рофамина Т и гидрокарбоната натрия на водные растения. Отмечается гибель мха в течение одного месяца.

Данное обстоятельство позволяет рассматривать возможность использования данных ингредиентов в пожарных и других емкостях, в замкнутых системах с технической водой для предотвращения процессов, так называемого, «зацветания» воды.

Рис. 1. 3D принтер Ultimaker2	Рис. 2. Магнитное крепление с винтом С16
(оригинальный)	(М4)
	(оригинальный)
Рис. 3. Контейнер (вид снаружи)	Рис. 4. Контейнер (вид изнутри)
(оригинальный)	(оригинальный)

202

Рис. 5. Образец стали марки Ст3сп после пре-	Рис. 6. Образец стали марки Ст3сп после
бывания в дистиллированной воде	пребывания в водном растворе Рофамина Т
(оригинальный)	(0,1 мг/мл)
	(оригинальный)
Рис. 7. Образец мха после пребывания в дис-	Рис. 8. Образец мха после пребывания в
тиллированной воде	водном растворе Рофамина Т и гидрокарбо-
(оригинальный)	ната натрия (0,1 мг/мл)
	(оригинальный)

Выводы: проведенные испытания показали высокую надежность крепления композитного контейнера на внутренней поверхности автоцистерны пожарного автомобиля с использованием магнитных креплений с винтом С16 (М4) и высокую эффективность ингибитора коррозии на основе Рофамина Т. Совместное присутствие Рофамина Т и гидрокарбоната натрия в водном растворе приводит к гибели растений, обитающих в водной среде.

Литература

1.Методы исследования в криминалистическом материаловедении / М.Ю. Захарченко, И.Н. Мельников, Д.В. Кайргалиев // Под ред. С.Я. Пичхидзе. – Саратов, 2015. – 195 с.

2.Осипова Е.О., Мельников И.Н., Пичхидзе С.Я. Насадка на РПГ-67 для защиты от СО. – Самара: LJournal, 2016. – 3с.

3.Захарченко М.Ю. Композитная насадка на респиратор / М.Ю. Захарченко, И.Н. Мельников, С.Я. Пичхидзе // Перспективные полимерные композиционные материалы. Альтернативные технологии. переработка. применение. ЭКОЛОГИЯ («Композит-2016»). – 2016.

–С. 320-322.

4.Захарченко М.Ю. Октадециламин и его ресурсосберегающее действие на оборудование пожарной службы МВД России / М.Ю. Захарченко, Д.В. Кайргалиев, И.Н. Мельников, В.С. Лагун // Теория и практика борьбы с преступностью. – 2016. – С. 33-34.

5.Соколова А.С. Коррозия углеродистой стали в растворах огнетушащих веществ / А.С. Соколова, А.Г. Ермошин, И.Н. Мельников // Современные тенденции развития науки и

203

технологий. – 2017. – № 1-2. – С. 77-78.

6.Еремин Н.И. Коррозионная активность пенообразователя ПО 1 / Н.И. Еремин, А.Г. Ермошин, И.Н. Мельников, С.Я. Пичхидзе // Молодежь и наука: шаг к успеху. Сборник научных статей Всероссийской научной конференции перспективных разработок молодых ученых: в 3-х томах. – 2017. – С. 127-129.

7.Смыслов М.А. Коррозионная активность углеродистой стали / М.А. Смыслов, А.Г. Ермошин, И.Н. Мельников, С.Я. Пичхидзе // Молодежь и наука: шаг к успеху.Сборник научных статей Всероссийской научной конференции перспективных разработок молодых ученых: в 3-х томах. – 2017. – С. 138-139.

8.Мельников И.Н., Захарченко М.Ю., Пичхидзе С.Я., Юров О.А., Кайргалиев Д.В., Попова Э.А. Огнетушащий состав. Патент на изобретение RUS 2622838 29.12.2015.

ФГБОУ ВО «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.»

