CC BY
9ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
УДК 678.073:661.481
ГРНТИ 61.59.29
Avdeychik S. V.
PhD in engineering, associate professor, Leading Engineer, Molder LLC Antonov A.S.
PhD in engineering, associate professor, associate professor of the department of material science and resource-saving technologies
Yanka Kupala State University of Grodno
Lesun A.N.
PhD student,
Yanka Kupala State University of Grodno
THE CONCEPT OF MULTI-LEVEL MODIFICATION IN THE TECHNOLOGY OF HIGHLY
FILLED FLUOROCOMPOSITES
Авдейчик Сергей Валентинович
кандидат технических наук, доцент, ведущий инженер ООО «Молдер» Антонов Александр Сергеевич кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры материаловедения и ресурсосберегающих технологий, Гродненский государственный университет имени Янки Купалы
Лесун Александр Николаевич аспирант,
Гродненский государственный университет имени Янки Купалы
КОНЦЕПТ МНОГОУРОВНЕВОГО МОДИФИЦИРОВАНИЯ В ТЕХНОЛОГИИ ВЫСОКОНАПОЛНЕННЫХ ФТОРКОМПОЗИТОВ
DOI: 10.31618/ESSA.2782-1994.2021.2.75.154
Summary. The structural and technological aspects of obtaining composite materials based on polytetrafluoroethylene are considered. It is shown that due to the existence of inert components in the process of interfacial interaction with the degree of filling in the traditional technological paradigm implemented, structural paradox manifests itself in proportion to the reduction of the parameter of tensile strength with increasing degree of filling. According to the concept of multi-level modification, the technological principles are proposed to eliminate the negative impact of the structural paradox fluorine composites by controlling the structure of the organization at various levels - molecular, supramolecular, and interfacial phase. Efficient methods of manufacture of products from highly filled fluorine composites containing 25-35 wt. % carbon fiber with parameters of deformation and strength characteristics higher than the corresponding parameters of analogs.
Аннотация. Рассмотрены структурно-технологические аспекты получения композиционных материалов на основе политетрафторэтилена. Показано, что вследствие проявления инертности компонентов в процессах межфазного взаимодействия с увеличением степени наполнения в рамках традиционной технологической парадигмы реализуется структурный парадокс, проявляющийся в пропорциональном снижении параметра прочности при растяжении с увеличением степени наполнения. На основе концепта многоуровневого модифицирования компонентов предложены технологические принципы устранения негативного влияния структурного парадокса путем управления структурой фторкомпозитов на различных уровнях организации - молекулярном, надмолекулярном, фазовом и межфазовом. Разработаны эффективные приёмы изготовления изделий из высоконаполненных фторкомпозитов, содержащих 25-35 масс. % углеродного волокна и обладающих параметрами деформационно-прочностных характеристик, превосходящими соответствующие параметры аналогов.
Key words: polytetrafluoroethylene, nanocomposite, modifier, energetic activity, interfacial interaction, energy and technological compliance.
Ключевые слова: политетрафторэтилен, нанокомпозит, модификатор, энергетическая активность, межфазное взаимодействие, энергетическое и технологическое соответствие.
Введение. Политетрафторэтилен (ПТФЭ) и композиционные материалы на его основе находят широкое применение для изготовления изделий герметизирующего и триботехнического назначения
[1-8], а также обладающих повышенной теплостойкостью [9], теплопроводностью [10] и электропроводностью [11].
Анализ литературных источников, посвященных исследованию физико-химических и технологических аспектов получения и переработки функциональных фторкомпозитов, свидетельствует о сформировавшихся традиционных
методологических подходах, основанных на классических представлениях полимерного материаловедения, физикохимии и технологии пластических масс и композиционных материалов [1-3, 12]. Сущность этих подходов состоит в применении методов регулирования
надмолекулярной структуры композита путем использования фрагментов органических и неорганических волокон - стеклянных, оксалоновых, базальтовых, углеродных [1-3, 13].
