tech-2022_06(99)

№ 6 (99) июнь, 2022 г. Химический состав углей разрезов Ангрен и Апартак Таблица 2. Номер проб Место отбора проб Влага, % Зольность, ОМУ, % ГК, % № филиал разрез % Пикет Горизонт 35,83 Ангренский 25,14 ”Верхний” комплекс 18,25 1 проба №1 37,71 2 проба №2 20-21 846 11,94 61,98 26,08 7,91 3 проба №3 68,92 17,13 7,14 4 проба №4 20-21 840 13,95 49,34 33,6 38,72 5 проба №5 76,18 12,32 24,70 6 проба №6 20-21 838 17,06 4,72 64,39 39,94 7 проба №7 23,29 55,46 13,93 8 проба №8 20-21 836 11,5 56,36 26,06 31,46 9 проба №9 44,64 36,28 10 проба 10 20-21 833 30,89 28,49 50,08 35,88 11 проба 11 24,96 51,86 5,021 20-21 831 21,25 60,74 25,98 16,29 12 проба №12 13 проба №13 20-21 828 17,58 42,57 34,67 ГК, % 14 проба №14 29,80 46,53 15 проба №15 20-21 823 19,08 4,80 63,68 51,06 6,02 60,58 34,4 Номер проб 20-21 825 21,43 42,5 № филиал разрез Зольность, % ОМУ, % 22,38 20-21 824 23,18 Апартак 20-21 822 13,28 16 проба №2 ”Мощный” комплекс 17 проба №3 18 проба №4 12-13 773 22,76 19 проба №5 12-13 772 23,67 12-13 772 31,52 12-13 771 33,4 Влага, % Место отбора проб Пикет Горизонт ”Мощный” комплекс 4-5 1146 27,09 3,92 68,99 5-6 1119 28,22 15,58 56,2 5-6 1093 23,04 5,71 71,25 6-7 1095 27,2 3,9 68,9 В углях Апартакского разреза количество гумино- среди которых преобладают карбоксильные, гид- вых кислот больше, чем в углях Ангренского место- роксильные и метоксильные; и периферической рождения, колеблется в пределах 22,38-41,06%. части, обогащенной полисахаридными и полипеп- тидными фрагментами. По этой причине гуминовые Для гуминовых веществ из различных источни- вещества занимают одну из самых высоких ступенек ков происхождения характерен единый принцип в иерархии сложности строения природных органи- строения: наличие каркасной части, то есть арома- ческих соединений, превосходя нефти, лигнины и тического углеродного скелета, замещенного ал- угли [12]. кильными и другими функциональными группами, Таблица 3. Данные технического анализа изучаемых углей в расчете на горючую массу Уголь Wa Ad Vdaf Cdaf Hdaf Ndaf Sdaf Odaf H/C Ангренский разрез «Верхний «комплекс, 30,89 4,72 58,5 64,3 4,93 0,72 0,61 29,4 0,92 проба №5 Апартакский разрез «Мощный» комплекс, 23,04 5,71 51,1 72,9 4,5 0,74 0,27 20,2 0,8 проба 4 Угли Ангренского разреза «Верхний» комплекс – повышенное количество фюзинита (39-41 %) и пони- витринитовые (55-88 %) с небольшим содержанием женное количество семивитринита (5-6 %) [3, 7]. фюзинитовых компонентов (9-10 %), а бурые угли Апартакского разреза «Мощный» разрез содержат Угли Ангренского разреза «Верхний»комплекс отличаются наибольшим количеством серы. Так, угли 20

№ 6 (99) июнь, 2022 г. Ангренского разреза «Верхний» комплекс содержат угли Апартакского разреза «Мощного» комплекса 0,61% серы, а угли Апартакского разреза содержат отличаются наибольшим количеством карбоксиль- 0,27% серы. ных групп, в то время как угли Ангренского разреза «Мощный»комплекс и угли Ангренского разреза Из данных таблицы 3 видно, что бурый уголь «Верхний комплекс» содержат наименьшее количе- Ангренского разреза «Верхнего» комплекса содержит ство карбоксильных групп 0,86-3,20 г/мл. Как видно из 29,4% кислорода как в активной реакционной форме табл. 4 для всех проб характерно наличие фенольных (25,2-58,4%) – в фенольных, карбоксильных, карбо- ОН-, карбоксильных СООН, хиноидных С=О групп. нильных и хиноидных группах, так и в неактивной Угли Апартакского разреза отличаются наибольшим форме – гетероциклы, метоксильные группы, про- количеством фенольных ОН-, карбоксильных С=О, стые эфиры. Угли Апартакского разреза кислорода что подтверждается наибольшим количеством гуми- содержат меньше, в количестве 20,2%. новых кислот в этих образцах. Определение функциональных групп в гумино- вых веществах исследуемых углей показало, что Таблица 4. Содержание функциональных групп гуминовых кислот в изучаемых бурых углях Уголь СООН ОН-фен. С=Охин. ОСН3 О эл. О* акт. 2,63 3,46 1.12 0,24 29,4 13,0 Разрез Апартак 0,86 1,81 0,74 0,83 20,5 5,17 «Мощный комплекс» 3,20 3,37 2,04 23,0 13,40 - Ангренский разрез «Мощный»комплекс Ангренский разрез «Верхний»комплекс Таблица 5. Техническая характеристики гуминовых кислот и остаточного гумина Гуминовые кислоты (ГК), Технический анализ, % Элементный анализ (daf), % остаточный гумин Wa Ad Vdaf C H N (O+S) 1,7 1,5 60,40 Гуминовые кислоты 63,13 4,59 0,70 31,58 Ангренского разреза пласт 5,2 31,3 54,1 «Верхний комплекс» 65,30 4,43 1,03 29,24 Остаточный гумин Ангренского разреза пласт «Верхний комплекс» Гуминовые кислоты содержат больше кислорода, воздуха, озона. Другим способом повышения биоло- а остаточный гумин меньше, чем исходные угли. гической активности гуминовых препаратов (ГП) Содержание функциональных групп в гуминовых может явиться введение в молекулу ГК галогенов. кислотах изменяется в широких пределах и зависит от природы угля и степени его окисленности. Например, В результате окислительной деструкции воз- гуминовые кислоты, выделенные из окисленных можно получение универсальных сильнодействую- углей Ангренского разреза, содержат различное щих биостимуляторов, отличающихся большей количество фенольных, карбоксильных и карбониль- активностью, чем ГК из неокисленного бурого угля. ных групп. Это значит, что биологическая активность Это позволит существенно сократить расход этих гуминовых кислот будет определяться не только препаратов. Применение биостимуляторов на ос- фрагментарным строением центрального ядра их нове ГК даст возможность повысить продуктивность молекул, но и периферическим окружением, где со- отдельных отраслей растениеводства, животновод- средоточены функциональные группы. ства и микробиологической промышленности. Важным моментом при получении биологически Важным моментом при получении биологически активных препаратов на основе гуминовых веществ активных препаратов на основе гуминовых веществ является снижение их молекулярной массы, что до- является снижение их молекулярной массы, что до- стигается окислением с использованием растворов стигается окислением с использованием растворов азотной кислоты, пероксида водорода, кислорода азотной кислоты, пероксида водорода, кислорода воздуха, озона. Другим способом повышения биоло- гической активности гуминовых препаратов (ГП) может явиться введение в молекулу ГК галогенов [3,4]. 21

№ 6 (99) июнь, 2022 г. В результате окислительной деструкции воз- технологического института проводились можно получение универсальных сильнодействую- исследования по окислению углей Апараткского щих биостимуляторов, отличающихся большей месторождения азотной кислотой. Для окисления активностью, чем ГК из неокисленного бурого угля. использовалась азотная кислота 30№-ной концентра- Это позволит существенно сократить расход этих ции. Время окисления 30 минут. Массовое соотно- препаратов. Применение биостимуляторов на основе шение уголь: азотная кислота варьировалась в ГК даст возможность повысить продуктивность от- пределах 2:1, 1:1, 1:2. дельных отраслей растениеводства, животноводства и микробиологической промышленности [5]. Окисление угля проводилсь в реакторе с магнитной мешалкой. Реактор помещен в термостат. На кафедре “Химическая технология неоргани- Температура окисления 300С. ческих веществ” Ташкентского химико- Результаты экспериментов сведены в таблице 5. Таблица 5. Результаты окисления углей Апартакского месторождения азотной кислотой № проб Масса. угля, Масса кис- Концентрация. кис- Время окис- ОМУ,% ГК,% гр. лоты, лоты,% ления, 5.2 гр. 30 мин. 48.3 58,5 5.3 20 10 40 51.2 71,0 5.4 20 20 50 30 51.3 77,5 5.6 20 40 43.3 68,0 5.7 20 10 30 30 47.2 76,0 5.8 20 20 47.1 85,0 5.10 20 40 40 30 44.55 73,0 5.11 20 10 45.5 81,0 5.12 20 20 50 5 40.2 87,0 5.13 20 40 10 42.2 54,8 5.14 20 20 46.23 60,0 5.15 20 20 40 43.33 65,3 5.16 20 5 45.33 78,5 5.17 20 20 10 45.3 65,0 5.18 20 20 48.14 68,0 5.19 20 20 40 48.3 71,0 5.20 20 5 50.4 82,0 5.21 20 10 47.7 73,0 5.22 20 20 42.6 76,0 5.23 20 40 42.7 78,0 5.24 20 43.9 87,0 20 Как видно из табл. 5 массовое соотношение соотношении 1:2 выход гуминовых кислот увели- уголь:кислота влияет на выход гуминовых кислот. чился от 77,5 до 85,0%. Повышение концентрации Так, при окислении угля в течение 30 минут массо- азотной кислоты до 50% также привело к увеличению вом соотношении уголь:кислота (30%-ная) равном выхода гуминовых веществ. Повышении концентра- 2:1 выход гуминовых кислот составляет 58,5% в рас- ции кислоты от 30 до 50% при массовом соотношении чете на ОМУ. С увеличением массового соотноше- уголь:кислота равном1:2 повысила выход гуминовых ния до 1:2 количество гуминовых кислот кислот от 77,5% до 87,0%. увеличилось до 77,5%. Также изучалось влияние времени окисления на На выход гуминовых кислот при окислении выход гуминовых кислот. Уголь окисляли 30%-ной также влияет и концентрация кислоты. азотной кислотой в течение 5, 10, 20, 40 минут при массовом соотношении уголь:кислота равном 1:1. Использование 40%-ной кислоты при массовом соотношении уголь:азотная кислота равном 2:1, 1:1 Результаты экспериментов показали, что с увели- и 1:2 показало, что повышение концентрации азотной чением длительности процесса окисления от 5 минут кислоты привело к увеличению выхода гуминовых до 40 минут выход гуминовых кислот увеличился веществ во всех исследуемых пробах. Так, если при от 54,8% при окислении в течение 5 минут до 78% окислении угля 30%-ной азотной кислотой при мас- при окислении угля в течение 40 минут. Использо- совом соотношении уголь:кислота 2:1 количество вание азотной кислоты 50%-ной концентрации для гуминовых кислот составляло 58,5%, то повышение окисления угля Апартакского месторождения в тече- концентрации азотной кислоты до 40% привело к ние 5, 10, 20, 40минут показало значительное увели- увеличению данного показателя до 68%, при массовом чение гуминовых кислот в исследуемых образцах. 22

№ 6 (99) июнь, 2022 г. Так, если при окислении угля 30%-ной азотной кис- получения гуминовых соединений используемых в лотой в течение 5 минут выход гуминовых кислот сельском хозяйстве в качестве ростовых веществ, а составлял 54,8%, то при увеличении концентрации зольная часть их используется для получения микро- кислоты до 50% этот показатель увеличился до 73,0%. элементсодержащих органоминеральных удобрений. При окислении азотной кислотой 30%-ной концен- Оптимальными условиями окисления углей Апар- трации в течение 40 минут выход гуминовых кислот такского месторождения являются: концентрация составил 78,5%, а при окислении 50%-ной азотной азотной кислоты 50%, длительность окисления кислотой в течение 40 минут количество ГК увели- 40 минут, массовое соотношение уголь:азотная кис- чился до 87%. лота 1:1. Заключение. Проведенные исследования пока- зывают, что угли Апартакского месторождения по- сле их кислотного окисления пригодны для Список литературы: 1. Клименко А.И., Рахимов В.Р., Кяро В.А. Угольная промышленность Узбекистана: этапы становления и пути развития // Горный журнал. – 2002. – Специальный выпуск. – с. 20-27. 2. Клименко А.И., Рахимов В.Р., Екатерининский В.А. Перспективы комплексного использования ресурсов угольных месторождений Узбекистана // Горный журнал. – 2002. – Специальный выпуск. – стр. 105-109. 3. Румянцева З.А., Гальченко А.И., Караваев Н.М. Вещества солянокислого экстракта из выветрившегося бурого угля // Химия твёрдого топлива. -1974. -№6.-С. 37-44. 4. Кухаренко Т.А. Гуминовые кислоты ископаемых углей // Химия твёрдого топлива. -1968. - №4. - С. 13 – 25 5. Смирнов Р.Н. Реакции окисления и некоторые вопросы структуры вещества углей // Труды Института горючих ископаемых. – 1963. – том 21.- стр. 16-68. 23

№ 6 (99) июнь, 2022 г. ПОЛУЧЕНИЕ АНТИДЕТОНАЦИОННОЙ ПРИСАДКИ НА ОСНОВЕ ЭТИЛОВОГО СПИРТА И ИССЛЕДОВАНИЕ ЕЁ ВЛИЯНИЯ НА ДЕТОНАЦИОННУЮ СТОЙКОСТЬ НИЗКООКТАНОВЫХ БЕНЗИНОВ Махмудов Мухтор Жамолович д-р хим. наук, доцент, Бухарский инженерно – технологический институт, Республика Узбекистан, г. Бухара Е-mail: [email protected] Свайкосов Сакен Омарович ассистент, Каракалпакский государственный университет Республика Узбекистан, г. Нукус Е-mail: [email protected] OBTAINING AN ANTI-KNOCK ADDITIVE BASED ON ETHYL ALCOHOL AND INVESTIGATION OF ITS INFLUENCE ON THE KNOCK RESISTANCE OF LOW-OCTANE GASOLINES Mukhtor Makhmudov Doctor of Chemical Sciences, Associate Professor, Bukhara Engineering and Technology Institute, Republic of Uzbekistan, Bukhara Saken Svaykosov Assistant, Karakalpak State University Republic of Uzbekistan, Nukus АННОТАЦИЯ Топливная промышленность Республики Узбекистан переходит на требования европейских стандартов (Евро-3, Евро-4, Евро-5) по антидетонационным и экологическим свойствам бензина и дизельного топлива. С учетом этого спрос на качественный бензин в стране растет из года в год. Октановое число бензина является одним из основных показателей топлива. Одним из способов повышения октанового числа бензина является добавление присадок. В наших исследованиях с помощью сочетания классических и современных методов исследований были приготовлены добавки из различных составов для повышения октанового числа бензина и проверено их влияние на октановое число бензина. Полученные результаты были проанализированы. Объектом исследования был бензин АИ-91. Все исследования проводились в соответствии с ГОСТами и общепринятыми рекомендациями по анализу нефтепродуктов. ABSTRACT Fuel industry of Republic of Uzbekistan comes on requirements of European Standards (Euro-3, Euro-4, Euro-5) focused on antidetonant and ecological properties of benzine (fuel) and diesel fuel. Taking this into consideration demand for high quality benzine within a country increases year in and year out. Gasoline octane number is one of the main figures of fuel. One of the best way to raise gasoline octane number is to tack additions and additives. Within our research additions has been prepared from various compositions by dint of combination of classic and advanced research methods to raise gasoline octane number and their effect on gasoline octane number has been checked. Obtained results has been analyzed. Research subject was gasoline AI-91. All research operations have been conducted in accordance with new requirements of GOST standards and generally accepted petroleum product analysis recommendations. Ключевые слова: бензин, октановое число, присадка, детонация, МТБЭ, ММА, этиловый спирт, изобутиловый спирт. Keywords: gasoline, octane number, addition, detonation, MTBE, MMA, ethyl hydroxide, isobutyl alcohol. ______________________________________________________________________________________ __________ __________________________ Библиографическое описание: Махмудов М.Ж., Свайкосов С.О. ПОЛУЧЕНИЕ АНТИДЕТОНАЦИОННОЙ ПРИ- САДКИ НА ОСНОВЕ ЭТИЛОВОГО СПИРТА И ИССЛЕДОВАНИЕ ЕЁ ВЛИЯНИЯ НА ДЕТОНАЦИОННУЮ СТОЙКОСТЬ НИЗКООКТАНОВЫХ БЕНЗИНОВ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 6(99). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14002

