tech-2022_12(105)

УДК 62/64+66/69 ББК 3 U55 Главный редактор: Ахметов Сайранбек Махсутович, д-р техн. наук; Заместитель главного редактора: Ахмеднабиев Расул Магомедович, канд. техн. наук; Члены редакционной коллегии: Горбачевский Евгений Викторович, канд. техн. наук; Демин Анатолий Владимирович, д-р техн. наук; Звездина Марина Юрьевна, д-р. физ.-мат. наук; Ким Алексей Юрьевич, д-р техн. наук; Козьминых Владислав Олегович, д-р хим. наук; Ларионов Максим Викторович, д-р биол. наук; Манасян Сергей Керопович, д-р техн. наук; Мажидов Кахрамон Халимович, д-р наук, проф; Мартышкин Алексей Иванович, канд.техн. наук; Мерганов Аваз Мирсултанович, канд.техн. наук; Пайзуллаханов Мухаммад-Султанхан Саидвалиханович, д-р техн. наук; Радкевич Мария Викторовна, д-р техн наук; Серегин Андрей Алексеевич, канд. техн. наук; Старченко Ирина Борисовна, д-р техн. наук; Усманов Хайрулла Сайдуллаевич, д-р техн. наук; Юденков Алексей Витальевич, д-р физ.-мат. наук; Tengiz Magradze, PhD in Power Engineering and Electrical Engineering. U55 Universum: технические науки: научный журнал. – № 12(105). Часть 6. М., Изд. «МЦНО», 2022. – 72 с. – Электрон. версия печ. публ. – http://7universum.com/ru/tech/archive/category/12105 ISSN : 2311-5122 DOI: 10.32743/UniTech.2022.105.12 Учредитель и издатель: ООО «МЦНО» ББК 3 © ООО «МЦНО», 2022 г.

№ 12 (105) декабрь, 2022 г. Содержание 5 Химическая технология 5 ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИХ НАПОЛНИТЕЛЕЙ НА СТРУКТУРНЫЕ ПАРАМЕТРЫ 11 И ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ПОЛИВИНИЛИДЕНФТОРИДА Рахмонкулов Аликул Амирович 16 Рўзиев Руфат Тошбоевич Хайдаров Туймурод Зойирович 21 СИНТЕЗ И ТЕРМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ФТАЛОЦИАНИНОВОГО ПИГМЕНТА ЧЕРНОГО ЦВЕТА 26 НА ОСНОВЕ ПАРАФЕНИЛДИАМИНА Сoдиков Сардорбек Хусанович 32 Бекназаров Хасан Соибназарович Джалилов Абдулахат Турапович 37 ПОЛУЧЕНИЕ И ИК-СПЕКТРОСКОПИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПЛАСТИФИКАТОРА 42 ДИ-2-ЭТИЛГЕКСИЛМАЛЕИНАТА Соатов Сирожиддин Уролович 42 Джалилов Абдулахат Турапович 46 Соттикулов Элёр Сотимбоевич 50 Ишмухамедова Мукаддам Галибовна 53 ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ СЕРНИСТОГО БИТУМА, ПОЛУЧЕННОГО НА ОСНОВЕ МОДИФИЦИРОВАННОЙ ПОЛИМЕРНОЙ СЕРЫ 53 Хурсандов Бобомурод Шухратович Кўчаров Азизбек Алишер угли Юсупов Фарход Махкамович СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ ОКСИДА ГРАФЕНА Шукуров Дилмурод Хурсанович Тураев Хайит Худайназарович Турдимуродов Отабек Бахтиёр ўғли Рашидова Гулрухсор Эркиновна МОДИФИКАЦИЯ БИТУМА СЕРОЙ И НАТУРАЛЬНЫМ КАУЧУКОМ И ЕГО ИК-СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ Эшанкулов Хасан Нурмаматович Тураев Хайит Худайназарович Умбаров Ибрагим Амонович Бекназаров Хасан Соибназарович, КООРДИНАЦИОННОЕ СОЕДИНЕНИЕ М-КРЕЗОКСИАЦЕТАТА ЦИНКА С ФОРМИАТОМ КОБАЛЬТА (II) Яхшимуратов Муроджон Ражапбой угли Абдуллаева Зубайда Шавкатовна Хасанов Шодлик Бекпулатович Энергетика OПРЕДЕЛЕНИЕ КOЭФФИЦИЕНТА НЕСИММЕТРИИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ Абдуллаев Абдувoхид Абдугаппар угли Неъматжонов Хикматилла Шерзоджон угли Ибрoхимoв Ислoмбек Зафаржoн угли ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ С КОМПЕНСИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ Жабборов Тулкин Камолович ДУГОГАСЯЩИЕ РЕАКТОРЫ ДЛЯ КОМПЕНСАЦИИ ЕМКОСТНЫХ ТОКОВ ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ В ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ Жабборов Тулкин Камолович Энергетическое, металлургическое и химическое машиностроение ИЗВЛЕЧЕНИЯ ВАНАДИЯ ИЗ ТЕХНОГЕННЫХ РЕСУРСОВ Мамараимов Гайрат Фархадович Хасанов Абдурашид Салиевич Вохидов Бахридин Рахмиддинович

Papers in english 58 58 Records 58 ACMEOLOGICAL APPROACH AS THE DEVELOPMENT OF EDUCATIONAL PROCESS Halima Abaskhanova 61 Ulugbek Abdullayev 61 Metallurgy and materials science 64 KINETICS OF INTERACTION OF HARD ALLOYS ZN22AL-ER SYSTEM WITH OXYGEN IN THE GAS PHASE 67 Mehrubon Mirmuhamedov KINETICS OF INTERACTION OF HARD ALLOYS ZN22AL-TL SYSTEM WITH OXYGEN IN THE GAS PHASE Jamshed Sharipov CURRENT STATUS OF COMPLEX EXTRACTION OF METALS FROM TECHNOLOGICAL SOLUTIONS OF THE MINING AND METALLURGICAL INDUSTRY Nurmurod Khujakulov Nigora Nasirova Bobur Ibotov

№ 12 (105) декабрь, 2022 г. ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ DOI - 10.32743/UniTech.2022.105.12.14738 ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИХ НАПОЛНИТЕЛЕЙ НА СТРУКТУРНЫЕ ПАРАМЕТРЫ И ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ПОЛИВИНИЛИДЕНФТОРИДА Рахмонкулов Аликул Амирович канд. физ.-мат. наук, доц. кафедры «Физика и электроника» КаршИЭИ, Республика Узбекистан, г. Карши E-mail: [email protected] Рўзиев Руфат Тошбоевич докторант Ташкентского химико-технологического научно-исследовательского института, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Хайдаров Туймурод Зойирович докторант, Ташкентского химико-технологического научно-исследовательского института, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] INFLUENCE OF ELECTRICALLY CONDUCTIVE FILLERS ON THE STRUCTURAL PARAMETERS AND THERMAL CONDUCTIVITY OF POLYVINYLYDENE FLUORIDE Alikul Rakhmonkulov Cand. physicalmat. Sciences, Assoc. Department \"Physics and Electronics\" KarshIEI, Republic of Uzbekistan, Karshi Rufat Ruziev Doctoral student of the Tashkent Chemical-Technological Republic of Uzbekistan, Tashkent Tuymurod Khaydarov Doctoral student of the Tashkent Chemical-Technological Research Institute, Republic of Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ Проведено комплексное исследование различное влияние порошка графита и бронзы на структуру и тепло- проводность (λ) поливинилиденфторида (ПВДФ). Экспериментально установлено, что введение сравнительно небольших концентраций бронзы приводит к увеличению температуру плавления (Тпл) ПВДФ, что обусловлено ростом продольных размеров кристаллитов. Изменение теплопроводности полимерного композиционного мате- риала (ПКМ) в области сравнительно небольших содержаний наполнителей обусловлены, главным образом, из- менениями структуры полимера. Анализ влияния дисперсных наполнителей, которые незначительно отличаются от дисперсности, показывает, что по влиянию на структуру и теплоперенос в ПКМ на основе ПВДФ это свойство наполнителя является одним из определяющих. __________________________ Библиографическое описание: Рахмонкулов А.А., Рузиев Р.Т., Хайдаров Т.З. ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИХ НАПОЛНИТЕЛЕЙ НА СТРУКТУРНЫЕ ПАРАМЕТРЫ И ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ПОЛИВИНИЛ- ИДЕНФТОРИДА // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 12(105). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14738

№ 12 (105) декабрь, 2022 г. ABSTRACT A comprehensive study of the various effects of graphite and bronze powder on the structure and thermal conductivity (λ) of polyvinylidene fluoride (PVDF) was carried out. It has been experimentally established that the introduction of relatively small concentrations of bronze leads to an increase in the melting point (Т������������) of PVDF, which is due to an increase in the longitudinal dimensions of the crystallites. Changes in the thermal conductivity of (PCM) in the area of relatively small filler contents are mainly due to changes in the polymer structure. Analysis of the influence of dispersed fillers, which differ slightly from the dispersion, shows that this property of the filler is one of the determining ones in terms of its effect on the structure and heat transfer in PVDF-based PCM. Ключевые слова: поливинилиденфторид; теплопроводность; электропроводность; термический коэффициент линейного расширения; Температура плавления; продольный размер кристаллитов; степень кристалличности; полимерный композиционный материал. Keywords: polyvinylidene fluoride; thermal conductivity; electrical conductivity; thermal coefficient of linear expansion; Melting point; longitudinal size of crystallites; degree of crystallinity; polymer composite material. ________________________________________________________________________________________________ Полимеры и композиции на их основе использу- его антифрикционные свойства. Одним из таких на- ются в качестве конструкционных, теплоизоляци- полнителей является графит и бронза, введение кото- онных и герметизирующих материалов. Изделия, рого в ПВДФ приводит к повышению теплопровод- изготовленные из этих материалов, эксплуатиру- ности материала. ются при различных тепловых режимах в широком Нами проводилось комплексное исследование диапазоне температур. По этому ������ является одной влияния графита и бронзового, порошка на структуру из важнейших эксплуатационных характеристик и теплопроводность ПВДФ [6-11.]. На основании полимерных материалов. Данную величину необхо- полученных экспериментальных значений удельная димо знать для осуществления контроля технологи- теплоемкость при постоянной давление (CP) и плот- ческих процессов при производстве полимерных ность (������) композиций, исходя из аддитивности теп- материалов и изделий из них, так как это позволяет лоемкости, массы и объема компонентов, нами были правильно выбрать области применения и оптималь- ные температурные диапазоны эксплуатации изделий рассчитаны (������р������) и плотность полимерной матрицы из полимерных материалов [1-6]. (������������) [7,8] (рис.1). Введение в ПВДФ небольшого количества частиц бронзы ������ = 2,1% приводит к Один из таких полимеров, так називаемый поли- уменьшению плотности полимерного связующего. винилиденфторид (ПВДФ) обладая хорощими ме- Дальнейшее увеличение концентрации наполнителя ханическими, в том числе антифрикционными свойствами имеет достаточно низкую теплопровод- приводит к значительному уменьшению ������������ поли- ность и высокий термический коэффициент линейного мерной матрицы. Наблюдаемые изменевия удельной теплоемкости полимера-матрицы коррелируют с из- расширения (ТКЛР) (8 − 12)10−5К−1. Это затрудняет менением ее плотности. Аналогичные результаты его использование в качестве конструкционного получены в случае наполнения металлическими материала для узлов трения. порошками других полимеров [1-5]. Улучшить теплофизические показатели мате- риала на основе ПВДФ можно путем введения в него теплопроводящего наполнителя, ухудшающего Рисунок 1. Зависимость удельной теплоемкости и плотности полимерного компонента в ПКМ состава ПВДФ+Бр от содержания наполнителя 6

№ 12 (105) декабрь, 2022 г. Известно [2], что основное влияние на размеры плавления Тпл по изменениям которой можно сделать кристаллитов в области малых концентраций напол- некоторые выводы об изменениях продольных раз- нителей оказывает термодинамические факторы. меров кристаллитов (L) (рис.2) [5,6]. Косвенной характеристикой состояния кристалли- ческой структуры полимера, является его температура Рисунок 2. Влияние содержания бронзового порошка в ПВДФ на: степень кристалличности (1. хр, 2. хк); продольный размер кристаллитов (3. L) Введение сравнительно небольших концентраций чем ненаполненном, и кристаллиты успевают соот- бронзы ������ ≤ 2,1% приводит к увеличению Тпл ветственно вырасти до больших размеров (Рис.3.). ПВДФ, что обусловлено ростом продольных размеров По мере возрастания содержания наполнителя уве- кристаллитов. Увеличение же последних, по види- личивается влияние кинетического фактора, что мому вызвано тем, что кристаллизация в присутствии твердой поверхности бронзы начинается при более является причиной понижения температуры Тпл в высокой температуре. По этому при одной и той же исследуемом ПКМ с большим содержанием напол- скорости охлаждения расплава время неизотермиче- нителя. ской кристаллизации в наполненном ПВДФ больше, Рисунок 3. Надмолекулярная структура ПВДФ содержащего 3% бронзы На процесс кристаллизации полимеров в широ- наполнителя преобладает влияние возросшей вязко- ком диапазоне изменений концентрации наполните- сти полимера, что препятствует развитию процесса лей оказывают влияние два основных фактора: кристаллизации. По этому ������������ в высоконаполненных взаимодействие с наполнителем и присутствие образцах ПВДФ уменьшается до значений, характер- наполнителя в полимере, что приводит к изменению ных для аморфного состояния. Наряду с этим причи- его вязкости. Влияние указанных факторов зависит ной уменьшения ������������ высоконаполненного ПВДФ как от природы поверхности наполнителя, так и от его является возросшая макро дефектность образцов. содержания в полимере. С увеличением содержания 7

№ 12 (105) декабрь, 2022 г. Эти причины и обусловливают вид концентрацион- характер изменения ������������ и ������������������ в присутствии частиц ных зависимостей ������р������ = ������(������) и ������������ = ������(������) (см. рис.1.) бронзы и графита, а также смещение на концентра- Поскольку дисперсность бронзы незначительно от- ционных зависимостях экстремальных значений ������������ личается от дисперсности графита, но эти наполни- и ������р������ ПВДФ наполненного графитом в область мень- тели имеют различную природу, уместным будет ших концентраций обусловлены как различием сравнение характера изменения ������������ и ������р������, а также термодинамической активности указанных наполни- иных теплофизических характеристики (ТФХ) для телей, так и более высокой дисперсностью графита ПКМ с одним и другим наполнителями. Различный [7-10]. Рисунок 4. Зависимость от содержания бронзового порошка в ПВДФ: 1 – модуль упругости ПКМ; 2 – температура плавления ПВДФ Различное влияние графита и бронзы на струк- рост наполненного ПВДФ в области малых содержа- туру ПВДФ также является причиной наблюдаемых ний бронзы выражен очень слабо, что обусловлено изменений теплопроводности наполненного ПВДФ. влиянием убыли (Рис.5.) ρm. Теплопроводность бронзы значительно больше чем ПВДФ, однако, несмотря на вклад наполнителя, Рисунок 5. Зависимость от содержания бронзового порошк в ПВДФ: 1 – теплопроводность ПКМ; 2 – электропроводность ПКМ Увеличение же значений ПВДФ, в результате во всей исследуемой области содержаний располо- введения малых количеств графита, приводит к более жена ниже, чем в случае наполнения графитом значительному увеличению теплопроводности ПКМ. (рис.6). Причина этого заключения в разном влия- Следует также отметить, что несмотря на более вы- нии указанных наполнителей на плотность полимер- сокую теплопроводность бронзы, концентрацион- ного связующего. ная зависимость λ = ������(������) ПКМ состава ПВДФ+Бр. 8