Для получения фторкомпозитов используют эффективные приемы управления структурой на различных уровнях организации [2, 6, 8], которые позволили разработать и промышленно освоить марочный ассортимент, включающий несколько десятков наименований с различными параметрами деформационно-прочностных, триботехнических и теплофизических характеристик [1-4, 6-8, 14]. При всем многообразии марок фторкомпозитов (материалы серии «Флубон», «Флувис», Ф4К20, Ф4Г10 и др.) при их получении реализован общий технологический принцип формирования и переработки в изделия, сочетающий операции смешения компонентов в заданных соотношениях, холодного прессования заготовок и их горячего спекания в атмосфере воздуха. Этот технологический принцип, близкий по сущности к используемому в технологии порошковой металлургии, в настоящее время доминирует в литературных, патентных и коммерческих источниках, став основой технологической парадигмы функциональных фторкомпозитов [1-3, 9, 14, 15].
Традиционная технология обусловила достижение определенного уровня деформационно-прочностных и триботехнических характеристик функциональных фторкомпозитов, превышение которого в ее рамках не представляется возможным или сопряжено со значительными затратами материальных и энергетических ресурсов, снижающих эффективность практического применения полученных изделий [1-4, 6-9, 16]. Неэффективность традиционных подходов в реализации технологии функциональных фторкомпозитов особенно ярко проявляется при создании композитов, содержащих более 20 масс. % наполнителя в виде частиц различного состава и дисперсности, что резко сужает диапазон их практического применения в триботехнических и герметизирующих системах, эксплуатируемых при повышенных нагрузках, скоростях и температурах
[17].
Цель настоящей работы состояла в разработке принципов совершенствования технологии функциональных фторкомпозитов на базе концепции многоуровневого модифицирования.
Материалы и методы исследования. В
качестве базового связующего при получении фторкомпозитов использовали промышленно выпускаемый политетрафторэтилен (ПТФЭ) марок Ф-4ПН, Ф-4ПН90, Ф-4ТМ, различающихся средним размером порошкообразной фракции
(ОАО «ГалоПолимер», Россия). Для армирования матричного ПТФЭ использовали фрагменты углеродного волокна (УВ), полученные механическим диспергированием углеродной ленты марки ЛО-1-12Н (ОАО «СветлогорскХимволокно», Беларусь), с размером фракций не более 200 мкм. Целевое модифицирование ПТФЭ осуществляли введением в состав технического углерода (ТУ) марок П234 и П803 со средним размером единичных частиц 20 и 80 нм соответственно, ультрадисперсного ПТФЭ (УПТФЭ), промышленно выпускаемого под торговой маркой «Форум» (Институт химии ДВО РАН, Россия) и представляющего собой полимер-олигомерные продукты термогазодинамического синтеза политетрафторэтилена [6], и фторсодержащих олигомеров «Фолеокс» («Эпилам») [7]. Кроме того, в качестве модификаторов структуры ПТФЭ использовали дисперсные частицы полуфабрикатов органического и неорганического происхождения -глин, трепела, оксидов металлов, углеродных нанотрубок, ультрадисперсных углеродсодержащих продуктов детонационного синтеза УДА и УДАГ (ЗАО «Синта») и др.
Образцы для исследований деформационно-прочностных и триботехнических характеристик разработанных фторкомпозитов изготавливали в соответствии с требованиями нормативной документации на материалы типа «Флубон» (аналог «Флувис») [8] и по оригинальным технологиям, позволяющим реализовать принцип
многоуровневого модифицирования: МА -механохимическое активирование компонентов на стадии их совмещения, ВС - всестороннее сжатие компонентов на стадии высокотемпературной монолитизации, ПД - механохимическое активирование компонентов на стадии низкотемпературной монолитизации композита. Для модифицирования поверхностного слоя УВ использовали короткоимпульсное лазерное излучение с длиной волны X = 1,06 мкм.
