tech-2022_11(104)

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. удельное сопротивление осадка уменьшается с в фосфогипсе. Образующаяся смесь содержит 19,1∙1010 до 19,7∙109 см/час. 10-22% Р2О5, обладает лучшими по сравнению с При введении фосфогипса в катодную камеру фосфогипсом физико-химическими свойствами, электродиализатора происходит нейтрализация позволяющими применять ее в качестве удобритель- водорастворимых примесей Р2О5, содержащихся ного состава для химической мелиорации почв. Список литературы: 1. Абрамова В.В., Васина С.М., Широва С.А. Комбинированный метод очистки фосфор и фторсодержащих сточных вод. Материалы международной конференции «Инновация – 2000». Бухара-2000, с. 364-366. 2. Абрамова В.В., Кутфитдинов Р.Н. и др. Способ очистки сточных вод производства фосфорной кислоты. АС СССР № 1766849 от 8.06.92 г. 3. Абрамова В.В., Усманова З.Г. и др. Способ очистки сточных вод от фтора АС СССР №1353745 от 22.07.87 г. 4. Алексеев А.А., Алексеев А.И., Смирнова Е.Е., Юзвяк З.С. Теоретические основы технологии очистки воды на промышленных предприятиях России. Учеб. пособие СПб.: Изд-во СЗТУ, 2006. - 146 с. 5. Ахмедова Г.Р., Ногаева К.А., Нуркеев С.С. Способы и технологии обесфторивания воды наука и новые тех- нологии № 2, 2012 с 110-113. 6. В.В. Абрамова, С.М. Васина, С.А. Широва Изучение процесса обогащения высококарбонатных фосфоритов при электродиализной очистке имитата кислых вод производства ЭФК в непрерывном режиме. // Химическая промышленность, 2004, № 5, с. 219-225. 7. В.В. Абрамова, С.М. Васина, Способ очистки сточных вод от соединений фосфора и фтора. // Экологические системы и приборы, 2002, № 11, с. 32-34. 8. Дормешкин О.Б. Ресурсосберегающие технологии комплексных удобрений на основе многокомпонентных водно-солевых систем Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.17.01 - Технология неорганических веществ Минск 2008. 9. Карманов А.П. Технология очистки сточных вод [Электронный ресурс] : учебное пособие : самост. учеб. электрон. изд. / А.П. Карманов, И.Н. Полина ; Сыкт. лесн. ин-т. — Электрон. дан. — Сыктывкар : СЛИ, 2015 93-96 68=134 10. Комарова Л.Ф. Использование воды на предприятиях и очистка сточных вод в различных отраслях промыш- ленности: учебное пособие / Л.Ф. Комарова, М.А. Полетаева. – Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2010. – 174 с. 11. Мамяченков С.В., Немчинова Н.В., Егоров В.В., Пазыл хан Р.Н. Обзор перспективных способов выведения фторид- и хлорид-ионов из растворов для подготовки цинкового электролита к стадии электро-экстракции // Вестник ИрГТУ. 2016. № 4 (111). С. 169–177. 12. Патент № 2228911 РФ, МКИ7 С 02 F 1/28, 1/58, 1/52. Способ очистки сточных вод от фтора / Э.П. Локшин, М.Л. Беликов (РФ). № 2228911; Заявл. 08.04.2003; Опубл. 20.05.2004, Бюл. № 14. 13. Проскуряков В.А., Шмидт Л.И. Очистка сточных вод в химической промышленности. –Л.: Химия, 1977.- 463 с. 14. Смирнова Е.Е., Алексеев A.A., Юзвяк З.С. Обесфторивание фосфорной кислоты щелочными кальциевыми силикатами. Доклады юбилейной научно- технической конференции. Сб. докл. - СПб.: Изд-во СЗТУ, 2006. - С. 302-304. 15. Ширинова Дурдана Бакиркызы Очистка слабоминерализированых сточных вод в производстве фосфорных удобрений «Евразийский Научный Журнал №2 2016» (февраль) 16. Eskandarpour A., Onyango M.S., Ochieng A., Asai S. Removal of fluoride ions from aqueous solution at low pH using schwertmannite // J. Hazard. Mater. 2008. Vol. 152. Р. 571–579. 17. https://www.vo-da.ru/articles/ochistnye-ferm/proektirovanie-losетоды очистки сточных вод. 20

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. DOI – 10.32743/UniTech.2022.104.11.14517 СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРЕМНИЯ ИЗ ОБОГАЩЕННЫЙ ПЕСОК МЕСТОРОЖДЕНИЯ “ТУРКОКСОЙ” Жиянова Сайёра Ибрагимовна докторант, 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 E-mail: [email protected] Эшмуродов Хуршид Эсанбердиевич PhD, доц., Термезский государственный университет, Республика Узбекистан, г. Термез E-mail: [email protected] METHOD FOR OBTAINING SILICON FROM ENRICHED SAND OF “TURKOKSOY” DEPOSIT Zhiyanova Sayyora Doctoral student, Termez State University, Republic of Uzbekistan, Termez Hayit Turaev Doctor of Chemical Sciences, Professor, Termez State University, Republic of Uzbekistan, Termez Khurshid Eshmurodo PhD, Associate Professor, Termez State University, Republic of Uzbekistan, Termez АННОТАЦИЯ В данной статье представлены результаты экспериментов по процессам обогащения кварцитового минерального сырья и извлечения кремния рудника “Туркоксой”, расположенного в Сурхандарьинской области. ABSTRACT This article presents the results of experiments on the processes of quartzite mineral enrichment and silicon extraction of the “Turkoksoy” mine located in the Surkhandarya region. Ключевые слова: кварц, кварцит, минерал, кремний, восстановительный, магний, алюминий, углерод, электропечь, сито, бить. Keywords: quartz, quartzite, mineral, silicon, reducing, magnesium, aluminum, carbon, electric furnace, sieve, beat. ________________________________________________________________________________________________ Введение использованию возобновляемых источников энер- гии (ВИЭ) [1]. Одним из видов ВИЭ является прямое Постоянно растущий спрос на электроэнергию во преобразование солнечной энергии в электрическую всем мире приводит к уменьшению традиционных с использованием полупроводниковых материалов источников сырья. Это приводит к более широкому __________________________ Библиографическое описание: Жиянова С.И., Тураев Х.Х., Эшмуродов Х.Э. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРЕМНИЯ ИЗ ОБОГАЩЕННЫЙ ПЕСОК МЕСТОРОЖДЕНИЯ “ТУРКОКСОЙ” // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 11(104). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14517