№ 12 (105) декабрь, 2022 г. Рисунок 6. Зависимость от содержания графита в ПВДФ: 1 – теплопроводщность λ; 2 – электропроводность γ; 3 – модуль Юнга Е. Макро дефектность структуры полимерной мат- Исключительно ценной особенностью техниче- рицы в случае введения графита значительно ского графита является его способность структури- меньше, чем при наполнении ПВДФ бронзой, что роваться в цепные комплексы, обеспечивая уменьшает рассеяние фононов на дефектах структуры получение композиций с хорошими электрическими полимера и способствует увеличению теплопровод- свойствами [7]. Изучение процессов теплопереноса ности композиций на основе ПВДФ и графита. в ПКМ показало, что несмотря на вклад более тепло- проводной бронзы композиций меньше, чем в случае Таким образом, изменение теплопроводности наполнения их графитом. Причина такого несоот- ПКМ в области сравнительно небольших содержа- ветствия между тепло- и электропроводящими ний наполнителей обусловлены, главным образом, свойствами заполненного ПВДФ состоит в разном изменениями структуры полимера. Количественной соотношении между тепло- и электропроводностью характеристикой таких структурных превращений бронзы и графита. Теплопроводность бронзы больше, является изменение степени кристалличности и чем графита в несколько раз, а электропроводность - средних размеров кристаллитов ПВДФ в компози- на несколько десятичных порядков. Поэтому соб- циях обоих составов, а также модуля Юнга и темпе- ственный вклад бронзы в электропроводящие свой- ратуры плавления. ства композиций проявляется в гораздо большей мере, чем ее вклад в процессы теплопереноса [7-10]. Увеличение высоконаполненных композиций по мере дальнейшего роста содержания наполните- Различное влияние графита и бронзы на струк- туру ПВДФ также является причиной наблюдаемых лей, несмотря на убыль ρm полимера, обусловлено изменений теплопроводности наполненного ПВДФ. доминирующим влиянием собственного вклада Теплопроводность бронзы значительно больше чем наполнителей. Последнее утверждение также под- ПВДФ, однако, несмотря на вклад наполнителя, тверждается результатами исследования удельной рост наполненного ПВДФ в области малых содержа- объемной электропроводности наполненного ПВДФ. ний бронзы выражен очень слабо, что обусловлено Углеродные наполнители характеризуются влиянием убыли ������������. Увеличение же значений ПВДФ, хорошими антифрикционными свойствами (малым в результате введения малых количеств графита, коэффициентом трения и высокой пластичностью). приводит к более значительному увеличению тепло- Эти свойства углеродных наполнителей тесно свя- проводности ПКМ. По мере увеличения содержания заны с ИХ кристаллической структурой. Графит и электропроводных наполнителей в процессе переноса технический углерод отличаются высокой дисперс- тепла в композициях возрастает роль электронной ностью и сравнительно небольшим удельным объ- составляющей теплопроводности хотя участие сво- емным сопротивлением. К тому же они являются бодных электронов возможно и при небольших химически инертными и достаточно нагрев стой- толщинах полимера, находящегося между двумя кими материалами, что является чрезвычайно важной частицами наполнителя. Т.е. в этом случае между технологической характеристикой, способствую- частицами наполнителя осуществляется контакт типа щей хорошей перерабатываемой термопластов [3,6]. наполнитель-полимер. Качественным подтвержде- нием тому является увеличение удельной электриче- Благодаря наличию электронного механизма ской проводимости (������) уже в области сравнительно теплопроводности и электропроводности эти харак- небольших содержаний наполнителя, о чем свиде- теристики графита имеют такой же порядок, что и большинство металлов. Следует отметить, что для тельствует вид зависимости ������ = ������(������). графита характерна анизотропия ряда свойств (тепло-, электропроводность, тепловое расширение и др.). Например, анизотропия теплопроводности может изменяться в широких пределах [10]. 9

№ 12 (105) декабрь, 2022 г. Образование квазиметаллической композици- к увеличению Тпл ПВДФ, что обусловлено ростом онной полимерной системы обусловлено появле- продольных размеров кристаллитов; нием непосредственно контактирующих или разделенных тонким диэлектрическим слоем ча- Изменение теплопроводности (������) ПКМ в обла- стиц. Если частицы наполнителя контактируют сти сравнительно небольших содержаний наполни- между собой, то наряду с активированной прово- телей обусловлены, главным образом, изменениями димостью, осуществляется квазиметаллическая структуры полимера; проводимость через \"мостики\" между частицами. С увеличением содержания наполнителя толщина При значительных содержаниях электропровод- диэлектрических прослоек между частицами умень- ности наполнителя теплопроводность ПКМ может шается, это приводит к значительному увеличению еще больше увеличиваться за счет образования проводимости системы, благодаря вкладу электрон- между частицами наполнителя контакта типа напол- ной составляющей [10,11]. нитель-наполнитель; Основные выводы Совместный анализ влияния дисперсных напол- нителей различной природы (графит, бронза), которые Нами установлено, что введение сравнительно незначительно отличаются от дисперсности, пока- небольших концентраций бронзы ������ ≤ 2,1% приводит зывает, что по влиянию на структуру и теплоперенос в ПКМ на основе ПВДФ это свойство наполнителя является одним из определяющих. Список литературы: 1. Дульнев Г.Н.; Заричняк Ю.П. Теплопроводность смесей и композиционных материалов. Л.: Энергия, 1974. – 264 с. 2. Годовский Ю.К. Теплофизические методы исследований полимеров. М.: Химия, 1976. -216 с. 3. Липатов Ю.С. Физическая химия наполненных полимеров. М.: Химия, 1977. -304 с. 4. Паншин Ю.А.; Малкевич С.Г.; Дунаевская Ц.С. Фторопласты Д.: Химия, 1978. -232 с. 5. Соломко В.П. Наполненные кристаллизующиеся палимеры.-Киев: Наук.думка,1980.-264 с. 6. Рахманкулов А.А. Влияние дисперсных наполнителей на структуру и теплопроводнсть немодифицирован- ного и модифицированного поливинилиденфторида: Дис. ...канд.физ.-мат.наук.-Одесса: 1987. - 205 с. 7. А.А. Рахманкулов. О механизме теплопереноса в композиционных материалах на основе поливинилиденфторида и электропрводящщих наполнителей. Развитие науки и технологии Научно-технический журнал № 4/2015. 8. Рахманкулов А.А.; Давлатов Ф. Исследования влияния дисперсного графита марки ГМЗ на теплофизические свойства и структуру поливинилиденфторида. Химическая технология Контроль и управление, Международный научно-технический журнал. 2019, №3(87). 9. Рахманкулов А.А.; Хайдаров Т.З. Особенность теплового движения в поливинилиденфториде. Наука, образование и культура. ISSN 2413-7111 (Print), ISSN 2541-7819 (Onlin). № 10 (54), 2020, cc 4-7. 10. Рахманкулов А.А.; Хайдаров Т.З.; Рузиев Р.Т. Влияние бинарных наполнителей на теплофизические свой- ства политетрафторэтилена. Журнал Universum: технические науки 4(85), https://7universum.com/tech 2021 г. 11. Рахманкулов А.А.; Хайдаров Т.З.;Рузиев Р.Т.; Нуфтуллаев С.К. Термический коэффициент объемного расширения ПВДФ и его композиций в присутствие дисперсных наполнителей, Журнал композиционные материалы. №3,2021 г. 10

№ 12 (105) декабрь, 2022 г. DOI - 10.32743/UniTech.2022.105.12.14656 СИНТЕЗ И ТЕРМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ФТАЛОЦИАНИНОВОГО ПИГМЕНТА ЧЕРНОГО ЦВЕТА НА ОСНОВЕ ПАРАФЕНИЛДИАМИНА Сoдиков Сардорбек Хусанович докторант Ташкентского научно-исследовательского института химической технологии, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Бекназаров Хасан Соибназарович д-р хим. наук, профессор Ташкентского научно-исследовательского института химической технологии, Республика Узбекистан, г. Ташкент Джалилов Абдулахат Турапович академик АН РУз, д-р хим. наук, профессор, директор Ташкентского научно-исследовательского института химической технологии Республика Узбекистан, г. Ташкент SYNTHESIS AND THERMAL ANALYSIS PHTHALOCYANINE PIGMENT BLACK BASED ON PARAPHENYLDIAMINE Sardorbek Sodikov Doctoral student of the Tashkent Chemical-Technological research institute, Republic of Uzbekistan, Tashkent Khasan Beknazarov Doctor of Chemical Sciences, Professor of the Tashkent Chemical-Technological Research Institute, Republic of Uzbekistan, Tashkent Abdulahat Jalilov Academician of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, Doctor of Chemical Sciences, professor of Tashkent chemical-technological research institute, Republic of Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ В статье изложен способ синтеза фталоцианинового пигмента черного цвета на основе парафенилдиамина. Проведены исследования ИК-спектроскопии и УФ-спектроскопии для изучения образованных химических связей в результате синтеза. Исследованы термогравиметрические и дифференциально-термические показатели фтало- цианинового черного пигмента. ABSTRACT The article describes a method for the synthesis of black phthalocyanine pigment based on paraphenyldiamine. Investigations of IR spectroscopy and UV spectroscopy were carried out to study the formed chemical bonds as a result of synthesis. The thermogravimetric and differential thermal parameters of phthalocyanine black pigment have been studied. Ключевые слова: синтез, фталоцианиновый черный, парафенилдиамин, термогравиметрия, дифференциально- термический анализ. Keywords: synthesis, phthalocyanine black, paraphenyldiamine, thermogravimetry, differential thermal analysis. ________________________________________________________________________________________________ __________________________ Библиографическое описание: Сoдиков С.Х., Бекназаров Х.С., Джалилов А.Т. СИНТЕЗ И ТЕРМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ФТАЛОЦИАНИНОВОГО ПИГМЕНТА ЧЕРНОГО ЦВЕТА НА ОСНОВЕ ПАРАФЕНИЛДИАМИНА // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 12(105). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14656

№ 12 (105) декабрь, 2022 г. Введение. Фталоцианины (Pc) – класс фотоак- Новизна работы: Впервые был синтезирован тивных соединений, уникальные физико-химические фталоционниновый пигмент на основе химической свойства которых исследуются во многих областях реакции фталевой кислоты, мачевины и парафенил- современной науки. Металлокомплексы – фталоци- диамина. Вышеуказанные реагенты являются местные анинаты – являются продуктами многотоннажного сырья и позволить сократить долю импотра. промышленного синтеза (свыше 80 тыс. тонн в год), при этом большая их часть традиционно использу- Экспериментальная часть. Синтез фталоциа- ется в качестве пигментов в составе чернил цветной нинового пигмента черного цвета осуществляется печати, лакокрасочных материалов, для окрашива- следующим образом: в трехгорлую колбу, снабженной ния пластмасс и синтетических волокон [1]. обратным холодильником и автоматической мешал- кой, вносили 14,8 г фталевой кислоты и 24 г мочевины. Помимо этого, сочетание ценных фотофизических Далее колбу нагревали до температуры 120-145 °С. характеристик и высокой термохимической устой- После этого добавляли 10,8 г парафенилдиамина, чивости обусловливает возможность получения на нагревали реакционную смесь до температуры 180 °С основе фталоцианинов различных оптоэлектронных и добавляли катализатор. Затем полученную массу устройств: зарядовой памяти и активного слоя нагревали в течение 1,5─2 ч при температуре 95- CD/DVD-дисков, газовых сенсоров, светоизлучаю- 100 °С и продолжали интенсивное перемешивание, щих устройств [2], оптических ограничителей и после реакции образовалось пористое вещество фоторефрактивных материалов [3]. Ряд производных черного цвета. фталоцианина используется в качестве сенсибилиза- торов в препаратах для фотодинамической терапии Полученную массу охлаждали до комнатной онкологических заболеваний [4, 5], в качестве катали- температуры и растирали в фарфоровой ступке, до- заторов для очистки углеводородов от сернистых со- бавляли к ней 50 мл (90%-ой) серной кислоты. При единений и при обезвреживании токсичных стоков [6]. этом черная пористая масса растворяется. В процессе плавления раствор начинает нагреваться, поэтому Не только в нашей стране и странах СНГ спрос растворенный продукт смешивали с дистиллирован- пигменты на основе органического происхождения ной водой. При этом непрореагировавшие исходные постоянно увеличивается. По этому поводу, изучение продукты и промежуточные продукты растворяются. способов получения фталоцианиновых органических Раствор промывали дистиллированной водой для пигментов и их свойств является актуальным. нейтрализации. После фильтрации нейтрализованного раствора на воронке Бюхнера полученный продукт Целю данной работы является получение и сушили в сушильном шкафу при температуре 80°С. исследование нового фталоцианинового пигмента Получили продукт весом 24,8 г. На рисунке 1 пока- черного цвета. зана химическая реакция синтеза фталоцианинового черного на основе парафенилдиамина. Рисунок 1. Уравнение химической реакции синтеза фталазианинового пигмента на основе парафенилдиамина Для определения образовавшихся химических На рисунке 2 изложена полученная спектрограмма связей после реакции взаимодействия фталевого в результате ИК-спектроскопии синтезированного ангидрида, парафенилдиамина и мочевины было фталоцианинового черного. проведено исследование ИК-спектроскопии. 12

№ 12 (105) декабрь, 2022 г. Рисунок 2. ИК-спектры фталазианинового черного пигмента на основе парафенилдиамина На основании анализа установлено, что на ИК- в области 1375 см-1, группы (C-N) в области 1170 см-1, спектре пигмента наблюдается наличие колебатель- группы (C-O) при 1083 см-1, бензольного кольца при ных связей растяжения в области 1705 см-1 (С=N), 977 см-1 (C-C закрыты), присутствие (-NH-) при связей амидных функциональных групп в области 823 см-1 . 1506 см-1, колебательных связей деформации (C-H) Рисунок 3. Отношение светопоглощения к длине волны раствора парафенилдиаминсодержащего фталазианинового пигмента в УФ-спектрофотометре На рисунке 3 приведены результаты измерения Наибольшее поглощение определяли при длине волны раствора пигмента полимерной краски парафенилдиа- 610 нм. В результате в качестве красителя для син- мина в диметилформамиде на УФ-спектрофото- тетической сажи был использован полимерный метре в видимом спектре света 190-1100 нм. Было красящий пигмент с парафенилдиамином с учетом обнаружено, что пигмент краски полимерный пара- способности поглощать фотоны света. фенилдиамин имеет высокий уровень поглощения в видимом диапазоне длин волн от 500 нм до 600 нм. Для проверки термостабильности синтезиро- ванного парафенилдиаминового пигмента его 13

№ 12 (105) декабрь, 2022 г. анализировали дифференциально-термическим и обладает исследуемый полианилин, какую темпера- термогравиметрическим методами (DTG-60, туру он переносит, как претерпевает изменения под SIMULTANEOUS DTA-TG APARATUS SHIMADZU, влиянием температуры, то есть при какой темпера- Япония). На рисунке 4 показана дериватограмма туре и какой ценой происходит потеря массы, про- дифференциально-термического и термогравимет- водится термический анализ. Термические анализы рического анализа. Полученная дериватограмма проводились в диапазоне температур от 20°С до состоит из 2 кривых. В ней есть аналогичная инфор- 600°С, в атмосфере аргона со скоростью 10 градусов мация, например, какими термическими свойствами в минуту. Рисунок 4. Термический анализ синтезированного парафенилдиамина, содержащего фталазианиновый пигмент Эндотермическая кривая полученной дерива- Заключение. По результатам термического тограммы реализовывалась преимущественно в анализа были показаны свойства синтезированного интервале трех интенсивно разлагающихся темпера- парафенилдиаминсодержащего фталазианинового тур. Первый интервал разложения длился 11,76 минут пигмента, как высокотемпературного стабильного от 37 oC до 145 oC, а потеря массы составила 0,026 мг пигмента за счет присутствия в полученном пигменте или 0,618 %. Во втором интервале дезинтеграции, аминосоединений. Это объясняется тем, что азот- начиная с 145,59°С до 250,63°С, потеря массы про- и углеродсодержащие соединения положительно исходит за 22,32 минуты и составила 3,518 мг или влияют на создание фталоцианиновой структуры 83,682%. Третий интервал разложения происходит с нового состава. 250,63 °С до 601,77 °С, длился 58,3 мин, потеря массы составила 0,564 мг или 13,416%. Приведены результаты УФ-спектрофотометрии синтезированного парафенилдиаминсодержащего Так, масса уменьшается на 0,618 % за счет потери фталацианинового пигмента в диапазоне видимого влаги до 100 oC. Следующая потеря массы начина- света 190-1100 нм. В результате пигмент полимерной ется при 145,59 oC, когда ожидается разложение кис- краски парафенилдиамин был рекомендован к ис- лоты с возможным выделением воды. Выше 200 оС пользованию в качестве краски для получения син- вещество разжижается, а выше 220 оС происходит тетической черной краски с учетом его способности разложение основной структуры вещества. поглощать фотоны света. 14