№ 6 (99) июнь, 2022 г. Введение. В наше время трудно найти человека, новыми устройствами, осуществляющими сложней- который не может ответить на вопрос, что такое бен- шие термокаталитические и химические процессы зин. Этот технический продукт теперь является од- вторичной переработки нефтяных фракций для ним из незаменимых продуктов для выживания повышения эффективности бензина и улучшения каждого человека в нашем индустриальном обществе, характеристик бензина. За последние сто лет угле- помимо его роли в экономике любой страны [1]. водородный и химический состав автомобильных бензинов претерпевает постоянные изменения, На сегодняшний день бензин (точнее автобензин) что обеспечивает постоянное улучшение технико- является одним из самых сложных технических про- экономических и экологических показателей двига- дуктов по своему составу, углеводородам и химиче- телей внутреннего сгорания [3-4]. скому составу среди всего множества материалов, продуктов и веществ, производимых человеком [2]. Основной раздел. Основную часть химического загрязнения окружающей среды вносят выхлопные Токсичные продукты сгорания бензина в двигате- газы двигателей внутреннего сгорания. В результате лях автомобилей стали одним из основных и наиболее физико-механических процессов в цилиндрах двига- опасных источников загрязнения для жизни и здоро- теля выделяются сложные соединения, состоящие из вья человека, особенно в городах и густонаселенных нескольких токсичных компонентов. В следующей районах. таблице показан состав токсичных газов, выбрасы- ваемых дизельными и бензиновыми двигателями [5]. Для решения вышеуказанных задач сотни нефте- перерабатывающих заводов, вертикально интегриро- ванных с нефтяными компаниями, оснащаются Таблица 1. Состав выхлопных и ядовитых газов автомобиля Компонент Содержание в % Азот Бензиновый двигатель Дизельный двигатель Кислород Водные пары 74-77 76-78 Диоксид углеводорода Оксид углеводорода 0,3-8,0 2-18 Оксиды азота Неконцерогенные углеводороды 3,0-5,5 0,5-4,0 Альдегиды Сажа 5,0-12,0 1,0-10,0 Бензопирен 5,0-12 0,01-0,5 0,0-0,8 0,0009-0,5 0,2-3,0 0,009-0,5 0,0-0,2 0,001-0,009 0,0-0,4 гр/м3 0,01-1,1 гр/м3 До 10-20 мкг/м3 До 10 мкг/м3 Исходя из приведенных выше данных, следует на окружающую среду становится сегодня одной отметить, что снижение воздействия автотранспорта из наиболее актуальных проблем. Таблица 2. Современные требования предъявляемые к качеству бензина Показатель Евро-3 Требования Евро-5 Евро-4 Концентрация бензола, % 1,0 1,0 Концентрация серы, % 1,0 Концентрация ароматических углеводородов, % 0,015 0,001 Концентрация олефиновых углеводородов, % 0,005 Концентрация кислорода, % 42 35 35 Давление насыщенного пара в kPa 18 14 14 2,3 2,7 Летом 70 2,7 Летом 70 Зимой 90 Летом 70 Зимой 90 Зимой 90 25

№ 6 (99) июнь, 2022 г. Топливная промышленность Республики Узбеки- Основной целью данного исследования было стан переходит на требования европейских стандартов изучение влияния местных бензинов марки АИ-91 (Евро-3, Евро-4, Евро-5) по антидетонационным и на их октановые числа путем приготовления различ- экологическим свойствам бензина и дизельного топ- ных смесей с использованием таких композиций, лива. как метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ), мономети- ланилин (ММА), этиловый спирт, изобутиловый Если брать пример с бензина, то для получения спирт - сравнение показателей эффективности. бензина, соответствующего вышеперечисленным требованиям (Евро-3, Евро-4, Евро-5), необходимо Объект и методы исследования. Объектами не только повысить его октановое число, но и содер- исследования являются: бензин отечественной жание серы, олефинов и ароматических углеводоро- промышленности АИ-91, МТБЭ, ММА, спирт эти- дов (особенно бензола) в бензине следует ловый, спирт изобутиловый. уменьшить. Кроме того, необходимо перевести из- быточные ароматические углеводороды в изопара- В исследовании использовались современные и фины, добавить в бензин кислородудерживающие традиционные методы определения влияния соста- компоненты, антиоксиданты, моющие и другие не- вов местных бензинов АИ-91 на октановое число. обходимые присадки. Октановое число по исследовательскому методу С химической точки зрения на конечную мощ- (И.М.) новых образцов бензина определяли с помо- ность топлива влияют первичные продукты окисления щью прибора ОКТИС-2 (рис.1). углеводородов - гидроперекиси и высокоактивные продукты их свободно-радикального распада. Чем Исследование проводилось в следующей после- выше образование перекиси в этой рабочей смеси, довательности: тем более яркое горение наблюдается. Перед началом эксперимента было подготов- Основным фактором образования и интенсивно- лено необходимое оборудование, емкости и реа- сти детонации является химический состав топлива, генты. Были приготовлены 2 образца смесей поскольку склонность разных групп углеводородов добавок. Для этого, в 1-ую колбу поместили смесь к окислению в одних и тех же условиях различна. из трех веществ, т.е. изобутиловый спирт (20%), Если углеводороды в топливе не образуют достаточ- ММА (10%) и этиловый спирт (70%), а во 2-ую ное количество перекиси в условиях предваритель- колбу МТБЭ (25 %), ММА (25 %) и этиловый спирт ного окисления, то разложения за счет светимости (50 %). Далее образцы поместили в смеситель для не происходит и в результате смесь не взаимодей- хорошего перемешивания. Смеси перемешивали ствует с активными веществами, горение происходит при средней скорости в течение 50 минут. Смеси с нормальной скоростью без детонации. Детонацион- оставались прозрачными и не выпадали в осадок. ную устойчивость или антидетонационные свойства углеводородов и топлив определяют в специальном Полученные смеси последовательно смешивали одноцилиндровом лабораторном приборе. с навеской местного бензина АИ-91 и определяли октановое число новых образцов бензина с помо- В последние годы в США, Западной Европе и щью октанометра ОКТИС-2. России стали добавлять в бензин высокооктановые эфиры и кислородсодержащие соединения. Рисунок 1. Прибор ОКТИС-2 для определения октанового числа бензина Результаты и их обсуждение. В нашем исследо- концентрации 1–7% со смесью изобутилового спирта вании новые составы бензинов были получены путем (20%), ММА (10%) и этилового спирта (70%), и опре- смешивания местного бензина АИ-91 с различными делены октановые числа этих проб бензина (И.М.). добавками. Результаты исследования представлены на рисунке 2. На первом этапе наших исследований были по- лучены составы местного бензина АИ-91 в различной 26

№ 6 (99) июнь, 2022 г. Рисунок 2. Степень повышения октанового числа местного бензина АИ-91 со смесью изобутилового спирта (20%), ММА (10%) и этилового спирта (70%) Как видно из графика 2, с увеличением концен- На следующем этапе использовали смесь МТБЭ трации смеси изобутилового спирта (20%), ММА (25%), ММА (25%) и этилового спирта (50%) в ка- (10%) и этилового спирта (70%) октановое число честве добавки для повышения октанового числа. бензиновых композиций также увеличивалось. Скорость увеличения октанового числа смеси пока- Когда концентрация смеси изобутилового спирта зана на рисунке 3. (20%), ММА (10%) и этилового спирта (70%) до- стигла 7%, октановое число нашего бензина достигло 110 пунктов. Рисунок 3. Степень повышения октанового числа местного бензина АИ-91 со смесью МТБЭ (25%), ММА (25%) и этилового спирта (50%) 27

№ 6 (99) июнь, 2022 г. Согласно исследованию, смесь МТБЭ (25%), Заключение. Результаты исследования показали, ММА (25%) и этилового спирта (50%) повысила ок- что изученные нами присадки значительно повы- тановое число на 19 пунктов при концентрации в сили октановое число отечественного товарного бензиновых композициях 8%. бензина. Среди протестированных добавок смесь изобутилового спирта (20%), ММА (10%) и этилового Это увеличение было ниже, чем у изобутилового спирта (70%) показала относительно высокие харак- спирта (20%), ММА (10%) и этилового спирта (70%). теристики. При добавлении 7% смеси к бензину АИ-91 его октановое число повысилось на 19 пунктов, в ре- зультате чего октановое число полученного бензина составило 110 пунктов. Список литературы: 1. В.М. Капустин, М.А. Ершов, Р.В. Хакимов – Aвтомобильные бензины с высокооктановыми добавками; Учебное пособие - Издательский центр, РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М.Губкина 2021 – г. 2. Махмудов М.Ж., Нарметова Г.Р., Хайитов Р.Р. Выделение ароматических углеводородов из автомобильного бензина с целью доведения его качества до норм Евро-5 // Технологии нефти и газа научно – технологический журнал – 2017. – №1. С. 20-22. 3. M.J. Maxmudov, S.O. Svaykosov. Avtomobil benzininiń oktan sanín asíríwda antidetonaciyalíq qosímshalardiń όnimdarlíǵín salístíríw - Ilim hám jámiyet ilimiy-metodikaliq jurnal №5. Nόkis – 2021. 25-27 b. 4. Makhmudov M.J., Svaykosov S.O., Abilov E.A. Method for reducing aromatic hydrocarbons in composition of gas- oline - Science and Education in Karakalpakstan №4/1. Nukus – 2021. 111-119 p. 5. Makhmudov M.J., Svaykosov S.O., Avtomobil benzinleriniń quramíndaǵı aromatikalíq uglevodorodlar hám benzol muǵdarlarín kemeytiriw usíllarí - Вестник КГУ им. Бердаха. Нукус - № 4 (53) 2021-г. 14-19 с. 28

№ 6 (99) июнь, 2022 г. СРАВНЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИСАДОК В ПОВЫШЕНИИ ОКТАНОВОГО ЧИСЛА БЕНЗИНА Махмудов Мухтор Жамолович д-р хим. наук, доцент, Бухарский инженерно-технологический институт, Республика Узбекистан, г. Бухара Е-mail: [email protected] Свайкосов Сакен Омарович ассистент, Каракалпакский государственный университет Республика Узбекистан, г. Нукус Е-mail: [email protected] COMPARISON OF ADDITIVES EFFICIENCY FOR RAISING GASOLINE OCTANE NUMBER (FUEL RATING) Mukhtor Makhmudov Doctor of Chemical Sciences, Associate Professor, Bukhara Engineering and Technology Institute, Republic of Uzbekistan, Bukhara Saken Svaykosov Assistant, Karakalpak State University Republic of Uzbekistan, Nukus АННОТАЦИЯ В последнее время с увеличением наземных транспортных средств с двигателями внутреннего сгорания зна- чительно возросла потребность в топливе, в том числе в бензине. Мировой спрос на качественный бензин растет с каждым годом. В нашей стране проводится ряд мероприятий по получению бензина, соответствующего европейским стандартам. Октановое число бензина является одним из основных показателей топлива. Одним из способов повышения октанового числа бензина является добавление добавок и присадок. В наших исследованиях с помощью сочетания классических и современных методов исследований были приготовлены добавки из различных составов для повышения октанового числа бензина и проверено их влияние на октановое число бензина. Объектом исследования был бензин АИ-91. Все исследования проводились в соот- ветствии с ГОСТами и общепринятыми рекомендациями по анализу нефтепродуктов. ABSTRACT Recently, with the increase in land vehicles with internal combustion engines, the demand for fuel, including gasoline, has increased significantly. Global demand for quality gasoline is increasing every year. Our country is taking a number of measures to obtain gasoline compliant with European standards. The octane number of gasoline is one of the main indicators of fuel. One way to increase the octane number of gasoline is to add additives. Within our research additions has been prepared from various compositions by dint of combination of classic and advanced research methods to raise gasoline octane number and their effect on gasoline octane number has been checked. Obtained results has been analyzed. Research subject was gasoline AI-91. All research operations have been conducted in accordance with new requirements of GOST standards and generally accepted petroleum product analysis recommendations. Ключевые слова: бензин, октановое число, присадка, метил-трет-бутиловый эфир, монометиланилин, анилин, изопропиловый спирт, этиловый спирт. Keywords: gasoline, octane number, additive, methyl tret-butyl ether, monomethylaniline, aniline, isopropyl alcohol, ethyl alcohol. ________________________________________________________________________________________________ __________________________ Библиографическое описание: Махмудов М.Ж., Свайкосов С.О. СРАВНЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИСАДОК В ПОВЫШЕНИИ ОКТАНОВОГО ЧИСЛА БЕНЗИНА // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 6(99). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14001

№ 6 (99) июнь, 2022 г. Введение. Улучшение экосистемы страны, в Основной целью исследования в данной статье частности соблюдение международных экологиче- является разработка добавок с использованием ком- ских требований по токсичным газам топлива и позиционных смесей, таких как метил-трет-бутило- транспортных средств, окажет положительное влия- вый эфир (МТБЭ), монометиланилин (ММА), анилин, ние на окружающую среду. изопропиловый спирт, этиловый спирт и изучение их воздействия на местный бензин АИ-91 по окта- Резкий рост спроса на продукты переработки новому числу и сравнение их октановых показате- нефти и газа, и их использование вызывает различные лей [5]. серьезные экологические проблемы в мире. Объект и методы исследования. Объекты Основную часть химического загрязнения окру- исследования: бензин отечественного производства жающей среды вносят газы двигателей внутреннего АИ-91 (И.М.), МТБЭ, ММА, анилин, изопропило- сгорания. В результате физико-механических про- вый спирт, этиловый спирт. цессов, протекающих в цилиндрах двигателя, выделя- ются сложные соединения, состоящие из нескольких В исследовании использовались современные токсичных компонентов [1-2]. и традиционные методы определения влияния мест- ных составов бензинов АИ-91 на октановое число. В связи с этим в Республике Узбекистан большое внимание уделяется повышению качества нефте- Октановое число новых образцов бензина опре- продуктов и производству экологически чистых деляли по октановому числу (И.М.) бензина на при- нефтепродуктов на основе местного сырья и техно- боре ОКТИС-2 (рис. 1). логий [3]. Исследование проводилось в следующей после- Основной раздел. Исходя из приведенных выше довательности: данных, следует отметить, что снижение воздействия автотранспорта на окружающую среду становится Перед началом эксперимента было подготов- сегодня одной из наиболее актуальных проблем. лено необходимое оборудование, емкости и реагенты. В 1-ю колбу добавляли смесь четырёх составов, т.е. Если брать пример с бензина, то для получения 1-ю смесь готовили смешением анилина (5,5%), ММА бензина, соответствующего вышеперечисленным (11%), изопропилового спирта (11%) и этилового требованиям (Евро-3, Евро-4, Евро-5), необходимо спирта (72,5%), а во 2-ю колбу со 2-й смесью, добав- не только повысить его октановое число, но и содер- ляли МТБЭ (50%), ММА (50%) и помещали в смеси- жание серы, олефинов и ароматических углеводоро- тель для хорошего перемешивания. Смеси переме- дов, (особенно бензола) в бензине следует уменьшить. шивали при средней скорости в течение 50 минут. Кроме того, необходимо перевести избыточные аро- Смеси оставались прозрачными и не выпадали в оса- матические углеводороды в изопарафины, добавить док. в бензин кислородудерживающие компоненты, антиоксиданты, моющие и другие необходимые Полученные смеси последовательно смешивали присадки [4]. с навеской местного бензина АИ-91 и определяли октановое число новых образцов бензина с помощью октанометра марки ОКТИС-2. Рисунок 1. Прибор ОКТИС-2 для определения октанового числа (И.М.) бензина Результаты и анализ. В нашем исследовании АИ-91 со смесью 1-7% анилина (5,5%), ММА (11%), новые составы бензинов были получены путем изопропилового спирта (11%) и этилового спирта смешивания местного бензина АИ-91 с различными (72,5%). были получены и взяты пробы этих бензинов. добавками. Определено октановое число (И.М.). Результаты исследования представлены на рисунке 2. На первом этапе наших исследований применя- лись комбинированные составы местного бензина 30

№ 6 (99) июнь, 2022 г. Рисунок 2. Повышение октанового числа местного бензина АИ-91 в смеси анилина (5,5%), ММА (11%), изопропилового спирта (11%) и этилового спирта (72,5%) Как видно из рисунка 2, с увеличением концентра- спирта (72,5%) достигла 7%, октановое число нашего ции анилина (5,5%), ММА (11%), изопропилового бензина достигло 110 пунктов. спирта (11%) и этилового спирта (72,5%) увеличива- ется и октановое число бензиновой композиции. На следующем этапе мы использовали смесь Когда концентрация смеси анилина (5,5%), ММА МТБЭ (50%) и ММА (50%) в качестве добавки для (11%), изопропилового спирта (11%) и этилового повышения октанового числа. График увеличения октанового числа смеси показан на рисунке 3. Рисунок 3. Повышение октанового числа местного бензина АИ-91 смеси МТБЭ (50%) и ММА (50%) 31

№ 6 (99) июнь, 2022 г. В ходе исследования установлено, что смесь Заключение. Результаты исследования показали, МТБЭ (50 %) и ММА (50 %) повышает октановое что изученные нами присадки значительно повысили число на 14 пунктов при достижении 10 % в бензино- октановое число отечественного товарного бензина. вых композициях. Среди протестированных добавок относительно вы- сокую эффективность показала смесь анилина (5,5%), Это увеличение является более низким результа- ММА (11%), изопропилового спирта (11%) и этило- том по сравнению со смесью анилина (5,5%), вого спирта (72,5%). При добавлении 7% смеси к ММА (11%), изопропилового спирта (11%) и этило- бензину АИ-91 его октановое число повысилось на вого спирта (72,5%). 19 пунктов, в результате чего октановое число полу- ченного бензина составило 110 пунктов. Список литературы: 1. В.М. Капустин, М.А. Ершов, Р.В. Хакимов – Aвтомобильные бензины с высокооктановыми добавками; Учебное пособие - Издательский центр, РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М.Губкина 2021 – г. 2. M.J. Maxmudov, S.O. Svaykosov. Avtomobil benzininiń oktan sanín asíríwda antidetonaciyalíq qosímshalardiń όnimdarlíǵín salístíríw - Ilim hám jámiyet ilimiy-metodikaliq jurnal №5. Nόkis – 2021. 25-27 b. 3. Makhmudov M.J., Svaykosov S.O., Abilov E.A. Method for reducing aromatic hydrocarbons in composition of gas- oline - Science and Education in Karakalpakstan №4/1. Nukus – 2021. 111-119 p. 4. Makhmudov M.J., Svaykosov S.O., Avtomobil benzinleriniń quramíndaǵı aromatikalíq uglevodorodlar hám benzol muǵdarlarín kemeytiriw usíllarí - Вестник КГУ им. Бердаха. Нукус - № 4 (53) 2021-г. 14-19 с. 5. Махмудов М.Ж., Ахмедов У.К. Автомобильные бензины и пути повышения их фазовой и детонационной стабильности. Монография. Изд. Навруз. Ташкент 2020. 234 с. 32