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. с p-n переходом. Это явление называется фотоэлек- всего с магнием) появляется свободный элемент в трическим эффектом [2-3]. виде аморфной модификации. Чистота этого метода высокая, продукт получают с выходом 99%. Основным полупроводниковым материалом для производства солнечного электричества фотогаль- 2. Распространенным способом в промышленных ваническим методом является кремний, который масштабах является измельчение песчано-коксовых является самым распространенным элементом на растворов в специализированных тепловых печах. Земле после кислорода. Она составляет 27,6% массы Этот метод был разработан русским ученым земной коры. В природе в основном встречается в Н. Бекетовым [3]. виде оксида кремния (IV) и солей кремниевых кис- лот - силикатов. Они составляют основную часть Применяемый в промышленности кремний полу- земной коры. Соединения кремния также встреча- чают путем переработки такого песка. Наиболее рас- ются в растениях и животных. Получение чистого пространенным современным способом получения кремния очень затратный процесс. В природе крем- элементарного кремния является восстановление ний обычно встречается в виде сложных силикатов, диоксида кремния коксом в электропечах. Смесь т.е. соединений оксида кремния с оксидами метал- песка и кокса поступает в кратер печи, где нагрева- лов, составляющих до 90% массы земной коры, а ется до 2000°С за счет электрической дуги, образу- также в виде чистого SiO2, кварца. Тот же диоксид ющейся между угольными электродами. При таких кремния, только мелкие кристаллы, является основ- температурах углероды кокса и электродов взаимо- ным компонентом обычного песка [3-4]. действуют с оксидом кремния, превращаясь в угарный газ и возвращая песок в элементарный кремний: Кроме того, в силу своих свойств любой метод дает только 90-99% чистый продукт, при этом примеси SiO2 + 2C → Si + 2CO [4]. в виде металлов и углерода все равно остаются. Поэтому приема вещества недостаточно. Его также Кварцевый песок, добываемый в шахтах, иногда следует очистить от посторонних элементов. используется непосредственно в производстве, а в некоторых случаях его приходится обогащать. В целом производство кремния осуществляется Количество кремния в песке, добытом на разных двумя основными способами. рудниках, различно. Процентное содержание крем- ния в кварцевом песке показано ниже (Таблица 1). 1. Из белого песка это чистый оксид кремния SiO2. При прокаливании с активными металлами (чаще \\ Таблица 1. Процентное содержание кремния в местных кварцевых песках № Название месторождение SiO2, % 1. Koйтош 99,3-99,7 2. Жерой 99,4-99,5 3. Кармана 99,2-99,4 4. Чияли 99,4-99,6 5. Майск 6. Кулантай 99,75 7. Тозбулок 99,5-99,6 8. Джарданак 99,6-99,7 9. Туркоксой 94,05 97,0 Цель исследования кусков (обломков) горных пород и круглых и остро- конечных частиц различных минералов природного Изучение способов обогащения песка и извлече- и искусственного происхождения (полученных путем ния чистого кремния для использования в производ- дробления горных пород). В строительстве из песка и стве полупроводниковых приборов. производстве строительных материалов; кварцевый песок используется в качестве сырья для произ- Метод исследования и инструменты водства стекла, фарфора, строительной керамики и литейных форм [5]. Методом обогащения песка изучено количество кремния в песке, привезенном из разных районов Кремний (Silicon), Si - химический элемент, Сурхандарьинской области. В качестве пробы был относящийся к IV группе периодической системы привезен песок из Turkoksoyского месторождения Менделеева, порядковый номер 14, атомная масса кварцитов Сурхандарьинской области, содержание 28,0855 м.б., Кремний - самый распространенный кремния в нем определено методом обогащения и элемент в природе после кислорода. Она покрывает сопоставлено с имеющимися данными. 27,6% земной коры по массе. Кристаллический крем- ний имеет температуру плавления 1423° С (объем Песок - плодородный слой земли, не соединя- уменьшается на 9% при сжижении), температуру ющийся между собой, осадочная горная порода, состоящая из мелких частиц. Он состоит из мелких 22

