Научная статья на тему 'Вплив характеристик води, способу модифікації іоніту КУ-2-8 сполуками заліза (ІІ) на ефективність видалення розчиненого кисню'

Вплив характеристик води, способу модифікації іоніту КУ-2-8 сполуками заліза (ІІ) на ефективність видалення розчиненого кисню Текст научной статьи по специальности «Математика»

CC BY
170
32
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
КИСЛОРОД / КАТИОНИТ / РЕДОКСИТ / СОРБЦИЯ / ЖЕЛЕЗО / ЕМКОСТЬ / OXYGEN / CATION EXCHANGE RESIN / OXIDATION-REDUCTION ION EXCHANGER / SORPTION / IRON / CAPACITY

Аннотация научной статьи по математике, автор научной работы — Тамазашвілі А. Т., Камаєв В. С., Гомеля М. Д.

В работе изучены процессы деаэрации воды с помощью редокситов на основе модифицированного соединениями железа (II) катионита КУ-2-8. Определено влияние формы ионита на восстановительную способность ионита и вторичное загрязнение воды ионами железа

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

EFFECT OF WATER CHARACTERISTICS, CU-2-8 RESIN MODIFICATION METHOD WITH COMPOUNDS OF IRON (II)ON THE EFFICIENCY OF DISSOLVED OXYGEN REMOVAL

The processes of de-aeration of water with oxidation-reduction ion exchanger based on a modified cation exchanger CU-2-8 compounds of iron (II) were studied. The effect of the form of resin and secondary pollution of water by iron ions were carried out

Текст научной работы на тему «Вплив характеристик води, способу модифікації іоніту КУ-2-8 сполуками заліза (ІІ) на ефективність видалення розчиненого кисню»

В роботі вивчено процеси деаерації води з допомогою редокситів на основі модифікованого сполуками заліза (ІІ) катіоніту КУ-2-8. Визначено вплив форми іоніту на відновлювальну здатність іоніту та вториннезабруд-нення води іонами заліза

Ключові слова: кисень, катіоніт, редоксит, сорбція, залізо, ємність

□-------------------------------□

В работе изучены процессы деаэрации воды с помощью редокситов на основе модифицированного соединениями железа (II) катионита КУ-2-8. Определено влияние формы ионита на восстановительную способность ионита и вторичное загрязнение воды ионами железа

Ключевые слова: кислород, катионит, редоксит, сорбция, железо, емкость

□-------------------------------□

The processes of de-aeration of water with oxidation-reduction ion exchanger based on a modified cation exchanger CU-2-8 compounds of iron (II) were studied. The effect of the form of resin and secondary pollution of water by iron ions were carried out

Key words: oxygen, cation exchange resin, oxidation-reduction ion exchanger, sorption, iron, capacity ----------------□ □-------------------

УДК 628.168.3

ВПЛИВ ХАРАКТЕРИСТИК ВОДИ, СПОСОБУ МОДИФІКАЦІЇ ІОНІТУ КУ-2-8 СПОЛУКАМИ ЗАЛІЗА (ІІ) НА ЕФЕКТИВНІСТЬ ВИДАЛЕННЯ РОЗЧИНЕНОГО КИСНЮ

А.Т. Тамазашвілі

Аспірант*

Кафедра екології та технології рослинних полімерів Контактний тел.: 097-951-10-87 Е-mail: tamazashvili@gmail.com

В.С. Камаєв

Кандидат технічних наук* Директор наукового парку “Київська політехніка” Контактний тел.: (044) 454-99-52, 454-99-53, 454-96-37

Е-і^іі: spark@ntu-kpi.kiev.ua

М.Д. Гомеля

Доктор технічних наук, професор Завідуючий кафедри екології та технології рослинних

полімерів

Контактний тел.: (044) 236-60-83 *Національний технічний університет України «Київський

політехнічний інститут» пр. Перемоги, 37, м. Київ, 03056

Вступ

На сьогодні стратегія сталого розвитку є головним напрямком прогресу суспільства. Через загрозу швидкого вичерпання природних ресурсів, значних негативних змін в біосфері внаслідок неконтрольованого техногенезу, проблеми ресурсозбереження виходять на перше місце, та гостро стоять проблеми енергозбереження, захисту гідросфери від шкідливих впливів.