№ 6 (99) июнь, 2022 г. КОНДЕНСАЦИЯ ПЭПА С ФТАЛЕВЫМ АНГИДРИДОМ И ФОРМАЛЬДЕГИДОМ Муминхужаев Шамсиддинхон Абролхон угли магистр Ташкентский химико-технологический институт Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Данияров Гиёс Тиловович соискатель, Ташкентский химико-технологический институт Республика Узбекистан, г. Ташкент Салихова Озода Абдуллаевна доцент, Ташкентский химико-технологический институт Республика Узбекистан, г. Ташкент Кадиров Хасан Иргашевич профессор, Ташкентский химико-технологический институт Республика Узбекистан, г. Ташкент CONDENSATION OF PEPA WITH PHTHALIC ANHYDRIDE AND FORMALDEHYDE Shamsiddinkhon Muminkhuzhaev Master Tashkent Institute of Chemical Technology Republic of Uzbekistan, Tashkent Giyos Daniyarov Researcher, Tashkent Institute of Chemical Technology Republic of Uzbekistan, Tashkent Ozoda Salikhova Associate Professor, Tashkent Institute of Chemical Technology Republic of Uzbekistan, Tashkent Khasan Kadirov Professor Tashkent Institute of Chemical Technology Republic of Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ Изучена реакция сульфирование нефтяного битума и угля Шоргинского района Сурхандарьинского области. Установлены оптимальные параметры процесса сульфирования - соотношение компонентов, скорость добавле- ния серной кислоты и др. Также изучена сульфирование угля в присутствии госсиполовой смолы и тяжелой фрак- ции нефти. Получены продукт был использован в подготовке воды при уменьшении жесткости. ABSTRACT The reaction of sulfonation of oil bitumen and coal of the Shorginsky district of the Surkhandarinsky region was studied. The optimal parameters of the sulfonation process have been established - the ratio of components, the rate of addition of sulfuric acid, etc. The sulfonation of coal in the presence of gossypol resin and heavy oil fraction has also been studied. The resulting product was used in the preparation of water while reducing hardness. __________________________ Библиографическое описание: КОНДЕНСАЦИЯ ПЭПА С ФТАЛЕВЫМ АНГИДРИДОМ И ФОРМАЛЬДЕГИДОМ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Муминхужаев Ш.А. [и др.]. 2022. 6(99). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14004

№ 6 (99) июнь, 2022 г. Ключевые слова: иониты, сульфирование, нефтяной битум, уголь, госсиполовая смола, жесткость воды. Keywords: ion exchangers, sulfonation, petroleum bitumen, coal, gossypol resin, water hardness. ________________________________________________________________________________________________ Одной из весьма важных и перспективных обла- из сильноразбавленных растворов, водоподготовке и стей применения полидентатных соединений явля- водоснабжении, энергетике при деминерализации ется использование их в качестве ионообменных смол воды, медицине и других отраслях народного хозяй- ства [5 - 8]. [1-4]. Ионообменные смолы - иониты, нашли широкое При реакции конденсации ПЭПА с фталевым ангидридом образуется вещество линейного строения применение в гидрометаллургии при извлечении по схеме: ионов благородных, редких и рассеянных элементов В избытке фталевого ангидрида при нагревании выше 1000С реакция идет за счет –NH2 группы по схеме: Взаимодействие последнего с формальдегидом в ной кислоты и нагревания происходит сшивка с обра- присутствии каталитических количеств ортофосфор- зованием трехмерно сшитого полимера следующего строения: Реакции ПЭПА со сшивающими агентами были проведены при различных температурах, в зависи- мости от выхода полимера и продолжительности реакции [137]. (рис. 1 и 2). 34

№ 6 (99) июнь, 2022 г. Рисунок 1. Зависимость выхода полимера на основе формальдегид + ПЭПА от продолжительности реакции при температуре Т= 1-70 С, 2-80 С, 3- 90 С, 4-100 С, 5-110 С На рисунке приведено сравнение реакций поли- на несколько процентов. Когда температура реакцион- меризации формальдегид + ПЭПА и фталевый ан- ной системы достигает температуры кипения реаги- гидрид + ПЭПА, которые проводились в течении 2 рующих веществ, то выход продукта увеличивается часов с увеличением температуры на каждый 100С, за счет отщепления воды от молекулы продукта. при этом наблюдалось увеличение выхода продукта Рисунок 2. Зависимость выхода полимера на основе фталевого ангидрида +ПЭПА от продолжительности реакции при температуре Т= 1-70 С, 2-80 С, 3- 90 С, 4-100 С, 5-110 С Изучено влияние температуры поликонденсации на свойства ионообменных материалов (табл. 1) Таблица 1. Влияние температуры поликонденсации на свойства ионообменных материалов Иониты 120 С Обменная емкость мг-экв/г по 0,1 н. р-ру, при Т, Е. 150 С 3,6 HCl NaOH 3,2 Ф-ПЭПА 5,8 6,0 ПЭПА-ФА 6,4 130 С 140 С 150 С 120 С 130 С 140 С 5,0 ПЭПА-МХУК 6,1 3,8 4,0 4,0 2,8 3,0 3,0 5,7 ПЭПА-ФА-Ф 3,7 6,0 6,2 - 5,5 5,7 5,5 1,0 ПЭПА-МХУК-Ф 7,0 7,4 7,0 4,8 5,4 5,4 6,2 6,1 5,8 6,2 6,3 6,0 3,5 3,4 3,6 2,0 1,5 0,8 35

№ 6 (99) июнь, 2022 г. С увеличением температуры от 120 до 140 С об- лено, что наиболее термически устойчивыми яв- менная емкость ионитов возрастает, а время гелеоб- ляются иониты, полученные конденсацией ПЭПА разования сокращается. с фталевым ангидридом и формальдегидом. Исследована термическая стойкость на воз- Таким образом, в результате данного система- духе вновь синтезированных амфотерных ионитов тического исследования разработаны и испытаны ПЭПА-Ф, ПЭПА-ФА, ПЭПА-МХУК, ПЭПА-ФА-Ф, новые эффективные композиции на основе полиден- ПЭПА-МХУК-Ф, И-1 и И-2 в ОН- форме. Установ- татных соединений для предотвращения отложения минеральных солей и ионообменные смолы на основе доступного местного сырья. Список литературы: 1. Кисель А.В. Краткая история ионного обмена: от древних времен до конца двадцатого века. студенческий форум, 6. Научный журнал «Студенческий форум». № 43(136), часть 1, декабрь, 2020 г. 2. Nasef M.M., Ujang Z. (2012) Introduction to Ion Exchange Processes. In: Dr.I., Luqman M. (eds) Ion Exchange Technology I. Springer, Dordrecht. https://doi.org/10.1007/978-94-007-1700-8 1 3. Гельферих Ф. Иониты. Основы ионного обмена. Пер. с нем. М. Изд-во иностранной литературы, 1962 г. 490 с. 4. Gorshkov V.I., Ivanov V.A. Reagent-free ion-exchange separations. In: Ion exchange. Highlights of Russian Science. Muraviev D.N., Gorshkov V.I. and Warshawsky A. (Eds.). Marcel Dekker, New York. 1999. P. 459–530. 5. Aminabhavi Tejraj M. Polymeric membranes: Polym. News N 9, 2000, т.25, стр.304-305 6. Abrams I.M., & Millar J.R. (1997). A history of the origin and development of macroporous ion-exchange resins. Reactive and Functional Polymers, 35(1-2), 7–22. https://doi.org/10.1016/s1381-5148(97)00058-8 7. Rasmussen J.K., Fitzsimons Jr R.T., Seshadri K., Shannon S.K., Wickert P.D., & Hembre J.I. (2012). U.S. Patent No. 8,338,496. Washington, DC: U.S. Patent and Trademark Office. 8. S.D. Alexandratos. Ion-Exchange Resins: A Retrospective fromIndustrial and Engineering Chemistry Research. In- dustrial & Engineering Chemistry Research, 2009. 48(1), 388–398. https://doi.org/10.1021/ie801242v 36

№ 6 (99) июнь, 2022 г. DOI - 10.32743/UniTech.2022.99.6.14005 РАЗРАБОТКА СОСТАВА И ТЕХНОЛОГИИ ТАБЛЕТОК «МЕТФОРМИН-SHARQ» Рахимова Гулнора Рахим кизи канд. фармацевт. наук, доцент, Ташкентский фармацевтический институт, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Каримов Отабек Улугбек угли студент, Ташкентский фармацевтический институт, Республика Узбекистан, г. Ташкент Зуфарова Зухра Хабибуллаевна канд. фармацевт. наук, доцент, Ташкентский фармацевтический институт, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Рахимова Ойгул Рахим кизи канд. фармацевт. наук, доцент, Ташкентский фармацевтический институт, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] DEVELOPMENT OF COMPOSITION AND TECHNOLOGY OF METFORMIN-SHARQ TABLETS Gulnora Raximova Candidate of Pharmaceutical Sciences, Docent Tashkent Pharmaceutical Institute, Republic of Uzbekistan, Tashkent Otabek Karimov Student of Industrial Pharmacy, Tashkent Pharmaceutical Institute, Republic of Uzbekistan, Tashkent Zuxra Zufarova Candidate of Pharmaceutical Sciences, Associate Professor Tashkent Pharmaceutical Institute, Republic of Uzbekistan, Tashkent Oygul Raximova Candidate of Pharmaceutical Sciences, Associate Professor Tashkent Pharmaceutical Institute, Republic of Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ Определен состав и обоснована рациональная технология лекарственного препарата таблетки Метформин- Sharq. Выбор вспомогательных веществ для таблеток-ядер проведен на основе изучения технологических свойств прессуемых масс для таблетирования, и физико-механический свойств модельных таблеток. Установ- лено, что оптимальными для грануляции, являются 24,66% спиртовой раствор поливинилпирролидона и 3% вод- ный раствор желатина, которые позволили получить таблетки-ядра необходимой прочности. В результате изучения однородности покрытия, определился состав, обеспечивающий оптимальные свойства покрытий таблеток. __________________________ Библиографическое описание: РАЗРАБОТКА СОСТАВА И ТЕХНОЛОГИИ ТАБЛЕТОК «МЕТФОРМИН-SHARQ» // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Рахимова Г.Р. [и др.]. 2022. 6(99). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14005

№ 6 (99) июнь, 2022 г. ABSTRACT The composition was determined and the rational technology of Metformin-Sharq tablet medicinal product was sub- stantiated. The choice of excipients for tablet-cores was carried out on the basis of studying the technological properties of compressible masses for tableting, and the physical and mechanical properties of model tablets. It has been established that 24.66% alcohol solution of polyvinylpyrrolidone and 3% aqueous solution of gelatin are optimal for granulation, which made it possible to obtain core tablets of the required strength. As a result of studying the uniformity of the coating, the composition was determined that provides the optimal properties of tablet coatings. Ключевые слова: метформин, сахарный диабет, таблетка, прессуемая масса, вспомогательные вещества, технологические свойства. Keywords: metformin, diabetes mellitus, tablet, compressible mass, excipients, technological properties. ________________________________________________________________________________________________ Сахарный диабет 2-го типа (инсулиннезависимый Цель настоящей работы – разработка оптималь- диабет) — метаболическое заболевание, характери- ного состава и технологии таблеток Метформин- зующееся хронической гипергликемией, развиваю- Sharq 0,500 г с пленочным покрытием. щейся в результате нарушения взаимодействия инсулина с клетками тканей (ВОЗ, 1999 год). Более Экспериментальная часть. Субстанция метфор- 230 миллионов человек в мире страдает диабетом, мина гидрохлорида SHOUGGUANG FUKANG что составляет уже 6% взрослого населения мира. PHARMACEUTICAL CO LTD, USP 29, ГФ XII К 2025 году количество людей страдающих этим забо- (КНР) предоставлена Узбекско-Британским СП ООО леванием возрастёт вдвое. По оценкам, в 2012 году «Sharq» для разработки технологии и подбора 1,5 миллиона смертельных случаев произошло по научно-обоснованного состава таблетированной ле- причине диабета. Смерть по причине диабета и его карственной формы сахароснижающего препарата осложнений происходит каждые 10 секунд. Диабет «Метформин-Sharq»-таблетки 500 мг. Для создания уносит более 3 млн. жизней в год. К 2025 году самую лекарственной формы в виде таблеток, в первую большую группу больных в развивающихся странах очередь, необходимо было разработать смесь для составят пациенты зрелого, наиболее работоспособ- таблетирования, обладающую соответствующими ного возраста. По прогнозам ВОЗ, в 2030 году диабет необходимыми технологическими характеристиками. станет седьмой по значимости причиной смерти. Технологические характеристики порошков пред- Средняя продолжительность жизни детей, страдаю- определяют возможности использования конкрет- щих сахарным диабетом, не превышает 28,3 года от ных видов прессования и необходимость введения в начала заболевания. Сосудистые осложнения сахар- таблетируемую смесь ингредиентов, ответственных ного диабета являются причиной ранней инвалиди- как за характеристики смеси, обеспечивающие ста- зации и высокой летальности. Смертность от болезней бильность процесса таблетирования (текучесть, сердца и инсульта у больных сахарным диабетом равномерность заполнения матрицы, адгезия к в 2-3 раза, слепота в 10 раз, нефропатия в 12-15 раз, прессующему инструменту и т.п.), так и за качество а гангрена нижних конечностей почти в 20 раз чаще, получаемых таблеток (распадаемость, растворимость, чем среди населения в целом. Большинство лекарств, твердость и т.п.). Поэтому, в первую очередь, при используемых для лечения диабета импортируют из разработке таблеток проксемина изучены техноло- за границы. Разработка отечественного препарата ги- гические характеристики субстанции, в том числе погликемического действия содержащего метформин фракционный состав, объемные характеристики, является одной из актуальных задач фармацевти- сыпучесть, прессуемость, остаточная влажность, ческой науки и практического здравоохранения. пористость. Данные характеристики определили вид Метформин-Sharq это условное название таблеток прессования, необходимость введения дополнитель- содержащего метформин с дозировкой 500 мг, уста- ных ингредиентов, обеспечивающих возможность новленной в результате фармакологических иссле- процесса таблетирования, и соответствие качества дований. Метформин, как химическое вещество, полученных таблеток требованиям Государствен- представляет собой N,N-диметилимиддикарбоимид ной Фармакопеи (ГФ) [4]. Для правильного выбора диамид, белый кристаллический порошок, легко технологии таблеток проксемин были изучены растворим в воде, неприятного вкуса. Метформин физико-химические и технологические свойства показан при сахарном диабете (в том числе сочетанном субстанции метформина гидрохлорида (табл 1). с ожирением): Технологические показатели субстанции: фракцион- ный состав, насыпной объем, сыпучесть, прессуемость • инсулиннезависимом (типа 2), в том числе у устанавливали по методикам, приведенным в ли- пациентов с излишним весом и отсутствии эффекта от тературе [5, 6, 7, 8, 9] на приборах фирмы Erweka лечения за счет изменения диеты. (Германия). Влажность субстанции определяли ме- тодом высушивания на Галогенном анализаторе • инсулинзависимом (типа 1), в качестве допол- влажности MB35 Ohaus. Субстанция метформина нения к инсулину, в целях предотвращения увеличе- гидрохлорида представляет собой пористый, белый, ния ожирения [1, 2, 3]. аморфный гигроскопический порошок, обладающей очень плохой сыпучестью (0,55 + 0,1г/с). Прочность 38

№ 6 (99) июнь, 2022 г. модельных прессовок характеризуется низким пока- Следовательно, субстанция метформина гидро- зателем 26 - 35 Н. Прессуемость субстанции низкое хлорида не может быть использована для прямого (10,0 + 4,5 Н), и это говорит о том, что когезионные прессования и предполагает применение метода силы частиц между собой невелики, модельные влажной грануляции, требуется введение специаль- таблетки (прессовки) субстанции непорочны. Коэффи- ных вспомогательных веществ позволяющую полу- циент сжатия (2,9 + 0,2), угол естественного откоса чить прессуемую массу с хорошей текучестью, (65,0 + 2,4) субстанции не удовлетворительны. Сила необходимой прочностью и высоким значением выталкивания модельных прессовок при смазке с насыпной массы (2, 3). кислоты стеариновой велики и превышает 1200 Н. Таблица 1. Физико-химические и технологические свойства субстанции метформина гидрохлорида Наименование показателя Результат, М+m, р=0,95 Внешний вид порошка белый аморфный порошок Содержание основного вещества, % Фракционный состав, % 99,70 размер частиц, мкм: 6,50 + 2500 59,34 21,79 -2500 + 1000 6,10 6,27 - 1000 + 500 - - 500 + 250 58,0 + 1,2 0,55 + 0,1 - 250 + 125 474,0 + 10,0 10,0 + 1,5 - 125 65,0 + 2,4 Пористость, % Сыпучесть, г/с 1200 Насыпная плотность, кг/м3 2,9 + 0,2 Прессуемость, Н Угол естественного откоса, угл0 0,74 Сила выталкивания, Н Коэффициент сжатия Остаточная влажность (700С), % Все вспомогательные вещества используемые 10% растворов крахмала модельные таблетки полу- при разработке технологии таблеток проксемин от- чались очень рыхлыми, хрупкими и легко кроши- вечали требованиям Брит.Ф., Европ.Ф., Ф.США. лись, при использовании в качестве связывающего компонента 2%, 5%, 7% растворов метилцеллюлозы В качестве наполнителья использовали аспартам время распадаемости полученных модельных табле- Кальция карбонат МКЦ сорта Avicel РН – 101, каль- теток превышало регламентированные и составляло ция гидрофосфата. В качестве дезинтегрирующих 18-22 мин, поэтому для дальнейшего исследования веществ выбраны: крахмал картофельный сорт были выбраны увлажняющие агенты: спиртовые рас- «Экстра» (ГОСТ 7699-78 изм. 1-3, ГОСТ 7698-93), творы поливинилпирролидона (ПВП) в различных натрия гликолят крахмала, NaКМЦ и поливинил- 5-25% концентрациях и водные растворы желатина пирролидон. Для опудривания прессуемой массы в концентрации 3%-10%. использовали магния стеарат в количестве 1% от общей массы таблетки. При использовании в качестве Были получены 8 таблеточных смесей, различаю- связывающего компонента воды очищенной, этило- щиеся природой и количеством вспомогательных вого спирта различных концентрации, 5%, 7%, веществ табл. 1. 39