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. кипения 3249°С, плотность 3,33 г/см³, электроот- флотоагентам, находящимся в пульпе, частицы рицательность 1,8 по Полингу , радиус 0,133 нм, песка растворяются в воде и оседают, а соединения ионный радиус 0,040 нм, 0,054 нм, диамагнитные. остаются на поверхности в вспененное состояние, В нормальных условиях кремний является хрупким потому что они не разбавлены. В этом методе оксид веществом, выше 800°С он становится пластичным. железа в песке удаляется. Количество может быть В химических соединениях в основном четырех- уменьшено на 0,02-0,04% [8]. валентен, инертен, при нагревании становится более активным [6]. Кремний получают восстановлением раствора SiO2 коксом в доменной печи при температуре около Он соединяется только с фтором при нормальной 1800°С. Чистота кремния, полученного таким спо- температуре. Благодаря образованию на своей поверх- собом, может достигать 99,9 % (основные примеси - ности защитной пленки (оксидной пленки) кремний углерод и металлы) [9]. стабилен даже при высоких температурах. Выше 400°С кремний окисляется до SiO2 под действием Экспериментальная часть кислорода. SiO2 - самое простое и стабильное соедине- ние кремния. Аморфный SiO2 образует кремниевую Полученный образец песка сначала промывали кислоту. Кремний является одним из основных полу- для его обогащения. Промывку проводили несколько проводниковых металлов в электронике. Инстру- раз на мелкоячеистых ситах. После полного удаления менты, изготовленные на его основе, выдерживают водорастворимых веществ ее сушили в сушильном температуру до 200°С. Кремний используется для шкафу. Высушенный песок реагировал с коксом в изготовления интегральных схем, диодов, транзи- доменной печи при температуре 1800ºС. Этот метод сторов, солнечных элементов, фоторецепторов, детек- в основном промышленный. Ацетилен и поток торов в ядерной физике и различных линз. Кремний кислорода использовались для создания высоких и его соединения используются в производстве температур во время эксперимента. Чистота крем- кремнийорганических производных, силицидов. ния, полученного этим методом, составляла 99%. Кремний является биогенным элементом. Необходим На следующем этапе он очищается для повышения для нормального роста и развития человека, живот- уровня чистоты. ных, растений и микроорганизмов. При недостатке кремния в организме человека болят глаза, эрози- Анализ результатов руется зубная эмаль, ногти становятся тонкими и ломкими, кожа и волосы изменяются [7]. Проанализирован процесс обогащения песка. Установлено, что продолжительность процесса Обогащение, промывка - Кварцевые пески при промывки и размер отверстий используемых сит промывке очищаются от грунта, количество свобод- оказывают прямое влияние на эффективность ных соединений железа в песке уменьшается на обогащения. Изучены условия реакции песка с коксом. При изучении влияния температуры на 25-30%. выход реакции было установлено, что оптимальная температура составляет 1800-1820ºС. Когда темпе- Методика исследования ратура была ниже и выше этой, снижение выхода наблюдалось. Это связано с тем, что при низкой Обогащение, промывка - кварцевые пески при температуре реакция не завершается, а при высокой промывке очищаются от грунта, количество сво- температуре образуется карбид кремния. бодных соединений железа в песке уменьшается на 25-30%. Процесс промывки длится 8-9 минут. Флотацион- ная очистка осуществляется путем активного пере- мешивания с помощью флотомашин. Благодаря Рисунок 1. Влияние температуры на выход реакции 23

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. Как видно из графика, эффективность реакции Выводы низкая от 1400ºС до 1800ºС. Между 1800ºС и 1820ºС продуктивность возрастает и достигает максимума. Из проведенных исследований можно сделать При более высоких температурах, как упоминалось вывод, что Туркоксойский минерал кварцит пригоден выше, производительность снижается из-за образо- для получения технического кремния. Исследован вания карбида кремния. процесс извлечения кремния из этого минерала ре- акцией с углеродом. Установлено, что выход реакции максимален в интервале 1800-1820ºС. Полученный кремний считается технически чистым и может под- вергаться дальнейшей переработке для получения полупроводниковых материалов и использования в других областях. Список литературы: 1. Стребков Д.С. Роль солнечней энергии в энергетике будущего // М.: Энергетическая политика, 2005.-№ 2.- С. 27-36. 2. Алфёров Ж.И., Андреев В.М., Румянцев В.Д. Тенденции и перспективы развития солнечной фотоэнергетики // Физика и техника полупроводников, 2004.-Т.38.-Вып.8.- С. 937-948. 3. Непомнящих А.И., Красин Б.А., Васильева И.Е., Елисеева И.А., Еремин В.П., Попов С.И., Синицкий В.В., Федо- сеенко В.А., Спиридонов А.М., Воробьев Е.И., Гнилуша В.А. Кремний для солнечной энергетики // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2000. Т. 303. № 2(12). С. 176—190. URL: http://earchive.tpu.ru/ bitstream/11683/3071/1/bulletin_tpu-2000-303-2-12.pdf (дата обращения: 03.01.2022). 4. Машин А.И. Новые аллотропные формы кремния: Получение и свойства. ВАК РФ 01.04.10, доктор физико- математических наук, 1999 г. 5. Ашуров Х.Б. Моносилановая технология получения поликристаллического кремния и ионно-стимулированные методы создания кремниевых структур. / Автореферат докторской диссертации, Ташкент, 2016. – 38 с. 6. Атаев Э.К., Матьякубов А.А., Батманов.Б.Х. Обогащение Каракумского кварцевого песка. Мары, Туркменистан. 2022 г. 7. Национальная энциклопедия Узбекистана. 2000-2005. 8. Шрайвер Д., Аткинс П. Кремний и его сплавы. Екатеринбург. 2005 г. 9. Ревнивцев В.И, Шпектор А.А Обогащение формовочных песков. М, НИИМАШ, 1972 г. 10. Уланов Г.В. кремний: от песка до компьютерного чипа // III Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся // М. 2020 г. 11. Получение и исследование модифицированных глифталевых смол с кремний органическим соединением // Universum: технические науки:электрон. научн. журн. Эшмуродов Х.Э. [и др.]. 2020. 12(81). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/11095 (дата обращения: 25.12.2020). 24