Ефективне використання енергії часто пов’язане із ефективністю виробництва та використання водяної пари та гарячої води. В свою чергу ефективність останніх процесів залежить від якості енергетичної води. Крім жорстких вимог до ефективності пом’якшення та знесолення такої води, гостро стоїть проблема зниження її корозійної агресивності. Корозія та руйнування елементів теплообмінних апаратів, трубопроводів призводить до значних витрат енергії, матеріалів та знесоленої води.

Застосування інгібіторів корозії через жорсткі вимоги до якості води, токсичності інгібіторів, їх

термостійкості та хімічної стійкості при високих температурах досить обмежене. Кращим варіантом зниження корозійної агресивності води є вилучення з неї кисню. Для вилучення розчиненого у воді кисню широко використовуються редоксити [1-4] - модифіковані відновниками іоніти. Проте при отриманні та використанні редокситів виникають проблеми, пов’язані із процесами модифікування іонітів, оцінкою їх якості, відновлювальної здатності, надійності та тривалістю використання.

Тому метою даної роботи було визначення впливу умов модифікування катіоніту сполуками заліза (ІІ), характеристик води на ефективність знекиснення води, створення експрес методу по оцінці відновлювальної здатності редокситів.

Методи та результати досліджень

При отриманні редокситів, знекисненні води та при визначенні відновлювальної здатності за хлора-

уз

том натрію, контроль за вмістом у воді заліза, кисню, хлорату натрію - здійснювали за стандартними методиками [5, 6]. Для отримання редокситів використовували сильнокислотний катіоніт КУ-2-8 в кислій формі. Об’єм проби 10-50 см3. Для отримання іоніту в Fe2+-формі через колонку, заповнену катіонітом КУ-2-8 в кислій формі пропускали розчин сульфату заліза (ІІ) з концентрацією 719 мг-екв/дм3 по Fe2+ при витраті 1-3 см3/хв. Розчин пропускали до тих пір, поки концентрація на виході з колонки не стала рівною концентрації на вході. Об’єми проб води складали 50 см3. Масу сорбованого заліза визначали по різниці початкової та вихідної концентрації заліза з урахуванням об’єму проби. Загальну масу сорбованого заліза визначали як суму сорбованого заліза з всіх відібраних проб розчину сульфату заліза. Обмінну ємність по залізу (ОЄFe) розраховували поділом маси сорбованого заліза на об’єм іоніту. Для гідролізу іонів Fe2+ і отримання іоніту модифікованого Fe(OH)2 через іоніт в Fe2+-формі пропускали розчин, що містить гідроксид натрію (20 г/дм3) та тіосульфат натрію (5 г/дм3). Витрата розчину 1-5 см3/хв.. Розчин пропускали до досягнення сильно лужної реакції в розчині на виході. Іоніт в Fe2+-формі після пропускання розчину сульфату заліза та іоніт, модифікований Fe(OH)2 після пропускання лужного розчину промивали дистильованою водою від надлишку реагентів.

При визначенні відновлювальної здатності (ємност і по кисню (Є О2)) редокситу через нього пропускали воду з витратою 15-20 см3/хв, контролюючи концентрацію кисню, заліза, жорсткість та рН води на вході і виході із колонки. Об’єм проб 1-6 дм3. Кількість відновлюваного (зв’язаного) кисню розраховували для кожної проби, виходячи із різниці концентрацій кисню на вході і виході із колонки та об’єму проби. Загальну масу зв’язаного кисню визначали як суму сорбованого кисню із усіх відібраних проб води. Ємність по кисню (Є О2) визначали діленням кількості зв’язаного кисню на об’єм іоніту. Відновлювальну здатність (ВЗ) по хлорату натрію визначали як відношення кількості відновленого хлорату в мг-екв/дм3 до об’єму обробленого редокситу. Кількість відновленого хлорату визначали із різниці вхідних та вихідних концентрацій і об’єму розчина.