№ 6 (99) июнь, 2022 г. Таблица 2. Модельные составы гранулятов для таблеток-ядер Метформин-Sharq Наименование компонента №1 Номер состава для таблеток-ядер (мг/таб) №8 500 №2 №3 №4 №5 №6 №7 500 Метформина гидрохлорида 20 Поливинилпиролидон 500 500 500 500 500 500 5 Желатина 5 20 Гликолат крахмал натрия 525 37 15 5 10 15 20 25 Аспартам 5 МКЦ сорта Avicel РН - 101 3 10 20 10 20 5 крахмал картофельный 30 NaКМЦ 10 10 20 30 кальция гидрофосфат ГПМЦ 10 28 Кальция карбонат 7 Магния стеарат 30 20 10 650 Средняя масса ядра 15 10 10 30 9 39 5 555566 545 560 570 575 580 600 Для получения модельных составов таблеток обеспыливатель таблеток CFQ-1 (Китай), машина Метформин-Sharq в лабораторных условиях отвеши- для фасовки и упаковки таблеток в полимерную вали необходимое количество метформина гидро- пленку и фольгу DPP-250DII (Китай). В промыш- хлорида и вспомогательных веществ по соответ- ленных условиях таблеточную массу готовили ствующим прописям. Таблеточные смеси увлаж- следующим образом: вспомогательные вещества и няли раствором связывающего вещества, требуемая субстанцию метформина гидрохлорида загружали в для грануляции пластичность массы устанавливалась высокоскоростной смеситель-гранулятор, добавляли экспериментально, при этом количество связывающих раствор связывающего вещества, и смешивали в тече- растворов высоко молекулярных веществ (ВМВ) ние 15 минут. Требуемая для грануляции пластич- составляло 10–12% от общей массы смеси (табл. 1). ность массы устанавливалась экспериментально. Поскольку, связывающее вещество растворено в легко Увлажненную массу сушили в полочной сушилке летучем 96% этиловом спирте, увлажненную прес- раскладывая слоем 1-1,3 см, при температуре 25°С в суемую массу высушивали в сушильном шкафу при течение 90 минут, до оптимальной остаточной влаж- температуре не выше 25°С до остаточной влажности ности 1,7-1,8%. Сухую грануляцию проводили 0,7-0,8%, затем протирали через сито из нержавеющей гранулированием через сито с диаметром отверстий стали с диаметром отверстий 1,5 мм. Опудривали 1,5 мм. Опудривание проводили на опудривателе гранулы магния стеаратом предварительно измель- магния стеаратом, при скорости вращения корпуса 13 ченным и отсеянным через капроновое сито с диамет- оборотов в минуту. Смесь перемешивали в течение ром отверстий 100 мкм. Затем гранулят прессовали 30 минут. Двоявыпуклые таблетки диаметром 12 мм ручном гидравлическом прессе на пресс-инструменте в условиях производства получали на роторной таб- диаметром 12 мм, двояковогнутой формы при дав- леточной машине ZPY-23D (Китай). Для оценки лении прессования 120 МПа, фиксируя при этом прессуемости навеску порошка массой 0,5 г прессо- давление выталкивания по манометру и проводя вали на ручном гидравлическом прессе в модельную перерасчет в МПа. таблетку диаметром 11 мм при давлении 120 МПа (40 атм). Раздавливающую нагрузку определяли на пру- При производстве таблеток на Узбекско- жинном динамометре. Прессуемость порошка выра- Британским СП ООО «Sharq» были использованы: жали в нютонах. Технологические свойства прес- высокоскоростной смеситель-гранулятор HLSG-300 суемых масс определяли по данными приведенными (Индия), сушилка полочная СТ-С-II (Китай), грану- в литературе [8, 9, 10]. лятор WF 30В (Китай), опудриватель HD400 (Китай), роторная таблеточная машина ZPY-23D (Китай), 40

№ 6 (99) июнь, 2022 г. Таблица 3. Результаты определения технологических свойств прессуемых масс для таблеток-ядер Наименование показателя, Номер модельного состава единицы измерения 12345678 Сыпучесть кг/с*10-3 8 9,3 7 6,8 7,5 7,2 7,3 6,5 Угол естественного откоса, угл.0 38 36 40 44 45 44 48 43 Насыпная плотность, кг/м3 600 650 545 450 435 445 500 535 Давление выталкивания из матрицы, МПа 5 2,5 6 5,5 6,5 8,5 8,0 7,5 Физико-механические показатели модельных таблеток Механическая прочность на сжатие, Н 80 95 70 60 65 75 60 55 Прочность на истирание, % 98,8 99,8 98,4 98,2 98,3 98,8 98,5 98,8 Распадаемость, сек 125 135 150 108 137 120 138 130 Большое влияние на качество таблеток оказывает диаметром отверстии 150 мкм. Потом приготовляли внешнее трение при выталкивании таблеток из мат- растворы увлажнителей: 24,66%ный раствор ПВП и ричного канала. Чем больше трение таблетки о мат- 3%ный раствор желатина. Для этого отвешивали необ- рицу, тем более неоднородно распределяются в ней ходимое количество ПВП и растворяли в 96%ном эти- остаточные напряжения, плотность а также прочность, ловом спирте. В другую емкость отвешивали что приводит к расслаиванию таблеток во время их вы- необходимое количество желатина, к нему прибавляли талкивания из матрицы. Для получения качественных воду очищенную и растворяли в водяной бане до пол- таблеток давление выталкивания должна быть не бо- ного растворения желатина. В смесителе метформин лее 10% от давления прессования [7]. При использова- гидрохлорид увлажняли по отдельности, сначала нии состава №2 давление выталкивания не 24,66%ным раствором ПВП в этиловом спирте кото- поднималась выше 2,5МПа, т.е. составляла всего 2% рого уходило для увлажнения общей массы смеси по сравнении с другими составами. Анализ технологи- 30% , потом 3%ным раствором желатина, которого ческих характеристик таблеточных смесей модельных уходило для увлажнения общей массы смеси 20%. составов и качества полученных таблеток (табл. 2) по- Массу высушивали в сушильном шкафу при темпера- казал, что все составы имеют хорошую сыпучесть, туре не выше 25°С до остаточной влажности 1,7-1,8%, насыпную массу, удовлетворяют требованиям по рас- затем протирали через сито из нержавеющей стали с падаемости и механической прочности на истирание. диаметром отверстий 1,5 мм. Опудривали гранулы Наилучшим соотношением сыпучести, насыпной магния стеаратом предварительно измельченным и от- плотности, давлении выталкивания из матрицы, меха- сеянным через капроновое сито с диаметром отвер- нической прочности, прочности на истирание, распа- стий 100 мкм. Двоявыпуклые таблетки диаметром 12 даемости обладает смесь модельного состава № 2. мм в условиях производства получали на роторной Состав №2 соответствует всем физико-механическим таблеточной машине ZPY-23D (Китай). В процессе требованиям по ГФ 13 предъявляемым к таблеткам, и прессования средний вес таблеток не изменялся, прес- имеет сравнительно небольшие типоразмеры таблеток суемая масса не прилипала к пресс-формам, для прес- по сравнению к остальным составам, а это не затруд- сования не требовалось большого давления, няет проглатывание таблеток больными. В качестве получаемые таблетки имели хороший внешний вид с связывающих веществ в составе №2, использовались цельными краями и соответствовали всем физико-хи- 24,66%ный раствор ПВП и 3%ный раствор желатина. мическим требованиям ГФ XIII. В составе №2, ПВП использовали в нескольких целях, как связывающее (улучшает механическую прочность Нанесение оболочки преследует следующие цели: таблеток), дезинтегрирующее, а также скользящие придать таблеткам красивый внешний вид, увеличить (наряду с магния стеаратом) вещество. их механическую прочность, скрыть неприятный вкус, запах, защитить от воздействия окружающей среды В результате проведенных исследований пред- (света, влаги, кислорода воздуха). Пленочные обо- ложен следующий состав для ядра таблеток Мет- лочки создаются на таблетках путем нанесения рас- формин-Sharq (в миллиграмах): твора или суспензии пленкообразующего вещества с последующим удалением растворителя. При этом на метформина гидрохлорида - 500 мг поверхности таблеток образуется тонкая (0,05-0,2мм) поливинилпиролидон – 37 мг оболочка. Пленочные покрытия в зависимости от рас- желатина – 3 мг творимости делят на следующие группы: водораство- магния стеарат – 5 мг римые, растворимые в желудочном соке, растворимые средняя масса ядра – 545 мг в кишечнике и нерастворимые покрытия. Пленочные Технология приготовления таблеток Метфор- оболочки образуют ПВП, МЦ, оксипропиленметил- мин-Sharq: отвешивали необходимое количество мет- целлюлоза, NaКМЦ и др. наносимые в виде водноэта- формина гидрохлорида, просеяли через сито с нольных или водных растворов. Таблетки проксемина 41

№ 6 (99) июнь, 2022 г. имеют неприятный вкус, поэтому нами предложена 3000, ПЭГ 4000, ПЭГ 6000, пропиленгликоль, пласдон состав и технология пленочного покрытия таблеток, К-25. Аэросил добавляли для снижения липкости вы- растворимая в желудке. сыхающей пленки, и образованию гладкой поверхно- сти. Титана диоксид придает покрытию равномерный Поскольку таблетки Метформин-Sharq должны белый цвет, он делает пленку непрозрачной [5, 6]. Для растворяться в желудке, в качестве пленкообразова- выбора состава пленочного покрытия исследованы теля были выбраны ГПМЦ и МКЦ в различных кон- следующие варианты компонентов наносимых раство- центрациях, в качестве пластификатора ПЭГ различ- ров-суспензий. ной молекулярной массы такие как ПЭГ 400, ПЭГ Таблица 4. Составы растворов-суспензий для нанесения пленочного покрытия на таблетки Метформин-Sharq Наименование ингредиентов состав №1 состав №2 Содержание, % состав №5 состав №6 4,0 10,0 состав №3 состав №4 20,0 25,0 Гидроксипропилметилцеллюлоза 25,0 Целлюлоза микрокристалличе- 1,0 1,0 12,5 18,0 4,0 ская 1,0 1,0 6,0 Полиэтиленгликоль 400 1,0 3,0 3,0 3,0 Полиэтиленгликоль 3000 1,0 2,0 4,0 6,0 Полиэтиленгликоль 4000 до 100,0 1,0 6,0 2,0 Полиэтиленгликоль 6000 до 100,0 6,3 8,0 2,0 до 100,0 пропиленгликоль до 100,0 Пласдон К-25 1,6 1,6 Титана диоксид до 100,0 до 100,0 Аэросил Вода очищенная Для нанесения пленочного покрытия были ис- постоянном перемешивании добавляют полиэти- пользованы: коллоидная мельница JM-85, установка ленгликоля 4000. Содержимое перемешивают до обра- для нанесения пленочной оболочки (аппарат псевдо- зования однородной массы без комков. Второй ожиженного слоя) BG-40, оборудования фирмы раствор смешивают с прозрачным гелем гипромел- лозы и тщательно перемешивают. В полученный рас- SHOUGGUANG FUKANG PHARMACEUTICAL CO твор затем добавляют диоксид титана и аэросила. Все LTD, (Китай). При нанесении состава №1 пленкообра- тщательно перемешивают. Подсоединяют к коллоид- зование было длительным и трудоемким, увеличи- ной мельнице JM-85 (Китай) насос, регулируют размер вался расход пленкообразующего раствора, прорези между двумя дисками измельчителя до необ- следовательно, таблетки слипались. Для улучшения ходимого размера. Раствор загружают в коллоидную адгезии пленки по отношению к ядру таблетки было мельницу. Включают мельницу, проводят циркуля- решено увеличить концентрацию пленкообразовате- цию в течение 10 минут. Раствор выгружают в чистую лей (от 10% и более). В процессе покрытия составом емкость. Повторяют процесс измельчения, таким обра- №2 таблетки имели неоднородную поверхность. При зом до образования однородной массы с размерами ча- использовании для нанесения составов № 4, 5, 6, полу- стиц меньше 5 микрон. ченные покрытые таблетки имели шероховатую по- верхность, бугристость, что по-видимому связано с Технологический режим нанесения пленочной большим содержанием твердой фазы. Только состав оболочки в аппарате BG-40: таблетки ядра поме- №3 позволил получить отличные результаты по каче- щают в перфорированный барабан установки для ству покрытия, пленочная оболочка была равномер- нанесения пленочной оболочки, вращающийся со ско- ной, гладкой, однородной. ростью 60-70 оборотов в минуту, включают фильтро- ванный сжатый воздух для обеспыливания таблеток. Приготовление раствора для пленочного На пульте управления включают тамбур для нагрева покрытия таблеток Метформин-Sharq: в емкость подающего воздуха до температуры 40-500С. В пуль- наливают горячей очищенной воды температурой 90- веризатор подают раствор для нанесения оболочки под 1000С и в нее при постоянном перемешивании засы- давлением сжатого воздуха, составляющего пают гидроксипропилметилцеллюлозы. Содержимое 2,5 кгс/см2 и устанавливают стационарно перед уста- перемешивают до образования однородной массы без новкой для нанесения пленочной оболочки BG-40. комков. В нее же при постоянном перемешивании тон- Включают пульверизатор для распыления раствора. кой струйкой наливают холодной очищенной воды. По Раствор равномерно наносился на таблетки-ядра, обо- мере добавления холодной очищенной воды масса ста- лочка была равномерной, гладкой. Одним из основных новится прозрачной гелеобразной. В другую емкость наливают воды очищенной температурой 80-900С, при 42

№ 6 (99) июнь, 2022 г. показателей качества покрытия является его равномер- пределах одной серии может значительно варьиро- ность, как по поверхности отдельной таблетки, так и в ваться. Поэтому, изучали равномерность покрытия пределах одной серии. Даже в случае, если поверх- таблеток в пределах одной технологической серии, а ность готовых таблеток однородна, и таблетки имеют также для оценки качества таблеток использовали та- отличный внешний вид, масса оболочки таблеток в кие показатели, как «Описание», «Распадаемость» и «Растворение». Таблица 5. Физико-химические показатели таблеток Метформин-Sharq, покрытые оболочкой 500 мг Наименование показателей Ссылка на метод Полученные результаты Круглые двояковыпуклые таблетки белого цвета, Описание Органолептический метод покрытые оболочкой, поверхность таблеток гладкая, однородная Средняя масса и отклонения Взвешивание от средней массы, мг ГФ ХI, вып. 2, с. 154 555 + 0,01 Распадаемость, мин ГФ ХI, вып. 2, с. 158 10 + 0,5 Растворение, % ГФ ХI, вып. 2, с. 159 85,3 ± 5,6 % в течение 45 минут При проведении исследования процесса покры- таблеток-ядер Метформин-Sharq. В результате изу- тия, основываясь на однородности покрытия табле- чения однородности покрытия, определился состав, ток был выбран оптимальный состав раствора- обеспечивающий оптимальные свойства покрытий суспензий для нанесения пленочного покрытия на таблеток. Лабораторная технология успешно прошла таблетки Метформин-Sharq. апробацию в цеховых условиях, в СП OOO “Sharq”, освоен промышленный выпуск гипогликемического Выводы препарата таблетки Метформин-Sharq, покрытые пленочной оболочкой. Определен состав вспомогательных веществ, позволяющий обосновать рациональную технологию Список литературы: 1. Дедов И.И., Шестакова М.В. Алгоритмы специализированной медицинской помощи больным сахарным диа- бетом. - М., 2007. - 105 с. 2. Мкртумян А.М., Бирюкова Е.В. Метформин – единственный бигуанид с широким спектром действий, реко- мендованный IDF как препарат первого ряда выбора// РМЖ.- 2006.- Т.14.- № 27.- С. 1991-1996. 3. Джанашия П.Х., Мирина Е.Ю. Таблетированные препараты для лечения сахарного диабета 2 типа// РМЖ.- 2006.- Т. 14.- № 26.- С. 1950-1953. 4. Государственная фармакопея Российской Федерации. – 13-е изд. – Том 2. – М.: Науч. центр экспертизы средств мед. применения, 2015. – 704 с. 5. Ищенко В.И. Методические указания по выполнению лабораторных работ по промышленной технологии лекарственных средств: Учебное пособие /В.И. Ищенко. Витебск, изд-во ВГМУ. 2003. 214 с. 6. Воскобойникова И.В., Авакян С.Б., Сокольская Т.А. и др. Современные вспомогательные вещества в произ- водстве таблеток. Использование высокомолекулярных соединений для совершенствования лекарственных форм и оптимизации технологического процесса // Хим.-фарм.журн.-2005.-Т.39, № 1.- С. 22-28. 7. А.Г. Дараган, Физика таблетирования и основные технологические процессы получения таблеток, ЦБНТИ, Медицинская промышленность, Москва (1983). 8. Егошина Ю.А., Поцелуева Л.А., Галиуллина Т.Н. // Современные вспомогательные вещества в таблеточном производстве. Учебно-методическое пособие по фармацевтической технологии для иностранных студен- тов.–2003. - Казань. –– 15 с. 9. Рахимова О.Р. К., Мадрахимова М.И., Адизов Ш.М., Рахимова Г.Р. К., & Хандамов Б.Н. У. (2021). Изучение физико-химических и технологических свойств субстанции пирозалина гидрохлорида. Universum: технические науки, (9-2 (90)), 22-25. 10. Закирова Р.Ю., Рахимова Г.Р., & Мирзохидова И.М. К. (2022). РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ТАБЛЕТОК «КАРАРГИНАТ». Universum: технические науки, (4-8 (97)), 49-55. 43