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. ВЛИЯНИЕ СИНТЕЗИРОВАННОГО СУПЕРПЛАСТИФИКАТОРА НА ОСНОВЕ ОТХОДОВ ПИРОЛИЗНОГО ПРОЦЕССА НА ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ Исмоилов Феруз Сабирович докторант, Ташкентского научно-исследовательского института химической технологии, Республика Узбекистан, п/о Шуро-базар E-mail: [email protected] Каримов Масъуд Убайдулла угли зам. директора по науке., д-р техн. наук, ст. науч. сотр., ООО «Ташкентского научно-исследовательского института химической технологии», Республика Узбекистан, п/о Шуро-базар Джалилов Абдулахат Турапович д-р хим. наук, акад. АН РУз, ООО «Ташкентский научно-исследовательский институт химической технологии», Республика Узбекистан, г. Ташкент THE INFLUENCE OF A NEW SYNTHESIZED SUPERPLASTICIZER ON THE PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES OF CEMENT STONE Feruz Ismoilov Doctoral student of the Tashkent Research Institute of Chemical Technology, Republic of Uzbekistan, Shuro-bazaar Masud Karimov Deputy Director for Science., Doctor of Technical Sciences, Senior Researcher, Tashkent Research Institute of Chemical Technology LLC, Republic of Uzbekistan, Shuro-bazaar Abdulahat Djalilov D.Sc., Academician, Tashkent Scientific Research Institute of Chemical Technology, Republic of Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ В данной статье изучена особая роль суперпластификаторов на структурообразование цементных систем, возможность использования побочных продуктов пиролизного процесса в качестве основного сырья для получе- ния суперпластфикаторов, показаны результаты анализа ИК спектроскопии полученного суперпластификатора, результаты ДТА, испытаний цементных паст, полученных на основе различных марок портландцемента, с син- тезированным суперпластификатором. В качестве основного сырья был выбран пиролизное масло (побочный продукт производства ООО «УзКорГаз», Узбекистан, с содержанием нафталина не менее 85%). Установлено, что при добавлении синтезированного суперпластификатора в количестве 0,2-1%, растекаемость цементной пасты увеличилась от 1,5 до 2,5 раза, а прочность увеличилась до 12%. Общая водопотребность уменьшилась до 15-20%. Это указывает на экономическую и экологическую эффективность полученного суперпластификатора. ABSTRACT This article studies the special role of superplasticizers on the structure formation of cement systems, the possibility of using by-products of the pyrolysis process as the main raw material for the production of superplasticizers, shows the results of the analysis of the IR spectroscopy of the obtained superplasticizer, the results of DTA, tests of cement pastes __________________________ Библиографическое описание: Исмоилов Ф.С., Каримов М.У., Джалилов А.Т. ВЛИЯНИЕ СИНТЕЗИРОВАННОГО СУПЕРПЛАСТИФИКАТОРА НА ОСНОВЕ ОТХОДОВ ПИРОЛИЗНОГО ПРОЦЕССА НА ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕ- СКИЕ СВОЙСТВА ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 11(104). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14560

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. obtained on the basis of various grades of Portland cement with synthesized superplasticizer. Pyrolysis oil was chosen as the main raw material (a by-product of the production of UzKorGas LLC, Uzbekistan, with a naphthalene content of at least 85%). It was found that when the synthesized superplasticizer was added in an amount of 0.2-1%, the spreadability of the cement paste increased from 1.5 to 2.5 times, and the strength increased up to 12%. The total water demand has decreased to 15-20%. This indicates the economic and environmental efficiency of the obtained superplasticizer. Ключевые слова: суперпластификатор, пиролизное масло, ИК спектроскопия, ДТА анализ, цементная паста. Keywords: superplasticizer, pyrolysis oil, IR spectroscopy, DTA analysis, cement paste. ________________________________________________________________________________________________ Введение. На сегодняшний день в строительной дозировках (0,2%), низкой чувствительности к виду отрасли актуальным является применение модифи- и составу цемента, в длительном сохранении бетон- каторов на основе синтетических олигомеров для ными смесями первоначальной консистенции, в их улучшения реологических, физико- механических повышенной связности, не расслаиваемости, низких и свойств и регулирования структурообразования сверхнизких водоцементных отношениях (0.2%) [3]. композиционных материалов. Суперпластификаторы прикрепляются к поверх- Для улучшения качества цементных композиций ностям цементных зерен, в основном, точечно и имеют является важным применение высокоэффективных пространственное строение молекулы с привитыми пластифицирующих добавок. В строительной инду- боковыми цепями. Последнее обстоятельство способ- стрии