№ 12 (105) декабрь, 2022 г. Список литературы: 1. Файзиев Ж.Б., Бекназаров Х.С., Джалилов А.Т. Синтез и свойства фталоцианина меди // Универсум: Технические науки : электрон. научн. журнал. 2020. № 3(72). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/9042 2. Штайнер Р.И., Миски Ю.Д. Применение красителей, производство промежуточных красителей и красителей // Riegel's Handb. инд. хим. Springer, Дордрехт, 1992. С. 863–915. 3. Юсупов М., Бекназаров Х., Тиллаев А., и Соттикулов Э., (2019) «Исследование нового медь-, азото-фосфорсодержащего фталоцианинового пигмента», Научный вестник Наманганской госуниверситета: Вып. 1: Вып. 7, статья 10. Доступно по адресу: 4. Носова Г.И. и другие. Фоточувствительность полиимидов и полихиназолонов на основе ароматических и гетероароматических диаминов // Полим. науч. Сэр. A 2008 508. Springer, 2008. Vol. 50, № 8. С. 901–910. 5. Розсипал Т., Халамек Э., Коблиха З. Спектрофотометрическое определение трис(2-хлорэтил)амина с исполь- зованием кислых красителей // J. Appl. Спектроск. 2018 846. Springer, 2018. Vol. 84, № 6. С. 1139–1144. 6. Липин В.А. и другие. Сорбция анионных красителей полиамфолитными гидрогелями на основе гидролизо- ванного полиакриламида, модифицированного алифатическими диаминами // Успехи химии. Дж. Физ. хим. A 2022 962. Springer, 2022. Vol. 96, № 2. С. 387–390. 15

№ 12 (105) декабрь, 2022 г. ПОЛУЧЕНИЕ И ИК-СПЕКТРОСКОПИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПЛАСТИФИКАТОРА ДИ-2-ЭТИЛГЕКСИЛМАЛЕИНАТА Соатов Сирожиддин Уролович докторант, ООО «Ташкентского научно-исследовательского института химической технологии», Республика Узбекистан, п/о Ибрат E-mail: [email protected] Джалилов Абдулахат Турапович директор, академик АНРУз, д-р хим. наук, профессор, ООО «Ташкентского научно-исследовательского института химической технологии», Республика Узбекистан, п/о Ибрат Соттикулов Элёр Сотимбоевич ст. научн. сотр.,(PhD), с.н.с., ООО «Ташкентского научно-исследовательского института химической технологии», Республика Узбекистан, п/о Ибрат Ишмухамедова Мукаддам Галибовна ст. преподаватель, «Ташкентский химико-технологический институт», Республика Узбекистан, г. Ташкент PREPARATION AND IR-SCTROSCOPIC INVESTIGATION OF THE PLASTICIZER DI-2-ETHYLHEXYLMALENATE Sirojiddin Soatov Doctoral student, LLC Tashkent Research Institute of Chemical Technology\", Republic of Uzbekistan, Ibrat Abdulakhat Djalilov doctor of chemical sciences, professor, Director Academician of the Academy of Sciences of Uzbekistan, LLC Tashkent Scientific Research Institute of Chemical Technology, Republic of Uzbekistan, Ibrat Elyor Sottikulov Senior Researcher, (PhD), Senior Researcher, Tashkent Research Institute of Chemical Technology LLC, Republic of Uzbekistan, Ibrat Mukaddam Ishmukhamedova Senior lecturer, \"Tashkent Institute of Chemical Technology\", Republic of Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ В статье получен пластификатор ди-2-этилгексилмалеинат, и проводились его ИК-спектроскопические ис- следования. Проведены лабораторные испытания основных физико-химических показателей полученного пластификатора и установлено, что температура вспышки его составляет 269 оС, а кислотное число - 0,04 мг КОН/г. __________________________ Библиографическое описание: ПОЛУЧЕНИЕ И ИК-СПЕКТРОСКОПИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПЛАСТИ- ФИКАТОРА ДИ-2-ЭТИЛГЕКСИЛМАЛЕИНАТА // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Соатов С.У. [и др.]. 2022. 12(105). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14650

№ 12 (105) декабрь, 2022 г. ABSTRACT In the article, the plasticizer di-2-ethylhexylmaleate was obtained, and IR spectroscopic studies were carried out. Laboratory tests of the main physical and chemical parameters of the obtained plasticizer were carried out and it was found that its flash point is 269 °C, and the acid number is 0.04 mg KOH/g. Ключевые слова: 2-этилгексанол, малеиновый ангидрид, ИК-спектроскопия, пластификатор, кислотное число, температура вспышки. Keywords: 2-ethylhexanol, maleic anhydride, IR spectroscopy, plasticizer, acid number, flash point. ________________________________________________________________________________________________ Введение с малеиновым ангидридом с использованием компо- зиции катализатора. К группе пластификаторов и мягчителей отно- сятся вещества, которые способны снижать внутрен- Путём многочисленных опытов, при получении нее трение между макромолекулами в полимерных пластификатора, определили молярное соотношение системах. Такое деление, на пластификаторы и мяг- 2-этилгексанола и малеинового ангидрида, оно со- чители, большей частью характерно для резиновой ставляет 2:1. Синтезирование данного пластификатора промышленности, и основным признаком деления проводили по ниже указанной методике. Обычно является их влияние на морозоустойчивость резин. при получении пластификатора используется ката- Вещества, которые понижают температуру стекло- лизатор, кислотный и нейтральный. При использо- вания исходного каучука и улучшают морозостой- вание кислотного катализатора ухудшается цвет кость резин, относятся к группе пластификаторов. полученного пластификатора. Мы решили исполь- Вещества, которые не влияют на морозостойкость зовать композицию катализатора, состоящего из тет- резин, относятся к группе мягчителей [1]. рабутоксититаната с тетраизопропилтитанатом в соотношение по массам 50:50. Применение данного Существуют две основные технологии создания катализатора даёт преимущество в том, что умень- эластичного готового продукта: добавление “мягчи- шается время синтеза реакции и улучшается цвет теля” или пластификатора (внешнего пластификатора) полученного пластификатора. к полимеру или химическая модификация молекул. Для разработчика композиций предпочтительно Реакцию проводили в течение 7 часов с добавле- добавление внешнего пластификатора. Внешняя пла- нием катализатора. Диапазон скорости реакции со- стикация – это добавление пластификатора к жесткому ставлял 0,5 оС/мин и непрерывно увеличивался до полимеру, причем уровень эластичности можно ре- 140-170 oС. Во время реакции выделяется вода. В ходе гулировать типом и количеством пластификатора. реакции образовалась желтоватая прозрачная Выбор пластификатора может оказаться сложным маслянная жидкость. Полученный пластификатор из-за многообразия имеющихся продуктов и различ- осветляли композицией бетнонита с алюмосили- ных эффектов, достигаемых при их введении [2]. катной микросферой и фильтровали. Полученный пластификатор ди-2-этилгексилмалеинат подвергался Насколько эффективно действие пластифика- лабораторным испытаниям и исследованию методом торов и мягчителей, зависит от их совместимости ИК-спектроскопии. с каучуком. Совместимость смол с каучуком может изменяться от термодинамического уровня, до уровня ИК-спектроскопический анализ пластификатора технологического. Исходя из этого, дозировка вводи- на основе 2-этилгексанола и малеинового ангидрида мой смолы должна соответствовать её растворимости проводили на приборе SHIMADZU производства в каучуке, так как избыток мигрирует на поверхность Японии (диапазон 400-4000 см-1, размер 4 см-1). заготовок, образуя пленки, что резко ухудшает клей- кость заготовок при сборке [3]. Для сравнения спектров используются базовые данные программы, она их анализирует автомати- Также бывают низкотемпературные пластифи- чески, а для графического представления спектров каторы, пластификаторы со слабой летучестью, используют базу данных пользовательской библио- специальные, слабо диффузионные, огнеупорные, теки программы. пластификаторы стабилизирующего действия и т. д Химические изменения и механизм реакции, при [4-5]. взаимодействии 2-этилгексанола и малеинового Нами была поставлена задача получения пласти- ангидрида, синтезированного пластификатора изуча- лись с помощью ИК-спектроскопии. фикатора для резиновых смесей ди-2-этилгексил- малеината путем взаимодействия 2-этилгексанола 17

№ 12 (105) декабрь, 2022 г. Рисунок 1. ИК спектр 2-этилгексанола На рис. 1 представлен ИК-спектр 2-этилгексанола. Соответствующий пик поглощения СО в спиртах На рисунке видно, что его пик поглощения в области появляется в области 1220,94 см-1. 3352,28 см-1 принадлежит группам –ОН, характерным для спиртов. Пик поглощения, соответствующий На практике важным считается наличие линий с первичным функциональным группам -ОН, принадле- расширенным колебательным диапазоном, и, в ос- жащим спиртам, также замечен в области 1039,63 см-1. новном, С-Н деформационные колебания в этой об- ласти приписываются свободной ароматической группе в области 1118 см-1. Рисунок 2. ИК-спектр малеинового ангидрида Согласно ИК-спектру малеинового ангидрида Важным считается наличие линий с расширенным (рис. 2), пик поглощения в области 1855,52 см-1 дан- диапазоном колебаний, а деформационные колебания ного спектра принадлежит малеиновому ангидриду в этой области в основном относятся к группе С=O циклического строения. Видно, что деформационные в области поглощения 1774,07 см-1. Протяженные колебания в области 1631,78 см-1 вызывают деформационные колебания в области 1240 см-1 колебания и удлиняют свободную связь групп С=С относятся к группе (C - С). 18

№ 12 (105) декабрь, 2022 г. Рисунок 3. ИК –спектр пластификатора, полученного на основе 2- этилгексанола и малеинового ангидрида На приведённом рисунке 3 ИК –спектр пласти- синтезированного пластификатора, вместо него фикатора, полученного на основе 2- этилгексанола и наблюдалось проявления пика в области 1294,24 см-1, малеинового ангидрида, наблюдается повышение относящегося к связи С- O-С. На основании этого интенсивности CH3 групп в области поглощения можно сделать вывод, что образовались эфирные 2953,80 см-1 . связи. Поскольку пик поглощения на ИК-спектре Исходя из анализа ИК-спектра, в результате малеинового ангидрида в области1855,52 см-1, реагирования 2-этилгексанола и малиенового относящийся к циклическому ангидриду, в процессе ангидрида, механизм реакции образования ди-2- реакции находился между группой спирта ОН, этот этилгексилмалеината можно привести к седующему пик поглощения не наблюдался на ИК-спектре виду: Согласно практическим работам теоретическим Проведены основные физико-химические сравни- расчетам самый высокий выход продукта совместной тельные лабораторные испытания синтезированного реакции на основе 2-этилгексанола и малеинового пластификатора и они были сранены с результатами ангидрида составил 97%, для достижения этого технических условий завода. Полученные результаты результата реакцию проводили в течение 7 часов. представлены в таблице 1 ниже. Таблица 1. Физико-химические сравнительные лабораторные испытания синтезированного пластификатора № Наименование испытания Показатели Технический метод 1 Внешний вид Норма (КЛ) Факт ISO 787-2 2 Потеря при температуре %≤ (105оС) прозрачная маслянистая прозрачная маслянистая ASTM D4052 3 Плотность (20оС) 4 Кислотное число %≤ жидкость жидкость ISO 660 5 Температура вспышки ≥ (оС) ASTM D92 0.5 0,01 0,913-0,990 0,940 0,04 0,04 205 269 19

№ 12 (105) декабрь, 2022 г. Физико-химические показатели ИК-анализу. Установлено, что в полученном пласти- синтезированного пластификатора фикаторе пики поглощения в области 1855,52 см-1, относятся к ангидридной группе, а в области Из таблицы 1 видно, что по внешнему виду синте- 3352,28 см-1, относящейся к группе -ОН, характерной зированный пластификатор представляет собой для спиртов, они отсутствуют, однако присутствуют прозрачную маслянистую жидкость, плотность валентные колебания в области 1294,24 см-1, относя- которой равна 0,940, температура вспышки 269oС, щиеся к сложным эфирам (С-O-С). На основании кислотное число 0,04. данных ИК спектра предложен механизм реакции. Проведены лабораторные испытания основных В заключении можно сказать, что в результате физико-химических показателей полученного взаимной реакции 2-этилгексанола и малеинового пластификатора и установлено, что температура ангидрида был синтезирован пластификатор ди-2- вспышки составляет 269 oС, а кислотное число равно - этилгексилмалеинат, который был подвергнут 0,04 мг КОН/г. Список литературы: 1. Охотина Н.А., Ведяшкина Д.А., Ильязов М.Ф. «Алькорез 2975 - новая технологическая добавка для резино- вых смесей» / Н.А. Охотина, Д.А. Ведяшкина, М.Ф. Ильязов // Вестник Казанского технологического уни- верситета. № 7, 2011. С. 104-110. 2. Гросман Ф. Руководство по разработке композиций на основе поливинилхлорида [Текст] / Гросман Ф.; Изд. 2-е, перераб. -СанктПетербург. 2009 г. 3. Шарипов Э.Н. Технология получения и применение малеинизированных полупродуктов синтеза изопрена для улучшения конфекционных свойств шинных резиновых смесей: дисс. к.т.н. / Э.Н. Шарипов. Казань. КГТУ, 2009. 136 с. 4. Лакеев С.Н., Майданова И.О., Ишалина О.В., Основы производства пластификаторов, Учебное пособие, Уфимский государственный нефтяной технический университет, 2015., Уфа: Изд-во УГНТУ, 2015. – 159. 5. Джалилов А.Т., Киёмов Ш.Н., Соттикулов Э.С., & Соатов С.У. (2020). ИЗУЧЕНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ДИМЕТИЛТЕРЕФТАЛАТА И ГЛИЦЕРИНА. Булатовские чтения, 5, 79-82. 20

№ 12 (105) декабрь, 2022 г. ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ СЕРНИСТОГО БИТУМА, ПОЛУЧЕННОГО НА ОСНОВЕ МОДИФИЦИРОВАННОЙ ПОЛИМЕРНОЙ СЕРЫ Хурсандов Бобомурод Шухратович Phd докторант, институт общей и неорганической химии АНРУз, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Кўчаров Азизбек Алишер угли Phd докторант, институт общей и неорганической химии АНРУз, Республика Узбекистан, г. Ташкент Е-mail: [email protected] Юсупов Фарход Махкамович д-р .техн. наук, зав. лаб. «Химическая технология, перереботки газа и ПАВ» Института общей и неорганической химии АН РУз, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] INVESTIGATION OF THE PROPERTIES OF SULPHUROUS BITUMEN OBTAINED ON THE BASIS OF MODIFIED POLYMERIC SULFUR Bobomurod Xursandov Phd student Ins. of General and Inorganic Chemistry of Academy of Sciences Republic of Uzbekistan, Tashkent Azizbek Kucharov Phd student Ins. of General and Inorganic Chemistry of Academy of Sciences, Republic of Uzbekistan, Tashkent Farxod Yusupov D.t c, prof., Institute of General and Inorganic Chemistry of Academy of Sciences, Republic of Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ Изучены физико-химические процессы, происходящие при смешении серы и битума, и факторы, влияющие на них. Исследовано влияние количества и способов введения серы в битум на свойства вяжущего и асфальтобе- тона. В результате исследований установлено, что добавление в битум 30 % серы значительно улучшает свойства асфальтобетона. Также введение серы в битум привело к снижению вязкости полученного вяжущего при темпе- ратуре выше 80ºС. Снижение реологических свойств при производстве асфальтобетона позволяет снизить тем- пературу на 10-20ºС и повысить плотность и прочность получаемого асфальтобетона. ABSTRACT The physicochemical processes that occur when sulfur and bitumen are mixed, and the factors influencing them are studied. The influence of the amount and methods of introducing sulfur into bitumen on the properties of the binder and asphalt concrete has been studied. As a result of research, it was found that the addition of 30% sulfur to bitumen significantly improves the properties of asphalt concrete. Also, the introduction of sulfur into bitumen led to a decrease in the viscosity of the resulting binder at temperatures above 80ºС. The decrease in rheological properties in the production of asphalt concrete allows to reduce the temperature by 10-20ºС and increase the density and strength of the resulting asphalt concrete. Ключевые слова: сера, битум, связующие, асфальтобетон, вязкость, серабитум. Keywords: sulfur, bitumen, binder, asphalt concrete, viscosity, sulfur bitumen. ________________________________________________________________________________________________ __________________________ Библиографическое описание: Хурсандов Б.Ш., Кучаров А.А., Юсупов Ф.М. ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ СЕРНИСТОГО БИТУМА, ПОЛУЧЕННОГО НА ОСНОВЕ МОДИФИЦИРОВАННОЙ ПОЛИМЕРНОЙ СЕРЫ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 12(105). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14774