№ 6 (99) июнь, 2022 г. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ИНТЕРПОЛИМЕРНЫХ КОМПЛЕКСОВ НА ОСНОВЕ КАРБОКСИМЕТИЛЦЕЛЮЛОЗЫ И ДИМЕТИЛОЛ(ТИО)КАРБАМИДОВ Рахмонкулов Жасур Эшмуминович преподаватель кафедры, Термезского инженерно-технологического института, Республика Узбекистан, г. Термез E-mail: [email protected] Эшкурбонов Фуркат Бозорович доцент, д-р хим. наук, декан факультета Термезского инженерно-технологического института, Республика Узбекистан, г. Термез E-mail: [email protected] Нормуротов Жахонгир Боймуротович магистр химической технологии Термезского инженерно-технологического института, Республика Узбекистан, г. Термез E-mail: [email protected] Жураев Миржалол Ашир угли магистрант, Термезский инженерно-технологический институт, Республика Узбекистан, г. Термез E-mail: [email protected] PHYSICO-CHEMICAL PROPERTIES OF INTERPOLYMER COMPLEXES ON THE BASIS OF CARBOXIMETILETSELYULOSE AND DIMETYLOL(TIO)KARBAMIDOV Jasur Rakhmonkulov Teacher of the department, Termez Engineering and Technological Institute, Republic of Uzbekistan, Termez Furkat Eshkurbonov Associate Professor, Doctor of Chemical Sciences, Dean of the Faculty of Termez Engineering and Technology Institute, Republic of Uzbekistan, Termez Jaxongir Normurotov Master of Chemical Technology, Termez Engineering and Technology Institute, Republic of Uzbekistan, Termez Mirjalol Juraev Graduate student of Termez Engineering and Technology Institute, Republic of Uzbekistan, Termez АННОТАЦИЯ В статье изучена закономерность реакций карбоксиметилцеллюлозы с аминосодержащими полиоснованиями диметилолкарбамидами с различной плотностью заряда и свойства полученных интерполимерных комплексов. Кроме того, были изучены вязкость и поверхностная активность синтезированных полимерных комплексов. Для изучения их свойств использовали методы ИК-спектрального и электронно-микроскопического анализа. __________________________ Библиографическое описание: ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ИНТЕРПОЛИМЕРНЫХ КОМПЛЕКСОВ НА ОСНОВЕ КАРБОКСИМЕТИЛЦЕЛЮЛОЗЫ И ДИМЕТИЛОЛ(ТИО)КАРБАМИДОВ // Universum: технические науки: электрон. научн. журн. Рахмонкулов Ж.Э. [и др.]. 2022. 6(99). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/13955

№ 6 (99) июнь, 2022 г. ABSTRACT The paper studies the regularities of the reactions of carboxymethyl cellulose with amine-containing polybases dime- thylolcarbamides with different charge densities and the properties of the obtained interpolymer complexes. In addition, the viscosity and surface activity of the synthesized polymer complexes were studied. To study their properties, the meth- ods of IR spectral and electron microscopic analysis were used. Ключевые слова: карбоксиметилцеллюлозы, полиоснования, диметилолкарбамида, интерполимерных ком- плексов, вязкость, поверхностная активность, сорбция, физико-химические свойства. Keywords: carboxymethylcellulose, polybases, dimethylolcarbamide, interpolymer complexes, viscosity, surface activity, sorption, physicochemical properties. ________________________________________________________________________________________________ В предыдущем разделе нами было рассмотрено как желатина, поливиниловый спирт и др: они жестки образование мало растворимых в воде новых полимер- и хрупки и сухом состоянии и эластичны – во влаж- ных материалов – интерполимерных комплексов на ном. Одно из основных свойства интерполимерных основе карбоксиметилцелюлозы и диметилолкарба- комплексов – способность набухать в воде и водных мидов являющихся продуктами завершенных реакций средах –существенно зависит от рн среды, в кото- между полиэлектролитами. Свойства таких материа- рую он помещен. лов определяются структурой полиэлектролитами, которая в свою очередь зависит от природы состав- При сравнении набухаемости образцов интер- ляющих компонентов [4, С.59-62, 5,с.240]. С этой полимерных комплексов на основе карбоксиметил- точки зрения представляет интерес изучение интер- целюлозы и диметилолкарбамидов в воде (рис. 1 полимерных комплексов с участием жесткоцепной кр. 1,2) видна разница как в величинах предельных КМЦ – полимер природного происхождения. степеней набухания, так и в характере зависимостей набухания от времени. Предельная степень набухания Цель данного раздели заключается в следующем: образца, интерполимерных комплексов на основе на основании физико-химических свойства интер- карбоксиметилцелюлозы и диметилолкарбамидов, полимерных комплексами установить структура по- выше и достигает насыщения через 10 мин, в то время лучаемого продукта, выявить зависимость между кинетические кривые набухания образцов карбокси- свойствами полученных продуктов с природой со- метилцелюлозы и диметилолтиокарбамидов отчет- ставом исходных компонентом. ливо S – образны и достигают насыщения через час. Для исследования физико-химических свойства Как видно из рис 1 (кр.2), предельная степень и структура образцы интерполимерных комплексов на набухания интерполимерных комплексов на основе основе карбоксиметилцелюлозы и диметилолкарба- карбоксиметилцелюлозы и диметилолкарбамидов в мидов получали в форме пленок из водных растворов два раза ниже по сравнению со степенью набухания смесей интерполимерных комплексов путем испаре- интерполимерных комплексов на основе карбокси- ния растворителя. метилцелюлозы и диметилолтиокарбамидов. Свойства пленок интерполимерных комплексов аналогичны свойствам обычных гидрогелей, таких, 250 200 150 q, % 100 50 0 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5 10 10,5 t, vaqt Рисунок 1. Кинетика набухания образцов интерполимерных комплексов различного состав в водной среде при 25°С; 1- КМЦ+ДМК, 2-КМЦ+ДМТ 45

№ 6 (99) июнь, 2022 г. По-видимому, это связано с тем, что макромоле- Это свидетельствует о важной роли стерического кулы карбоксиметилцелюлозы и диметилолкарбами- соответствия в реакциях между полиэлектролитами. дов более плотно упакованы вследствие меньшей молекулярной массы диметилолкарбамидов по срав- Формирование интерполимерных комплексов нению с поликатионом диметилолтиокарбамидов. на основе КМЦ с ДМК или с ДМТ можно проследить, наблюдая изменения морфологии КМЦ, ДМК и ДМТ Способнось интерполимерных комплексов набу- методом растровой электронной микроскопии. На хать в водных средах существенно зависит от рн рис. 2 приведены микрофотографии поверхности среды, в которую он помещен. пленок КМЦ (а), ДМК (б) (микрофотографии ДМК и ДМТ идентичны, поэтому приводим микрофото- У интерполимерных комплексов в нейтральных графии только ДМК и интерполимерных комплек- средах (5<pH>10) наблюдается более стабильные сов КМЦ-ДМК (в), КМЦ-ДМТ (г). Видно, что значения степени набухания, вследствие чего структура интерполимерных комплексов весьма од- наблюдается небольшое повышение степени набу- нородна и не сильно отличается от структуры типич- хания ПЭК. При обусловлено разрушением системы ного жесткоцепного полимера КМЦ. В то время межмолекулярных солевных связей в частицах структура интерполимерных комплексов не имеет интерполимерных комплексов. При увеличении рн ничего общего с неоднородной структурой ДМК и среды происходит экранирование карбоксильных ДМТ. Это значит, что системы, включающие в свой групп, включенных в систему межмолекулярных состав КМЦ и ДМК или ДМТ, гомогенны, т.е. обра- ионных связей, катионами щелочи, что приводит у зуется интерполимерных комплекс. Подробную ин- разрыву ионных связей. Набухаемость образца формацию о более тонких особенностях структуры резко возрастает, вследствие чего ПЭК разрушается. этим методом получить не удалось, потому что ПЭК, подобно веществам, находящимся в стеклообразном Из приведенных данных можно сделать вывод, состоянии, выглядят под электронным микроскопом что реакции между интерполимерных комплексами как сплошные тела. сопровождаются существенными конформацион- ными эффектами и что в комплексах одного и того же интерполимерных комплекса с различными проти- воположно заряженными макромолекула состояния. Рисунок 2. Электронные микрофотографии поверхности порошков КМЦ (а), ДМК (б), КМЦ+ДМК (в), КМЦ+ДМТ (г) 46

№ 6 (99) июнь, 2022 г. С целью исследования строения интерполимер- Изменение режима нагревания (температуры и про- ных комплексов и природы химических процессов, должительности) позволяет регулировать количество протекающих в них при нагревании, были изучены амидных связей в интерполимерных комплексов и, термоустойчивость (методом термогравиметрии) и тем самым, направленно менять свойства интерполи- ИК-спектры как исходных компонентов, так и образ- мерных комплексов, прежде всего степень набухания цов интерполимерных комплексов. и механические свойства пленок в водных средах [2]. Как известно [1, с. 2637-2643, 2, с. 125, 3, с. 1629- То есть, процесс образования межмакромолеку- 1633], в исходном интерполимерных комплексе лярных амидных связей в интерполимерных ком- принимают участие в реакции образования амидных плексов можно использовать в качестве одного из связей только те функциональные макромолекулы, способов химической модификации для целенаправ- которые образовали друг с другом солевые связи. ленного изменения свойств материалов из интерполимерных комплексов. Список литературы: 1. Зезин А.Б., Рогачева В.Б., Комаров В.С., Разводовский Е.Ф. Образование амидных связей в полиэлектролитных комплексах // Высокомол.соед. – 1975. – Т.А.17. - №12. – С. 2637-2643. 2. Комаров В.С. Исследование реакций между макромолекулами, протекающими в упорядочнных системах- полиэлектролитных комплексах. Дисс. …канд. Хим.наук. – М., 1977. -125 с. 3. Комаров В.С., Рогачева В.Б., Зезин А.Б. Исследование структуры и свойств полимер-полимерных амидов // Высокомол.моед. – 1978. – Т.А.20. - №7. – С. 1629-1633. 4. Нургалиева Ф.Ф., Холмуминов А.А., Кучкарова О.Р., Тиллаев Р.С. О свойствах растворов смесей серицина с Na-КМЦ // Узб.хим.журнал. – 1995. -№5-6. –С. 59-62. 5. Привалко В.П. Молекулярное строение и свойства полимеров. – Л., Химия, 1986. – 240 с. 47

№ 6 (99) июнь, 2022 г. ИССЛЕДОВАНИЕ МОРФОЛОГИИ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ МЕТАЛЛОВ КОБАЛЬТА С ПОЛУЧЕННЫМИ ИОНИТАМИ Рахмонкулов Жасур Эшмуминович преподаватель кафедры, Термезский инженерно-технологический институт, Республика Узбекистан, г. Термез E-mail: [email protected] Эшкурбонов Фуркат Бозорович доц., д-р хим. наук, декан факультета, Термезский инженерно-технологический институт, Республика Узбекистан, г. Термез E-mail: [email protected] Нормуротов Жахонгир Боймуротович магистр химической технологии, Термезский инженерно-технологический институт, Республика Узбекистан, г. Термез E-mail: [email protected] Жураев Миржалол Ашир угли магистрант, Термезский инженерно-технологический институт, Республика Узбекистан, г. Термез E-mail: [email protected] PHYSICO-CHEMICAL PROPERTIES OF INTERPOLYMER COMPLEXES ON THE BASIS OF CARBOXIMETILETSELYULOSE AND DIMETYLOL (TIO) KARBAMIDOV Jasur Rakhmonkulov Teacher of the department, Termez Engineering and Technological Institute, Republic of Uzbekistan, Termez Furkat Eshkurbonov Associate Professor, Doctor of Chemical Sciences, Dean of the Faculty of Termez Engineering and Technology Institute, Republic of Uzbekistan, Termez Jaxongir Normurotov Master of Chemical Technology, Termez Engineering and Technology Institute, Republic of Uzbekistan, Termez Mirjalol Juraev Graduate student of Termez Engineering and Technology Institute, Republic of Uzbekistan, Termez АННОТАЦИЯ Исследованы строение и свойства полученных сетчатых ионитов и их комплексных соединений кобальта методами сканирующей электронной микроскопии и ИК-спектроскопии. Результаты EDAX устройства показали, что в ионитах элементный состав представляется в основном углеродом, кислородом, азотом, серой, хлором, натрием и кобальтом. Вместе с тем ослабевают полосы поглощения в области 1320, 1121см–1, также связанные с группой –СООNa. Анализ ИК-спектров показывает, что полосы поглощения при 479 см–1 подтверждают образо- вание связи ν Co-О в комплексах. __________________________ Библиографическое описание: ИССЛЕДОВАНИЕ МОРФОЛОГИИ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ МЕТАЛЛОВ КОБАЛЬТА С ПОЛУЧЕННЫМИ ИОНИТАМИ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Рахмонкулов Ж.Э. [и др.]. 2022. 6(99). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14003

№ 6 (99) июнь, 2022 г. ABSTRACT The structure and properties of the resulting networked ion exchangers and its complex cobalt compounds by scan- ning electron microscopy and IR spectroscopy were studied. Found, the results of the EDAX device showed that in the ion exchangers the elemental composition is represented mainly by carbon, oxygen, nitrogen, sulfur, chlorine, sodium and cobalt. At the same time, the absorption bands in the 1320, 1121 cm-1 region, also associated with the –COONa group, are weakened. Analysis of IR spectra shows that the absorption bands at 479 cm-1 confirm the formation of the ν-Co-O bond in the complexes. Ключевые слова: комплексообразование, кобальт, микроструктуры, состав, ИК-спектроскопия, способность, результаты EDAX устройства, кривые. Keywords: Complexation, cobalt ions, ion exchanger, microstructure, composition, scanning electron microscopy, IR spectroscopy, ability, results, EDAX devices, curves. ________________________________________________________________________________________________ В последние годы с целью предварительного олигомерами и полимерами (МФО) [2, с. 54]. Ав- концентрирования ионов металлов из больших объе- торами работы установлено, что поликомплексы мов воды нашли применение сорбционные методы с КМЦ – МФО стабилизированы как электростатиче- использованием полимерных сорбентов. Применение скими взаимодействиями между карбоксиланио- полимерных сорбентов, содержащих функционально- нами КМЦ и аминогруппами полиоснования МФО, аналитические группы, позволяет значительно так и водородными связями гидроксильных групп упростить ход анализа, повысить его избирательность, КМЦ с карбонильными группами МФО. Соотноше- экспрессность при определении микроколичеств ние между количеством связей того или другого типа элементов (n×10–3–n×10–6%) в объектах окружаю- можно изменять, варьируя процентным содержанием щей среды и источниках их загрязнения. Высокая триазиноновых циклов. избирательность и эффективность концентрирования, простота и удобство при подготовке проб определили Наибольшее значение имеет натриевая соль кар- перспективность применения полимерных сорбентов. боксиметилцеллюлозы (Na-КМЦ), которая, как и КМЦ, представляет собой белое твердое вещество Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) способна об- (волокнистое или порошкообразное) с насыпной разовать интерполимерный комплекс с противопо- массой 400–800 кг/м3, плотность – 1590 кг/м3. ложно заряженными мочевиноформальдегидными Диметилолкарбамиды способны взаимодейство- Полосы поглощения в области 1690–1740 см–1 харак- вать со многими органическими и неорганическими соединениями, содержащими активные атомы водо- терны для амидных связей. Полосы поглощения в рода. В большинстве случаев происходит простое области 1490–1580 см–1 доказывают, что в полученном присоединение, включающее миграцию атома водо- рода к атому азота карбамидной группы [4, с. 140]. продукте имеются –NH-связи. Кроме этих, полосы На основании этого проведена обработка карбокси- поглощения в области 3329 см–1 характерны для – метилцеллюлозы и диметилолкарбамида в высушен- ном бензоле (взятом в эквимолекулярном количестве) ОН-групп в структуре Na – КМЦ. Полосы поглощения в присутствии катализатора диэтиламина. 1400 и 1550–1610 см–1 характерны для –COONa-групп структуре Na – КМЦ. В результате реакции между КМЦ и диметилол- карбамидом образуются амидные связи. Эти хими- Полученые результаты показывают, что в ческие связи доказаны с помощью ИК-спектров. структуре синтезированного ионита имеются ОН–, СОО–, С=O функциональные группы. Особенно амидновые группы имеют хорошие сорбционные свойства. 49

№ 6 (99) июнь, 2022 г. Рисунок 1. ИК-спектр комплексообразующих ионитов на основе ДГТ+ Na – КМЦ Очистку полимерных сорбентов проводили по Процесс комплексообразования ионов металлов Co2+ методике, приведенной в работе [3, с. 338]. Иониты с ионитом ДМК+ Na – КМЦ исследовали в зависи- размельчали в ступке и при помощи сит разделяли мости от рН и времени. Опыты проведены при сле- по фракциям: 0,16, 0,25, 0,54 мм. В работе была ис- дующих условиях: концентрация металлов – пользована фракция 0,16–0,25 мм. Для очистки иони- 0,05 г/л, температура – 25 °С, норма ионита – 0,10 г. тов помещали в стакан с насыщенным раствором хлорида натрия и оставляли на 24 ч для набухания. Зависимость степени комплексообразования ме- Затем перемешивали и сливали раствор декантацией. таллов от рН исследовали в диапазоне рН от 2 до 8, Затем иониты промывали дистиллированной водой продолжительность процесса составляла от 15 до и обрабатывали 5%-ным раствором щелочи до отри- 120 мин. цательной реакции на ионы Cl– (проба с нитратом серебра). С ростом рН 6 и 8 процесс комплексообразова- ния уменьшается. При использовании рН 6 в течение Отмывали иониты от щелочи дистиллированной 10 мин комплексообразование кобальта составляет водой до нейтральной реакции промывных вод по 21,6%, а при увеличении процесса до 110 мин – фенолфталеину, отфильтровывали на воронке составляет 25,14%, незначительное увеличение Бюхнера, высушивали до воздушно-сухого состояния наблюдается в процессе комплексообразования с в сушильном шкафу при температуре 40 °С. увеличением времени. В щелочной среде при рН 8 наблюдается уменьшение значения комплексообра- Для изучения строения их поверхности, а также зования, за 10 мин процесса – 18,2%, а при 110 мин – для исследования теоретических и прикладных во- 21,17%. Видимо, это связано с тем, что ионы кобальта просов сорбции на комплексообразующих ионитах слабо взаимодействуют с карбоксильными группами используются различные физико-химические методы. Na – КМЦ в щелочной среде. Анализ физико-химических характеристик ионита [5] охарактеризован данными с помощью методов ИКС На рисунках 2–5 приведены электронные мик- и СЭМ. роснимки поверхности образцов. Как видно из снимков СЭМ, поверхность (при увеличении ×250) В большинстве случаев зависимость степени состоит из больших и мелких частиц, между кото- комплексообразования от рН среды обусловлена рыми имеются поры. Светлые частицы кобальта пре- стабильностью комплексов ионов металлов с функ- обладают, так как они заметно больших размеров и циональными группами ионита. Комплексообра- плотно комплексообразованы в порах ионита ДМК+ зование ионов металлов ионитом, содержащим Na – КМЦ. Результаты элементного состава на карбоксильные и тиольные группы, может осу- устройстве EDAX показывают, что содержание ко- ществляться за счет образования как ионной, так и бальта составляет 4,3 и 0,2 вес. %. координационной связи. Количество функциональных групп, способных реагировать с ионами метал- лов [1, с. 453–455], существенно зависит от рН. 50