Враховуючи те, що у водогрійних котлах, системах теплопостачання наряду з натрій-катіонованою використовують необроблену водопровідну та природу воду, а також те, що знесолена вода практично не впливає на вимивання заліза з редокситу, в роботі використовували водопровідну воду та водопровідну воду п ісля натр і й-кат іонного фільт ру.

Результати по знекисненню водпровідної води на іоніті в Fe2+-формі представлені на рис. 1. Як видно з рисунку, на першому етапі спостерігається ефективне вилучення кисню. Проте при цьому за рахунок десорбції іонів заліза, які частково витісняються іонами кальцію та магнію, концентрація останнього зростає до 25-83 мг/дм3 (0,89-2,91 мг-екв/дм3). Відомо, що за рахунок більшого іонного радіусу Са2+ в порівнянні з Fe2+, селективність кальцію при сорбції на сильно кислотних катіонітах вища в порівнянні з іонами заліза (ІІ). Це підтверджується і значним пом’якшенням води на першому етапі її знекиснення. Жорсткість знижується з 4,2 до 1,29 мг-екв/дм3.

0 10 20 30 40 50

У,дм3

Рис.1. Залежність концентрації кисню (1), іонів заліза (2) та жорсткості (3) від об’єму пропущеної води (Ж=4,2 мг-екв/дм3, С О2=14,6 мг/дм3) через катіоніт КУ-2-8 в Fe2+-формі (\/ї=50 см3, ОЄFe2+=2,978 г-екв/дм3,

Є 02=1,08 г-екв/дм3)

Підвищенню концентрації заліза в обробленій воді сприяють відносно низькі значення рН (від 5,5 до 6,7) та низька концентрація кисню. При цьому залізо розчиняється у воді у вигляді іонів Fe2+. Проте після окислення частки заліза існують у вигляді іонів Fe3+, які значно за селективністю переважають іони жорсткості. Як наслідок, концентрація іонів заліза в воді різко падає, при чому жорсткість води зростає до початкових значень. Про те, що іоніт частково перейшов у Fe3+-форму та частково - у Са2+-форму, свідчить те, що кількість сорбованих іонів жорсткості сягає 45,75 мг-екв (ОЄ=0,915 г-екв/дмЗ) і еквівалентна кількості десорбованих іонів Fe2+ - 45,75 мг-екв. Початкова обмінна ємність по іонах заліза (ІІ) була 2,978 г-екв/дм3. Очевидно, що кількість окисленого заліза складає 2,063 г-екв/дм3 по іонах Fe2+. Якщо врахувати, що ємність по кисню досягла 1,08 г-екв/дм3, то можна сказати, що в даному випадку зв’язування кисню проходило за реакцією:

4Fe2+ + 02 + 2Н20 4Fe3+ + 40Н- (1)

Згідно з цим рівнянням потрібно 2 г-екв Fe2+ на 1 г-екв кисню. Тобто, максимальна ємність по кисню в г-екв досягає 0,5 від ємності іоніту за іонами Fe2+ в г-екв. В розглянутому випадку кількість окисленого заліза 2,063 г-екв/дм3 повинна забезпечити ємність по кисню на рівні 1,032 мг-екв/дм3, що близько до отриманого експериментально значення.