Параметры деформационно-прочностных и триботехнических характеристик определяли по стандартным методикам, рекомендованным в нормативной документации, с применением установок МР-200, ComTen 94C, Р-0,5, ХП-250, машин трения СМЦ-2, ХТИ-72. Анализ физико-химических свойств и структуры образцов осуществляли на основе данных ИК-спектроскопии (Tensor-27), атомной силовой (Nanotop-Ш), оптической (Micro200T-01), растровой электронной (LEО1455VP) микроскопии и рентгеноструктурного анализа (Дрон-2,0).
Результаты и обсуждение. В ряде литературных источников отмечена невозможность сохранения некоторых исходных параметров
свойств матричного полимера ПТФЭ (например, предела прочности при растяжении ор, удельной ударной вязкости УУВ) либо их увеличения при введении наполнителей любого состава и дисперсности, в том числе высокопрочных, особенно при их повышенном содержании [2, 3, 8]. Для фторкомпозитов характерным является проявление структурного парадокса, состоящего в значительном снижении значений ряда важнейших параметров фторкомпозитов (плотности, предела прочности при растяжении ор, коэффициента трения А при введении армирующих наполнителей (например, УВ) [6]. Введение в состав композита более 20 масс. % любого, в том числе высокопрочного, наполнителя нецелесообразно, так как наблюдается значительное снижение параметра ор, определяющего область применения изделий из него.
Экспериментально наблюдаемый негативный эффект снижения значений ряда важнейших параметров фторкомпозитов при введении в их состав высокопрочных наполнителей не может быть объяснен с точки зрения классических представлений о роли структуры на надмолекулярном и межфазном уровнях в реализации механизмов деформирования и разрушения изделий из них под действием эксплуатационных факторов.
Вместе с тем, для различных типов фторкомпозитов, содержащих высокодисперсные, в том числе наноразмерные [1, 2, 5], а также волокнистые армирующие наполнители и их смеси [2, 3, 6, 8, 13], реализуется эффект многократного повышения износостойкости при трении изделий по металлическому контртелу. Очевидно, что этот эффект является следствием создания частицами наполнителей механических препятствий деформированию и перемещению локальных областей матричного связующего под действием тангенциальных напряжений и их собственной стойкости к воздействию триботехнических факторов - температурных и механических.
Системный анализ влияния структуры фторкомпозитов на механизмы деформирования, разрушения и изнашивания изделий из них в различных условиях нагружения и эксплуатации позволил выявить основные факторы (на молекулярном, надмолекулярном, фазовом и межфазовом уровнях), влияющие на проявление структурного парадокса при реализации традиционных технологий их изготовления [6].
Несовершенство структуры фторкомпозитов на молекулярном уровне предопределено
специфическим строением макромолекулы ПТФЭ, обусловливающим отсутствие вязко-текучего состояния. Молекулярное строение ПТФЭ диктует необходимость применения специальных технологических приемов, обеспечивающих образование малодефектной структуры при температурном воздействии на спрессованный образец. Наиболее эффективным приемом является введение в межчастичный граничный слой
термодинамически совместимых с ПТФЭ модификаторов, выполняющих роль
высокомолекулярного пластификатора.
На надмолекулярном уровне формирования структуры фторкомпозита парадокс проявляется в невозможности одновременного получения градиентной структуры с ламеллярным строением поверхностного слоя изделия, обеспечивающим низкое сопротивление сдвигу, и мелкосферолитным строением матрицы в объеме, обусловливающим повышенные параметры деформационно-прочностных характеристик. Формирование оптимальной надмолекулярной структуры в наполненной матрице ПТФЭ в процессе монолитизации затруднено вследствие низкой подвижности макромолекул связующего. Поэтому важнейшую роль играет активность дисперсной частицы в процессах перекристаллизации исходной структуры матричных частиц ПТФЭ.
С повышением активности частиц дисперсных модификаторов, которая может быть достигнута путем применения специальных технологий образования наноразмерных фракций [1, 6], механическим или термическим воздействием на полуфабрикат [1, 2, 4], эффективность их действия на процесс надмолекулярной организации усиливается, что обеспечивает необходимый эффект модифицирования при существенно меньших концентрациях наполнителя [1, 7]. Поэтому наноразмерные модификаторы (УДАГ, цеолиты, сиалоны и др.), подвергнутые механоактивации, обеспечивают существенное увеличение параметров деформационно-прочностных и триботехнических характеристик фторкомпозитов при содержании до 1 масс. % [1, 4].