I.N. Melnikov, S.Ya. Pichkidze

3-D CONTAINER FOR CORROSION INHIBITOR

Possibility of use of the composite container for the corrosion inhibitor of metals on the basis of Rofamin T and sodium bicarbonate. The high efficiency of the considered corrosion inhibitors against carbon steel. It is noted herbicidal activity of aqueous solutions of Rofamin T and sodium bicarbonate. To consolidate the composite container on the inner surface of the container made from steel grade st3sp is recommended to use neodymium magnets with a screw

Key words: corrosion, sodium bicarbonate, Rofamin T, container

Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «Yuri Gagarin State Technical University of Saratov» (SSTU), Saratov

УДК 678-542.06

И.Н. Мельников1, М.Ю. Захарченко1, С.Я. Пичхидзе1, Д.В. Кайргалиев2

ОГНЕЗАЩИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Представлены новые композитные материалы на основе полиакрилонитрила и поливинилиденфторида с антипиреновой пропиткой. Нанесение пропитки осуществляли окунанием полоски нетканого материала в раствор. Сушку образцов проводили при температуре 20ОС. Величину привеса пропитки рассчитывали по разности масс исходного образца материала и массы образца после высушивания. Оценку негорючести материалов проводили с ограничением времени воздействия пламени горелки

Ключевые слова: полиакрилонитрил, поливинилиденфторид, антипирен, пропитка, аминосилан

Одной из основных причин возникновения пожара и получения ожоговых поражений человеком при воздействии открытого пламени и теплового потока высокой интенсивности является использование горючих материалов в одежде, интерьере и отделке помещений.

Огнезащитная спецодежда необходима для пожарных, работников нефтегазовой отрасли, сварщиков, металлургов и военных. В неѐ входят одежда пожарного; одежда, защищающая от повышенных тепловых воздействий (теплозащитный костюм, теплоотражательный костюм); специальная защитная одежда изолирующего типа (термоагрессивостойкие костюмы, костюмы для ликвидации аварий на АЭС) и средства защиты рук, ног и головы. Применение огнестойкой спецодежды требуется на большинстве рабочих мест, где присутствует потенциальная опасность возникновения пожара, взрыва, ожогов при контакте с расплавленным металлом. Материалы для пошива спецодежды должны не только обеспечить необходимую защиту, но и создать комфортные условия носки.

Отечественная текстильная промышленность выпускает ткани с огнезащитными свойствами, которые обеспечиваются на стадии отделки следующими способами:

─ нанесением на ткань веществ, которые при температуре горения разлагаются с вы-

204

деление негорючих газов;

─образованием на ткани негорючей плѐнки, защищающей волокно при горении от контакта с воздухом;

─химическим преобразованием функциональных групп волокна для повышения устойчивости макромолекулярных цепей к термическому расщеплению.

Надо отметить, что спецодежда, изготовленная из перечисленных выше материалов с огнезащитными свойствами, не отвечает комплексной защите от вредных факторов производств, а асбестовые материалы обладают канцерогенностью и запрещены для производства изделий во всѐм мире.

Сегодня на многих предприятиях используются средства индивидуальной защиты, не соответствующие предъявляемым к ним требованиям по защитным свойствам. И обусловлена эта ситуация не только ограниченностью финансовых средств на их приобретение у организаций, но и недостаточной информированностью о возможностях современных средств индивидуальной защиты.

Специфика различных производств (нефтегазодобыча, нефтепереработка, энергетика, химическая промышленность, металлургия, а также боевая одежда пожарных) имеет свои нюансы, поэтому у каждого из перечисленных направлений есть свои особенности, которые необходимо учитывать при разработке и создании специальной одежды.

Защитный костюм, во-первых, должен обеспечивать комфортную работу и удобство в эксплуатации. Во-вторых, спецодежда должна сохранить жизнь и максимально снизить риск нанесения вреда здоровью человека не только в случае промышленной аварии, но и при выполнении обычных ежедневных работ. В-третьих, и сама спецодежда в экстремальных условиях не должна становиться источником опасности, который может усугубить отрицательное воздействие на человека.

Одной из основных причин возникновения пожара и получения ожоговых поражений человеком при воздействии открытого пламени и теплового потока высокой интенсивности является использование горючих материалов в одежде, интерьере и отделке помещений.

Поэтому вопрос о необходимости противопожарной обработки тканей достаточно важен и актуален. Основными функциями противопожарной обработки тканей являются: 1) предотвращение возгорания тканевых материалов при воздействии низкокалорийных источников огня – спичек, сигарет; 2) максимальное ограничение скорости и объема распространения пламени в случае пожара; 3) максимальное уменьшение количества образующихся при пожаре дыма и токсичных веществ. Придание негорючести хлопчатобумажным или хлопколавсановым полотнам довольно часто осуществляют за счет нанесения на их поверхность дискретного поливинилхлоридного покрытия с антипиренами.