Так як іоніт в Fe2+-формі при знекисненні водопров і дної води спричиняє значне її забруднення залізом, в роботі був використаний іоніт, модифікований гідроксидом заліза (ІІ), який погано розчиняється у воді (рис. 2). В даному випадку, не дивлячись на значне пом’якшення води, на першому етапі сорбції (ОЄ Ж=1,226 г-екв/дм3) концентрація заліза в перших 3-х пробах не перевищувала 0,44 мг/дм3. В наступних 3-х пробах вона зросла до 6-16 мг-дм3 і далі знизилась до значень, менших 1 мг/дм3. Очевидно, що це пов’язано із зміною рН середовища. В перших 3-х пробах рН підвищилось до значень ~9. Це обумовлено процесом:

2КГ№+ + Ме(НС03)2^Ю;-2Ме2+ + 2№НС03 (2)

З

де К^ - функціональна група катіоніту, Ме2+ - Са2+ або Mg2+

С, мг/дм* рн о

0 10 20 ЗО 40 50 60 70 80

V. Д ***

Рис.2. Залежність концентрації розчиненого кисню (1), іонів заліза (2), жорсткості (3) та рН (4) від об’єму пропущеної води (С 02=11,04 мг/дм3, Ж=4,8 мг-екв/дм3) через катіоніт, що модифікований Fe(OH)2 (Vi=50 см3, ОЄFe2+=2,96 г-екв/дм3, Є О2=1,352 г-екв/дм3)

Утворення гідрокарбонату натрію спричиняє підлуження води та підвищення рН середовища [7]. Тому на даному етапі при рН~9, коли розчинність Fe2+ низька, в воді іони заліза практично відсутні.

Іоніт в №+-форму переходить при обробці іоніту в Fe2+-формі лужним розчином:

К^е2+ + 2NaOH -*2КШа+ + Fe(OH)2 (3)

При цьому гідроксид заліза присутній в вигляді осаду в порах іоніту, сам же іоніт знаходиться в №+-формі.

Після вичерпання ємності іоніту по іонах жорсткості рН води знижується до нейтрального, тому залишки заліза (ІІ), що не окислилось до заліза (ІІІ), частково розчиняються у воді. Після окислення всього двох-валентного заліза, його концентрація у воді падає. В даному випадку з іоніту вимилось ~ 215 мг заліза, або в перерахунку на Fe2+, всього 7,68 мг-екв, або 0,153 г-екв/дм3 ємності іоніту. При початковій ємності іоніту 2,960 г-екв/дм3 за рахунок вимитого заліза ємність іоніту по залізу скоротиться до 2,807 г-екв/дм3. Тоді теоретично можлива ємність редокситу за киснем складе 1,404 г-екв/дм3, що близько до отриманого експериментального значення ємності по кисню 1,352 г-екв/дм3.

Слід відмітити, що в даному випадку вода мала відносно невисоку жорсткість та високу концентрацію кисню. При використанні редокситу для доочищення води від кисню після термічної деаерації, коли концентрація кисню на порядок нижча, при жорсткості води до 7-8 мг-екв/дм3 ємність іоніту за іонам жорсткості вичерпається значно раніше його ємності за киснем. І тоді значно більша кількість заліза буде вимиватись, що призведе до передчасного виснаження відновлювальної здатності іоніту та забруднення води залізом. Тому за даних обставин використовувати ре-доксит недоцільно.

При знекисненні натрій-катіонованої води на іоніті в Fe+2-формі процес протікає неефективно (рис. 3). В даному випадку не тільки спостерігається забруднення води іонами заліза, але і низька відновлювальна

здатність редокситу. Очевидно, це пов’язано з тим, що рН середовища в даному разі коливається в межах 6,357,3, що обумовлено частковим гідролізом іонів заліза з підкисленням води. При таких рН відновлювальні властивості заліза (ІІ) знижуються, а його розчинність у воді зростає.