На фазовом уровне образование несовершенной структуры фторкомпозита обусловлено формированием в процессе смешивания частиц матричного полимера и наполнителя, агломератов кластерного типа, обусловливающих возникновение микродефектов в образце после холодного прессования и сохраняющихся после спекания заготовки вследствие действия сил межчастичного трения, стерических и реологических препятствий для заполнения полостей кластеров связующим.
Межфазовый уровень несовершенства структуры композиционных материалов на основе ПТФЭ, приводящего к снижению параметров их служебных характеристик, реализуется вследствие дефектности граничных слоев в системе «матрица -наполнитель», обусловливающей их низкую прочность, которая предопределена инертностью макромолекул ПТФЭ в процессах адсорбционного взаимодействия и отсутствием вязко-текучего состояния связующего, препятствующего его растеканию по поверхности наполнителя. Поэтому в композитах, наполненных дисперсными фрагментами углеродных, стеклянных и других волокон, не реализуются в полной мере их прочностные параметры, которые в других термопластичных матрицах, обладающих высокой
текучестью расплава, приводят к существенному повышению значения параметров прочности.
Методом РЭМ установлено, что независимо от индивидуальных параметров дисперсных частиц (состава, структуры и технологии получения) для них характерно кластерообразование в процессе
получения и хранения (рис. 1), а также наличие у частиц микроразмерного диапазона (механически диспергированного кремня, силикатных стекол, формиата меди, трепела, глин, оксидов металлов, ПТФЭ, УПТФЭ и др.) наноразмерных компонентов в поверхностном слое частиц.
г; д) е)
Рис. 1. Характерная морфология частиц ПТФЭ (а), УПТФЭ (б), углеродных нанотрубок (в), трепела (г), оксидов металлов (д), углеродного волокна (е) в состоянии поставки
Анализ спектров ТСТ модификаторов различного состава, строения и технологии получения свидетельствует не только об их активном состоянии, но и о различных температурных диапазонах проявления этого состояния [18]. Учитывая, что для модифицирования были выбраны дисперсные частицы преимущественно микрометровой размерности (50200) мкм, полученные механическим диспергированием природных полуфабрикатов (шунгит, трепел, глины) и термодинамическим синтезом при абляции блока ПТФЭ (УПТФЭ «Форум»), при получении и хранении которых произошли процессы кластеризации, следует полагать, что существенное влияние на проявление энергетической активности оказывают структурные компоненты поверхностного слоя, находящиеся в наносостоянии. Поэтому для повышения эффективности модифицирующего действия дисперсных компонентов целесообразно использовать технологические приемы, обусловливающие формирование морфологии поверхностного слоя с наноразмерными компонентами, которые обеспечивают образование оптимальной структуры композитов на надмолекулярном и межфазовом уровнях организации.
Такая морфология будет способствовать не только процессам ориентации макромолекул связующего под действием энергетического поля
нанокомпонентов, но и образованию межфазного слоя с повышенной адгезией вследствие заполнения связующим неровностей рельефа частиц.
Совокупный анализ факторов,
обусловливающих проявление структурного парадокса, приводящего к проявлению негативного эффекта снижения параметров деформационно-прочностных и триботехнических характеристик фторкомпозитов при увеличении содержания модификаторов, свидетельствует о преобладании факторов, связанных с технологией получения матричного связующего (порошкообразного ПТФЭ) и армирующего наполнителя (преимущественно УВ), которые усугубляют неблагоприятные процессы, препятствующие формированию оптимальной структуры композита. Поэтому для повышения значений прочности и износостойкости композиционных материалов на основе ПТФЭ с содержанием наполнителей более 20 масс. %, относящихся к высоконаполненным, необходимо изменить традиционные подходы, сформировавшие технологическую парадигму [2, 3, 16].