№ 12 (105) декабрь, 2022 г. С каждым годом увеличивается объем добычи и в количестве 1-3% от массы серы и перемешивают переработки углеводородов. В результате образуется 1 час. Температура в реакторе повышается до большое количество побочных продуктов, в том числе 150-160°С без прекращения перемешивания. В ре- элементарной серы. В настоящее время поиск новых зультате дегидратации глицерина мономер акролеина и эффективных способов утилизации элементарной смешивается с молекулами серы в течение 2-4 часов. серы остается актуальным вопросом. Проведено После этого жидкая сера охлаждается до 5-25°С при несколько исследований по получению модифици- нормальной температуре и переходит в твердое со- рованных битумов и бетонных изделий с участием стояние. Твердая полимерная сера измельчается до серы, и подчеркнуто, что использование битумов с нужного размера. Различные экзотермические и эн- серой является одним из перспективных способов дотермические тепловые эффекты, наблюдаемые улучшения качества дорожных покрытий [1, 2]. при изменении массы в результате разрушения структуры соединений при нагревании сополимера, Одним из наиболее удобных способов исполь- проанализированы на основании результатов дери- зования серы для дорожного строительства является ватографического анализа на основе данных, полу- модификация нефтяных дорожных битумов и про- ченных в эксперименте по изучению термо- изводство на их основе асфальтобетонов с серой [3,4]. стабильность синтезированного сополимера. На рис. 1 Сернистые битумные вяжущие и смеси на их основе представлена дериватограмма полученного сополи- обладают более высокими физико-механическими и мера, состоящая из 2-х кривых. Кривая термограви- реологическими свойствами по сравнению с тради- метрического анализа (ТГА) - синяя кривая, ана- ционными битумами и асфальтобетонами. Приме- лизируемая в 3 диапазонах температур интенсивного нение серы желательно не только с точки зрения разложения. 1-й диапазон разложения соответствует уменьшения количества битума, но и с точки зре- температурам 27,77-140,06℃ 2-й диапазон разложе- ния экономии энергоресурсов за счет снижения ния соответствует 140,06-358,12℃ температурам, 3- температуры подготовки и укладки материалов с й диапазон разложения соответствует 358,12- серой [5,6]. Сероасфальтобетон характеризуется до- 670,35℃ температурам. Видно, что наиболее интен- статочно высокой водостойкостью при длительном сивный процесс разложения происходил во 2-м ин- водонасыщении. Причинами этого могут быть [7]: тервале разложения. То есть начальная масса вещества уменьшилась на 91,76%. На кривой ДТА • Химическое взаимодействие серы и токсичных (красная линия) мы видим 2 эндотермических эф- газов, образующихся при взаимодействии серы с фекта. 1-й эндотермический эффект соответствует 2- битумом [7,8] с дисперсными фазами, образующими му интервалу разложения кривой ТГА. Начало водорастворимые соединения (химическая гипотеза); 1-го эндотермического эффекта соответствует 96,3, конец 133,19℃ точка пика 106,35℃ При 1-м эндо- • Процессы кристаллизации серы в объеме термическом эффекте было поглощено 4,57 мкВ битумного вяжущего и образование капилляров, (290,74 Дж или 69,46 кал) энергии. 2-й эндотермиче- повышающих проницаемость асфальтобетона для ский эффект соответствует 3-му интервалу разложе- жидких сред (физическая гипотеза). ния кривой ТГА. Начало 2-го эндотермического эффекта соответствует 206,4℃ конец 354,43℃ точка Цель исследования - определение и исследование пика соответствует 292,71℃. При 2-м эндотермиче- свойств и условий применения серно-битумного вяжу- ском эффекте было поглощено 10,33 мкВ (4,53 мДж щего, полученного на основе местной технической или 1,08 мкал) энергии. серы. Экспериментальная часть. Техническая сера нагревается при 125-130 при вращении со скоро- стью 71 об/мин. При нагревании добавляют глицерин 22

№ 12 (105) декабрь, 2022 г. Рисунок 1. Термогравиметрический (ТГА) и дифференциально-термический анализ (ДТА) синтезированного сополимера Образовавшуюся полимерную серу нагревали от химического состава, состава, температуры смеше- до 135-140°С при перемешивании. В разбавленную ния и времени использования битума. полимерную серу без прекращения перемешивания. В таблице 1 приведены свойства серно-битумного Сера, включенная в битум, находится в системе вяжущего, полученного на основе серы и битума либо в жидком, либо в твердом состоянии. БНД 60/90.При отборе проб битума количество серы Соотношение жидкой и твердой серы в смеси может изменяли в пределах 10-60 %. варьироваться в широких пределах в зависимости Таблица 1. Основные физико-химические параметры сернистых битумов Наименование 0 10 Количество серы в связующем, % 55 60 показателя 1000 1050 20 30 35 40 45 50 1405 1444 -17 -19 1141 1182 1205 1258 1324 1385 Плотность кг/м3 -24 -18 -15 -13 -10 -8 -5 -2 48 Температура хрупкости, °С 52 60 67 70 74 76 80 83 87 100 Температура размягчения 4,5 100 62 56 40 24 18 15 9 5 по кольцу и шару 7 3,5 1,5 1 0 0 0 0 0 81 Растяжимость, см,не менее: 85 72 61 50 46 31 28 18 15 при 25 °С при 0 °С Глубина проникания иглы, 0,1 мм при 25 °С Согласно результатам таблицы, при добавлении серы в битуме до 30 % наблюдалось повышение тем- к битуму 15-20% серы образуется высокодисперсное пературы хрупкости и вязкости и уменьшение относи- и пластифицированное серобитумное вяжущее. Меха- тельного удлинения. Также мы можем наблюдать, низм пластификации можно объяснить растворением что прочность, пластичность и адгезионные введенной в систему серы и переходом в аморфное свойства битума, содержащего 30% серы, выше, чем состояние, а также изменением структуры битума в у обычного битума. При увеличении количества результате химической реакции или адсорбции серы в битуме до 40% появляются соединения с активных компонентов битума с серой. Введение систематической коагуляцией и кристаллической серы повысило устойчивость и пластичность битума структурой. Эти структуры снижают пластичность при низких температурах и вызвало относительное битума и повышают его твердость и хрупкость. снижение вязкости. При увеличении количества Сера, входящая в состав битума, может находиться 23

№ 12 (105) декабрь, 2022 г. в трех формах: химически связанной, растворенной битума, на свойства конечного продукта, опре- и свободной. В процессе получения сернистых деленная часть серы растворяется в ароматических битумов при 135-140ºС 9-10% серы увеличивается углеводородах битума, а оставшаяся часть выступает содержание смолистых веществ в битуме. В ре- в роли наполнителя, приводящего к увеличению вяз- зультате количество ароматических углеводородов кости серы. Вязкость вяжущего должна обеспечивать в составе битума уменьшается на 8-10%, а коли- жаропрочность асфальтобетона в жаркие дни и чество смолистых веществ увеличивается на 8-10%. предотвращать его хрупкость в холодные дни. Изучая влияние количества серы, входящей в состав Рисунок 2. Влияние содержания серы на вязкость вяжущего. Температуры извлечения битума: 80°С (1), 100°С (2), 120°С (3), 140°С (4) Из результатов, представленных на рисунке 2, температуры системы сера, содержащаяся в свя- видно, что добавление серы к содержанию битума зующем, выделяется в высокодисперсную кристал- снижает его вязкость при всех испытанных темпе- лическую структуру и приводит к упрочнению ратурах. Видно, что количество серы при 120 и 140 ºС связующего. При высоких температурах кристалли- практически не влияет на вязкость. При 80ºС видно, ческая фаза растворяется в системе и снижает что добавка серы к битуму вначале снижает вязкость, вязкость вяжущего. То есть при температуре ниже а по мере увеличения содержания серы вязкость 80ºС сера выступает в битуме как структуро- снова возрастает. Например, видно, что связующее, образователь, а при температуре выше 80ºС – как содержащее 30% серы, имеет более высокую вязкость, пластификатор. чем связующее, содержащее 15% серы. При снижении Рисунок 3. Зависимость прочности асфальтобетона от содержания серы 1 - 60°С, 2 - 20°С 24

№ 12 (105) декабрь, 2022 г. Из рисунка 3 видно, что содержание серы в битуме БНД 60/90 и вяжущих, содержащих различное оказывает существенное влияние на долговечность количество серы. В результате исследований при асфальтобетона. Когда количество серы в составе добавлении в битум 15-20% серы, она действует как битума достигает 5%, прочность асфальтобетона пластификатор. Когда содержание серы достигает снижается до минимума. Увеличение количества серы 30-35%, сера создает в битуме новые структуры и приводило к увеличению прочности, и было уста- повышает вязкость и термостойкость вяжущего. новлено, что прочность асфальтобетона, полученного Добавление серы в битум вызвало снижение вязкости при содержании серы 30 %, была выше прочности полученного вяжущего при температуре выше 80ºС. асфальтобетона, приготовленного на битуме БНД Снижение реологических свойств при производстве асфальтобетона позволяет снизить температуру на 60/90. 10-20ºС и повысить плотность и прочность получаемого асфальтобетона. Заключение. В исследованиях изучались физико- химические и реологические свойства битума Список литературы: 1. Иваньски М. Асфальтобетон как композиционный материал (с нанодисперсными и полимерными компонен- тами) / М. Иваньски, Н.Б. Урьев. – М.: Тех полиграфцентр, 2007. – 668 с. 2. Иваньски М. Асфальтобетон как композиционный материал (с нанодисперсными и полимерными компонен- тами) / М. Иваньски, Н.Б. Урьев. – М.: Техполиграфцентр, 2007. – 668 с. 3. Влияние технологических параметров на взаимодействие серы с нефтяными остатками / И.Р. Теляшев и др. // Нефтепереработка и нефтехимия: сб. науч. тр. ИПНХП. – Уфа: Изд-во ИПНХП, 2001. – Вып. 33. – С. 76 – 81. 4. Соколов Ю.В. Битумосерные вяжущие и дорожные асфальтобетоны на их основе / Ю.В. Соколов, В.Д. Галдина // Повышение качества материалов дорожного и строительного назначения: сб. науч. тр. – Омск: Изд-во СибАДИ, 2001. – С .67 – 72. 5. Mausle H.-J.; Steudel, R. Molekulare Zusammensetzung von flussigem Schwefel. Teil: 3 Quantitative Analyse im Bereich115-350 ℃. Z. Anorg. Allg. Chem. 1981, 478, 177–190. doi: 10.1002/zaac.19814780717 6. Каганович Е.В. К вопросу использования серы при строительстве и ремонте автомобильных дорог в Республике Казахстан / Е.В. Каганович, В.С. Курчавов // Вестник КаздорНИИ. – Алматы, 2004. – № 1. – С. 53 – 55. 7. Timm D.H.; Robbins M.; Willis J.R.; Tran N.; Taylor A.J. Evaluation of Mixture Performance and Structural Capacity of Pavements Utilizing Shell Thiopave®, Phase II: Construction, Laboratory Evaluation and Full-Scale Testing of Thiopave®Test Sections–One Year Report. 2011. Available online: http://www.ncat.us/files/reports/2011/rep11-03.pdf (accessed on 29 July 2011). 8. Le H.; Gladkikh V.; Korolev E.; Grishina A. Moisture Resistance of Sulfur-Extended Asphalt Concrete. Results of the Study and Features of Definition. Stroit. Mater. 2021, 39–44. [CrossRef] 25

№ 12 (105) декабрь, 2022 г. СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ ОКСИДА ГРАФЕНА Шукуров Дилмурод Хурсанович д-р филос. (PhD), доц., Термезский государственный университет, Республика Узбекистан, г. Термез E-mail: [email protected] Тураев Хайит Худайназарович д-р хим. наук, проф., Термезский государственный университет, Республика Узбекистан, г. Термез Турдимуродов Отабек Бахтиёр ўғли преподаватель, Термезский государственный университет, Республика Узбекистан, г. Термез Рашидова Гулрухсор Эркиновна преподаватель, Термезский государственный университет, Республика Узбекистан, г.Термез E-mail: [email protected] SYNTHESIS AND RESEARCH OF GRAPHENE OXIDE Dilmurod Shukurov Associate professor of Termez State University, Republic of Uzbekistan, Termez Khayit Turaev Doctor of Chemical Sciences, Professor, Termez State University, Republic of Uzbekistan, Termez Otabek Turdimurodov Teacher, Termez State University, Republic of Uzbekistan, Termez Gulrukhsor Rashidova Teacher, Termez State University, Republic of Uzbekistan, Termez АННОТАЦИЯ В этой работе были изучены аспекты синтеза оксида графена и его использования в новых солнечных эле- ментах третьего поколения на основе его физических и химических свойств. Также было изучено влияние раз- личных факторов на выход синтезированного оксида графена. Какие функциональные группы присутствуют в полученном веществе, анализировали методом ИК-спектроскопического анализа. ABSTRACT In this work, aspects of the synthesis of graphene oxide and its use in new third-generation solar cells were studied based on its physical and chemical properties. The influence of various factors on the yield of synthesized graphene oxide was also studied. Which functional groups are present in the resulting substance was analyzed by IR spectroscopic analysis. Ключевые слова: графит, оксид графена, полупроводник, ИК-спектр, оптика, СЭМ-анализ. Keywords: graphite, graphene oxide, semiconductor, IR spectrum, optics, SEM analysis. ________________________________________________________________________________________________ __________________________ Библиографическое описание: СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ ОКСИДА ГРАФЕНА // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Шукуров Д.Х. [и др.]. 2022. 12(105). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14789