для регулирования процессов структурообра- ствует более эффективному отталкиванию цементных зования и реологических свойств концентрированных флоккул и позволяет обеспечить доступ воды к це- суспензий применяют суперпластификаторы - орга- ментному клинкеру. В механизме действия супер- нические химические добавки, позволяющие целе- пластификаторов роль дзета-потенциала меньше, направленно изменять подвижность сырьевых смесей а взаимное отталкивание частиц цемента и стабили- и свойства готовых изделий. Поиск новых эффек- зация суспензии обеспечивается за счет преобла- тивных добавок, позволяющих модифицировать дающего эффекта [4]. В последние годы одной из поверхность раздела фаз и изменять реологические важнейших проблем в области химических добавок свойства дисперсий, является актуальной задачей для строительных материалов является поиск новых органических добавок, повышающих стойкость и [1-2]. долговечность конструкций и сооружений, под- В последние годы в строительной практике при верженных воздействию климатических условий и агрессивных сред [5]. Был синтезирован суперпла- изготовлении бетонов нового поколения все большее стификатор на основе нафталинсульфокислотного применение находят высокоэффективные поликар- формальдегида. На рис 1 приведены результаты боксилатные суперпластификаторы. В зарубежной анализа ИК спектроскопии полученного суперпла- литературе суперпластификаторы этой группы стификатора. получили название <<суперпластификаторы>>. Дан- ный вид пластификаторов более эффективен, что вы- ражается в сравнительно низких оптимальных Рисунок 1. ИК-спектр синтезированного суперпластификатора 26

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. Исходя из ИК-спектра, можно сказать, что полу- сульфокислоту. Вещество, используемое в качестве ченный суперпластификатор имеет, в основном, сырья для производства суперпластификатора, имеет следующие функциональные группы: новые полосы в своем составе функциональные группы (C-S). Это поглощения в области 1166,14 см-1 показывают, что означает, что используемое сырье тоже поверх- функциональная группа SO2-OH изменила свою ностно- активное вещество, но проведенные экспе- структуру на химическую связь R-SO2-OH. ИК-спектр рименты показывают, что использованное сырье не содержит линии поглощения для асимметричных влияет на реологические свойства бетонной смеси. валентных колебаний в области -1040,14 см-1 и ха- рактерные линии поглощения для симметричных С полученным суперпластификатором, на основе валентных колебаний в области 772,10-614,31 см-1. нафталинсульфокислотного формальдегида прове- Это говорит о том, что синтезированный супер- ден анализ ДТА. На рис 2 приведены результаты пластификатор имеет функциональную группу - анализа ДТА полученного суперпластификатора. Рисунок 2. DTG-анализ синтезированного суперпластификатора (Линия TGA, мг – синяя, Линия DTA, мВ – красная) Термический анализ вновь синтезированного потери массы не наблюдалось. Потеря массы веще- пластификатора (формальдегид нафталинсульфо- ства в интервале температур 681,44-951,50 0С соста- кислоты) исследовали в интервале температур вила 37,834% (2,659 мг). В этой области на кривой 20-1000 °С. Дериватограмма представлена на рис. 2 ДТА наблюдались два эндотермических эффекта и состоит из 2 кривых. На дериватограмме получен- при 750,16 0С и 782,49 0С. Основной эндоэффект, ного пластификатора наблюдается пять эндотерми- наблюдаемый при 750,160С, – разрушение пласти- ческих эффектов при температурах 50,23, 94,03, фикатора или разрыв связей в композиции. Боль- 138,71, 750,16, 782,49 оС. В интервале температур шинство нафталинсульфокислотных формальдегидов 19,49-154,31 оС наблюдается первая зона потери ухудшают прочность цементного камня с увеличе- массы вещества, в течение которой масса вещества нием количества добавки. Поэтому изучение физико- уменьшается на 11,568% (0,813 мг). Эндоэффекты 1 механических свойств цементных композиций с и 2 означают, что гигроскопическая вода из пласти- добавлением полученного суперпластификатора, фикатора испарилась, а эндоэффекты 3 соответствуют играет важную роль при внедрении их в бетонную температуре разжижения пластификатора. Потеря промышленность. В таблицах показаны некоторые массы в диапазоне температур 154,31–483,82 °С физико- механические свойства цементных компо- составила 11,227% (0,789 мг), а в диапазоне 483,82– зиций с добавлением суперпластификатора при 681,44 – 2,561% (0,180 мг). Никаких эффектов или постоянном В/Ц соотношении. пиковых переломов на кривой ДТА в этих областях 27