Сущность этих изменений состоит в необходимости следующих операций:
- осуществление технологической подготовки компонентов, позволяющей достичь оптимальных размеров частиц преобладающей фракции и снизить негативное влияние нестабильного молекулярно-массового распределения матричного
полимера на параметры деформационно-прочностных, реологических характеристик и межчастичного взаимодействия;
- применение технологии совмещения компонентов материала, обеспечивающей разрушение кластерных структур, образованных частицами ПТФЭ и наполнителя (УВ) в процессе смешения;
- использование в качестве целевых модификаторов компонентов с высокой термодинамической совместимостью, которые повышают пластичность матрицы при холодном прессовании и монолитизации благодаря эффекту пластификации; эффективным модификатором этого типа являются олигомерные и полимер-олигомерные продукты химического и термогазодинамического синтеза -фторсодержащие олигомеры (ФСО), ультрадисперсный политетрафторэтилен (УПТФЭ);
- реализация принципа многоуровневого модифицирования с использованием компонентов различной дисперсности, размеров и энергетического состояния, оказывающими
оптимальное структурирующее действие на различных уровнях организации;
- достижение оптимального соотношения энергетических характеристик матрицы и наполнителя для реализации превалирующего межфазного процесса, который формирует граничный слой с повышенной адгезией.
Механохимическое активирование
компонентов на стадии их совмещения (технология МА), высокотемпературной монолитизации в замкнутом объеме технологической оснастки (технология ВС) или низкотемпературной монолитизации путем пластического
деформирования заготовок (технология ПД) обеспечивает значимые технические эффекты, особенно при увеличении содержания армирующего компонента (УВ) свыше 20 % масс. (рис. 2).
Активирующие технологии (МА, ВС, ПД) оказывают благоприятное влияние на параметры триботехнических характеристик композитов при высокой степени наполнения (25-35 масс. %) вследствие уменьшения дефектности на различных структурных уровнях (рис. 2, кривые 1', 2'), что подтверждается исследованием поверхности сколов образцов методом РЭМ.
С, масс.%
Рис. 2. Зависимость параметра прочности при растяжении (1, 2) и интенсивности изнашивания (1', 2') от содержания в композиционном материале углеродного волокна при использовании традиционной (1, 1') и разработанной технологии всестороннего сжатия (ВС) формования образцов (2, 2')
Предложенные технологии формирования и переработки компонентов на различных стадиях (МА, ВС, ПД) позволили разработать составы с повышенным содержанием УВ (25-35 масс. %),
существенно превосходящие аналоги по параметрам деформационно-прочностных и триботехнических характеристик (табл.).
Таблица
Сравнительные параметры служебных характеристик фторкомпозитов
Параметр
Флу-бон
Флувис
Показатель для материала
Супер-флувис
сформированного по технологии
МА
ВС
ВС+ПД
Содержание УВ, масс. %
30
30
20*
30
20*
20
30
20
30
30
ор, МПа Ож МПа I, 10-7 мм3/(Н-м)
9
27 5,0
14
30 5,0
17*
3,5*
18
33 4,5
27* 1,5*
28 2,19
26 35 2,4
29,3 1,96
30 40 2,3
32 45 1,5
*Данные нормативной технической документации (Технических условий) на композиционные материалы «Флувис» и «Суперфлувис» ОАО «Гродненский механический завод»
Технически значимой особенностью применения разработанных технологий в различных вариантах сочетания является возможность значительного увеличения параметров деформационно-прочностных и триботехнических характеристик при превышении содержания УВ свыше 20 масс. %, что расширяет нагрузочный диапазон применения изделий из них.
Выводы. При выборе методологического подхода к реализации технологии получения фторкомпозитов целесообразно обеспечить механизмы проявления энергетического состояния модифицирующего компонента, необходимого в процессах структурообразования на межфазном уровне. Оптимальное управление параметрами энергетического состояния дисперсных частиц наполнителя обусловливает реализацию совокупного эффекта структурирования граничного слоя под действием силового поля модификатора и оптимизации адсорбционных процессов в активном нанорельефе поверхностного слоя. Для управления параметрами энергетического состояния дисперсных частиц наполнителей перспективно применение технологий термической, лазерной и механохимической активации компонентов, применяемых для создания функциональных материалов на основе фторсодержащих матриц в рамках предложенного концепта многоуровневого модифицирования компонентов.