№ 6 (99) июнь, 2022 г. Рисунок 2. Микроструктура ДМК+ Na – КМЦ Рисунок 3. Микроструктура ДМТ+ Na – КМЦ после комплексообразования кобальта (II) после комплексообразования кобальта (II) Рисунок 4. Химический элементный состав образцов, Рисунок 5. Химический элементный состав образцов, полученный при норме ионита 1,5 г и времени 120 мин полученный при норме ионита 1,5 г и времени 120 мин при разных концентрациях кобальта (II), 0,05 г/л при разных концентрациях кобальта (II), 0,005 г/л С целью уточнения механизма поглощения поглощения эпоксидных групп в области 1144 см–1 ионов кобальта(II) ДМК+ Na – КМЦ при различных концентрациях кобальта (II) были записаны ИК- отсутствуют. В них проявляются частоты амино- спектры образцов (рис. 6). групп в области 1616–1668–1717, 3363 см–1. В указан- Метод ИК-спектроскопии позволил получить ных спектрах частоты С–С-связи – 975–1054, СН и информацию о строении комплексных соединений, СН2 групп, относящиеся к валентным колебаниям в а также оценить силу связывания между лигандами и области 2683–2851 и 1455 см–1, и полосы поглощения различными металлами. Характеристические полосы C = S в области 1403 см–1 сохраняются. Рисунок 6. ИК-спектр ионита ДМК+ Na – КМЦ закомплексообразованного кобальта (II) 51

№ 6 (99) июнь, 2022 г. Сильные изменения при комплексообразовании образованием координационной связи С= S →M+2 – испытывают такие частоты в области 1330–778 см–1, N = C. которые приписываются внеплоскостным колебаниям Таким образом, способность ионов металлов к гетероциклического кольца. комплексообразованию определяется величиной сдви- В комплексах полимера формалина и тиомоче- га характеристических полос полимерного лиганда. Изменение частот колебаний NH-группы (3400 см–1) вины в водной среде при добавлении к смеси моно- в присутствии ионов металлов указывает на образо- меров меламина с солями меди полоса при 1500 см–1 вание координационной связи S → M – N, вслед- сдвигается на 20, 15, и 10 см–1 соответственно в область ствие присутствия p и d – электронных орбиталей, а также π – электронов азота и серы полимера. высоких частот. Поскольку при координации азота и серы частота валентных колебаний С = N, С = S, как правило, повышается, то эти сдвиги обусловлены Список литературы: 1. Исследование сорбции некоторых металлов на синтезированных комплексообразующих ионитах / Х.Х. Тураев, А.Т. Джалилов, Ш.А. Касимов, Н.Н. Эргашева [и др.] // III Международная конференция по хи- мии и химической технологии. – 2013. – С. 453–455. 2. Мухамедов Г.И. Интерполимерные комплексы на основе аминосодержащих мочевиноформальдегидных олигомеров и полимеров и их применение: Автореф. дис. … д-ра хим. наук. – М., 1991. – 54 с. 3. Самсонов Г.В., Тростянская Е.Б., Елькин Г.Э. Ионный обмен. Сорбция органических веществ. – Л. : Наука, 1969. – 338 с. 4. Феттес Е. Химические реакции полимеров / пер. с англ. Т. 2. – М. : Мир, 1967. – C. 1040. 5. Эшкурбонов Ф.Б., Джалилов А.Т. Исследование сорбционных свойств полученного ионита на основе гидро- лизованного полиакрилонитрила // Universum: Химия и биология: электрон. научн. журн. – 2014. – № 3 (4) / [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://7universum.com/ru/nature/archive/item/1068. 52

№ 6 (99) июнь, 2022 г. ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ ОЧИСТКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД УЗБЕКИСТАНА Урунова Хуршида Шодиевна преподаватель кафедры “Безопасность жизнедеятельности” Навоийского государственного горного и технологического университета Республика Узбекистан, г.Навои E-mail: [email protected] Ахмедова Назира Махмудовна доц. кафедры “Безопасность жизнедеятельности” Навоийского государственного горного и технологического университета Республика Узбекистан, г.Навои E-mail: [email protected] Муртозаева Мохинабону студент Навоийского государственного горного и технологического университета Республика Узбекистан, г. Навои Уткирова Шахноза студент Навоийского государственного горного и технологического университета Республика Узбекистан, г. Навои OPTIMIZATION OF INDUSTRIAL WASTEWATER TREATMENT TECHNOLOGY IN UZBEKISTAN Khurshida Urunova Lecturer at the Department of Life Safety Navoi State Mining and Technological University Republic of Uzbekistan, Navoi Nazira Akhmedova Associate Professor of the Department of Life Safety Navoi State Mining and Technological University Republic of Uzbekistan, Navoi Mokhinabonu Murtozaeva Student, Navoi State Mining and Technological University Republic of Uzbekistan, Navoi Shakhnoza Utkirova Student Navoi State Mining and Technological University Republic of Uzbekistan, Navoi АННОТАЦИЯ В статье рассматриваются проблемы очистки промышленных сточных вод, а также приводятся результаты теоретического изучения, термодинамического обоснования и практической перспективы использования окси- дов азота (NO2, NO) в место SO2 в регенерации цианистых растворов производства благородных металлов. ABSTRACT The article deals with the problems of industrial wastewater treatment, as well as the results of a theoretical study, thermodynamic justification and practical prospects for the use of nitrogen oxides (NO2, NO) instead of SO2 in the regen- eration of cyanide solutions in the production of precious metals __________________________ Библиографическое описание: ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ ОЧИСТКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД УЗБЕКИСТАНА // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Урунова Х.Ш. [и др.]. 2022. 6(99). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/13965

№ 6 (99) июнь, 2022 г. Ключевые слова: сточные воды, очистка, очистные сооружения, промышленные предприятия, промышленные стоки, загрязнения, окружающая среда, утилизация, методы обработки, негативное влияние Keywords: wastewater, treatment, treatment facilities, industrial enterprises, industrial effluents, pollution, environment, disposal, treatment methods, negative impact ________________________________________________________________________________________________ Актуальность в подавляющем большинстве случаев показатели загрязненности сточных вод во многом превышают На сегодняшний день в Узбекистане крайне установленные нормы. И одним из ключевых факто- актуальна проблема, связанная с загрязнением ров превышения норм по содержанию загрязнений в окружающей среды ввиду повсеместного наличия и сточных водах на предприятиях является использо- образования сточных вод. И проблема не ограничи- вание достаточно устаревших физическом отноше- вается большими объемами хозяйственно-бытовых нии очистных сооружений, которые не выполняют сточных вод, которые неизбежны и в небольших свои функции. А также не подлежат модернизации городах и, тем более, крупных городах. Большую или какой-либо реконструкции, потому что техноло- опасность представляют сточные воды заводов и гически не способны провести очистку до современ- фабрик Узбекистана. Поэтому очистка сточных вод ных требований по очистке. промышленных предприятий - это глобальная за- дача, которую необходимо решать. Очистка сточных вод предприятий требует внедрения новых технологий, способных свести к В настоящее время по всему миру существует минимуму негативное влияние на экологию, а также много промышленных предприятий, очистные со- необходимо строительство собственных локальных оружения которых, работают неэффективно, выве- очистных сооружений. дены из эксплуатации или вообще отсутствуют [1]. Это приводит к тому, что сточные воды без необхо- При разработке проекта строительства очистных димой предварительной очистки попадают на город- сооружений целесообразным является использование ские очистные сооружения, наносят значительный методов обработки сточных вод, которые позволили вред окружающей среде, результатом чего являются бы извлечь из них все загрязнения. Первый вопрос, большие штрафы, налагаемые на предприятия за который возникает перед собственником предприя- превышение нормативов сброса загрязняющих ве- тия - какие капитальные и эксплуатационные затраты ществ. Совершенно недопустимой является ситуация, необходимые для реализации проекта и какова эко- когда сточные воды сбрасываются в водный объект номическая целесообразность таких инвестиций? вообще без какой-либо очистки. В то же время, значительное уменьшение экс- В Узбекистане появляется широкое многообразие плуатационных затрат при незначительном влиянии промышленных стоков, требующих особого изучения на конечный результат очистки является важной за- относительно каждой отрасли промышленности. дачей как для природоохранных органов, так и для Сточные воды производственных предприятий Узбе- собственников предприятия. Это объясняется тем, кистана, при попадании в окружающую экосистему что с ростом объемов использования реагентов и наносят непоправимый ущерб экологии. Исходя из энергоносителей, где возрастают не только прямые указанного фактора, на каждом предприятии является затраты, но и степень вторичного загрязнения окру- важным решение задач, связанных с их очисткой. жающей среды. Поэтому реализация проекта очист- Несомненно, именно промышленные предприятия ных сооружений требует достижения баланса между выступают основным источником экологических минимизацией использования ресурсов и эффектив- проблем, связанных со сбросом сточных вод, которые ностью предложенных технологических процессов существуют в современном мире. Ведь производ- очистки, что становится возможным благодаря ственные предприятия на примере ГМЗ Навоийского внедрению современных научно-технических до- горно-металлургического завода и АО Навоиазот стижений и разработок. используют химические вещества в различных техно- логических процессах, которые и попадают в стоки Рассматривая промышленные объекты, надо от- после неполной очистки и далее в водоемы. Тем са- метить, что существует множество факторов, кото- мым наносится колоссальный вред окружающей среде рые влияют на состав стоков. Рыночные отношения Навоийской области. требуют от каждого производителя широкого и ори- гинального ассортимента продукции. Поэтому на Очистка промышленных сточных вод, а также состав сточных вод в первую очередь влияют техно- промышленных стоков в целом строго регламентиро- логии производства и используемое в них сырье. ваны действующим законодательством Узбекистана, В качестве второстепенных факторов, свое влияние основываясь на которые становится понятно, что каж- могут оказывать качество воды, климатические дое предприятие, на котором образуются сточные условия, утилизация побочных продуктов и т.п. [2]. воды, обязано минимизировать негативное влияние и последствия от утилизации стоков. Именно поэтому для внедрения эффективной технологии очистки сточных вод и строительства Методология и результаты локальных очистных сооружений на промышленных предприятиях невозможно пользоваться устаревшими Но установленные законом требования в полном источниками информации и справочниками, или же объеме зачастую предприятиями не выполняются, общими решениями и разработками. Для того чтобы предложенная технология была действительно 54

№ 6 (99) июнь, 2022 г. эффективной, необходимо проведение тщательного в 1,3 107 раз сильнее и способна вытеснить из рас- первичного обследования, которое условно можно разделить на три основных этапа: сбор исходных твора более слабую кислоту - НСN (К = 1,32 10-9). данных, полевые работы и выполнение расчетов. Вытесненный НСN (газ) поглощается в растворе щелочи и в дальнейшем повторно используется в В нашей исследовательской работе приводятся процессе цианирования. результаты теоретического изучения очистки сточ- ных вод промышленных предприятий ГМЗ и АО Сравнение константы диссоциации сернистой и Навоиазот, термодинамического обоснования и синильной кислот с Кдисс= 4,6 10 -4 азотистой кислоты, практической перспективы использования оксидов которая образуется при поглощении оксидов азота азота (NO2, NO) в место SO2 в регенерации циани- (NO2, NO), показывает, что хотя НNO2 в 37 раз сла- стых растворов производства благородных металлов. бее Н2SO3, однако в 3,5 105 раз сильнее HCN. К тому же если процесс проводится в присутствии кисло- Известно, что в процессе выщелачивания драго- рода воздуха, то поглощения оксидов азота становится ценных металлов из обогащенной руды применяется полноценной с образованием более сильной кис- метод цианирования, в конечной стадии после из- лоты HNO3. Это означает, с точки зрения теории, влечения основного металла цементацией цинковой что продукты поглощения оксидов азота способны пылью, в образовавшемся отвальном растворе, оста- вытеснить из водных растворов HCN и позволяет ются в значительном количестве свободный цианид и цианистые комплексы цинка, и другие сопутствую- предполагать о возможности использования про- щие металлы в переработанной руде [3]. Данный этап мышленных выбросных нитрозных газов (хNO2+уNO, производства характеризуется большим удельным х:у ≥ 0,6:0,4) вместо SO2 в регенерации цианистых расходом цианистого реагента и для предотвращения растворов. этого отвальный цианистый раствор подвергается регенерации под действием двуокиси серы. Сущно- Для проверки этого предположения, в соответ- стью процесса заключается в том, что SO2 растворяясь ствии технологии регенерации цианистых отвальных в отвальном растворе превращается в средней силы растворов, нами изучены следующие возможно про- кислоту - Н2SO3 (К1 =1,7 10-2, К2 = 6,8 10-8), которая текающие реакции в 1-5 стадиях между компонен- тами цианистых растворов и нитрозных газов: 1. Нейтрализация защитной щелочи: Ca2+ + 2 OH- + 2NO2 + 0,5O2 = Ca2+ + 2NO3- + H2O и Ca2+ + 2 OH- + 2NO + 0,5O2 = Ca2+ + 2NO2- + H2O 2. Вытеснение свободного цианистого водорода: 2CN- + 2NO2 + 0,5O2 + H2O = 2NO3-+ 2HCN и 2CN- + 2NO + 0,5O2 + H2O = 2NO2- + 2HCN 3. Разложение цианистых комплексов металл-ионов: [Zn(CN)4]2- + 4NO2 + O2 + 2H2O = Zn2+ + 4NO3- + 4HCN [Zn(CN)4]2- + 2NO + 0,5O2 + H2O = Zn2+ + 2NO2- + 2HCN + 2CN- [Cu(CN)3]2- + 2NO2 + 0,5O2 + H2O = CuCN + 2NO3- + 2HCN [Cu(CN)3]2- + 2NO + 0,5O2 + H2O = CuCN + 2NO2- + 2HCN 4. Разложение смешанных (цианистороданистых) комплексов металл-ионов: [Ag(CNS)(CN)2]2- + 2NO2 + 0,5O2 + H2O = AgCNS + 2NO3- + 2HCN [Ag(CNS)(CN)2]2- + 2NO + 0,5O2 + H2O = AgCNS + 2NO2- + 2HCN [Cu(CNS)(CN)3]3- + 4NO2 + O2 + 2H2O = CuCNS + 4NO3- + H+ + 3HCN [Cu(CNS)(CN)3]3- + 4NO + O2 + 2H2O = CuCNS + 4NO2- + H+ + 3HCN 5. Поглощение выделяемого циановодорода раствором щелочи: nHCN(газ) + Mn+ (раствор)) + n OH- (раствор) = n CN-(раствор) + H2O + Mn+(раствор) (Mn+ = Na+, K+ , Ca2+) Для установления термодинамической возможно- х:у ≥ 0,6:0,4) смеси и цианистых соединений обраба- сти реакций в 1-4 стадиях вычислены величины изо- тываемого отвального раствора. Исходя из этого, бара-изотермического потенциала (ΔG298) и Кравн, за основной характеристики, как главный фактор, исходя из величин ΔЕовр - электродвижущей силы и определяющий протекания предполагаемых реак- Ео - окислительно-восстановительных потенциалов ций, для расчетов использованы величины ОВП (ОВП) реагирующих веществ. Так как в реакциях следующих реакций: 1-4 стадий, в отличие от способа использования SO2, идущего только по ионообменному механизму, осо- Ео2NO2 + 2H2O - 2е- = 2NO3- + 4H+ = +0,755 в; бенностью протекания регенерационного процесса является сопряженность двух - окислительно-вос- Ео NO + H2O - е- = NO2- + 2H+ = +1,00 в; становительной (ОВ) и ионообменной реакций между компонентами барботируемой (хNO2+уNO, Ео O2 + 4H+ + 4е- = 2Н2О = +1,228 в; 55

№ 6 (99) июнь, 2022 г. Цианистые соединения отвального раствора в для случая поглощения NO: ОВ реакциях не участвуют, поэтому их ОВП здесь ΔЕовр = + 0,228 в > 0; учитываются. ΔG298 = -22,0 Кдж < 0 и Кравн = 1 ∙103 В расчетах использованы фундаментальные со- отношения термодинамики ОВ процессов: Выводы ΔЕовр = Ео окислитель - Еовосстановител; По полученным данным можно сделать заключе- ние, что под действием компонентов выбросных ΔG298 = - ΔЕовр∙n∙ F; нитрозных газов термодинамически и кинетически возможно, осуществить регенерацию цианистых lgKравн = (ΔЕовр∙n∙ F) /2,3RT растворов гидрометаллургических производств, благородных металлов, что указывает на практиче- По результатам расчета выявлены, следующие скую перспективность предлагаемого способа. величины: Также надо отметить, что глубина и скорость про- цесса зависят от количественного соотношения для случая поглощения NO2: хNO2/уNO, т.е. наибольшее количество двуокиси азота ΔЕовр = + 0,473 в > 0; в смеси способствует протеканию процесса с повы- шенной производительностью. ΔG298 = -45,644 Кдж < 0 и Кравн = 1 ∙108 Список литературы: 1. Грищенко С.В., Ищейкина Ю.О. Гигиеническая оценка состояния окружающей среды Донецкой области: проблемы, факторы риска и территории повышенной экологической опасности. // Медицинские перспек- тивы. - 2009. - Т. 14, № 3. С. 109-116. 2. Ковальчук В.А. Состав и особенности сточных вод предприятий молокоперерабатывающей промышленно- сти // Вестник Национального университета водного хозяйства и природоиспользования. Технические науки: сборник научных работ. 2012, вып. 1 (57), с. 59-66. 3. Масленицкий И.Н., Чугаев Л.В., Борбат В.Ф., Никитин М.В., Стрижко Л.С. «Металлургия благородных ме- таллов». Москва, Изд-во «Металлургия» 1987 г., с. 431. 56