Ю;Ж2+ + 2Н2О -*2Ю;-Н+ + Fe(OH)2 (4)

Ю;-2Н+ + №+ -*КШа+ + Н+ (5)

Fe(OH)2 + 2Н+ ~ Fe2+ + 2Н2О (6)

При використанні іоніту, модифікованого гідроксидом заліза (ІІ), спостерігається ефективне зне-киснення води при низьких концентраціях заліза у воді (0,1-0,4 мг/дм3). Проте ємність редокситу за киснем, що дорівнює 1,187 г-екв/дм3, дещо нижча від теоретично розрахованої - 1,550 г-екв/дм3. Очевидно, що це обумовлено підвищенням рН середовища на першому етапі знекисення води, яке сягає 9,1-9,5. Очевидно, що рН підвищується за рахунок катіоніту в №+-формі, який може обмінювати іони натрію на іони жорсткості та катіони заліза. При підвищених рН практично не розчиняється залізо, проте його окислення може йти по двох напрямках - за реакцією з утворенням гідроксиду заліза (ІІІ) (7) та з утворення фериту (8).

4Fe(OH)2 + 02 + 2Н20 ~ 4Fe(OН)3 (7)

4Fe(OH)2 + 02 ~ 2Fe3O4+ 6Н20 (8)

За реакцією (7) 2 мг-екв Fe2+ відновлюють 1 мг-екв кисню, за реакцією (8) 3 мг-екв заліза (ІІ) відновлюють 1 мг-екв кисню. Якби процес протікав за реакцією (7), то ємність редокситу повинна бути, як це було описано вище, 1,550 г-екв/дм3, якщо за реакцією (8), то розрахункова ємність за киснем повинна бути 1,033 г-екв/ дм3. Експериментальне значення 1,187 г-екв/дм3 говорить про те, що в даному випадку реалізуються обидві реакції (7) та (8).

0 20 40 60 80

У,дм3

Рис. 3. Вплив витрати натрій-катіонованої водопровідної води (рН=7,5, Ж=0,7 мг-екв/дм3, Лужність=6,6 мг-екв/ дм3, С 02=10,64 мг/дм3) на залишкові концентрації кисню (1; 2), заліза (3; 4) та рН середовища (5; 6) при пропусканні через катіоніт КУ-2-8 в Fe2+-формі ^і=50 см3, 0ЄFe2+=2,9 г-екв/дм3, Є 02=0,889 г-екв/дм3) (1; 3; 5) та що модифікований Fe(OH)2 ^і=50 см3, 0ЄFe2+=3,1 г-екв/ дм3, Є 02=1,187 г-екв/дм3) (2; 4; 6)

Є

Підтвердженням цього є оцінка відновлювальної здатності (ВЗ) кат іоніту в Fe2+-формі та модиф ікованому Fe(OH)2 з допомогою розчинів хлорату натрію (рис. 4).

ВЗ ИаСІОі, мг-

0 я---------------------1--------------------1--------------------.--------------------1

0 50 100 150 200

Ср NaCIOj, мг-екв/дм*

Рис. 4. Залежність відновлювальної здатності катіоніту КУ-2-8 в Fe2+-формі (1) (0ЄFe2+=3,3 г-екв/дм3) та катіоніту, що модифікований Fe(OH)2 (2) (0ЄFe2+=3,1 г-екв/дм3) по NaCЮ3 від рівноважної концентрації його розчину

У випадку використання іоніту в Fe2+-формі через низькі значення рН (5,5-6,8), процес іде повільніше, гранична відновлювальна здатність іоніту сягає 1,660 г-екв/дм3 і є вищою, в порівнянні з використанням іоніту, що модифікований Fe(OH)2, де через високі значення рН (8,5-9,7) процес іде швидше, проте гранична відновлювальна здатність не перевищує 1,02 г-екв/дм3. Очевидно, що в першому випадку іде утворення іонів заліза (ІІІ) (9), а у другому утворюється ферит (10).

6Fe2+ + №СЮ3 + 3Н20 №С1 + 6Fe3+ + ЗОН- (9)

9Fe(OH)2 + №СЮ3 3Fe3O4 + Naa + 9Н2О (10)

Теоретично розрахована гранична ВЗ для першого випадку складає 1,665 г-екв/дм3, для другого - 1,033 г-екв/дм3, що близько до експериментальних даних.