Как правило, пропитки – это водные растворы антипиренов. Ткани пропитывают в баке с антипиреновым раствором. Или распыляют раствор по поверхности ткани промышленным пульверизатором под давлением. Затем ткань просушивают. К достоинствам этого метода следует отнести его универсальность. Обработать противопожарной пропиткой возможно ткань любого состава – и ткань, сделанную из синтетических волокон, и ткань, сделанную из натуральных волокон. Однако, огнестойкость таких материалов при воздействии открытого пламени недостаточна и составляет не более 12 с, что может быть объяснено конвективным характером воздействия теплового потока и, как следствие, низкой эффективностью экранирования текстильной основы продуктами разложения дискретного полимерного покрытия. Для придания негорючести хлопчатобумажным и хлопколавсановым тканям используют принцип объемной пропитки материала огнезащитным составом из хлорвинилового парафина, сополимера этилена и винилацетата, трехокиси сурьмы, карбоната кальция, окиси цинка и каолина. Однако введение в огнезащитный состав трехокиси сурьмы ограничивает его использование по гигиеническим показателям. Огнестойкость материалов, получаемых с использованием таких композиций, недостаточна. К тому же эти композиции предназначены для хлопчатобумажных и хлопколавсановых тканей и получаемые с их использо-

205

ванием материалы имеют недостаточно высокие физико-механические показатели [1,4,5,6,7]. Придание негорючести полиамидным тканям, обладающим высокой стойкостью к истиранию, осуществляют за счет нанесения на ее поверхность тонкого пленочного покрытия на основе каучука СКТН, придающего материалу не только огнезащитные, но водоупорные свойства. Кроме того, в композицию могут быть введены различные целевые добавки и пигменты. Недостатком этой композиции является ее невысокая стабильность, так как она вулканизуется при комнатной температуре. Стабильность латексного раствора, в зависимости от температуры в помещении, составляет 20…40 мин. Кроме того, покрытие материала, полу-

чаемое с использованием этой композиции, обладает низкой устойчивостью к истиранию. Широко распространен материал для тепло- и огнезащитной одежды, содержащий три

слоя: волокнистый, герметизирующий и металлосодержащий, причем два последних слоя на основе фторкаучука. Металлосодержащий слой толщиной 10-150 мкм содержит алюминийсодержащий наполнитель. Способ является достаточно трудоемким, и для пропитки нетканого материала неприемлем.

Основными способами придания негорючести текстильным материалам являются:

–обработка тканей растворами антипиренов на стадии финишной отделки полотна,

–нанесение негорючих (огнестойких) покрытий на поверхность материала. Определенный интерес представляет собой нетканый материал на основе полиакри-

лонитрила и поливинилиденфторида, а также негорючие материалы: аминосилан АГМ-9 по ТУ 6-02-724-77 и фторопластовая дисперсия Ф-4Д по ТУ 6-05-1246-81. Данные материалы выбраны нами в качестве объектов исследования. Нанесение пропитки осуществляли окунанием полоски нетканого материала в раствор. Сушку образцов проводили при температуре 20ОС. Величину привеса пропитки рассчитывали по разности масс исходного образца материала и массы образца после высушивания. Оценку негорючести материалов проводили с ограничением времени воздействия пламени горелки, равном 12 с [2,3]. На рис. приведена фотография вертикального теста на огнестойкость. Основные результаты исследования сведены в табл.

а)

б)

Рис.1. Внешний вид образцов после воздействия пламени с пропиткой АГМ-9 (а) и с пропиткой Ф-4Д (б)

(оригинальный)

Анализ экспериментальных результатов показывает, что пропитка нетканых материалов аминосиланом АГМ-9 и фторопластовой дисперсией Ф-4Д является эффективным способом повышения негорючести материалов. Высота выгорания образца при использовании аминосилана АГМ-9 снизилась в 1,3 …1,7 раза, при применении дисперсии Ф-4Д в 6…10 раз. Более высокие показатели негорючести нетканого материала, пропитанного Ф-4Д, обусловлены большей долей привеса пропитки.