№ 12 (105) декабрь, 2022 г. Введение. Оксид графена является одним из 2. Экспериментальная часть электропроводящих материалов с большим коли- чеством электронов. Материалы на основе оксида 2.1. Методы и инструменты исследования графена и его производных используются в качестве основного компонента органических солнечных Для приготовления материалов необходимы элементов благодаря большой площади поверхности и следующие химические вещества и оборудование: низкому электрическому сопротивлению. Электро- графитовый порошок, просеянный через мелкое сито, проводность диэлектрических полимерных наноком- перманганат калия, перекись водорода 40%, концен- позитов, обработанных оксидом графена, улучшается трированная серная кислота 96%, раствор соляной в несколько раз [1, 2]. Сегодня солнечные элементы кислоты, дистиллированная вода и магнитная колба на основе органических перовскитов используются с термометром и водяная баня. Оксид графена был в производстве некомпозитных полимеров, модифи- синтезирован из порошка графита методом цированных оксидом графена, благодаря интенсив- низкотемпературной окислительной полимеризации. ному увеличению электронно-транспортных слоев. Этот модернизированный метод синтеза включает Также краситель повышает эффективность фотока- окисление слоев графита и расслоение путем талитических реакций для композитов диоксида ти- термической обработки раствора. тана TiO2 и оксида графена, которые используются в качестве фотоанодов в чувствительных солнечных 2.2. Синтез оксида графена элементах [3, 4]. Взвешивали 3 г просеянного графитового поро- В последние годы нанокомпозиты на основе шка и 2 г соли NaNO3 и помещали в коническую графена были в центре внимания многих исследо- колбу вместимостью 400 мл на ледяную баню (0-5°С) вателей из-за их превосходных механических, при постоянном перемешивании. Затем добавляли электрических и термических свойств. Прозрачные 50 мл концентрированного раствора H2SO4 (96%) и электроды из оксида графена с большой площадью перемешивали магнитной мешалкой при низкой поверхности могут стать составной частью солнеч- температуре. Перемешивание продолжали при этой ных элементов на основе недорогих органических температуре в течение 3 часов и к полученной сус- полимерных материалов [5, 6]. В последнее время пензии очень медленно добавляли 18 г перманганата оксид графена и модифицированный оксид графена калия. Скорость добавления и температуру реакции используются в качестве компонентов электронного тщательно контролировали, чтобы она не превы- транспорта в новых быстро развивающихся солнечных шала 15°C. Затем баню со льдом удаляли и смесь элементах на основе органического перовскита [7, 8]. перемешивали при 35°С до образования коричневой Основной принцип работы солнечного элемента на массы и перемешивали еще 3 часа. Затем к нему основе графена по существу такой же, как у обычных постепенно добавляли 100 мл воды. Температура солнечных элементов из неорганического кремния. реакции быстро повышалась до 98°С, после чего Некоторые из используемых в настоящее время раствор становился темно-коричневым. Затем этот материалов будут заменены производными графена. раствор разбавляли добавлением дополнительных 200 мл воды при постоянном перемешивании. В настоящее время в связи с интенсивным увеличением электронно-транспортных слоев неком- Наконец, раствор обработали 10 мл H2O2, чтобы позитных полимеров, модифицированных оксидом остановить реакцию, когда цвет изменился на темно- графена, в производстве солнечных элементов черный. Для очистки смесь сначала многократно используются сенсибилизированные органическими промывали 10%-ным раствором HCl, а затем красителями солнечные элементы. Также TiO2, несколько раз дистиллированной водой. После который используется в качестве фотоанода в сенси- фильтрации и вакуумной сушки при комнатной билизированных красителем солнечных элементах, температуре был получен порошок оксида графена повышает эффективность фотокаталитических (ГО). Высушенный порошок оксида графена (ГO) реакций для композитов диоксида титана и оксида черного цвета растворяется в органических графена [9, 10]. растворителях. Как и любое устройство или материал, материалы 2.3. Факторы, влияющие на синтез на основе производных оксида графена имеют пара- оксида графена метры, которые можно улучшить для повышения производительности. В частности, ряд свойств, таких Аналитические данные о влиянии массового соот- как термостойкость, электропроводность, механи- ношения графита и перманганата калия на выход ческая стабильность, приспособляемость к агрессив- продукта, полученного при производстве оксида ным средам, позволяют в будущем открыть новый графена в присутствии графита, перманганата калия, этап наших научных направлений исследований. концентрированной серной кислоты, перекиси Эти сверхпроводящие композиты легкие, устойчивы водорода и раствора аммиака для нейтрализации, к коррозии и могут быть легко адаптированы для продолжительности реакции и разница в темпе- удовлетворения конкретных производственных ратуре реакции подробно представлены в таблице-1. потребностей [11, 12]. 27

№ 12 (105) декабрь, 2022 г. Таблице 1. Исследование влияния концентрации, времени и температуры реагентов на выход продукта Массовое Продолжительность реакции, Температурная зависимость Продукт реакции, соотношение исходных веществ (часы) реакции, oC % 1:1 ГРАФИТ - ПЕРМАНГАНАТ КАЛИЯ 40 1:2 2 30 50 1:3 3 20 60 1:4 4 10 70 1:5 4,5 5 75 1:6 50 80 1:9 6 -5 80 8 -10 Продукт реакции, % 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 1:1 1:2 1:3 1:4 1:5 1:6 1:9 Массовое соотношение, гр Рисунок 1. Влияние мольных соотношений исходных материалов на выход реакции при получении оксида графена В ходе эксперимента проводили реакции, беря соотношений перманганата калия и графита. При графит и перманганат калия в разных пропорциях. реакции графита и перманганата калия в массовом При этом были представлены результаты реакций, соотношении 1:6 выход процесса составил 80% (рис. 1). проведенных с использованием различных массовых Продукт реакции,% 90 80 70 3 4 4,5 5 6 8 60 50 Время реакции, час. 40 30 20 10 0 2 Рисунок 2. Влияние времени на выход реакции при производстве оксида графена 28

№ 12 (105) декабрь, 2022 г. Эксперименты проводились в разное время. Установлено, что выход продукта, полученного при Выход продукта, полученного в разные промежутки реакции графита и перманганата кальция в течение времени в ходе реакции, то есть от 2 до 8 часов, был 6 часов, превышает 80%. протестирован, и результаты показаны на рис- 2. 90 Продукт реакции,% 80 70 60 50 40 30 20 10 0 30 20 10 5 0 -5 -10 Температура реакции, °С Рисунок 3. Влияние температуры на выход реакции при производстве оксида графена Опыты проводились при разных температурах. или газов с использованием инфракрасного света. При этом эффективность реакций, проводимых при Его также можно использовать для определения разных температурах, была протестирована как при состава неизвестных соединений. В нашем иссле- низких, так и при высоких температурах, и результаты довании анализ инфракрасной спектроскопии (ИК) показаны на рис-3. Установлено, что выход продукта, использовался для изучения взаимодействий связей полученного при взаимодействии графена с перманга- в оксиде графена, образованном в результате реакции натом калия в интервале температур от 0 до -5 оС, до и после процесса окисления графита. На рисунках превышает 70 %. 4 а) и б) показаны инфракрасные спектроскопические изображения графита и синтезированного оксида 3. Полученные результаты и их обсуждение графена (ГО). Оксид графена показывает пики погло- щения, подтверждающие наличие функциональных 3.1. ИК-спектроскопический анализ групп С-О с частотой колебаний 1047 см-1. Пики синтезированного оксида графена поглощения между 1593 см-1 и 1705 см-1 указывают на то, что эта связь С=С сохраняется до и после По результатам инфракрасной спектроскопии процесса окисления. Сообщается, что широкий пик (ИК) анализа оксида графена, синтезированного мето- от 588 см-1 до 3750 см-1, обусловленный областью дом окислительной полимеризации, представлен их O-Н молекул воды Н2O, адсорбированных на оксиде анализ. графена (ГO), относится к частотам валентных колебаний гидроксильных групп. Этот метод инфракрасной спектроскопии (ИК) используется для получения спектров поглощения, излучения и фотопропускания твердых тел, жидкостей 29

№ 12 (105) декабрь, 2022 г. б) a) Рисунок 4. Инфракрасный спектр а) графита и б) оксида графена Высокая электронная проводимость, прозрачность 4. Выводы и гибкость оксида графена делают его пригодным для использования в солнечных элементах, В заключение был синтезирован оксид графена сенсибилизированных красителем. Здесь они могут на основе графитового порошка и сильных использоваться по-разному, например, в качестве окислителей в кислой среде. Исследовано влияние электродов (анодов и катодов), акцепторных слоев, различных факторов на выход синтезированного донорных слоев, буферных слоев и активных слоев. оксида графена. С целью изучения состава и Многие функции солнечного элемента зависят от строения полученного вещества его анализировали уникальных настраиваемых параметров оксида методом инфракрасной спектроскопии. Также была графена, включая толщину, температуру терми- дана информация об уникальных свойствах ческого отжига, концентрацию легирующей примеси композитов на основе оксида графена и его в слое и его фотоэлектрические характеристики. производных. Список литературы: 1. Assadi M.K., Bakhoda S., Saidur R., Hanaei H., // Recent progress in perovskite solar cells //. Renewable Sustain Ener Rev.(2018) doi: 10.1016/j.rser.2017.06.088. 2. Artur T. Dideikin and Alexander Y. Vu //graphene oxide and derivatives: theplace in graphene family// Frontiers in Physics // published:28 Jan 2019.doi: 10.3389/fphy.2018.00149 3. Kakavelakis G., Maksudov T., Konios D., Kioseoglou G. // Ecient and highly air stable planar inverted perovskite solar cells with reduced graphene oxide doped PCBM electron transporting layer //. Adv.Energy Mater. (2017) 7:1602120. doi:10.1002/aenm.201602120. 4. Шукуров Д.Х., Тураев Х.Х., Каримов М.У., Джалилов А.Т., // Изготовление и анализ сенсибилизированных солнечных элементов с использованием пигмента на основе фталоцианина меди // Universum: технические науки: электрон. научн. журн.2020. № 11(80). С.73-77. 5. Daniela C, Dmitry V, Jacob M, Alexander S, Zhengzong S, et al. (2010) Improved Synthesis of Graphene Oxide. ACS Nano 4: 4806-4814. 6. Ovid’Ko I.A., // Enhanced mechanical properties of polymer-matrix nanocomposites reinforced by graphene inclusions// a review. Rev. Adv. Mater. Sci 34, 1 (2013) 19-25. 7. Шукуров Д.Х., Тураев Х.Х., Каримов М.У., Джалилов А.Т., // Исследование синтезированных полупровод- никовых полимеров // Universum: технические науки: электрон.научн. журн. – 2020. – № 11 (80).С.78-81. 8. Шукуров Д.Х., Тураев Х.Х., Каримов М.У., Джалилов А.Т., // Исследование синтезированных полупроводниковых полимеров // Universum: химия и биология: электрон.научн. журн. – 2020. – № 12 (78). С.56-60. 9. Chen W, Yan L, Bangal PR. Preparation of graphene by the rapid and mild thermal reduction of graphene oxide induced by microwaves. Carbon (2010) 48:1146–52. doi: 10.1016/j.carbon.2009.11.037. 10. Singh RK, Kumar R, Sing DP. Graphene oxide: strategies for synthesis, reduction and frontier applications. RSC Adv.(2016)6:64993.doi: 10.1039/C6RA07626B. 30

№ 12 (105) декабрь, 2022 г. 11. Turaev Kh.Kh., Shukurov D.Kh., Djalilov A.T., Karimov M.U. New review of dye sensitive solar cells // Interna- tional Journal of Engineering Trends and Technology (IJETT), –India, Hindiston. –2021. –№ 69(9). –Р. 265-271. doi: 10.14445/22315381/IJETT-V69I9P232. 12. Shukurov D.Kh.,Turaev Kh.Kh., Tojiyev P.J., Karimov M.U. Synthesis of Polyaniline Dye Pigment and Its Study in Dye-Sensitive Solar Cells // International Journal of Engineering Trends and Technology (IJETT), –India, Hindiston. –2022. – № 70(4). –Р. 236-244. doi: 10.14445/22315381/IJETT-V70I4P220. 13. Radich James G., Mcginn Paul J., Kamat Prashant V. // Graphene-based composites for electrochemical energy storage// The Electrochemical Society Interface Vol. 20.1, 2011, pp. 63-66. 14. Ahmad I., Khan U., and Gun’ko Y.K. //Graphene, carbon nanotube and ionic liquid mixtures: towards new quasi-solid state electrolytes for dye sensitised solar cells // J. Mater. Chem. Vol. 21, (2011). Pp.16990–16996. doi: 10.1039/c1jm11537e. 15. Anjusree G.S., Nair A.S., Nair S.V., and Vadukumpully, S. //One-pot hydrothermal synthesis of TiO2/graphene nanocomposites for enhanced visible light photocatalysis and photovoltaics// RSC Adv. Vol.3, 2013. Pp. 12933– 12938. doi:10.1039/c3ra41388h. 16. Bo Z., Shuai X., Mao S., Yang H., Qian J., Chen J., et al. //Green preparation of reduced graphene oxide for sensing and energy storage applications// Sci.Rep. 4, p. 4684. doi:10.1038/srep04684. 17. Bonaccorso F., Colombo L., Yu G., Stoller M., Tozzini V., Ferrari A.C., et al. // Graphene, related two-dimensional crystals, and hybrid systems for energy conversion and storage// Science vol.347, 2015. P. 6217. doi:10.1126/sci- ence.1246501. 18. Chatterjee S., Patra A.K., Bhaumik A., and Nandi A.K. // Poly[3-(2-hydroxyethyl)-2,5-thienylene] grafted reduced graphene oxide: an efficient alternate material of TiO2 in dye sensitized solar cells// Chem. Commun. (Camb) vol. 49, 2013. Pp.4646–4648. doi:10.1039/c3cc40843d. 19. Chen D., Zhang H., Liu Y., and Li J.H. //Graphene and its derivatives for the development of solar cells, photoelectro- chemical, and photocatalytic applications// Energy Environ. Sci. 6, 2013. pp. 1362–1387. doi:10.1039/c3ee23586f. 20. Chen L., Zhou Y., Tu W., Li Z., Bao C., Dai H., et al. // Enhanced photovoltaic performance of a dye-sensitized solar cell using graphene-TiO2 photoanode prepared by a novel in situ simultaneous reduction-hydrolysis technique // Nanoscale vol. 5, 2013. pp.3481–3485. doi:10.1039/c3nr34059g. 21. Pimenta MA, Dresselhaus G, Dresselhaus MS, Cancado LG, Jorio A, Saito R. // Studying disorder in graphite-based systems by Raman spectroscopy // Physical Chemistry Chemical Physics.;vol. 9. 2007,pp. 1276-1291. doi: 10.1039/b613962k. 22. Frankberg EJ, George L, Efimov A, Honkanen M, Pessi J,Levдnen E. // Measuring synthesis yield in graphene oxide synthesis by modified Hummers method // Fullerenes, Nanotubes, and Carbon Nanostructures. 2015, vol. 23(9), pp.755-759. doi: 10.1080/1536383X.2014.993754. 23. Yang H.B., Guai G.H., Guo C.X., Song Q.L., Jiang S.P., Wang Y.L., et al. // NiO/graphene composite for enhanced charge separation and collection in p-type dye sensitized solar cell//. Journal of Phys. Chem. 2011. vol. 115, pp.12209–12215. doi:10.1021/jp201178a. 24. Zhu Y., Murali S., Cai W., Li X., Suk J.W., Potts J.R., et al.. // Graphene and graphene oxide: synthesis, properties, and applications //. Adv. Mater. Vol.22, 2010. pp. 3906–3924. doi: 10.1002/adma.201001068. 25. Fan Z., Zheng C., Wei T., Zhang Y., & Luo G. // Effect of carbon black on electrical property of graphite nanoplate- lets/epoxy resin composites //. Polymer Engineering & Science vol. 49, 10. 2009. pp. 2041-2045. 26. Radich J.G., McGinn P.J., Kamat P.V., // Graphene-based composites for electrochemical energy storage//. The Electrochemical Society Interface vol. 20,1, 2011. pp. 63-66. 31

№ 12 (105) декабрь, 2022 г. DOI - 10.32743/UniTech.2022.105.12.14658 МОДИФИКАЦИЯ БИТУМА СЕРОЙ И НАТУРАЛЬНЫМ КАУЧУКОМ И ЕГО ИК-СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ Эшанкулов Хасан Нурмаматович докторант, Термезский государственный университет, Республика Узбекистан, г. Термез E-mail: [email protected] Тураев Хайит Худайназарович д-р хим. наук, проф., декан факультета химии и технологии, Термезский государственный университет, Республика Узбекистан, г. Термез Умбаров Ибрагим Амонович д-р техн. наук, проф. в.б., декан строительно архитектурного факультета, Термезский государственный университет, Республика Узбекистан, г. Термез Бекназаров Хасан Соибназарович, д-р техн. наук, профессор Ташкентского химико-технологического института химических технологий, Республика Узбекистан, г. Ташкент MODIFICATION OF BITUMEN WITH SULFUR AND NATURAL RUBBER AND ITS IR-SPECTRUM ANALYSIS Khasan Eshankulov Doctoral student, Termez State University, Republic of Uzbekistan, Termez Hayit Turaev Dr. of chem. sciences, prof., Dean of the Faculty of Chemistry and Technology, Termez State University, Republic of Uzbekistan, Termez Ibragim Umbarov Dr. Sciences, prof. vb, Dean of the Faculty of Qurilish and Architecture, Termez State University, Republic of Uzbekistan, Termez Hasan Beknazarov Doctor of technical sciences, professor Tashkent Institute of Chemical Technology Republic of Uzbekistan, Tashkent __________________________ Библиографическое описание: МОДИФИКАЦИЯ БИТУМА СЕРОЙ И НАТУРАЛЬНЫМ КАУЧУКОМ И ЕГО ИК-СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Эшанкулов Х.Н. [и др.]. 2022. 12(105). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14658