№ 6 (99) июнь, 2022 г. DOI - 10.32743/UniTech.2022.99.6.13884 ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА АЗОТНЫХ СОЛЕЙ НОДИЯ НА БАЗЕ МЕСТНОГО СЫРЬЯ Хидирова Юлдуз Ходжаназаровна доцент Каршинского инженерно-экономического института Республика Узбекистан, г. Карши Бердиева Зиёда Икром кизи магистр Каршинского инженерно-экономического института Республика Узбекистан, г. Карши Назаров Феруз Фарходович ст. преподаватель, Каршинский инженерно-экономический институт Республика Узбекистан, г. Карши E-mail: [email protected] NODIUM NITROGEN SALTS PRODUCTION TECHNOLOGY BASED ON LOCAL RAW MATERIALS Yulduz Khidirova Associate Professor, Karshi Engineering and Economics Institute Republic of Uzbekistan, Karshi Ziyoda Berdieva Master of Karshi Engineering and Economics Institute Republic of Uzbekistan, Karshi Feruz Nazarov Senior Lecturer, Karshi Engineering and Economic Institute Republic of Uzbekistan, Karshi АННОТАЦИЯ Внедрение систем менеджмента качества при производстве продукции, обеспечивающих соответствие про- дукции международным стандартам, решено не на всех предприятиях. Этот недостаток особенно характерен для отраслей, производящих товары народного потребления, таких как легкая промышленность, фармацевтическая промышленность и промышленность строительных материалов, которые имеют для нас большое значение. ABSTRACT The introduction of quality management systems in the production of products that ensure the compliance of products with international standards has not been decided at all enterprises. This shortcoming is especially true for consumer goods industries such as light industry, pharmaceutical industry and building materials industry, which are of great importance to us. Ключевые слова: нитрит кальция, сырья, нитрит, нитрат, цеолит, сульфат натрия, азотной кислоты. Keywords: calcium nitrite, raw material, nitrite, nitrate, zeolite, sodium sulfate, nitric acid. ________________________________________________________________________________________________ Имеются огромные неиспользованные возмож- средства на обновление и модернизацию производ- ности в использовании производственного потенци- ства, привлекаем большие объемы иностранных инве- ала, созданного в нашей стране. Мы тратим большие стиций. Необходимо критически проанализировать уровень переработки сельскохозяйственного сырья __________________________ Библиографическое описание: Хидирова Ю.Х., Бердиева З., Назаров Ф.Ф. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА АЗОТНЫХ СОЛЕЙ НОДИЯ НА БАЗЕ МЕСТНОГО СЫРЬЯ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 6(99). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/13884

№ 6 (99) июнь, 2022 г. на отечественных предприятиях и выявить имеющи- превращается в сульфат натрия, получается раствор еся ресурсы и возможности для его развития, а также нитрита натрия, а сульфат кальция остается в осадке принять специальное решение по ускорению разви- [8]. Во втором варианте нитрит-нитрат превращают тия перерабатывающих производств, увеличению в сульфат кальция-натрия с получением раствора ассортимента и повышению качества потребитель- нитрита-нитрата натрия. Образовавшийся раствор ской продукции и товаров. испаряется и кристаллизуется до тех пор, пока не пе- рейдет в твердую фазу. При центрифугировании го- Химическая промышленность сыграла ключе- тового продукта отделяют нитрит натрия и вую роль в развитии агрохимического комплекса и исходный раствор снова возвращают на упаривание. экономики. Производство отрасли развивается на Промежуточный продукт, образующийся по обоим основе высоких технологий, а продукция должна со- вариантам, используется в качестве гипсового мате- ответствовать требованиям мировых стандартов. риала в строительстве из сульфата кальция [9]. Поэтому одной из основных целей развития совре- менной химической промышленности является раз- Спрос на нитрит натрия и нитритные соли кальция витие экономики Республики Узбекистан [3]. Одним растет в основном в машиностроении, металлургии, из направлений развития экономики республики производстве бумаги, резиновой промышленности, является эффективное комплексное использование текстильной промышленности, фармацевтике, пи- природного сырья, производство конкурентоспо- щевой промышленности, строительстве, медицине и собной и импортозамещающей продукции из местной сельском хозяйстве. сырьевой базы [4]. Нитрит натрия импортируется, потому что он не Такие желательные химические продукты вклю- производится на месте. Годовая потребность в этих чают соли нитритов и нитратов натрия. Спрос на солях в стране составляет 5000 тонн, в основном в этот продукт растет по мере развития народного хо- пищевой промышленности, а потребность мирового зяйства. В настоящее время натриево-нитратные и рынка в нитрате кальция составляет от 517,40 до кальциево-нитритные и нитратно азотные минераль- 663,93 долларов за тонну, или 30000 тонн в год [10]. ные удобрения получают в специальных установках путем поглощения оксидов азота, выделяющихся в Нитрит натрия - бесцветное или слегка желтова- щелочной раствор в виде отходов на предприятиях, тое ромбическое вещество со следующими физико- производящих связанные соединения азота. Получен- химическими свойствами: плотность - 2,17 т/м3; ный раствор упаривают и кристаллизуют до перехода температура плавления - 2710С (нитриты щелочных в твердую фазу [5]. После разделения готового про- металлов растворяются при высоких температурах и дукта нитрат-нитрит кальция оставшийся исходный образуются оксиды или пероксиды металлов NO раствор используют как строительный материал. и NO2); температура кипения выше 3200С (разлага- Проглатывание щелочи приводит к образованию ется), образует раствор, хорошо растворяется в воде нитратов натрия и калия. Эти методы широко ис- и образует щелочную реакцию; 761,5 мм симм насы- пользуются на практике, но являются дорогостоя- щенного раствора. температура кипения -1280С, щей технологией [6]. Поэтому ведутся работы по плохо растворим в спирте [3]. Нитрит натрия приме- разработке технологии производства нитритно-нит- няют в производстве азокрасителей, как добавку для ратных солей натрия и нитритно-нитратных солей ускорения твердения бетона в строительстве, в пи- кальция на основе местного сырья и оксидов азота. щевой промышленности при консервировании мяс- Нитрит кальция является основным промежуточ- ных продуктов, как окислитель при производстве ным звеном в производстве нитрита натрия. Основ- йода из йодистых солей. Он также используется в ным сырьем для производства нитрита кальция и производстве жаростойких и коррозионностойких нитрита натрия является дешевая и открытая добыча деталей машин. Применяется в качестве реагента в известняка Джамансайского месторождения в фармацевтике, производстве бумаги и резины, тек- Республике Каракалпакстан и месторождения стильной промышленности, борьбе с насекомыми в Тумрюкского месторождения. По предлагаемой тех- сельском хозяйстве, исследовательских лаборато- нологии происходит обжиг природного известняка и риях [11]. в результате гашения получается гашеное известковое молоко. Смесь нитрита и нитрата кальция образуется В научной литературе представлены научно изу- в результате химической реакции известкового молока ченные данные о физико-химических свойствах и с оксидами азота (выхлопными газами, образующи- строении нитрита натрия [4]. При исследовании изу- мися при производстве слабой азотной кислоты) [7]. чали плотность и вязкость нитритно-нитратной соли натрия концентрацией 40% при температуре 20-800С. В 80-х годах ХХ века НПО «Карбонат» предло- Приведено уравнение физической зависимости тем- жило новый эффективный препарат для обработки пературы и концентрации солевого раствора. Иссле- снега, который вносят в количестве 20-30 г хлори- дованы электропроводность и теплопроводность стого кальция и нитрита на 1м2. Хлорид кальция растворенного NaNO2 при давлении 6 бар [6,7]. обеспечивает высокую растворимость. Нитрит каль- В последние годы были разработаны и другие способы ция повышает коррозионную стойкость. Нитрит производства нитрита натрия. натрия можно получить двумя способами: нитрит- нитрат кальция, полученный путем поглощения из- В способе сульфат натрия взаимодействует с весткового молока оксидами азота, превращают в 60%-ным раствором азотной кислоты. При охлажде- сульфат натрия. В первом варианте нитрит кальция нии раствора до температуры 200°С кристаллы нит- рита натрия отделяют и фильтруют. Кристаллы нитрита натрия промывают и сушат. Оставшийся 58

№ 6 (99) июнь, 2022 г. раствор направляют на производство минеральных Целью данной работы является разработка эффек- удобрений, так как он содержит в основном серную тивной технологии производства конкурентоспо- кислоту. При изучении способов получения нитрита собного нитрита натрия с использованием местного натрия в литературе отсутствуют сведения о техно- сырья природного известняка и сульфатов натрия логии получения дешевого местного сырья извест- вместо ценного сырья. В Узбекистане имеется не- няка, отработанных оксидов азота и мирабилита. сколько месторождений сульфата натрия, которые Однако наиболее эффективным методом является по- можно использовать для получения нитрита натрия лучение NaNO2 из раствора нитрита-нитрата натрия. путем превращения нитрита кальция в сульфат натрия. Список литературы: 1. Кувшинников И.М. Минеральные удобрений и соли. M.Химия,1987,256 с 2. Позин М.Е. Технология минеральных солей. 4-ое. изд.,Л: Химия, 1974 3. Якубов Э.Ш., Нахатов И., Норматов Б.Р.Координационные соединения меди(II) с хиназолоном-4 и его производными. // Узб. хим. журн. – 2019. - № 4. – С. 44-51. 4. Самадов С.Ж. Назаров Ф.С. Бекназаров Э.М. Назаров Ф.Ф. Биологическая активность синтезированных соединений производных N, N- полиметилен бис [(но-ароматило-циклоалканолоило) карбаматов]. Universum: технические науки. \"Технические науки\" 2021 3(84). 5. Самадов С.Ж. Назаров Ф.С. Бекназаров Э.М. Назаров Ф.Ф. Математическое описание технологических про- цессов и аппаратов. Universum: технические науки. \"Технические науки\" 2021 5(86). 6. Назаров Ф.Ф. Назаров Ф.C. Шабарова У.Н. Файзуллаев Н.И. Пар-карбонатная конверсия метана. Universum: технические науки. \"Технические науки\" 2021 6(87). 7. Якубов Э.Ш., Назаров Ф.С., Назаров Ф.Ф., Хамдамова Ч.Х., Ибрагимов К.И.У. //Комплексные соединения кобальта (II), меди (II) и цинка с 2-Метоксикарбониламинохиназолоном-4 // Наука, техника и образование//6 (59) 8-12. 8. F.S. Nazarov, F.F. Nazarov. Displaced ligand copper(ii) complexes with quinazolone-4 and its derivatives. Oriental Renaissance: Innovative, educational, natural and social sciences. 2022/2. 9. Назаров Ф.Ф., Назаров Ф.C., Якубов Э.Ш. Cмещаннолигандные комплексы меди(II) с хиназолоном-4 10. F.S. Nazarov F.F. Nazarov//COORDINATION COMPOUNDS OF COPPER(II) AND ZINC With 2-AMINO- QUINAZOLONE-4. Oriental Renaissance: Innovative, educational, natural and social sciences//VOLUME 2 | ISSUE 4/2. ISSN 2181-1784 59

№ 6 (99) июнь, 2022 г. ИССЛЕДОВАНИЕ АДСОРБЦИОННЫХ СВОЙСТВ ПРИРОДНОГО БЕНТОНИТА ПО ОТНОШЕНИЮ К КРАСИТЕЛЯМ Шарипов Адилбай Айнатдинович магистрант, Каракалпакский государственный университет имени Бердаха, Республика Узбекистан. г. Нукус E-mail: [email protected] Куралбаева Мамура Курбанбаевна магистрант, Каракалпакский государственный университет имени Бердаха, Республика Узбекистан, г. Нукус E-mail: [email protected] Шарипова Айшагул Ибрагимовна канд. хим. наук, доцент Каракалпакский государственный университет имени Бердаха, Республика Узбекистан. г. Нукус E-mail: [email protected] Танатаров Уткирбай Рашидович докторант, Институт общей и неорганической химии, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Сейтназарова Оксана Муратбаевна PhD, Каракалпакский государственный университет, Республика Узбекистан, г. Нукус E-mail: [email protected] Косназаров Куатберген Кудайбергенович соискатель, Каракалпакский государственный университет, Республика Узбекистан, г. Нукус E-mail: [email protected] STUDY OF THE ADSORPTION PROPERTIES OF NATURAL BENTONITE IN RELATION TO DYES Adilbay Sharipov Master student, Karakalpak State University, Republic of Uzbekistan, Nukus Mamura Quralbaeva Master student, Karakalpak State University, Republic of Uzbekistan, Nukus Utkirbai Tanatarov Doctoral student, Institute of General and Inorganic Chemistry, Republic of Uzbekistan, Tashkent __________________________ Библиографическое описание: ИССЛЕДОВАНИЕ АДСОРБЦИОННЫХ СВОЙСТВ ПРИРОДНОГО БЕНТОНИТА ПО ОТНОШЕНИЮ К КРАСИТЕЛЯМ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Шарипов А.А. [и др.]. 2022. 6(99). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/13870

№ 6 (99) июнь, 2022 г. Oksana Seitnazarova PhD, Karakalpak State University, Republic of Uzbekistan, Nukus Aishagul Sharipova Candidate of Chemical Sciences, Associate Professor, Karakalpak State University, Republic of Uzbekistan, Nukus Kuatbergen Kosnazarov Competitor, Karakalpak State University, Republic of Uzbekistan, Nukus АННОТАЦИЯ Приводятся результаты исследования адсорбционной активности Крантауского бентонита и органобентони- тов на их основе по отношению к катионному и анионному красителям. Установлено, что адсорбционная актив- ность органобентонитов по отношению к анионному красителю в несколько раз выше по сравнению с природной глиной. Исследование влияний рН среды на адсорбционные показатели исследуемых объектов показало, что ис- следуемые объекты имеют свои характерные значения рН, однако при значениях рН более 11 и менее 2 происхо- дят химические процессы, разрушающие структуру бентонитовой глины и её модифицированных форм. ABSTRACT The results of a study of the adsorption activity of Krantau bentonite and organobentonites based on them with respect to cationic and anionic dyes are presented. It has been established that the adsorption activity of organobentonites with respect to an anionic dye is several times higher than that of natural clay. The study of the influence of the pH of the medium on the adsorption parameters of the objects under study showed that the objects under study have their own characteristic pH values, however, at pH values of more than 11 and less than 2, chemical processes occur that destroy the structure of bentonite clay and its modified forms. Ключевые слова: модифицирование, органобентонит, адсорбция, метиленовый голубой, метиловый оранжевый, изотерма. Keywords: modification, organobentonite, adsorption, methylene blue, methyl orange, isotherm. ________________________________________________________________________________________________ Введение приготовления гранулированного сорбента с дезинфи- цирующими свойствами необходимо определение Органобентониты это продукты взаимодействия структурно-механических и физико-химических естественных монтмориллонитовых глин (бентони- свойств исходного органобентонита, а также подо- тов) с органическими соединениями, в частности, брать наиболее эффективного дезинфектанта, кото- с четвертичными аммониевыми солями [1]. рого можно встроить в структуру органобентонита. Следовательно, считается актуальной задачей опреде- Органобентонит применяют: в лакокрасочной ление структурно-механических, а именно прочности, промышленности при производстве органоразбав- и физических (пористость, пластичность и плотность) ляемых жидкостей для окраски зданий (фасадов и из- свойств исходного органобентонита, а также подбор нутри), промышленного оборудования, судов, эффективного дезинфектанта [7, 8]. железнодорожных вагонов, как структурообразова- тель буровых растворов на углеводородной основе при Новые материалы – органобентониты, получены добыче нефти, газа и в геологической разведке. Еще комбинированным способом, который заключается в другими направлениями являются использование их в обработке природного бентонита аминокислотами по- производстве консистентных смазок, мастик, гермети- сле кислотной активации. Такой способ модифициро- ков, клеев, кровельных материалов на битумной и би- вания позволяет регулировать не только структуру и тумно-полимерной основах и как связующее природу поверхности, но и химический состав полу- безводных формовочных смесей в литейном производ- ченных адсорбентов [9]. стве для получения точного литья из алюминиевых и магниевых сплавов, а также отливок из чугуна и стали. Целью исследования являлось установление ад- Важным направлением применения органобентони- сорбционной активности органобентонитов на основе тов, которое способствовало определение цели иссле- Крантауского бентонита. Подробные данные о синтезе дований – это для очистки сточных вод от анионных органобентонитов с использованием модификаторов красителей и ПАВ [2-6]. гексаметилентриметиламмоний бромида и хитозана (соответственно были получены образцы органобен- Вместе с тем имеются многочисленные литератур- тонитов ГДТМА-КР и Х-КР) освещаются в ранних ные данные о технологиях приготовления органобен- работах авторов [10-13]. тонитов в качестве адсорбентов. Для технологии 61