206

Данные по параметрам огнезащитных образцов

	№	Пропитка	Концен	Изме-	Измене-	Поверх-	Высо-	Пло-	При-
			трация	нение	ние мас-	ностная	та вы-	щадь	меча-
			рас-	массы	сы об-	плот-	гора-	выгора-	ние
			твора,	образ-	разца,	ность,	ния,	ния,
				ца, г	%	г/м2	мм	мм2
			моль/л
	1	Без пропитки	-	0	0	20	120	930	Ма-
									тери-
	2	АГМ-9	0,05	0.04	6,95	30	70	525
									ал не
	3	АГМ-9	0,03	0.02	3,13	27	90	675
									хруп-
	4	Ф-4Д	по ТУ	1,34	59	88	12	90
									кий
	5	Ф-4Д	по ТУ	0.70	31	42	20	170

Выводы: 1) проведен анализ способов придания негорючести текстильным материалам, 2) установлена возможность повышения негорючести нетканых материалов пропиткой их аминосиланом и фторопластовой дисперсией, 3) установлено, что пропитка нетканого материала дисперсией Ф-4Д имеет более высокую эффективность.

Литература

1.Актуальные вопросы экспертизы веществ, материалов, изделий и перспективы еѐ развития / И.Н. Мельников и др. //Комплексные проблемы техносферной безопасности: материалы Междунар. науч.-практ. конф. – Ч. III. – Воронеж, 2014. – С. 51–55.

2.ГОСТ 11209-85. Ткани хлопчатобумажные и смешанные защитные для спецодежды. Технические условия.

3.ГОСТ 15898-70. Ткани льняные и полульняные. Метод определения огнестойкости.

4.Методы исследования в криминалистическом материаловедении / М.Ю. Захарченко, И.Н. Мельников, Д.В. Кайргалиев // Под ред. С.Я. Пичхидзе. – Саратов: Кубик, 2015. – 195 с.

5.Байбара В.С. Разработка огнезащитного и пламягасящего материала одежды / В.С. Байбара, С.Я. Пичхидзе // Молодой ученый. – №24.1(10.1)/2015. – С.58-60.

6.Аникеева А.О. Композитный огнезащитный материал / А.О. Аникеева, И.Н. Мельников, А.Г. Ермошин, М.Ю. Захарченко, С.Я. Пичхидзе // Гигиена, экология и риски здоровью в современных условиях: материалы межрегиональной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов. – 2017. – С. 13-16.

7.Захарченко М.Ю. Композитный огнезащитный материал / М.Ю. Захарченко, И.Н. Мельников, С.Я. Пичходзе // Автоматизация технологических процессов механической обработки, упрочнения и сборки в машиностроении: сборник научных статей международной научно-технической конференции. – 2016. – С. 126-130.

1ФГБОУ ВО «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.» 2ФГКОУ ВО «Волгоградская академия МВД России»

I.N. Melnikov1, M.Yu. Zakharchenko1, D.V. Kairgaliev2, S.Ya. Pichkidze1

FIRE-RETARDANT MATERIALS

Presented new composite materials based on polyacrylonitrile and polyvinylidene fluoride with antifirewall impregnation. The coloring was carried out by dipping strips of nonwoven material in the solution. Drying of samples was carried out at a temperature of 20oC. The magnitude of the rate of impregnation was calculated by the difference between the masses of the initial sample material and the sample mass after drying. Evaluation of incombustibility of materials was carried out in a limited time exposure to flame

Key words: polyacrylonitrile, polyvinylidene fluoride, flame retardant, impregnation, aminosilan

207

1Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «Yuri Gagarin State Technical University of Saratov» (SSTU), Saratov 2Volgograd Academy of the Ministry of Internal Affairs of the Russian Federation

УДК 544.478.1; 544.478.02; 544.723

К.А. Никитин, А.В. Афинеевский, Д.А. Прозоров

СИНТЕЗ МЕХАНОХИМИЧЕСКИМ СПОСОБОМ НИКЕЛЕВОГО КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ КРАТНЫХ УГЛЕРОДНЫХ СВЯЗЕЙ

Для нейтрализации соединений, содержащихся в сточных водах промышленных предприятий, производящих полимеры, предложено использовать никелевый катализатор. В работе предложен метод синтеза нанесѐнных никелевых катализаторов (Ni/SiO2) на подложке из силикагеля для реакций жидкофазной гидрогенизации. Данный метод основан на механохимическом нанесении оксида никеля на выбранную подложку, варьируя условия синтеза, показана возможность получения катализатора с заданной концентрацией активного металла, удельной поверхностью, объѐма и размера пор. Полученный катализатор имел параметры активности в реакции восстановления стирола сопоставимые с нанесѐнными никелевыми катализаторами, полученными традиционными методами синтеза