№ 12 (105) декабрь, 2022 г. АННОТАЦИЯ В данном исследовании для модификации битума использовались натуральный каучук 0,5-6% и сера20-50%. Натуральный каучук получали из корней растения одуванчика, корневую часть промывали водой, сушили при комнатной температуре и после экстрагирования органическими экстрактами получали желтый липкий каучук. Компоненты полученного натурального каучука и модифицированного битума анализировали по ИК-спектру. ABSTRACT In this study, for the modification of bitumen natural rubber and sulfur were used, and 0.5-6% natural rubber and 20-50% sulfur were used for modification. Natural rubber was obtained from the roots of the dandelion plant, the root part was washed with water, dried at room temperature, and after extraction with organic extracts, a yellow sticky rubber was obtained. The components of the obtained natural rubber and modified bitumen were analyzed by IR spectrum. Ключевые слова: одуванчик, сернистый битум, каучук, гексан, бензол, ксилол. Keywords: dandelion, sulfurous bitumen-rubber, hexane, benzene, xylene. ________________________________________________________________________________________________ Введение. В последние годы дорожное покрытие Использование остатков каучука и серы в быстро ухудшается из-за увеличения количества модификации битума продлевает срок службы ас- транспортных средств и интенсивности дорожного фальтового покрытия. Кроме того, утилизация таких движения, а также из-за низкого качества дорожных отходов помогает удовлетворить дополнительную ограждений. Одним из эффективных способов улуч- потребность в асфальте, удешевить дорожное покры- шения свойств дорожных вяжущих средств является тие и решить проблему утилизации отходов [5]. дополнение битума полимерными добавками, способ- ными расширять диапазон рабочих температур, по- Экспериментальная часть. Для получения нату- вышать долговечность и устойчивость к растрески- рального каучука из растения, одуванчик выкапывают ванию [1-2]. с корнем, корневую часть срезают отдельно, промы- вают водой и сушат при комнатной температуре в Для этого необходима модификация битума се- течение 4-7 дней. Высушенное сырье измельчают в рой и натуральным каучуком, для повышения его измельчителе и помещают в сокслет. Для экстракции трещиностойкости. Натуральный каучук, используе- гексановую, бензольную, ксилольную, толуольную мый в битумных модификациях, пользуется все вытяжки сливают в колбу вместимостью 250 мл и большим спросом во всем мире и в промышленном нагревают в течение 4-6 часов в интервале от 600 С производстве. Этот уникальный биополимер нельзя до 1100 С. По окончании реакции осевшее на дне заменить синтетическими аналогами, он не снижает колбы желтое липкое каучукообразное вещество от- качество продукта в большинстве применений и по- деляют и сушат в результате вакуумирования жид- этому имеет большое экономическое значение [3]. кости. В твердую вязкую массу желтого цвета, смешанную с серой, добавляют битум, нагревают, В настоящее время единственным экономически заливают жидкую смесь в форму и исследуют ее значимым источником дешевого технического нату- ИК-спектр. рального каучука (цис-1,4-полиизопрена) является бразильская гевея, произрастающая в тропических Анализ результатов и их обсуждение. Содер- странах. Недавно в латексе гевеи были обнаружены жание синтезированного желтого липкого каучуко- особые белки, вызывающие аллергию у человека. образного вещества и модифицированного битума В настоящее время не существует простых и деше- анализировали методом ИК-спектра. вых способов удаления этого белка. Поэтому использовали получение натурального каучука из Рассмотрим анализ ИК-спектра каучука, полу- голубой камеди и корней одуванчика дешево и эф- ченного с использованием экстракцией гексана. фективно. Каучуки из голубой камеди и одуванчика Сдвиговое валентное колебание метиленовой (-СН2) по качеству равны каучуку из гевеи и даже превос- группы в молекуле находится в области 2916,37 см-1, ходят его при использовании в шинах для тяжелых асимметричное и симметричное валентное колебание автомобилей. На основе натурального каучука про- метильной группы (-СН3) плоской деформации =C-H изводится 40000 различных товаров, таких как про- находится в области 1375,25 см-1, внеплоскостная мышленность, автомобилестроение, медицина, деформация группы C-H -C=C-H колебаний в 3,4- обувь и клеи [4]. транс состоянии наблюдалось в области 717,52 см-1, а колебание 1,4-цис-C=C-H группы и деформация - C-C-C- наблюдалась в области 567,07 см-1 (рис. 1). 33

№ 12 (105) декабрь, 2022 г. Рисунок 1. ИК-спектр изопренового каучука, полученного экстракцией гексаном Сдвиговые валентные колебания метиленовой находится в области 1394,53 см-1, =C-H колебание 3,4-транс-C=C-H внеплоскостной деформации группы (-СН2) группы в молекуле каучука, полученного экс- наблюдалось в области 717,52 см-1, а 1,4-цис-C=C-H тракцией бензола находятся в области 2916,37 см-1, групповое колебание деформации -C-C-C- наблюда- асимметричное и симметричное валентное колебания лось в области 563,21 см-1 (рис. 2). метильной группы C-H плоской деформации (-СН3 ) Рисунок 2. ИК-спектр изопренового каучука, полученного экстракцией бензолом Сдвиговые валентные колебания метиленовой 1373,32 см-1, =C-Н колебания 3,4-транс-С=С-Н (-СН2) группы в молекуле каучука, полученного внеплоскостной деформации группы наблюдались с добавлением экстракта ксилолола, находятся в в области 702,09 см-1, а 1,4-цис- вибрация группы области 2918,30 см-1, асимметричное и симмет- C=C-H деформации -C-C-C- наблюдалась в области ричное валентное колебание метильной группы 597,93 см-1 (рис. 3). плоской деформации C-H (-СН3) находится в области 34

№ 12 (105) декабрь, 2022 г. Рисунок 3. ИК спектр изопренового каучука, полученного экстракцией ксилолом Сдвиговые валентные колебания метиленовой 1473,32 см-1. =C-H колебания 3,4-транс -C=C-H (-СН2) группы в молекуле каучука, полученного внеплоскостной деформации группы наблюдались в добавлением экстракта толуола, находятся в области области 740,67 см-1, а 1,4-цис-C=C-H групповая 29551,09 см-1, асимметричное и симметричное вибрация деформации -С-С-С- наблюдалась в валентное колебание метильной группы C-H области 667,37 см-1 (рис.4). плоской деформации (-СН3) находится в области Рисунок 4. ИК-спектр изопренового каучука, полученного экстракцией толуолом Проанализированы различия ИК-спектров изопре- нового каучука, полученного на основе органических экстрактов (табл. 1). Таблица 1. Различия ИК-спектров изопреновых каучуков, полученных с добавлением разных растворителей Области вибрации, см-1 Растворители ν(CH2) ν(CH3) -C=C-H -C=C-H 3,4-trans 1,4-sis Гексан 2916,37 567,07 Бензол 2916,37 1375,25 717,52 563,21 Ксилол 2918,30 597,93 Толуол 29551,09 1394,53 717,52 68667,37 1373,32 702,09 1473,32 740,67 35

№ 12 (105) декабрь, 2022 г. Из результатов ИК-спектра синтезированного видно, что структура натурального каучука поли- желтого липкого каучукообразного вещества изопреновая (2-метилбутадиен-1,3), СН2=С(СН3)- СН=СН2 (рис. 5). Рисунок 5. Структура натурального полиизопренового каучука Рассмотрели ИК-спектр битума, модифициро- Асимметричные и симметричные деформационные ванного каучуком и серой. В ИК-спектрах битумного колебания метильной группы и сдвиговые колебания вяжущего, полученного модифицированием битума метиленовой группы соответствуют области между серой и натуральным каучуком, присутствуют ответв- 1456,26 и 1363,67 см-1. Валентные колебания -C=C- ления, обусловленные асимметричными и симметрич- и -C=N- наблюдались в областях 1653 и 1600,92 см-1, ными валентными колебаниями метильных (-СН3) и а валентные колебания -C-S-C- наблюдались в обла- метиленовых (-СН2) групп в области 2902,87 см-1. стях 698,23 см-1 (рис. 6). Рисунок 6. ИК-спектр битума, модифицированного каучуком и серой Вывод. По результатам ИК-спектра битумного лучшие свойства по сравнению с обычным битумным вяжущего, полученного в результате модификации вяжущим. Использование этих двух промышленных битума серой и натуральным каучуком, мы можем отходов в модификации асфальта позволяет удовле- видеть увеличение связи C-S из-за добавления серы творить дополнительную потребность в асфальте, к битуму и связи S=O из-за добавления резиновой снизить себестоимость и повысить срок службы крошки к сере. Добавление натурального каучука асфальтобетонного покрытия. Использование этого повысило упругие свойства битумных вяжущих, мо- процесса помогает решить проблему утилизации дифицированных серой, что проявлялось увеличе- отходов и помогает поддерживать чистоту окружаю- нием индексов модификации. Сернистый битум, щей среды. модифицированный натуральным каучуком, показал Список литературы: 1. Минаева В.Г. Лекарственные растения Сибири / В.Г. Минаева. - 5-е изд., перераб. и доп. - Новосибирск: Наука, 1991. – 432 с. 2. Носов А.М. Целебные полевые растения / А.М. Носова - М.: ЭКСМО-Пресс, 2001. - 383 c. 3. Никитина В.С., Гайнанова Л.Т., Абдуллин М.И., Беспалова А.А. Пек-тиновые вещества корней лопуха обык- новенного Artium Lappa L. и корней одуванчика лекарственного Taraxacum officinale Wigg./ В.С. Никитина, Л.Т. Гайнанова, М.И. Абдуллин, А.А. Беспалова // Химия раститель-ного сырья. – 2012.– № 2. – С. 21–26. 4. M. Anwar Parvez, Mohammed Al-Mehthel, Hamad I.Al-Abdul Wahhab, Ibnelwaleed A. Hussein. Utilization of Sulfur and Crumb Rubber in Asphalt Modification. 5. Васильев Ю.Э., Мотин Н.В., Пекарь С.С. и другие. Способ получения модифицированной серы. Патент RU 2554585 C2. Москва, Ленинградский пр-кт, 64, МАДИ, 30.08.2013. Стр 7. 36

№ 12 (105) декабрь, 2022 г. КООРДИНАЦИОННОЕ СОЕДИНЕНИЕ М-КРЕЗОКСИАЦЕТАТА ЦИНКА С ФОРМИАТОМ КОБАЛЬТА (II) Яхшимуратов Муроджон Ражапбой угли базовый докторант, Ургенчский Государственный Университет, Республика Узбекистан, г. Ургенч Абдуллаева Зубайда Шавкатовна ст. науч. сотр., PhD, Хорезмская академия Маъмуна, Туркменистан, г. Гургандж Е-mail: [email protected] Хасанов Шодлик Бекпулатович зам. председателя по науке, канд. хим. наук, ст. науч. сотр., Хорезмская академия Маъмуна, Туркменистан, г. Гургандж E-mail: [email protected] COORDINATION COMPOUND OF ZINCUM M-CRESOXYACETATE WITH COBALT (II) FORMATE Murodjon Yakhshimuratov Basic doctoral student, Urgench State University, Republic of Uzbekistan, Urgench Zubayda Abdullayeva Senior Research Fellow, PhD, Khorezm Academy of Mamun, Turkmenistan, Gurganj Shodlik Khasanov Deputy Chairman for Science, Ph.D., senior researcher, Khorezm Academy of Mamun Turkmenistan, Gurganj АННОТАЦИЯ Изучен способ синтеза комплексных соединений формиатной соли кобальта (II) с крезоксиацетатом цинка. Был проведен анализ элемента с целью определения состава синтезированных соединений. Для определения пространственной структуры и энергетических параметров синтезированных соединений был проведен квантово- химический расчет. В результате координации было определено образование координационных соединений в октаэдрической структуре. ABSTRACT A method for the synthesis of complex compounds of cobalt (II) formate salt with zincum cresoxyacetate has been studied. The element was analyzed in order to determine the composition of the synthesized compounds. A quantum chemical calculation was carried out to determine the spatial structure and energy parameters of the synthesized compounds. As a result of coordination, the formation of coordination compounds in the octahedral structure was determined. Ключевые слова: координационное соединение, полиадрольный комплекс, элементный анализ, квантово- химический расчет Keywords: coordination compound, polyhedral complex, elemental analysis, quantum chemical calculation ________________________________________________________________________________________________ __________________________ Библиографическое описание: Яхшимуратов М.Р., Абдуллаева З.Ш., Хасанов Ш.Б. КООРДИНАЦИОННОЕ СОЕДИНЕНИЕ М-КРЕЗОКСИАЦЕТАТА ЦИНКА С ФОРМИАТОМ КОБАЛЬТА (II) // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 12(105). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14747

№ 12 (105) декабрь, 2022 г. Изучение механизма действия лекарственных катионом металла и полной денатурации, превы- средств на организм человека является одной из акту- шающей возможности комплексообразователя, альных проблем медицинской химии и фармакологии. равновесие может быть смещено в сторону образо- Использование современных инновационных техно- вания полиядерных гетеролигандных соединений. логий играет важную роль в создании эффективных инструментов. При производстве таких инстру- Наличие биядерных соединений M2En2Edta4, ментов большое значение имеет использование в где М – Ni2+, Co2+, Mn2+, в водных растворах качестве сырья материалов с антимикробными доказано методами спектрофотометрии, рН-метрии свойствами, а также простых, дешевых и известных и криоскопии [3]. конструкций. В работе [4] методом рентгеноструктурного Было обнаружено, что крезоксиацетат и его анализа определено строение биядерного комплекс- производные обладают иммуномодулирующими ного соединения никеля (II), состоящего из азацикла- свойствами, уменьшают количество микробов в мового лиганда и оксалат-аниона в качестве мостика. организме, защищают печень и обладают многими В результате изучения магнитных свойств ряда комп- другими биологическими свойствами [1, 2]. лексов этого типа установлено, что наблюдается антиферромагнитное взаимодействие между ионами Обзор литературы. При реакции двух хелати- металлов, и доказано, что обменный интеграл рующих различных лигандов с промежуточным изменяется от 11,8 см-1 до 25,6 см-1 (рис. 1). Рисунок 1. Строение биядерного комплекса состава [(NiL2)2(ox)](ClO4)2 В соединении K2[Ni(NO3)4], представленном в [5], в цепочку за счет нитратных групп син-антитипа, цепочка ориентирована вдоль оси b (рис. 2). Ионы расположенных в октаэдрическом окружении атомов K+ располагаются между цепочками и соединяют металла. цепочки параллельно оси ab. Атомы никеля связаны Рисунок 2. строение цепочки [Ni(NO3)4]2- в кристаллической структуре K2[Ni(NO3)4] 38

№ 12 (105) декабрь, 2022 г. Еще одно соединение с уникальной структурой Синтез комплексного соединения проводили по описано в [6] и представляет собой никелат нитрата следующей методике: 0,01 моль формиата кобальта рубидия с ленточной структурой Rb3[Ni2(NO3)7]. растворяли в 15 мл воды. В другом стакане растворяли Он состоит из бесконечного числа зигзагообразных 0,02 моль метакрезоксиацетата спирта в 20 мл смеси полос состава [Ni2(NO3)7]n3n-, направленных вдоль вода:ацетонитрил (1:1) на горячей водяной бане (при оси α, и катионов Rb+ между ними. Атомы никеля температуре 50-55°С). Затем к раствору формиата расположены в узлах полосы, и каждый из них имеет Co(II) по каплям добавляли горячий раствор искаженный октаэдрический каркас, состоящий из метакриоксиацетата в спирте и смесь упаривали в атомов кислорода, принадлежащих двум концам течение 4 ч до уменьшения объема в 1.5 раза. Полу- (моно- и бидентатным) и трем мостиковым ченный раствор оставляли на 2 дня. Полученный нитратным группам. порошок растворяют в смеси 2 мл дистиллированной воды и 2 мл спирта и оставляют на 72 часа для Методика исследования. Для синтеза комп- перекристаллизации. Выход массы полученного лексных соединений использовали следующие соли: вещества по отношению к массе исходного вещества спиртовой м-крезоксиацетат и формиат кобальта(II) составил 73,2%. марки «ч.д.а». Используемые органические раство- рители также очищали и осушали известными методами [7]. Обсуждение результатов. Элементный анализ микроскопа Aztec Energy Advanced X-Act (Oxford) и микроструктуру синтезированного соединения опре- tools, энергодисперсионного рентгеновского спектро- деляли с помощью сканирующего электронного метра SEM EVO MA 10 (Zeiss). [8-9]. 39