Благодарности. Исследования проводились в рамках выполнения комплексного задания 8.4.1.4 «Механизмы направленного структурообразования функциональных термопластичных композитов при энергетических и механических воздействиях» НИР «Исследование механизмов многоуровневого структурирования функциональных
нанокомпозитов на основе термопластов в условиях реализации синергических эффектов физико-химической природы» и НИР «Исследовать механизмы структурообразования
регенерированных термопластов и разработать методы повышения параметров деформационно-прочностных и реологических характеристик функциональных композитов на их основе» подпрограммы «Многофункциональные и композиционные материалы» государственной программы научных исследований
«Материаловедение, новые материалы и технологии» на 2021-2025 годы, а также комплексного задания 5.6 «Исследование процессов создания и использования полимерных упаковочных материалов для обеспечения качества и безопасности пищевых продуктов» НИР «Исследование процессов структурообразования термопластичных нанокомпозитов для получения плёночных полуфабрикатов с повышенными параметрами характеристик» подпрограммы «Продовольственная безопасность»
государственной программы научных
исследований «Сельскохозяйственные технологии и продовольственная безопасность» на 2021-2025 годы.
Список литературы:
1. Охлопкова А. А., Андриянова О. А., Попов С. Н. Модификация полимеров ультрадисперсными соединениями. - Якутск: Изд-во СО РАН, 2003. - 224 с.
2. Машков Ю. К., Овчар З. Н., Байбарацкая М. Ю. и др. Полимерные композиционные материалы в триботехнике. - М.: Недра-Бизнесцентр, 2004. - 262 с.
3. Сиренко Г. А. Антифрикционные карбопластики. - Киев: Техника, 1985. - 195 с.
4. Охлопкова А. А., Петрова П. Н., Гоголева О. В. Разработка полимерных нанокомпозитов триботехнического назначения // Перспективные материалы. - 2008. - № 6, Ч. 2. -С. 213-217.
5. Гинзбург Б. М., Точильников Д. Т. Влияние фуллеренсодержащих добавок к фторопластам на их несущую способность при трении // Журнал технической физики. - 2001. - Т. 71, вып. 2. -С. 120-124.
6. Воропаев В.В., Авдейчик С.В., Струк В.А. Технология формирования высокопрочных износостойких фторкомпозитов / Весщ НАН Беларуси сер. ф1з.-тэхн. навук, 2014, № 1. -С. 51-59.
7. Авдейчик С. В., Захаров Ю. Н., Ищенко М. В. и др. Фторсодержащие ингибиторы изнашивания металлополимерных систем. -Минск: Тэхналопя, 2011. - 270 с.
8. Шелестова В. А. Конструкционные материалы триботехнического назначения на основе модифицированных углеволокон и политетрафторэтилена: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.02.01. - Гомель: ИММС НАН Беларуси, 2002. - 22 с.
9. Игнатьева Л.Н., Мащенко В.А., Шаулов А. и др. Композитные материалы на основе фторопласта Ф-4МБ и низкоплавкого оксифторидного стекла // Российский журнал физической химии А, 2019. -Т. 93, С. 1652-1656.
10. Baronin G.S., Buznik V.M., Yurkov G.Yu., et al. Study of Structure and Properties of Polymer Composites Based on Polytetrafluoroethylene and Cobalt Nanoparticles // Inorganic Materials: Applied Research, 2015, Vol. 6, No. 2, pp. 179-186.
11. Mikhalchan A.A. Lysenko V.A., Salnikova P.Yu. Carbon-fluoropolymer composites: increased electrical conductivity // Fibre Chemistry, 2012, Vol. 44, No 1, p. 46-49.
12. Берлин А.А. Принципы создания композиционных материалов. - М.: Химия, 1990. -240 с.
