CC BY
1СЕКЦИЯ 3. ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В УСЛОВИЯХ СЕВЕРА
УДК 541.67
DOI 10.24412/cl-37255-2024-1-163-164
РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИХ КОМПОЗИТОВ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ТОПЛИВНЫХ КАНИСТР НА ОСНОВЕ РАЗЛИЧНЫХ МАРОК ПЭ И ТУ
Аргунова А.Г., Петухова Е.С., Федоров А.Л.
Федеральный исследовательский центр «Якутский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук», обособленное подразделение Институт проблем нефти и газа СО РАН, г. Якутск E-mail: ag_argunova@mail .ru
Аннотация. Изложены результаты исследований влияния различных марок технического углерода (ТУ) на промышленные отечественные марки полиэтиленов (ПЭ), предназначенные для переработки экструзионно-выдувным формованием. Также рассмотрено влияние пластифицирующих добавок на технологические свойства разрабатываемых композитов. Полученные материалы соответствуют требованиям, предъявляемым к канистрам для перевозки топлива, в том числе, в климатических условиях Республики Саха (Якутия).
Ключевые слова: полиэтилен, электрическое сопротивление, канистры, технический углерод, пластификатор.
В настоящее время остро стоит вопрос обеспечения топливом отдаленных районов Республики Саха (Якутия) (РС(Я)). Компанией АО «Саханефтегазсбыт» было организовано производство пластиковой тары и разработаны маршруты поставок, обеспечивающих бесперебойное снабжение сельских поселений, полевых подразделений геологических, горно-добывающих, строительных и иных организаций, нуждающихся в своевременном обеспечении моторными топливами. До недавнего времени в производстве использовалось импортное сырье: электропроводящий суперконцетрат PE1296 фирмы Premix (Финляндия) и полиэтилен низкого давления (ПЭНД) HDPE BL5200 (Корея). Однако в связи со сложившейся геополитической обстановкой встала проблема импортозамещения сырья.
Среди марочного ассортимента ПЭНД экструзионно-выдувного назначения для разработки электропроводящего композита были выбраны широкораспространенные в Российской Федерации марки 273-83, ПЭ2НТ74-15, ПЭ2НТ76-17 (ПАО «Казаньоргсинтез»), PE 6252J (ПАО «Нижнекамскнефтехим»).
Для транспортировки таких легковоспламеняющихся жидкостей тара должна быть изготовлена из материала с постоянным уровнем электропроводящих свойств для отвода статического электричества, возникающего при трении топлива о стенки канистры, и исключения воспламенения. Удельное объемное электрическое сопротивление материалов, из которых изготавливают канистры для транспортировки топлив, не должно превышать 106 Омсм. В качестве добавок, придающих материалам электропроводящие свойства, использовали следующие электропроводящие марки ТУ: СН85, С140, СН210 и СН600 (ООО «Омсктехуглерод»).
Для обеспечения равномерного распределения ТУ в полимерной матрице и улучшения технологических свойств использовались пластифицирующие добавки - дибутилсебацинат (ДБС) (ООО «ВитаХимСибирь») и диоктилсебацинат (ДОС) (ПАО СИБУРхолдинг).
Исследования физико-механических свойств, удельного объемного электрического сопротивления и ПТР изготовленных композитов показал, что для разработки полиэтиленовых электропроводящих материалов целесообразно использовать полиэтилены марок 273-83, ПЭ2НТ74-15 и PE6252J. Исследования удельного объемного электрического сопротивления композитов, а также цен на выбранные марки ТУ показали, что для дальнейших исследований целесообразным является применение ТУ марок С140 (лучшее соотношение цена/свойства) и
СН600 (лучшие значения электропроводности). Установлено, что применение других марок также допустимо. Концентрация ТУ в композите должна составлять для марок С140 не менее 12 мас. %, а для СН600 - не менее 11 мас.%. Исследования влияния пластифицирующей добавки на ПТР композитов, выполненное на примере композитов состава ПЭ2НТ74-15 + 20 мас. % С140, показало, что химическая структура пластификатора практически не оказывает влияние на значения исследуемого показателя, допустимо использовать как ДБС, так и ДОС.
Таким образом, можно варьировать содержанием компонентов разрабатываемых электропроводящих композитов в допустимых пределах, и при необходимости подобрать материал с учетом особенностей используемого технологического оборудования, которое будет применяться для изготовления итоговой продукции.
Работа выполнена в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (рег. № 122011100162-9) с использованием
научного оборудования Центра коллективного пользования ФИЦ ЯНЦ СО РАН Также авторы выражают благодарность ООО «Омсктехуглерод» и АО «Саханефтегазсбыт»
за любезно предоставленные материалы.
УДК 534-8
DOI 10.24412/cl-37255-2024-1-164-166
ВЛИЯНИЕ УЛЬТРАЗВУКА НА МЕЖФАЗНУЮ ПОВЕРХНОСТЬ «ГАЗ-ЖИДКОСТЬ»
В ХОДЕ ПРИНУДИТЕЛЬНОЙ АЭРАЦИИ
Барсуков А.Р.1, Голых Р.Н. 1, Хмелёв В.Н.1, Карра Ж.-Б.2, Маняхин И.А.1 1 Бийский технологический институт (филиал) ФГБОУ ВО «Алтайский государственный
технический университет им. И.И. Ползунова», г. Бийск 2Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева Сибирского отделения Российской академии наук, г. Новосибирск
E-mail: [email protected]
Аннотация. В статье рассматривается влияние ультразвуковых колебаний на межфазную поверхность «газ-жидкость» в процессе принудительной аэрации. Показано, что применение ультразвука приводит к значительному увеличению эффективности массопереносных процессов за счёт увеличения межфазной поверхности и ускорения диффузии. Исследованы механизмы интенсификации, такие как формирование капиллярных волн и измельчение пузырьков газа, которые реализуются при разных частотах ультразвуковых колебаний. Представлены результаты работы экспериментального стенда для изучения структуры и размеров межфазной поверхности под воздействием ультразвука. Результаты экспериментов подтверждают значительное увеличение межфазной поверхности и, как следствие, повышение скорости массопереноса, что открывает новые перспективы для применения ультразвуковых технологий в промышленности.
Ключевые слова: ультразвук, кавитация, межфазная поверхность «газ-жидкость», аэрация, интенсификация массообменных процессов.
Системы «газ-жидкость» являются основой многих технологических процессов в химической, нефтехимической, пищевой и других отраслях промышленности. Массообменные процессы в этих системах играют ключевую роль в абсорбции, обогащении, дегазации и других процессах. Важность повышения эффективности этих процессов обуславливает необходимость поиска и внедрения инновационных методов интенсификации. Одним из наиболее перспективных методов является использование ультразвуковых колебаний.
Современные исследования показывают, что ультразвуковое воздействие способствует значительному увеличению межфазной поверхности «газ-жидкость», что, в свою очередь, интенсифицирует процессы массопереноса. Ключевым фактором является кавитационный эф-