Ключевые слова: нанесѐнный никелевый катализатор, восстановление металлов, активность катализатора, гидрогенизация, восстановление ароматических соединений

Процессы жидкофазной гидрогенизации составляют основу современных наукоѐмких технологий тонкого органического синтеза. Высокоэффективные экологически чистые технологии жидкофазной гидрогенизации обеспечивают высокие выхода и качество целевых продуктов, экономию сырья и энергоресурсов. Высокоэффективные каталитические системы позволяют снизить антропогенный фактор воздействия на природу, за счѐт снижения отходов, понижения энергозатрат, увеличения степени переработки исходного углеводородного сырья. В связи с этим такие технологии составляют основу производств разнообразных органических продуктов на химических предприятиях стран – ведущих производителей продукции тонкого органического синтеза: США, Германии, Японии, Франции и др. Не случайно проблема расширения областей прикладного использования каталитических технологий сформулирована промышленной секцией Европейской ассоциации каталитических обществ EFCATS как одна из приоритетных.

В процессе своей деятельности человечество вырабатывает огромное количество отходов, которые наносят серьѐзный вред природе. Переработка отходов промышленных предприятий, в том числе сточных вод – является одним из приоритетных направлений. Известно [1, 2], что при производстве таких полимерных продуктов, как каучуки, полиэтилены, полистиролы и много другое, в сточных водах остаѐтся большое количество соединений с ненасыщенными связями. Так при производстве полимеров на основе стирола и его гомологов в сточные воды может попадать стирол [3], поэтому в данной работе рассматривается восстановление именно этого соединения. Для восстановления был выбран никелевый катализатор.

Известно, что активность и селективность нанесѐнных катализаторов на основе переходных металлов во многом зависят от методик синтеза, и физико-химических свойств прекурсоров. Традиционные методики получения катализатора предусматривают стадии пропитки носителя солью металла с последующей термической обработкой [4]. Недостатками известных способов являются: относительно высокая стоимость исходных компонентов, трудоѐмкость, в ходе синтеза образование большого количества побочных веществ (отходов), в том числе таких, как оксиды азота, которые несут высокую экологическую опасность или парниковые газы. Одним из способов получения катализаторов различных процессов является механохимия, механохимический синтез применяют для получения катализаторов конверсии природного газа, гидроочистки, изомеризации, крекинга нефтепродуктов. Таким образом получение механохимическим способом нанесѐнного никелевого катализатора явля-

208

ется более экологически чистой технологией. Однако, в литературе практически отсутствуют работы, посвящѐнные нанесению переходных металлов на традиционные подложки катализаторов [5-7].

Цель работы – показать возможность синтеза нанесѐнных никелевых катализаторов с помощью механохимической активации смеси оксидов никеля и кремния для жидкофазного восстановления стирола. Механохимический синтез проводили на мельнице «Активатор2SL» с техническими характеристиками:

─скорость вращения центральной оси – 993 об/мин (макс.), 904 об/мин (ср.), 828 об/мин (мин);

─скорость вращения барабанов –1490 об/мин (макс.), 1356 об/мин (ср.), 1242 об/мин

(мин);

─соотношение радиусов (центрального и барабанов) – 1,5;

─радиус планетарного вращения – 52,5 мм;

─внутренний радиус барабанов – 35 мм;

─объѐм барабанов – 220 см3;

─потребляемая мощность – 1,7 КВт, 380 В/3 фазы;

─мелющие тела:

1.Малые мелющие тела – диаметр 5 мм, масса 0,499 г;

2.Большие мелющие тела – диаметр 8 мм, масса 2,713 г;

─загрузка в каждом барабане мелющих тел и смесь оксидов:

1.Малые мелющие тела – 90 шт.;

2.Большие мелющие тела – 90 шт.;

3.Смесь оксидов – 41,369 г.

Для регулировки мощности использовали инвертор TOSVERT VF-S11 фирмы Toshiba. Механоактивацию проводили следущим образом. В барабан мельницы загружали смесь (NiO+SiO2). Проводили механоактивацию при 40% и 30% мощности на инверторе TOSVERT в течение 30с, это соответствует 0,49 кДж/г.кат. и 0,37 кДж/г.кат. затраченной энергии соответственно.