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. Таблица 1. Результаты испытаний цементных паст с синтезированным суперпластификатором № Количество Количество добавки В/Ц соотношение Растекаемость, Прочность цемента, г от массы цемента, % см через 14 сут., МПа 0,43 7 1 100 – 0,43 9 16 0,43 13 16,5 2 100 0,2 0,43 15 17 0,43 17 17,5 3 100 0,4 0,43 17.5 18 18 4 100 0,6 5 100 0,8 6 100 1 Для получения цементных паст был использо- ван портландцемент марки ПЦ400 Д0 завода Навои. Таблица 2. Результаты испытаний цементных паст с синтезированным суперпластификатором № Количество Количество добавки В/Ц соотношение Растекаемость, Прочность цемента, г от массы цемента, % см через 14 сут., МПа 0,43 6 1 100 – 0,43 6 12 0,43 7 12 2 100 0,2 0,43 9 12,5 0,43 13 12,5 3 100 0,4 0,43 14 13 13 4 100 0,6 5 100 0,8 6 100 1 Для получения цементных паст был использован портландцемент марки ПЦ400 Д20 завода Навои. Таблица 3. Результаты испытаний цементных паст с синтезированным суперпластификатором № Количество Количество добавки от В/Ц соотношение Растекаемость, Прочность цемента, г массы цемента, % см через 14 сут., МПа 1 100 – 0,43 11 11,5 2 100 0,2 0,43 14 11 3 100 0,4 0,43 14 11 4 100 0,6 0,43 16 11,5 5 100 0,8 0,43 17 11,5 6 100 1 0,43 18 12 Для получения цементных паст был использо- растекаемости цементной пасты в 1,5 раза и увели- ван портландцемент марки ПЦ500 Д0 завода Навои. чение прочности цементного камня (после 14 суток) на 4%. Как видно из таблиц 1,2,3, полученный супер- пластификатор имеет хороший пластифицирующий Заключение эффект даже при добавлении его в количестве 0,2-1 %. Добавление более 1% пластификатора приводит к Полученный суперпластификатор может умень- хрупкости цементного камня. Самый лучший пока- шить водопотребность на 15-20% и при этом не затель растекаемости можно видеть в табл. 1. Расте- уменьшает прочности цементного камня, а наоборот каемость цементной пасты улучшилось в 2,5 раза. этот показатель, как видно из экспериментов, немного Прочность цементного камня (после 14 суток) увели- увеличилась. Исходя из этих данных, можно сказать, чилась на 12%. Из табл.2 видно, что, растекаемость добавление полученных суперпластификаторов в цементной пасты улучшилось до 2-х раз, а прочность цементную пасту имеет экономическую и эколо- цементного камня (после 14 суток) увеличилась гическую эффективность, не уменьшая физико- на 4-8%. Из табл. 3 можно отметить улучшение механических показателей цементного камня. 28

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. Список литературы: 1. Гамалий Е.А. Комплексные модификаторы на основе эфиров поликарбоксилатов и активных минеральных добавок для тяжелого конструкционного бетона: дис. … канд. Тех. Наук; 05.23.05/ Гамалий Е.А.- Челябинск, 2009. 217 с. 2. Ибрагимов Р.А. Тяжелые бетоны с комплексной добавкой на основе эфиров поликарбоксилатов: дис. канд. тех. наук: 05.23.05/ Ибрагимов Р.А.- Казань, 2011.-184 с. 3. Рамачандран В.С. “ Добавки в бетон. Справочное пособие”, М.: “ Стройиздат”, 1988 г. 244 с. 4. Баткаров В.Г. Модифицированные бетоны. Теория и практика – М.: Технопроект. 1998.-768 с. 5. Бердиев Х.У., Кодиров О.Ш., Каримов М.У., Мирзакулов Х.Ч. Исследование синтеза суперпластификатора на основе нафты и влияние его на физико-механические свойства цементных композиций // Universum: Технические науки: электрон. научн. журн. Бердиев Х.У. [и др.]. 2019. № 12(69). С. 1. 29

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ ХЛОРИДА КАЛИЯ ГАЛУРГИЧЕСКИМ СПОСОБОМ ИЗ СИЛЬВИНИТА ТЮБЕГАТАНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ Мавлянов Мухиддин Бахриддин угли базовый докторант кафедры Химическая технология неорганических веществ Ташкентского химико-технологического института, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Адилова Мохира Шавкатовна доц. кафедры Химическая технология неорганических веществ Ташкентского химико-технологического института, Республика Узбекистан, г. Ташкент Эркаев Актам Улашевич проф. кафедры Химическая технология неорганических веществ Ташкентского химико-технологического института, Республика Узбекистан, г. Ташкент STUDY OF THE PROCESS OF OBTAINING POTASSIUM CHLORIDE BY THE HALURGIC METHOD FROM THE SILVINITE OF THE TYUBEGATAN DEPOSIT Muhiddin Mavlyanov Basic doctoral student of the Department of Chemical Technology of Inorganic Substances of the Tashkent Institute of Chemical Technology, Republic of Uzbekistan, Tashkent Moxira Adilova Associate Professor of the Department of Chemical Technology of Inorganic Substances of the Tashkent Institute of Chemical Technology, Republic of Uzbekistan, Tashkent Aktam Erkayev Professor of the Department of Chemical Technology of Inorganic Substances of the Tashkent Institute of Chemical Technology, Republic of Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ Целью исследования является изучение влияния технологических параметров, Таких как: время, соотношение твёрдой и жидкой фаз, температура и скорость охлаждения процесс кристаллизации хлорида калия из раствора низкосортного сильвинита. Исследования проводились при температуре растворения 100 oC, при массовом соотноше- нии сильвинита к массе оборотного насыщенного раствора равном 1:5, 1:3, 1: 2,5, 1:2, 1:1,5 и 1:1, при температуре охлаждения 20, 30 и 40 oC и скорости охлаждения 3 oC /мин, 6 oC /мин, 10 oC /мин. Определены оптимальные условия выхода хлорида калия и изучены реоло- гические свойства суспензий, полученных при растворении низкосортного сильвинита в оборотном насыщенном растворе. ABSTRACT The aim of the study is to study the influence of technological parameters, such as: time, ratio of solid and liquid phases, temperature and cooling rate on the process of crystallization of potassium chloride from solutions of low-grade sylvinite. The studies were carried out at a dissolution temperature of 100 oC, with a mass ratio of sylvinite to the mass of the recycled saturated solution equal to 1:5, 1:3, 1:2.5, 1:2, 1:1.5 and 1:1, at a cooling temperature of 20, 30 and 40 oC and cooling rates 30 oC /min, 60 oC /min, 100 oC /min. The optimal conditions for the release of potassium chloride were determined and the rheological properties of suspensions obtained by dissolving low-grade sylvinite in a recycled saturated solution were studie. __________________________ Библиографическое описание: Мавлянов М.Б., Адилова М.Ш., Эркаев А.У. ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ ХЛОРИДА КАЛИЯ ГАЛУРГИЧЕСКИМ СПОСОБОМ ИЗ СИЛЬВИНИТА ТЮБЕГАТАНСКОГО МЕСТО- РОЖДЕНИЯ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 11(104). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14554