№ 6 (99) июнь, 2022 г. Результаты исследований установили зависимость приготовленных растворов замерялась при соответ- характера и глубины адсорбционных процессов от ствующей длине волны (λ(МГ) = 610 нм; λ(МО) = химического состава и структурных особенностей 400-700 нм) для отдельных красителей, в кюветах с поверхности бентонита. Следует отметить, что коли- расстояниями между рабочими гранями 10 мм. В каче- чественное определение данных показателей затруд- стве контрольного раствора применялась дистилли- нительно. Наиболее объективный метод определения рованная вода. удельной поверхности порошкообразных адсорбен- тов – это метод низкотемпературной адсорбции инерт- Для проведения анализа взвешивался 0,05 г ных газов (метод БЭТ). Тем не менее, этот метод образца адсорбента с погрешностью не более 0,001 г. требует специальных дорогостоящих аппаратур, Навески бентонита помещались в мерные колбы, принцип работы которых отличается трудоёмкостью. добавлялись растворы красителей в количестве 50 мл Метод газопроницаемости значительно проще в аппа- каждой, колбы закрывались и взбалтывались в течение ратурном оформлении и время получения результатов 20 мин и оставлялись в покое от 1 до 48 часов. относительно сокращёно, однако степень возможно- После центрифугирования со скоростью оборота сти определения удельной поверхности, существенно 6000 тыс./мин в течение 10 мин, с помощью пипетки отличается от истинных их значений. Методы с приме- отбирались осветлённые растворы красителей и нением адсорбции реагентов из растворов интересны с определялись значения оптической плотности. точки зрения удобства осуществления экспериментов Эксперимент для каждого образца проводился 3 раза, и объективности получаемых данных. Согласно дан- по полученным значениям оптической плотности, ным многочисленных научных литератур [14, 15], пользуясь градуировочным графиком, определялись наиболее содержательным при изучении геометриче- остаточные концентрации красителей в осветлённом ской структуры и текстурных характеристик поверх- растворе [17]. ности бентонитов является метод, основанный на определении количеств адсорбции из водных раство- Адсорбционная активность сорбента А, мг/г, ров неорганических и органических веществ т. к. йод, определялась по формуле: фенол, алкилбензолсульфонат, различные ПАВ, мети- леновый синий (МС), метаниловый желтый (МЖ), ������ = (������������ − ������������) ∗ ������, (1) метиловый оранжевый (МО), кислотный хром-сине- ������ черный (КХСЧ), родамин 6G, родамин В и др. [16]. где: С0 – исходная концентрация красителя, мг/л; Экспериментальная часть С1 –концентрация красителя после сорбции, мг/л; m – масса навески сорбента, г; V – объем исследуе- В исследованиях в качестве адсорбатов были вы- браны: катионный краситель - метиленовый голубой мого раствора, л. (МГ); анионный краситель - метиловый оранжевый (МО) - которые различаются по природе и размерам Результаты и их обсуждение молекул. В результате лабораторных экспериментов уста- Адсорбционные способности природного бен- новлено, что кинетические кривые адсорбции краси- тонита по отношению к красителям определялись в телей на природном образце КР имеют различный статических условиях. Концентрация красителей до вид (рис. 2). Однако, независимо от природы и мо- и после адсорбции определялась фотометрически на лекулярной массы сорбируемых красителей, ад- лабораторном фотоколориметре КФК-3-01. сорбционное равновесие наступает через 4-5 ч для исследуемых красителей. Вероятно, продолжитель- Водные растворы готовились с использованием ность процессов адсорбции связаны, прежде всего, с красителей квалификации «ч.д.а» без дополнительной размерами молекул адсорбата и их концентрацией. очистки. Были исследованы влияния значений рН Так, кривая, характеризующая процесс адсорбции среды на сорбционные способности глин. Величина красителя МО на КР имеет сравнительно небольшие рН растворов поддерживалась добавлением 0,01 М значения. Кинетические кривые адсорбции краси- растворов NaOH или HCl. Опыты проводились при теля МГ характеризуются ступенчатым характерам. комнатной температуре (22±1ºС). Как показывают кривые диаграммы, количество ад- сорбции по МГ намного превышает таковые харак- Готовился исходный раствор путем растворения теристики по МО. Несмотря на различные природы 0,1 г красителя в 100 мл дистиллированной воде. МГ и МО на первом участке кривой адсорбция про- Для построения градуировочного графика готови- должается примерно 2 ч, на втором участке ступен- лись растворы сравнения концентрациями 5; 10; 15; чатой кривой в течение последующих 2-3 ч величина 20; 25 и 30 мг/л отбором 0,25; 0,5; 1; 1,5; 2 и 2,5 мл адсорбции для МГ резко возрастает, в то же время из ранее приготовленного раствора в различные для установления адсорбционного равновесия за- колбы вместимостью 100 см3. Оптическая плотность D трачиваются примерно одинаковое время. 62

№ 6 (99) июнь, 2022 г. Ряд1 Ряд2 А, мг/г 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 0 2 4 6 8 10 12 14 С1, мг/г Рисунок 1. Изотермы адсорбции красителей на образце КР:1) МГ; 2) МО Таблица 1. Показатели сорбции красителей на образце КР Краситель Мr, г/моль Расход КР, Температура, ºС Время, час рН Эффективность сорб- г/л ции, % МО МГ 327 3 20< 55 85 320 2 12˂20 47 98 Сопоставление литературных и полученных изотермы адсорбции доказывает протекание поли- данных, позволяет сделать вывод: природная глина КР молекулярной адсорбции. Увеличение концентрации обладает высоким сродством по отношению к катион- сорбируемых ионов (МГ) и степени их ассоциации в ному красителю, ввиду наличия больших количеств водных растворах приводит к снижению величин её обменного катиона, а также катионоактивных адсорбции. В таких случаях эффективность исполь- адсорбционных центров; ступенчатый характер зования поверхности для образца КР составляет не более 45 %. А, мг/г 120 Ряд1 100 Ряд2 Ряд3 80 60 20 40 60 80 100 40 С, мг/л 20 0 0 Рисунок 2. Изотермы адсорбции МГ на образцах 1) КР; 2) ГДТМА-КР; 3) Х-КР при 20˚С и рН=7 63

№ 6 (99) июнь, 2022 г. А, мг/г 250 Ряд1 200 Ряд2 150 Ряд3 100 50 5 10 15 20 25 30 35 40 С, мг/л 0 0 Рисунок 3. Изотермы адсорбции МО на образцах 1. КР; 2. ГДТМА-КР; 3. Х-КР при 20˚С и рН=7 Как видно из рис. 2 при низких значениях рав- образец Х-КР имеет меньшую адсорбционную ем- новесной концентрации наблюдается резкое возрас- кость по сравнению с образцом ГДТМА-КР. Веро- тание количества адсорбции МГ на ГДТМА-КР и ятно, это объясняется ограничением доступа адсорбционная емкость по МГ достигает 100 мг/г и молекул МГ в микропоры сорбента за счет образо- более, что составляет 86% от его максимальных зна- вание столбика из циклических звеньев. Поэтому чений в растворе. Дальнейшее увеличение концен- только незначительная часть микропор образца Х- трации МГ почти не повлияет на количества КР является доступной для адсорбции его частиц. адсорбции. Кривая изотермы по форме начального участка относятся к изотермам Н-типа, для которых Увеличение количества адсорбции МГ у образца характерна сильная адсорбция при низких концен- ГДТМА-КР связано, прежде всего, с количеством трациях адсорбата, что объясняется высоким срод- доступных катионактивных центров, а также ством органобентонита к МГ. Сравнительно схожие гидрофобизацией поверхности монтмориллонита, результаты по количеству сорбции получены также что также положительно отразится на процессах для образца Х-КР. Однако, данная изотерма отлича- адсорбции не только катионного красителя, но и ется от первого по форме кривой, что свидетель- других органических веществ. ствует об отличительной природе взаимодействия поверхности адсорбентов с катионным красителем. Природный образец КР обладает низкой адсорб- ционной емкостью по отношению к МО, что обу- Объем микропор у природного минерала не- словлено незначительным количеством его большой, а катионообменные центры представлены анионообменных центров А1-ОН и Fe-OH. Наиболь- в основном обменными катионами Na+ и Ca2+, сосре- шая величина анионообменной адсорбции наблюда- доточенными в основном межплоскостном про- ется для сорбента Х-КР, обладающего наибольшей странстве и менее на внешних базальных удельной поверхностью и большим размером пер- поверхностях, следовательно адсорбция катионного вичных щелевидных микропор. красителя – МГ на образце КР протекает на базаль- ной поверхности кристаллов монтмориллонита и в Адсорбция индивидуальных анионов МО про- мезопорах, образованных между контактирующими исходит на активных центрах и в микропорах адсор- матрицами. За счет этого природный бентонит не бента ГДТМА-КР. Увеличение количества МО проявляет особо высоких адсорбционных способно- приводит к дальнейшей адсорбций адсорбтива, уже стей. Величина адсорбции МГ на сорбентах изменя- на адсорбатах монослоя, о чем свидетельствует вид ется в ряду ГДТМА-КР˃Х-КР˃КР. кривой изотермы адсорбции ГДТМА-КР. Анализ полученных кривых показал, что адсорбционная Несмотря на большую удельную поверхность активность ГДТМА-КР и Х-КР по отношению к и высокие значения межплоскостного расстояния анионам выше в 6,47 и 6,7 раза по сравнению с природной глиной. 64

№ 6 (99) июнь, 2022 г. Ряд1 Ряд2 Линейная (Ряд1) Линейная (Ряд2) 1/А 1/А 0,035 y = 0,1125x + 0,022 0,03 R² = 0,898 0,025 0,02 y = 0,08x + 0,0102 0,015 R² = 0,9846 0,01 0,005 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 С/С0 0 0 Рисунок 4. Изотермы адсорбции МГ на: 1) ГДТМА-КР; 2) Х-КР в координатах линейного уравнения Ленгмюра Для описания процессов адсорбции МГ на син- Как было установлено уравнение модели тезированных органобентонитах использовалась Ленгмюра удовлетворительно описывает механизм модель Ленгмюра, которая дает возможность оценить адсорбции МГ на образцах ГДТМА-КР и Х-КР при равновесные характеристики адсорбционных систем. низких значениях равновесной концентрации, о чем Известно, что уравнения Ленгмюра применим если, свидетельствуют высокие значения коэффициента адсорбция протекает мономолекулярна и поверх- корреляции R2. Увеличение равновесной концентра- ность адсорбента отличается однородностью и экви- ции до 50 мг/л и более приводит к отклонению от потенциальностью. модели Ленгмюра (рис. 5). 0,012 Ряд1 Ряд2 0,01 0,008 y = 0,0882x + 0,002 0,006 R² = 0,9856 0,004 0,002 y = 0,0771x + 0,0021 R² = 0,9767 0 0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 С/С0 Рисунок 5. Изотермы адсорбции МО на: 1) ГДТМА-КР; 2) Х-КР в координатах линейного уравнения Ленгмюра В табл. 2. приведены параметры изотермы Ленгмюра для данных адсорбентов. Таблица 2. Величина максимального заполнения монослоя (А∞), удельная поверхность (Sуд), адсорбционные константы (К) для исследуемых образцов бентонита Образец A∞, ммоль/г Параметры К по сорбции МГ Sуд, м2/г ГДТМА-КР 1,09 Х-КР 0,3322 210,3 1,22 0,3430 216 ГДТМА-КР по адсорбции МО 1,02 Х-КР 1,5625 487 0,98 690 1,4880 65

№ 6 (99) июнь, 2022 г. Природы поверхности бентонитовых глин и их количеств адсорбции при одинаковых значениях модифицированных образцов меняется в зависимо- исходных концентрации адсорбата, дальнейшее уве- сти от значений рН среды. Вследствие схожести ис- личение рН до 10 не вызывает заметное изменение следуемых образцов наблюдается весьма схожие этого показателя. Такое изменение адсорбционной адсорбционные характеристики при изменении рН емкости показывает, что адсорбция красителей МГ среды. и МО на исследуемых образцах зависит не только от количеств катионо- и анионообменных центров, Исследование влияний рН среды на адсорбцион- но и от величин их доступной поверхности. ные показатели исследуемых объектов показало, что исследуемые объекты имеют свои характерные зна- Заключение чения рН, однако при значениях рН более 11 и менее 2 происходят химические процессы, разрушающие Природная глина КР обладает высоким срод- структуру бентонитовой глины и её модифициро- ством по отношению к катионному красителю, ванных форм. Снижение рН среды до 2 в системе ввиду наличия больших количеств её обменного ка- адсорбент+МГ увеличивает количество адсорбции тиона, а также катионоактивных адсорбционных для ГДТМА-КР и Х-КР на 5 и 48 %. центров; ступенчатый характер изотермы адсорбции доказывает протекание полимолекулярной адсорб- Как оказалось, влияние рН среды на адсорбцию ции. Увеличение концентрации сорбируемых ионов МО не так явны, как в случае МГ. Так оптимальное (МГ) и степени их ассоциации в водных растворах значения рН среды, при которых достигаются приводит к снижению величин адсорбции. В таких наибольшие количества адсорбции для образца случаях эффективность использования поверхности ГДТМА-КР составляет 5-7, в то время как для для образца КР составляет не более 45 %. Установ- Х-КР 4-8. лено, что величина адсорбции МГ на сорбентах из- меняется в ряду ГДТМА-КР˃Х-КР˃КР а адсорбцион- Дальнейшее уменьшение рН среды негативно ная активность ГДТМА-КР и Х-КР по отношению сказываются на значениях адсорбционной емкости к анионам выше в 6,47 и 6,7 раза по сравнению данных образцов, вероятно, что связано с адсорбцией с характеристиками природной глиной. на их поверхности сверх высоких количеств Н+, и в результате даже разрушению структуры сорбентов. Увеличение рН среды до 6 вызывает уменьшение Список литературы: 1. Патент 2531427 США, A61K36/81. Modified gel-forming clay and process of producing same / John Uri Lloyd; заявитель и патентообладатель John Uri Lloyd. – заявл. 3.05.1946; опубл. 28. 11. 1950. 2. Колесников В. А, Ильин В. И, Колесников А.В. Электрофлотация в очистке сточных вод от нефтепродуктов, красителей, пав, лигандов и биологических загрязнений. Обзор. // Теоретические основы химической техно- логии, - 2019. том 53, № 2, - С. 205-228. 3. Консит – А. Органобентонит [Электронный ресурс]. URL: http://www.consit.ru/01_organobentonit.shtml (дата обращения 10.04.2012). 4. Keren R. Effect of clay charge density and adsorbed ions on the rheology of montmorillonite suspension. Soil Sci. Soc. Am. J. 53, 1989. Рp. 25-29. 5. Шиц Л.А. Органобентонит в гидрофобноэмульсионных буровых растворах на синтетической основе / Л.А. Шиц, Ю.А. Бродский, А.М. Файнштейн // Бурение и нефть. – 2007. – № 3. – С. 38-41. 6. Mohammad Ghavami, Bashir Hasanzadeh, Qian Zhao, Sadra Javadi, Daryoush Yousefi Kebria, Experimental study on microstructure and rheological behavior of organobentonite/oil-based drilling fluid, Journal of Molecular Liquids, Volume 263, 2018, - P. 147-157. 7. Заматырина В.А. Метод очистки сточных вод от тяжелых металлов и нефтепродуктов с использованием модифицированного органобентонита: дис. … канд. техн. наук: 03.02.08 / В.А. Заматырина. – Саратов, 2015. – 106 с. 8. Baskaralingam P., Pulikesi M., Elango D., Ramamurthi V. Sivanesan S., Adsorption of acid dye onto organobentonite, J. Hazard. Mater. 128. 2006, Рp. 138-144. 9. Сакиева З.Ж., Курбанова Г.В., Г. Жаксыбаева С. Исследование органоминеральных полимерных адсорбен- тов на основе бифункциональных азотосодержащих органических соединений // Химический журнал Казах- стана. - № 3. – 2013. - С. 83-90. 10. Структурные характеристики бентонита Крантауского месторождения // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Сейназарова О.М. [и др.]. 2020. 12(81). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/11078 (дата обращения: 25.05.2022). 11. Сейтназарова О.М., Ихтиярова Г.А. Исследование адсорбционной способности органобентонита на основе Крантауской глины // Композицион материаллар Журнали. – 2020 й. - №4. – С. 249-250. 66

№ 6 (99) июнь, 2022 г. 12. Seytnazarova O.M., Mamataliev N., Abdikamalova A.B., Ikhtiyarova G.A. Adsorption activity of organobentonite based on Krantau clay // International journal of advanced Research in Science, Engineering and Technology. – 2020. Vol.7, Issue 12, December. – Р. 16164-16167. 13. О.М.Seitnazarova, А.М.Kalbaev, N.N.Mamataliev, А.B.Abdikamalova, I.D.Eshmetov Organobentonites synthesis and their sorption characteristics research Palarch’s Journal Of Archaeology Of Egypt/Egyptology. -2020. - 17(6). – Р. 14266-14279. 14. Пайгамов Р.А. Салиханова Д.С., Эшметов И.Д., Жумаева Д.Ж. Получение угольных адсорбентов из древе- сины местных сортов // Узбекский химический журнал. – 2018. - №2. – С. 53-57. 15. Gergova K., Petrov N., Minkova V. // Jornal of chemical technology and biotechnology. 1993. Vol. 56, № 1. P. 77-82. 16. Усманов Р.М. Очистка кислых сточных вод масложировых предприятий композициями реагентов на основе местных отходов. Дисс. на соиск. учен. степ. док. филос. (PhD) по тех. наукам (02.00.11) ИОНХ АН РУз. защищена 26.11.2019: / Усманов Расул Муратбаевич; – Ташкент, 2020. – 79 с. 17. Левкин Н.Д. Сорбционная очистка сточных вод гальванического производства / Н.Д. Левкин, М.С. Комиссаpов, Н.Е. Мухина // Безопасность жизнедеятельности. – 2012. – № 12. – С. 45-48. 67

Научный журнал UNIVERSUM: ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ № 6(99) Июнь 2022 Часть 5 Свидетельство о регистрации СМИ: ЭЛ № ФС 77 – 54434 от 17.06.2013 Издательство «МЦНО» 123098, г. Москва, улица Маршала Василевского, дом 5, корпус 1, к. 74 E-mail: [email protected] www.7universum.com Отпечатано в полном соответствии с качеством предоставленного оригинал-макета в типографии «Allprint» 630004, г. Новосибирск, Вокзальная магистраль, 3 16+

UNIVERSUM: ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ Научный журнал Издается ежемесячно с декабря 2013 года Является печатной версией сетевого журнала Universum: технические науки Выпуск: 6(99) Июнь 2022 Часть 6 Москва 2022