№ 12 (105) декабрь, 2022 г. Микроструктура и элементный анализ комплексного соединения [Zn2СоC38O16H38] вычислено найдено Zn 14.43 14.39 Co 6.54 6.48 C 50.61 50.56 O 28.41 28.59 Рисунок 3. Оптимизированная пространственная структура, полученная при квантово-химическом моделировании молекулы координационного соединения [Со(HCOO)2.2(CH3-С6Н4COO)2Zn] При определении пространственной структуры Выводы. Если посмотреть на распределение (рис. 3) и координационного числа центрального зарядов по атомам в молекуле, то здесь основные отри- атома в координационном соединении цательные заряды соответствуют атомам кислорода. [Сo(HCOO)2.2(CH3-С6Н4COO)2Zn] неэмпирическим При этом эти отрицательные заряды почти равно- методом программы HyperChem 8.07 создавался мерно распределены по значению. Положительные входной файл в приближении MINIMAL STO-3G, заряды сосредоточены в двух атомах спирта и цент- а Оптимизация проводилась в программе Gaussian 9.0. ральном атоме кобальта. Количественные показатели, в приближении неэмпирического расчета 3-21G полученные в результате элементного анализа, также B3LYP [10]. В результате была определена соответствуют координационному соединению с оптимальная пространственная структура для этого октаэдрической структурой. соединения. В этом случае анионы формиата распо- лагаются ниже плоскости, разделяющей молекулу на две части. Две молекулы метакрезоксиацетата цинка лежат под углом над плоскостью, а еще две — поперек плоскости. 40

№ 12 (105) декабрь, 2022 г. Список литературы: 1. Ш.А. Кадирова, З.Ш. Абдуллаева, Ш.Б. Хасанов. Гетерометаллический комплекс формиата никеля (II) с ацетатом цинка // Universum: Химия и биология: электрон. научн. журн. – 2021. – № 8(86). – C. 46-49. 2. Шведенков Ю.Г., Вировец А.В., Лавренова Л.Г. Магнитные свойства и кристаллическая структура комплексного соединения дихлоро-бис(1-аллилтетразол)-кобальта(II) // Изв. АН. Сер. хим. –2003. – № 6. – С. 1281-1285. 3. Сидоров А.А., Александров Г.Г., Кискин М.А., Еременко И.Л. Сборка и управление геометрией наноразмерных металлосодержащих молекул. Современные проблемы общей и неорганической химии. // Сборник трудов II Международной конференции. Отв. за вып. – М. –2009, – С. 204-215. 4. Сидоров А.А., Фомина И.Г., Талисманов С.С., Александров Г.Г., Новоторцев В.М., Еременко И.Л. Формирование и превращения полиядерных гидроксо- и оксотриметилацетатных комплексов Ni(II) и Co(II) // Коорд. Химия, – 2001, –Т. 27, – 584-596. 5. Gmelin. Handbook of Inorganic and Organometalic Chemistry. – 1985. –Vol. 12. – P.1260. 6. Morozov I.V., Fedorova A.A., Rodionova T.A., Troyanov S.I., Synthesis and crystal structure of (NH4)3[Mn(NO3)4]NO3, (NH4)2[Zn(NO3)4], and (NH4)3[Ni2(NO3)7] ammonium nitratometallates // Russ. J. Inorg. Chem. – 2008. – Vol. 48, – Р. 985-992. 7. Суюнбекова А. Взаимодействие формиатов, ацетатов, сульфатов, бивалентных металлов с амидами и свой- ства твёрдых фаз.Автореферат дисс.канд.хим.наук Бишкек, – 1999. – 25 с. 8. Зеер Г.М., Фоменко О.Ю., Ледяева О.Н. Примение сканирующей электронной микроскопии в решении акту- альных проблем материаловедения // Журнал Сибирского федерального университета. – 2009. – Т. 2. – №4. – С.287-293. 9. Калмыков К.Б., Дмитриева Н.Е. Сканирующая электронная микроскопия и рентгено-спектральный анализ неорганических материалов. Методическое пособию. Москва, – 2017. – С.54. 10. З.Ш.Абдуллаева, Ш.А.Кадирова, Ш.Б.Хасанов, Н.К.Рузметова. Синтез и спектроскопическое исследование координационных соединений формиата кобальта (II) с ацетатами натрия и бария // Вестник НУУз. – Ташкент, 2021. – №3/1. – С. 254-257. 41

№ 12 (105) декабрь, 2022 г. ЭНЕРГЕТИКА DOI - 10.32743/UniTech.2022.105.12.14820 OПРЕДЕЛЕНИЕ КOЭФФИЦИЕНТА НЕСИММЕТРИИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ Абдуллаев Абдувoхид Абдугаппар угли ст. препoдаватель Ферганский пoлитехнический институт, Республика Узбекистан, г. Фергана E-mail: [email protected] Неъматжонов Хикматилла Шерзоджон угли ассистент Ферганский пoлитехнический институт, Республика Узбекистан, г. Фергана Ибрoхимoв Ислoмбек Зафаржoн угли магистрант Ферганский пoлитехнический институт, Республика Узбекистан, г. Фергана DETERMINATION OF THE ASYMMETRY COEFFICIENT IN ELECTRIC NETWORKS Abduvokhid Abdullaev Senior lecturer Fergana Polytechnic Institute, Republic of Uzbekistan, Fergana Hikmatilla Nematjonov assistance Fergana Polytechnic Institute, Republic of Uzbekistan, Fergana Islombek Ibrokhimov Master Fargona Polytechnic Institute, Republic of Uzbekistan, Fergana АННOТАЦИЯ В даннoй статье представлены фoрмулы для oпределения пoказателей качества электрoэнергии, симметрии напряжения, кoэффициентoв симметрии напряжения нулевoй и oбратнoй последовательности в низковольтных электрических сетях. На oснoве пoлученных фoрмул был разрабoтан алгoритм oпределения кoэффициента несимметрии при oценке пoказателей качества в системе электрoснабжения. ABSTRACT This article presents formulas for determining indicators of power quality, voltage symmetry, zero and negative sequence voltage symmetry coefficients in low-voltage electrical net- works. On the basis of the obtained formulas, an algorithm was developed for determining the asymmetry coefficient when assessing quality indicators in the power supply system. Ключевые слoва: пoказатели качества электрoэнергии, несимметрия напряжения, кoэффициент несимметрии, алгoритм и прoграмма oпределения кoэффициента несимметрии. Keywords: power quality indicators, voltage asymmetry, asymmetry coefficient, algorithm and program for deter- mining the asymmetry coefficient. ________________________________________________________________________________________________ __________________________ Библиографическое описание: Абдуллаев А.А., Неъматжонов Х.Ш., Ибрoхимoв И.З. OПРЕДЕЛЕНИЕ КOЭФФИЦИ- ЕНТА НЕСИММЕТРИИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 12(105). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14820

№ 12 (105) декабрь, 2022 г. Сегoдня спрoс на электрoэнергию растет день oтo нулевoй пoследoвательнoсти в oбщих тoчках присoе- дня. В трехфазнoй системе несимметрия напряжений динения к четырехпрoвoдным электрическим сетям и тoкoв является oдним из важнейших пoказателей нoминальным напряжением 0,38 кВ сoставляют 2,0 качества электрoэнергии. Oснoвнoй причинoй вoзник- и 4,0 % сooтветственнo [2]. нoвения несимметрии напряжений и тoкoв являются симметричные режимы рабoты системы электрo- При рабoте дугoвых печей в сети значения тoкoв снабжения. Ширoкoе применение в системе электрo- дуги разных фаз различаются, в результате чегo снабжения oднoфазных электрoприбoрoв бoльшoй значения кoлебаний тoка в любoй мoмент времени мoщнoсти различных типoв и трехфазных электри- oбразуют симметричную систему. Несимметрия ческих дугoвых печей привoдит к значительнoму фазных тoкoв привoдит к несимметрии напряжения увеличению дoли симметричных нагрузoк [1]. в питающей и распределительнoй сети. Мoщнoсть сталеплавильных печей в периoд плавки велика, Пo ГOСТ нoрмальные и дoпустимые предельные пoэтoму несимметрия тoка и напряжения частo значения кoэффициента несимметрии напряжения превышает дoпустимые значения. oбратнoй пoследoвательнoсти в тoчках oбщегo присoединения к электрическoй сети сoставляют 2,0 При расчете напряжения oбратнoй пoследoва- и 4,0 % сooтветственнo. тельнoсти и кoэффициента нoциметрии учитывают oднoфазные нагрузки введением в схему кoммутации Нoрмальные дoпустимые и дoпустимые предель- тoкoв управления oбратнoй пoследoвательнoсти. ные значения кoэффициента несимметрии напряжения Рисунок 1. Схема переключения сети для oпределения напряжения oбратнoй пoследoвательнoсти. Схема пoказывает: I2-тoк oбратнoй пoследo- Здесь ������������������ и ������������������ – нагрузки между фазами ab и bc вательнoсти несимметричнoй нагрузки; b2k и b2b - сooтветственнo. Схема кoммутации сети для нахoжде- тoк трехфазнoй кoнденсатoрнoй батареи Qb с прoвoди- ния напряжения oбратнoй пoследoвательнoсти U2 мoстью в сети, кoгда мoщнoсть кoрoткoгo замыкания пoказана на рис.1. равна SK (при наличии); b2k и g2n - тoк oстатoчнoй Активная прoвoдимoсть представляет сoбoй нагрузки пoдстанции, кoтoрый считается oбoбщен- активную пoтерю мoщнoсти, кoтoрая расхoдуется ным; oтнoсительная в единицах через намагничивающий тoк I������ в стальнoм сердеч- нике трансфoрматoра. С другoй стoрoны, реактивная 1 (1) прoвoдимoсть oпределяется взаимным индукциoн- ������2������ = 0.18 + ������0.24 = 2 − ������2.67 ным магнитным пoтoкoм в катушках трансфoр- матoра [3]. Активная и реактивная прoвoдимoсть oпреде- ляются как: Oбратная пoследoвательнoсть сети пoсле выпoлнения прoстых преoбразoваний выражается ;������������.������ ;������������ выражением пo мoдулю импеданса ������2Σ ���������2��������������� ���������2��������������� ������2������ = ������2������ = ���������2��������������� √4���������2���+(������������.������+2.67������������−������������)2 (2) ������2Σ = (4) ������2������ = 2������.6���2���7������������������������; ������2������ = 2������������ ���������2��������������� Напряжение в oбратнoй пoследoвательнoсти Мoдуль тoка oбратнoй пoследoвательнoсти, пoтребляемый oднoфазными нагрузками [4]. ������2 = √3������2������2Σ (5) ������2 = √3 √3���������2��������� + (������������������ − 2������������������ ) (3) Кoэффициент симметрии ������������ = ������2 100% (6) 6������������������������ ������������������������ 43

№ 12 (105) декабрь, 2022 г. Рисунок 2. Алгoритм oпределения кoэффициента симметрии в системе электрoснабжения Мы суммирoвали все кoэффициенты симметрии, При этoм с пoмoщью исхoднoй приведеннoй фoрмулы испoльзуя приведенные выше фoрмулы, чтoбы пoлу- (1,4,5,6) вывoдится фoрмула (7) и oпределяется чить базoвый вид ниже. Oснoвная цель этoгo сoстoит кoэффициент симметрии при oценке качественных в тoм, чтoбы свести к минимуму избытoчные пoказателей в системе электрoснабжения. вычисления при вычислении кoэффициента симметрии и сoздать удoбный метoд расчета. При этoм не требуется применение устрoйств, симметричных симметрии, если в oбщих тoчках ������������ = √3I2������2Σ = √3���������2���������+(������������������−2������������������)2 (7) пoдключения к четырехпрoвoдным электрическим ������������������������ 2√4���������2���+(������������.������+2.67������������−������������)2 сетям с нoминальным напряжением 0,38 кВ сим- метрия напряжения равна нулю и нoрмальна В этoм алгoритме представлена пoследoва- дoпустимая ε≤4% oт кoэффициента oбратнoй тельнoсть oпределения кoэффициента симметрии. пoследoвательнoсти. Устрoйствo для симметрии требуется, если егo симметрия равна нулю, а кoэф- фициент oбратнoй пoследoвательнoсти не равен нoрмальнo дoпустимoму ε≤4%. Рисунок 3. Алгoритм oпределения кoэффициента симметрии в системе электрoснабжения С испoльзoванием приведеннoгo алгoритма была прoграммы мoжнo с высoкoй тoчнoстью рассчитать разрабoтана прoграмма oпределения кoэффициента кoэффициент нoсимметрии за кoрoткий прoмежутoк несимметрии в электрических сетях. На oснoве времени. 44

№ 12 (105) декабрь, 2022 г. Список литературы: 1. Xoliddinov I.X. Elektr energiyasini sifat ko‘rsatkichlari. Allayev Q.R. tahriri ostida. Farg‘ona 2022. 2. ГOСТ 13109-97. Нoрмы качества электрическoй энергии в системах электрoснабжения oбщегo назначения. - М.: Изд-вo стандартoв, 1998. 3. Kholiddinov I.X. et al. Analysis of the impact of electric energy quality indicators on the energy efficiency of asynchronous motors //Scientific-technical journal. – 2021. – Т. 4. – №. 2. – С. 15-22. 4. I. Kholiddinov, A. Abdullaev, M. Abdurakhmonova Algorithm for determining the nosinusoidality coefficient of electrical quality index for welding equipment.// Universum: технические науки 5(98) Май 2022, Часть 12 5. Abdullayev A.A. et al. Asinxron dvigatellarda yuqori garmonikalar tasiridan kelib chiqqan isroflar //Involta Scien- tific Journal. – 2022. – Т.1. – №. 6.– С. 278-285. 6. Zuhriddin H. et al. Reactive power compensation in power grids //Universum: технические науки. – 2021. – №. 11-6 (92). – С. 87-90. 7. Эргашев К. Р. У., Абдуллаев А. А. У. Импульсный истoчник питания для светoдиoдных oсветителей // Universum: технические науки. – 2020. – №. 12-5 (81). – С. 14-16. 8. Эралиев Х. и др. Вoсстанoвление разреженнoгo сoстoяния в сравнении с oбoбщеннoй oценкoй максимальнoгo правдoпoдoбия энергoсистемы // Прoблемы сoвременнoй науки и oбразoвания – 2019. №. 12-2 (145) – С. 80-84. 9. Eraliyev A Kh et al. Increasing efficiency of turbo generators in heat electric centers // European science – 2019. - № 6. – С. 48. 10. Nabiev M. B. et al. Obtaining and researching of thermoelectric semiconductor materials for high-efficienting thermoelectric generators with an increased efficiency coefficient // Прoблемы сoвременнoй науки и oбразoвания – 2019. - №12-2 (145). – c. 69-73. 11. Абдуллаев А. и др. Перехoдные прoцессы на истoчниках питания светoдиoдoв и метoды их устранения // Universum: технические науки – 2020. - № 12-5. C. 81. 12. Хамидoв А. и др. Разрабoтка цифрoвoй мoдели энергoсистемы для прoведения испытаний устрoйств автoматика ликвидации асинхрoннoгo режима (АЛАР) // Universum: технические науки – 2021ю № 11-5 (92). - С. 81-85 13. Жаббoрoв Т.К. и др. Электрические цепи, сoдержащие нелинейные элементы и метoды их расчёта // Вестник науки и oбразoвания – 2019. № 19-2 (73). - С. 10-12. 45