Активацию (восстановление) катализатора проводили следующим образом. Помещали в трубчатую печь носитель (подложку) с нанесѐнным никелем и восстанавливали в токе водорода со скоростью 30 см3/мин при t=470 OC. Подъѐм температуры осуществляли с 30 OC до 470 OC со скоростью нагрева 4 OC/мин. При достижении указанной температуры охлаждали катализатор до 80 OC. На этой стадии полученный катализатор Ni/SiO2 уже обладает значительной активностью, однако для долговременного хранения используют его пассивацию. Активированный катализатор вносят в атмосфере водорода в жирные одноатомные спирты C16-18 при температуре 100 OC, в соотношении спирт: катализатор – 3:1 по массе. Полученную массу размешивают и затем охлаждают до комнатной температуры.

Исследование кинетических закономерностей проводили статическим методом в реакторе периодического действия с гидродинамическими режимами идентичными промышленным реакторам (скорость вращения мешалки 3000 об./мин., что исключало влияние процессов массопереноса на измеряемые кинетические закономерности) [8-10]. Реактор позволял измерять количество водорода, идущего на реакцию в различные промежутки времени [11, 12]. В качестве растворителя использовали воду. В табл. приведены основные параметры синтеза полученных в работе катализаторов.

Основные параметры приготовления катализатора

№	Носитель	Соотношение	Соотношение	W,	Условия восстанов-
	(Sуд.)	(Ni/SiO2)	(kat/мелющие	кДж/г	ления
			тела)	kat	Tmax, 0С	0С/мин
#1	SiO2(310)	25%/75%	12,3%/87,7%	0,4925	475	4
#2	SiO2(310)	25%/75%	12,3%/87,7%	0,37	475	4
			209

В работе была измерена активность катализатора в реакциях восстановления стирола при атмосферном давлении и температуре 30 0С в воде. На рис. представлена зависимость скорости реакции от степени превращения гидрируемого соединения. Согласно полученным данным можно утверждать, что характер кинетических кривых для образцов полученных в работе остаѐтся постоянным, однако активность катализатора зависит от количества энергии затраченной на проведение механохимического синтеза. На рисунке видно наличие индукционного периода вначале реакции. После индукционного периода характер кинетической кривой соответствует первому порядку реакции.

Согласно данным низкотемпературной адсорбции при увеличении подводимой энергии к частицам прекурсора катализатора (мощности) снижается удельный объѐм микропор, при этом перераспределение пор меняется незначительно. Кроме того, чем больше количество подводимой энергии, тем меньше удельная площадь поверхности. Так же увеличение мощности механического активатора приводит к снижению размера частиц катализатора. При этом, несмотря на снижение удельного объѐма пор и снижение удельной площади поверхности каталитическая активность всѐ равно возрастает, а индукционный период уменьшается, что говорит об увеличении активной площади поверхности.

0,6	r, см3*с-1*г(Ni)-1
0,5				#1
				#2
0,4
0,3
0,2
0,1					α
0
0	0,2	0,4	0,6	0,8	1

Зависимость скорости реакции гидрогенизации стирола от степени превращения, на различных образцах катализатора, где #1 – гидрирование на образце катализатора, полученного при механоактивации в течение 30с и мощности 40%, #2 – гидрирование на образце катализатора, полученного при механоактивации в течение 30с и мощности 30%.

(оригинальный)

Таким образом можно сделать вывод, что целесообразно применять нанесѐнный никелевый катализатор, полученный механохимическим способом, для гидрогенизации стирола.

Работа выполнена в рамках Государственного задания (проектная часть) №

3.1371.2017/4.6.

Литература

1.Ожижение и неполное окисление пластмассовых отходов: пат. 2126438 Рос. Федерация, МПК C10 J 3/46 / Хан Мотасаймур Рашид, Эльберт Кристин Корнелия, Дакеньо Стивен Джуд.; заявитель и патенотообладатель Тексако Дивелопмент Корпорейшен. №9610895/04; заявл. 30.09.1994; опубл. 20.02.1999. Бюл. №5 – 8 с.

2.Способ переработки пластмассового утильсырья и пластмассовых отходов: пат. 2127296 Рос. Федерация, МПК С 10 G 1/00, 1/10 / Холингхаус Рольф, Ниманн Клаус; заявитель и патентообладатель Веба Ель Акциенгезельштафт. №95122577/04; заявл. 25.03.94; опубл. 10.03.99. Бюл. №7. – 12 с.

210