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. Ключевые слова: низкосортный сильвинит, оборотный насыщенный раствор, температура, время, соотно- шения твёрдой и жидкой фаз, охлаждение, кристаллизация. Keywords: low-grade sylvinite, recycled saturated solution, temperature, time, ratio of solid and liquid phases, cooling, crystallization. _________________________________________________________________________________________ _______ Введение. Большое значение в жизнедеятельно- шлама. При совместном присутствии обоих компо- сти растений принадлежит калию. В присутствии нентов с повышением температуры растворимость калия усиливается образование сахаров в растениях. NaCI несколько понижается, a KCI значительно Кроме того, он способствует синтезу белковых ве- повышается [7]. ществ. Нормальное калийное питание растений также приводит к повышению качества урожая, Применение галургического метода позволяет в особенно овощных культур, корнеплодов, плодов и большинстве случаев значительно повысить эффек- ягод. В волокнообразующих растениях (лен, конопля, тивность переработки низкосортных калийных руд. хлопчатник) калий улучшает качество волокна [1]. Среди минеральных удобрений особое значение При применении галургического способа можно калийных объясняется ещё и тем, что калий и его получить хлорид калия высокой 99%-ной концен- соединения не только играют важную роль в жизни трации. И при этом образуется чистый хлорид растений и животных, но и повышают эффектив- натрия, который можно использовать как пищевую ность действия в почве фосфорных и азотных удобре- соль или для получения различных натрийсодержа- ний. Помимо увеличения урожайности, они улучшают щих веществ. Значительные осложнения в технологи- качественные характеристики выращиваемой про- ческую схему обогащения калийных руд химическим дукции: способствуют повышению сопротивляемо- методом вносит нерастворимый остаток, отделение сти растений к заболеваниям, повышению лёгкости которого связано с потерями хлорида калия и необ- плодов при хранении и стойкости при транспорти- ходимостью иметь громоздкое шламовое хозяйство ровке, а также улучшению их вкусовых и эстетических качеств [2]. [6-7]. Тюбегатанское месторождение калийных солей Хлористый калий в современном мире имеет важное практическое значение. Он используется в расположено в Дехканабадском районе Кашкадарь- пищевой промышленности в различных продуктах инской области, в 75 км к югу от г. Гузар и приуро- питания, в химической промышленности для полу- чено к юго-западным отрогам Гиссарского хребта. чения гипохлоритов, хлоратов, перхлоратов. Однако Месторождение расположено на границе Узбекистана большинство хлористого калия используется как и Туркменистана и разделяется пограничной рекой удобрение, ведь хлористый калий можно применять Шордарья. на всех почвах, под все культуры, нуждающиеся в калийных удобрениях [3-4]. Повышенное содержание низкосортного силь- винита приводит к низкому показателю качества В основе получения хлорида калия из сильвини- продукта и коэффициента извлечения основного товых руд лежат флотационный и галургический компонента - хлорида калия, а также трудности способы обогащения. Флотационный способ выде- управления технологическими процессами. ления хлорида калия из сильвинита основан на фло- тогравитационном разделении водорастворимых В связи с этим проблема переработки низко- минералов калийной руды в среде насыщенного ими сортного сильвинита Тюбегатанского месторождения солевого раствора. Это достигается селективной является актуальной для калийного предприятия. гидрофобизацией поверхности частиц калийных ми- нералов с помощью флотореагентов – собирателей [5]. Методы исследований. С целью изучения влияния технологических параметров: соотношения Переработка сильвинитовых руд на хлористый сильвинита к массе оборотного насыщенного рас- калий, наряду с флотационным способом, основном твора (сильвинит: ор), температуры и скорости охла- осуществляется методом галургии. Этот способ раз- ждения раствора на процесс кристаллизации хлорида деления основных компонентов сырья - КСl и NaСl, калия из растворов низкосортного сильвинита в основан на различии в температурных коэффициентах оборотном насыщенном растворе сильвинита были растворимости этих солей в воде [6]. Как известно, проведены исследования. растворимость NaCI почти не изменяется, а раство- римость KCI значительно возрастает при повышении Эксперименты проводились следующим образом. температуры. Скорость совместного