№ 12 (105) декабрь, 2022 г. DOI - 10.32743/UniTech.2022.105.12.14704 ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ С КОМПЕНСИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ Жабборов Тулкин Камолович канд. техн. наук, доц., Ферганский политехнический институт, Республика Узбекистан, г. Фергана E–mail: [email protected] , [email protected] INVESTIGATION OF THE OPERATION OF ELECTRIC NETWORKS WITH COMPENSATED NEUTRAL Tulkin Zhabborov Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Fergana Polytechnic Institute, Republic of Uzbekistan, Fergana АННОТАЦИЯ В статье рассмотрены вопросы о сетьях с заземлением нейтрали через высокоомное активное сопротивление, анализ работы электрических сетей с компенсированной нейтралью, приведены анализ системы режима нейтрали, имеется данные работающих с изолированной или компенсированной нейтралью, указаны проблемы к надежности и бесперебойности сетей, а также меры решение проблемы гашения дуги замыкания на землю. Приведен обзор литературы по вопросам режима нейтрали в электрических сетях. ABSTRACT The article discusses the issues of networks with neutral grounding through high-resistance resistance, analysis of the operation of electrical networks with compensated neutral, analysis of the neutral mode system, there is data working with isolated or compensated neutral, problems of reliability and continuity of networks are indicated, as well as measures to solve the problem extinguishing the earth fault arc. A review of the literature on the neutral mode in electrical networks is given. Ключевые слова: заземление нейтрали, высокоомное активное сопротивление, компенсированный и изолированный нейтраль, недежность, бесперебойность, гашение дуги, режимы нейтрали. Keywords: neutral grounding, high-resistance active resistance, compensated and isolated neutral, reliability, uninterrupted operation, arc extinction, neutral modes. __________________________________________________________________________________________ ______ Введение. В компенсированных сетях основная Исследование компенсированной нейтрали. гармоника емкостного тока замыкания на землю Нормальный режим работы сети показан в рис. 1а. от компенсируется индуктивностью заземляющего эквивалентного питающего источника, ЭДС которого ДГР, который включается непосредственно между нейтральной точкой силового трансформатора и равны E A , a2 E A , a E A , по линии и емкостям С землей [1]. Однако принципиально возможно также его включение в цепь вторичных обмоток группы проходят токи прямой последовательности однофазных трансформаторов (или трехфазного), соединенных в разомкнутый треугольник. Во всех I A = jC E A, I B = a2 I A, I C = a I A . случаях, помимо индуктивности ДГР, в суммарной заземляющей индуктивности Lн должны учитываться Разумеется, смещение нейтрали отсутствует, и индуктивности нулевой последовательности транс- форматоров. Известны также исполнения дугогася- напряжения фаз относительно земли U A, U B , U C щих устройств, присоединяемых непосредственно к трем фазам сети. В них совмещаются распространения равны соответствующим ЭДС источника [3], [4]. в нашей стране [2]. При однофазном замыкании на землю в точке П (рис.1,б) от эквивалентного источника ЭДС E A , включенного в этой точке между поврежденной фазой А и землей, по сети проходят емкостные I ОС = jC E A и индуктивные __________________________ Библиографическое описание: Жабборов Т.К. ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ С КОМПЕНСИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 12(105). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14704

№ 12 (105) декабрь, 2022 г. I OL = −( jEA / 3LH ) токи нулевой последова- ток 3 I OC . Эти токи не зависят от сопротивления тельности. Вследствие того, что C = 1/ 3LH , в месте повреждения R. При этом в сети уста- навливается напряжение нулевой последователь- суммарный ток в точке П равен нулю, а в замкнутой ности U O = −E A [5], [6]. цепи 3СLН циркулирует ток 3 I OL или равный ему Рисунок 1. Схемы замещения компенсированной сети без потерь и соответствующие векторные диаграммы токи и напряжений 47

№ 12 (105) декабрь, 2022 г. На рис. 1,в представлены результирующие как ненормальный и, согласно ПТЭ, может продол- напряжения и токи при замыкании фазы на землю, жаться несколько часов (до 2 ч). получающиеся сложением величин, показанных на рис. 1.а,б. Ток в фазе А питающего источника Помимо того, что при компенсации уменьшается ток в месте повреждения, при ней замедляется I А = 0, а токи в фазах В и С соответственно будут восстановление напряжения на поврежденной фазе после отключения замыкания на землю или после IB = jCE A(a2 −1) и IC = jC E A(a −1) . погасания дуги. Напряжение нейтрали (учитывая принятые В компенсированных сетях практически устра- няется возможность феррорезонансных процессов. условные положительные направления) Наряду с перечисленными большими преимуще- ствами компенсированным сетям свойственны и U H = −E A , следовательно, напряжение U A = 0, определенные недостатки. В них возможно возникновение продольного резонанса и связанного а напряжения В и С определяются по формулам с ним повышения напряжений сети в нормальном режиме. При неточной настройке индуктивности ДГР U B = E A(a2 −1) и U C = E A(a −1) . В месте может возникнуть биение напряжений после погаса- ния заземляющей дуги. повреждения токи в фазах I A, I B , I C и I3 равны Несмотря на отмеченные недостатки, ввиду значи- нулю [7], [8]. тельных преимуществ компенсации она широко при- В момент замыкания фазы на землю происходит меняется в сетях различных напряжений (в нашей стране до 35 кВ включительно). Можно считать, что переход от режима, показанного на рис. 1.а, к эффективность компенсации тем выше, чем больше режиму, представленному на рис.1,в. при этом емкостной ток замыкания на землю в сети. возникают свободные затухающие переходные процессы, обусловленные перезарядом емкостей фаз Выводы и нарастанием тока в индуктивности LН. Эти процессы практически мало зависят один от другого [8], [9]. 1. Наличие потерь активной мощности в реакторах вызывает смещение амплитудных характе- При отключении замыкания на землю имеет ристик в сторону положительных расстроек. В связи место обратный переход от режиме, показанного на с тем, что настройка автоматических устройств рис. 1.в, к режиму, приведенному на рис. 1.а. При регулирования тока компенсации, работающих на этом также начинается затухающий переходный принципе измерения фазовых характеристик, и процесс. В отличие от предыдущего он протекает контроль точности их настройки производится по в замкнутом контуре 3СLН, т.е. является общим для максимуму напряжения смещения нейтрали, необхо- емкости 3С и индуктивности LН. При принятых димо учесть погрешности, обусловленные потерями допущениях этот процесс имеет характер незату- активной мощности в реакторе. хающих свободных колебаний, частота которых равна рабочей частоте сети [7], [9]. 2. Дана рекомендация для снижения влияния напряжения естественной несимметрии проводи- При решении практических вопросов мостей фаз сети да землю. Выбор коэффициента компенсации емкостного тока замыкания на землю искусственной несимметрии следует производить в отличие от некомпенсированных сетей уже нельзя по условию обеспечения точности регулирования и пренебрегать активными утечками в сети и потерями ограничения напряжения на нейтрали. в меди и стали ДГР. 3. Предложены эффективный метод измерения Преимушества компенсации емкостных токов. комплексной проводимости на землю КНП электри- Благодаря компенсации емкостного тока замыкания ческой сети и метод определения коэффициента на землю в сети достигаются следующие преиму- расстройки, основанные на необходимости отклю- щества. Практически устраняется опасность переме- чения ДГР со ступенчатым регулированием от сети жающихся дуговых замыканий на землю (возможны для производства переключений ответвлений. лишь неустойчивые прерывистые замыкания на землю). В связи с этим предотвращается повышение 4. Предложен удобный в эксплуатации способ напряжения на поврежденной фазе выше нормального настройки ДГР типа ЗРОМ и РЗДСОМ, выпускаемых фазного. Перенапряжение на неповрежденных фазах, промышленностью, основанный в момент переклю- имеют существенно–меньшие значения. Благодаря чений ответвлений, без применения дополнительных этому резко уменьшается вероятность перехода устройств или специальных указателей. однофазных замыканий в междуфазные [6], [8]. При однофазном замыкании на землю продолжа- ется бесперебойное электроснабжение потребителей. Такой режим не является аварийным, а расценивается Список литературы: 1. Режимы нейтрали в электрических распределительных сетях напряжением до 35 кВ: Тез. докл. научно.– техн. конф. – Киев, 1980. – 103 с. 2. Сирота И.М. Назаров В.В. Заземления нейтрали через активное сопротивление в некомпенсированных сетях 6–10 кВ. – Техн. электродинамика, 1980, № 5, с. 84 – 91. 3. Степанов И.Н., Жобборов Т.К. Вопросы настройки ДГР ступенчатым регулированием. – Тезисы докл.науч.техн.конф., Павлодар, 1988, с.64–65. 48

№ 12 (105) декабрь, 2022 г. 4. Степанов И.Н., Жабборов Т.К. Погрешности настройки индуктивности дугогасящих реакторов в резонанс с емкостью электрической сети. – М.: МЭИ, сб. научн. трудов №162, стр. 103–111. 5. Xakimovich E.A. et al. AUTOMATIC ADJUSTMENT OF VOLTAGE CHANGES USING REACTIVE POWER // Gospodarka i Innowacje. – 2022. – Т. 29. – С. 277-283. 6. Кодиров А.А., Комолддинов С. С РЕАКТИВНАЯ МОЩНОСТЬ В ОЦЕНКЕ НАДЕЖНОСТИ ЭНЕРГОСИСТЕМ, ОГРАНИЧЕНИЕ НАГРУЗКИ И КОМПЕНСАЦИЯ// ЭКОНОМИКА И СОЦИУМ. -2022. - №. 5-1 (96). – С. 1124-1130. 7. Жабборов Т.К. ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ДУГОГАСЯЩИХ РЕАКТОРОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ НА ПРОМЫШ- ЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ ДЛЯ КОМПЕНСАЦИИ ОДНОФАЗНЫХ ТОКОВ ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ // Universum: технические науки. – 2021. – №. 12-6 (93). – С. 21-25. 8. Жабборов Т.К., Исмоилов И.К. Анализ проблемы надежности силовых трансформаторов в энергосистемах Республики Узбекистан. – 2021. 9. Исмоилов И.К., Турсунов Д.А. ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОВ РОБАСТНОГО УПРАВЛЕНИЯ В СИСТЕМАХ РЕГУЛИРОВАНИЯ СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ //Universum: технические науки. – 2020. – №. 12-5 (81). – С. 28-31. 49

№ 12 (105) декабрь, 2022 г. DOI - 10.32743/UniTech.2022.105.12.14703 ДУГОГАСЯЩИЕ РЕАКТОРЫ ДЛЯ КОМПЕНСАЦИИ ЕМКОСТНЫХ ТОКОВ ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ В ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ Жабборов Тулкин Камолович канд. техн. наук, доц., Ферганский политехнический институт, Республика Узбекистан, Фергана E–mail: [email protected] , [email protected] ARC-EXTINGUISHING REACTORS FOR COMPENSATION OF CAPACITIVE EARTH FAULT CURRENTS IN INDUSTRIAL ENTERPRISES Tulkin Zhabborov Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Fergana Polytechnic Institute, Republic of Uzbekistan, Fergana АННОТАЦИЯ В статье рассмотрены вопросы дугогасящих реакторов применяемых для компенсации емкостных токов замыкания в промышленных предприятиях, основные типы и технические данные дугогасящих реакторов, о реакторах ступенчатым регулированием, даны принципиальные схемы реакторов ступенчатым регулированием, недостатки реактов, использование микропроцессоров для регулирования. ABSTRACT The article discusses the issues of arcing reactors used to compensate for capacitive short circuit currents in industrial enterprises, the main types and technical data of arcing reactors, step–controlled reactors, schematic diagrams of step– controlled reactors, shortcomings of reactors, the use of microprocessors for regulation. Ключевые слова: дугогасящий реактор, компенсированный и изолированный нейтраль, недежность, бесперебойность, гашение дуги, режимы нейтрали, ступенчатая регулирования, принципиальная схема. Keywords: arc suppression reactor, compensated and isolated neutral, reliability, uninterrupted operation, arc extinction, neutral modes, step regulation, schematic diagram. ________________________________________________________________________________________________ Введение. Дугогасящий реактор имеет большое последнем стандарте на электрические реакторы индуктивное и незначительное активное сопротив- (ГОСТ 18624–2003), он не рекомендуется к примене- ление. Индуктивность ДГР (дугогасящий реактор) нию. может регулироваться путем изменения числа включенных витков, изменением величины воздуш- Типы дугогасящих реакторов. Существует ного зазора сердечника или его подмагничиванием. несколько групп ДГР принципиально мало отличаю- щихся друг от друга: а) пофазно заземляющие Катушка индуктивности как средство гашения реакторы; б) трехфазные ДГР; в) ДГР, включаемые заземляющих электрических дуг впервые была в нейтраль сети. Пофазно заземляющие и трех- предложена В. Петерсеном в Германии в 1916 г. по фазные ДГР тока в практике эксплуатации, как результатам проведенных им исследований процессов правила не встречаются. Наибольшее распростра- при однофазных замыканиях в электрических сетях нение получили ДГР, включаемые в нейтраль сети [1]. [5], [6]. Термин “катушка Петерсена” длительное время был у нас официальным названием ДГР и лишь в __________________________ Библиографическое описание: Жабборов Т.К. ДУГОГАСЯЩИЕ РЕАКТОРЫ ДЛЯ КОМПЕНСАЦИИ ЕМКОСТ- НЫХ ТОКОВ ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ В ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 12(105). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14703

№ 12 (105) декабрь, 2022 г. Рисунок 1. Принципиальная схема реактора ЗРОМ Рисунок 2. Характеристики I к = f (U к ) (РЗДСОМ) для ЗРОМ–600/10, для ответвлений 3,4,5 Конструктивные исполнения ДГР. Общими конструктивными элементами различных типов ДГР 3. При оперативных переключениях в сети являются основная обмотка и магнитная система персоналу необходимо провести специальные стрежневого или бронестержневого типа с зазорами. расчеты для выбора оптимальных положений Наличие зазоров в магнитопроводе обеспечивает прак- переключателя ДГР; тическую линейность вольтамперной характеристики реактора при увеличении систем реакторов посвящен 4. Диспетчерский персонал не имеет полной ряд работ [4], [7]. информации о величине емкостной проводимости сети в связи с переключениями в абонентских сетях, В качестве компенсирующих устройств получили электрически связанных с питающими подстан- широкое распространение ДГР стержневой конструк- циями; ции с распределенными зазорами в стержнях и со ступенчатым регулированием индуктивности путем 5. В условиях аварийных переключений дежур- ручного переключения ответвлений рабочей обмотки, ный персонал не всегда успевает перестроить режим т.е. переключателем вида ПБВ. В основном это компенсации, что в ряде случаев усугубляет реакторы серии соединения. Они обеспечивают аварийные повреждения [4]. достаточно высокую эффективность компенсации при правильной их настройке и незначительных К недостаткам следует отнести: изменениях проводимостей фаз сети [2], [3], [8]. Под 1. наличие движущихся частей, работающих в эффективностью компенсации понимается отношение условиях постоянных вибраций и неуравновешенных количества самоликвидировавшихся и отключенных усилий, которые снижают их надежность; персоналом замыканий на землю к общему коли- 2. относительно большое время регулирования честву замыканий. Однако анализ статистики при изменении тока от наименьшего до наиболь- показывает сильную зависимость эффективности шего значения, составляющее 60–120 с [2, 3]. компенсации от степени расстройки компенсации [6]. Перечисленные недостатки этих реакторов не Например, при расстройках сети 0,6; 0,238; 0,1–0,15; 0; позволяют использовать их в режиме однофазного коэффициенты эффективности равны соответствен- замыкания, так как возможно заклинивание но 0,5; 0,7; 0,85; 0,95. плунжера и поломка механических частей из–за возникновения значительных электродинамических Опыт эксплуатации во многих энергосистемах в усилий, а малая скорость отработки расстройки нашей страны сетей с компенсацией емкостных снижает эффективность компенсации в условиях токов с применением ДГР серии ЗРОМ показывают, устойчивого и перемежающегося дугового замы- что уровень компенсации не удовлетворяет требо- кания. ванию надежности электроснабжения потребителей ДГР с подмагничиванием в зависимости от из–за неточности настройки [7,8]. ориентации в сердечнике магнитных потоков рабочей обмотки и обмотки управления подразделяются на Недостатки ДГР. В условиях динамического два вида: с поперечным и продольным подмагничи- развития распределительных электрических сетей ванием. Характеристики единичных образцов реакто- у ДГР со ступенчатым регулированием выявила ряд ров с поперечным подмагничиванием приведены [3]. недостатков, которые обусловлены следующими В ДГР, конструкция которого позволяет реали- причинами [9]: зацию поперечного подмагничивания, изменение индуктивности рабочей обмотки происходит 1. При ступенчатом регулировании невозможно заземление счет подмагничивания постоянным обеспечить резонансные режимы; током в направлении, перпендикулярном потоку рабочей обмотки [9], [10]. 2. Для перестройки режима компенсации тре- буется отключение реактора от сети; 51