13. Васильев А.П., Охлопкова А.А., Стручкова Т.С. и др. Разработка антифрикционных материалов на основе политетрафторэтилена с углеродными волокнами // Вестник СВФУ, 2017, №3 (59), с. 39-47.
14. Машков Ю.К., Кургузова О.А., Рубан А.С. Разработка и исследование износостойких полимерных нанокомпозитов // Вестник СибАДИ, 2018. - Том 15, № 1 (59), с. 36-45.
15. Маркова М.А., Готовцева М.Е. Исследование композитов на основе ПТФЭ и углеродных наполнителей // Вестник науки и образования Северо-Запада России, 2017, т. 3, № 1, С. 1-6.
16. Пугачев А. К., Росляков О. А. Переработка фторпластов в изделия: технология и оборудование. - Л.: Химия, 1987. - 168 с.
17. Авдейчик С. В., Лиопо В. А., Рыскулов А. А. и др. Введение в физику нанокомпозиционных машиностроительных материалов / под науч. ред. В.А. Лиопо, В.А. Струка. - Гродно : ГГАУ, 2009. - 439 с.
18. Охлопкова А. А., Виноградов А. В., Пинчук Л. С. Пластики, наполненные ультрадисперсными неорганическими соединениями. - Гомель: ИММС НАН Беларуси, 1999. - 164 с.
UOT 661.725.3.002.68
Salimova N.A., Guseinova M.A.
Azerbaijan State Oil and Industry University, 20 Azadlig ave., Baku, AZ-1010
RATIONAL USE OF CUBIC RESIDUES FROM ISOPROPYL ALCOHOL PRODUCTION
Салимова Н.А, Гусейнова М.А.
Азербайджанская Государственная Нефтяная Академия,
Баку, Азербайджан Азадлыг 20, АЗ-1010
РАЦИОНАЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КУБОВОГО ОСТАТКА ОТ ПРОИЗВОДСТВА
ИЗОПРОПИЛОГО СПИРТА.
Summary. Analysis one of the wastes of sulphate production of isopropyl alcohol-cube residue of the process of dehydration diisopropyl ether was spent.
Physical-chemical methods. Studing of composition allowed to carry out synthesis with getting of useful product.
Резюме. Проведен анализ одного из отходов сернокислотного производства изопропилового спирта кубового остатка процесса абсолютирования диизопропилового эфира.
При исследовании были использованы физико-химические методы анализа. Изучение состава позволили осуществить синтез с получением полезного продукта.
Keys words: ethyl glycol, catalyst KU-2, diisopropyl ether.
Ключевые слова: этилгликоль, катализатор КУ-2, диизопропиловой эфир.
With the advent of new types of engines, the requirements for quality indicators in terms of resistance to oxidation at high temperatures have increased.
The authors of [1] carried out research on the development of hydrocarbon and non-hydrocarbon synthetic lubricants. The interest in synthetic lubricating oils is due to their unique performance properties. Esters of aliphatic fatty acids, which have a low pour point and are in great demand in the Far North, are widely used in the chemical industry. The lubricity of these esters is maintained over a wide temperature range from 650 to 1200C. Esters are also used in the preparation of combination oils.
Ethers have a number of valuable performance properties, for example, relatively high thermal and antioxidant stability, low pour point, low viscosity, which make these ethers very promising for use in electrical devices in different climatic conditions.
The aim of this work is to obtain esters based on high molecular weight acids contained in the waste of
the process of sulfuric acid production of isopropyl alcohol. The propylene oligomers contained in the waste and remaining in the esterification in the esterification give it low-temperature properties, allowing the use of oils in the Far North.
The creation of low-waste and non-waste technology is a fundamentally new approach to the development of the industry of basic organic and petrochemical synthesis, which means the rational use of natural resources and the protection of the environment. Manufacturing processes must be designed so that, if waste is generated, the latter is transformed into new products.
It is known that in the sulfuric acid production of isopropyl alcohol, waste is generated that does not find any qualified application.
Sulfuric acid [2] production of isopropyl alcohol at the Ethylene Polypropylene plant in Sumgait city is accompanied by the formation of a number of byproducts that are numb for qualified use.