Крім того, спеціально проведеними дослідженнями показано, що відновлювальна здатність іоніту в Fe2+-формі по №СЮ3 при рН 4,5 в 1,5 рази вище, в пор івнянні з його відновлювальною здатністю при рН=12,3.

В даному випадку проби іоніту, модиф ікованого Fe2+ або Fe(OH)2, об’ємом 10 см3 заливались 100 см3 розчину №СЮ3 з концентрацією від 6 до 375 мг-екв/дм3. Так як для повного завершення процесу відновлення хлорату необхідно щонайменше 24 години (рис. 5), то залишкову концентрацію хлорату визначали через добу.

0 -І-------------------,-------- 1 * І * * ♦ ♦ ---------------------------------------------------------------,

0 5 10 15 20 25 ЗО

t, год

Рис. 5. Залежність залишкової концентрації NаCЮ3 від часу контакту розчинів різної концентрації ^р=100 см3), з іонітом КУ-2-8 в Fe2+-формі (1;2) (0ЄFe2+=3,32 г-екв/дм3, Vi=10 см3) та іонітом, що модифікований Fe(OH)2 (3;4) (0ЄFe2+=3,06 г-екв/дм3, Vi=10 см3)

Висновки

Таким чином, в результаті проведених досліджень по ефективності редокситів, отриманих модифікацією катіоніту КУ-2-8 сполуками заліза (ІІ) було:

Показано, що катіоніт в Fe2+-формі при знекисненні водопровідної води призводить до забруднення води залізом за рахунок його витіснення з іоніту іонами жорсткості, що призводить до значного зниження відновлювальної здатності редокситу на 30% і більше.

Встановлено, що при знекисненні непом’якшеної води на катіоніті, що модифікований Fe(OH)2, процес проходить ефективно до вичерпання ємності катіоніту по іонах жорсткості, в подальшому внаслідок зниження рН середовища та витіснення іонів Fe2+ іонами жорсткості, можливе підвищення концентрації заліза в воді до 10 мг/дм3 і вище.

Визначено ефективність знекиснення натрій-катіонованої води на іоніті, що модифікований іонами Fe2+ та гідроксидом заліза (ІІ) і показано, що краще процес проходить при використанні гідроксиду заліза.

Встановлено, що при високих рН середовища процес окислення заліза на катіоніті проходить з утворенням фериту, що в 1,5 рази знижує ємність редокситу по кисню.

Література

Кравченко, Т. А. Обескилороживание воды редоскитами / Т. А. Кравченко, А. Я. Шаталов // Ионообменныме методы очистки веществ. Под ред. Г.А.Чикина и О.Н. Мягкого. - Воронеж: ВГУ. - 1984. - С.167-183.

Kravchenko, T. Kinetics and Dynamics of Redox Sorption / T. Kravchenko, I. Aristov // Ion Exchange. Theory and practice. New-York - Basel: M. Dekker, 2000. - P. 691 -764.

Кравченко, Т. А. Кинетика электросорбции кислорода медьсодержащими редокситами с химической и электрохимической регенерацией редокс-центров / Т. А. Кравченко, Н. В. Соцкая, О. В. Сленцова // Журнал физической химии. - 2000. - Т. 74, №6. - С. 1077 - 1080.

Конев, Д.В. Кинетика восстановления молекулярного кислорода из воды ультрадисперсной медью в ионообменной матрице / Д. В. Конев, Т.А. Кравченко, А. И. Калиничев и др. // Журнал физической химии. - 2006. - Т. 80, №8. - С. 1486 - 1492.

5. Лурье, Ю. Ю. Химический анализ производственных сточных вод: учеб. / Ю. Ю. Лурье, А. И. Рыбникова - М.: Химия. -1974. - 280 с.

6. Справочник по свойствам, методам анализа и очистке воды: справочник / Л.А. Кульский, И. Г. Гороновский, А. М. Кочанов-ский и др. - К. Наукова думка. - 1980. - Т.1. - 680 с.

7. Гомеля, И. Н. Оценка эффективности ионитов КУ-2-8 и Aqualite К-100 FC при умягчении воды в присутствии ионов железа / И.Н Гомеля, Ю. А. Омельчук, В. М. Радовенчик // Экотехнологии и ресурсосбережение. - 2008. - №3. - С.62-65.

Досліджено фізико-механічні властивості гум, вулканізованих полімерною та ромбічною сіркою, встановлено параметри сіток відповідних вулканізатів

Ключові слова: полімерна сірка, вулканізація, гума

□--------------------------------□

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Исследованы физико-механические свойства резин, вулканизированных полимерной и ромбической серой, установлены параметры сеток соответствующих вулкани-затов

Ключевые слова: полимерная сера, вулканизация, резина

□--------------------------------□

Physical and mechanical propertiesof the rubbers vulcanized by polymeric and rhombic sulphur are investigational, theparameters of nets of corresponding vulcanizate are investigated

Keywords: polymeric of sulphur, vulcanization, rubber

УДК 678.4.046

ЗАСТОСУВАННЯ ПОЛІМЕРНОЇ СІРКИ, ОДЕРЖАНОЇ ПЛАЗМОЛІЗОМ СІРКОВОДНЮ, ЯК ВУЛКАНІЗАТОРА КАУЧУКОВИХ КОМПОЗИЦІЙ

НА ОСНОВІ СКД

З.О. Знак

Доктор технічних наук, профессор*

В.Т. Яворський

Доктор технічних наук, професор, завідувач кафедри *Кафедра хімії і технології неорганічних речовин Національний університет «Львівська політехніка» вул. С.Бандери, 12, м. Львів, Україна, 79013 Контактний тел.: (032)258-27-71 e-mail: zznakz@polynet.lviv.ua

Вступ і постановка проблеми

Якість, надійність та довговічність автомобільних шин та інших відповідальних гумово-технічних виробів залежать від багатьох чинників, одним з яких є міцність адгезійного з'єднання між окремими гумовими деталями та армувальними матеріалами. Високі конфекційні властивості деталей шин забезпечуються при застосуванні як вулканізатора багатьох типів каучукових композицій полімерної модифікації сірки. Однак в Україні вона не продукується і потреби в ній задовольняються виключно за рахунок імпорту [1]. Висока вартість полімерної сірки не дає змоги закуповувати її в необхідних обсягах, а тому в частково замість неї застосовують мелену ромбічну сірку. Перевагою ромбічної сірки є відносно невисока вартість, але, разом

з тим, вона як вулканізуючий агент має ряд недоліків, які зумовлюють ряд складнощів технологічного та експлуатаційного характеру. По-перше, ромбічна сірка гірше змішується з каучуковою композицією, внаслідок чого рівномірність її розподілу в масі є гіршою, ніж полімерної. По-друге, ступінь використання ромбічної сірки при утворенні вулканізаційних зшивок є меншою.

По-третє, сірка, яка не прореагувала, дифундує на поверхню виробу (деталі шини) - “вицвітає”, що різко погіршує адгезійні властивості поверхні і, як наслідок, ускладнює формування багатошарових виробів. Для покращення адгезії сірку з поверхні деталі вилучають за допомогою розчинника, наприклад, бензину. Це різко ускладнює технологічність процесу, підвищує пожежо- та вибухонебезпечність виробництва, погіршує умови праці.

Існуючі традиційні методи одержання полімерної сірки [2] із розплавів чи парів сірки, хоча, на перший погляд, є простими, потребують високих витрат енергії та високотоксичних горючих органічних розчинників. Саме їх незавершеність в технологічному та екологічному планах стала на заваді широкого впровадження в багатьох країнах, зокрема в Україні.

Нами розроблено технологічні основи одержання полімерної сірки плазмохімічним розкладом сірководню [3-6]. Відповідно властивості полімерної сірки, що одержується, зокрема як вулканізатора не вивчені.

Мета роботи полягала у порівнянні властивостей гум, вулканізованих із застосуванням ромбічної сірки

Е

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.