растворения KCI Для растворения низкосортного сильвинита в термо- и NaCI одинакова и они одновременно достигают стойкую колбу ёмкостью 250 мл наливали расчетное состояния равновесия. Однако, если одна соль нахо- количество оборотного насыщенного раствора. Колба дится в твердой фазе в большом количестве (в силь- нагревалась с помощью плитки до температуры вините NaCI в 2-3 раза больше, чем KCI), то она 100 oC. Добавляли расчетное количество низкосорт- в начале переходит в раствор в большем количестве, ного сильвинита и в течение 5 мин перемешивали. чем в равновесном растворе, насыщенном обеими солями. В дальнейшем при растворении KCI проис- Полученную суспензию отфильтровали при ходит выпадение NaCI в виде мелкого солевого температуре растворения и отделили раствор от шлама. Были определены масса шлама и раствора. Горячий маточный раствор со скоростью 3 oC /мин, 6 oC /мин, 10 oC /мин охлаждали до 20, 30 и 40 oC. В процессе охлаждения выпадали белые прозрач- ные кристаллы. Осадок отфильтровали на воронке Бюхнера с диаметром 93 мм под разряжением 31

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. 0,5 кгс/см2. Время фильтрации фиксировалось. В таблице 1 приведен химический состав ис- Твердая фаза была высушена и определен выход ходного сырья, использованного в качестве объекта продукции. исследования: низкосортного сильвинита. Массовые соотношения сильвинит: ор в этих Таблица 1. опытах варьировались в пределах 1:5, 1:3, 1: 2,5, 1:2, 1:1,5, 1:1. Химический состав исходного сырья Наименование образца Содержание, масс. % : Низкосортный сильвинит КСl NаСl МgCl2 CаSО4 Н.о.и др. 18,3 11,01 68,5 1,51 0,68 Химический анализ проводился по методике [8- Как видно из таблицы 2 и рисунка 1 с умень- 14]. Определение содержания ионов магния и кальция шением массового соотношения сильвинит: ор и осуществляли объёмным комплексонометрическим температуры охлаждения раствора увеличивается методом титрованиям трилоном Б в присутствии выход хлорида калия. индикаторов хромогена черного и мурексида. Опреде- ление содержания ионов калия проводили тетрафенил- Так, например, с уменьшением соотношения боратным методом и методом пламенной фотометрии; сильвинит: ор от 1:1 до 1:1,5, 1:2, 1:2,5, 1:3 и 1:5 со- ионов натрия - методом пламенной фотометрии и ответственно увеличивается выход хлорида калия от расчетным путем [9-13]. Содержание хлор иона 83,0, до 84,5, 85,7, 88,1, 90,7 и 92,0 %. Необходимо определяли методом Мора, а сульфат иона весовым отметить то, что при использовании в качестве раство- методом в форме BaSO4 [10-12]. Определение мас- рителя оборотного насыщенного раствора при мас- совой доли нерастворимого в воде остатка в сырье и совом соотношении 1:5 и 1:3 выход хлорида калия продуктах калийного производства осуществляли составило максимально 92,0 и 90,7 % соответственно. гравиметрическим методом, который основан на отделении нерастворимого остатка путем фильтро- Результаты таблицы 2 показывают, что снижение вания растворенной анализируемой пробы и после- температуры охлаждения также приводит к увели- дующем высушивании, и взвешивании полученного чению количества выпавших кристаллов, соответ- осадка. ственно увеличению выхода хлорида калия. Так, например при массовом соотношении низкосортного Результаты и обсуждение. По результатам экспе- сильвинита и насыщенного раствора равном 1:2,5 риментов при растворении низкосортного сильвинита при температуре охлаждения 20 oC максимальный оборотным насыщенным раствором (сильвинит:ор) выход хлорида калия составлял 88,1%, а с увеличе- при температуре 100 oC и соотношении сильвинит: нием температуры охлаждения до 30 и 40 oC выход ор равном 1:5, 1:3,1:2,5, 1:2, 1:1,5 и 1:1 соотношение хлорида калия уменьшается до 86,9 и 85,4 % соот- Т:Ж в суспензии имеет значения 1:9,16, 1:5,48, 1:4,56, ветственно. Такая же закономерность наблюдается и 1:2,62, 1:1,61 и 1:1,04 соответственно (таблица 2, при массовых соотношениях 1:5, 1:3, 1:2, 1:1,5 и 1:1. рисунок 1). Наибольшее количество кристаллов выпадает при массовом соотношении сильвинит: ор равном 1:5 при температуре охлаждения 20 oC (рисунок 1). Таблица 2. Влияние технологических параметров на процесс растворения низкосортного сильвинита в оборотном насыщенном растворе № Соотношение Соотношение Температура Скорость Соотношение Выход, % Скорость сильвинит :ор шлам охлаждения, охлаждения, Т:Ж в суспен- 92,0 фильтрации раствор зии при кри- кристаллов, oC oC /мин сталлизации кг/м2ч 1. 3 1:21,50 1111,25 2. 20 6 1:22,27 89,6 1203,12 3. 10 1:22,78 87,7 1268,11 4. 3 1:21,61 90,8 1175,23 5. 1:5 1:9,16 30 6 1:21,38 88,3 1258,14 6. 10 1:22,30 87,2 1270,21 7. 3 1:22,28 89,2 1200,15 8. 40 6 1:22,76 87,0 1285,65 9. 10 1:23,21 86,1 1317,88 32

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. № Соотношение Соотношение Температура Скорость Соотношение Выход, % Скорость сильвинит :ор шлам охлаждения, охлаждения, Т:Ж в суспен- фильтрации раствор зии при кри- 90,7 кристаллов, oC oC /мин сталлизации 87,5 87,1 кг/м2ч 10. 3 1:13,42 89,5 1180,23 87,2 1280,45 11. 20 6 1:13,94 86,7 1295,12 88,0 1195,77 12. 10 1:14,01 86,0 1272,13 84,9 1297,87 13. 3 1:13,61 88,1 1251,51 86,3 1311,55 14. 1:3 1:5,48 30 6 1:14,0 85,5 1325,12 86,9 1250,14 15. 10 1:14,08 84,8 1289,23 84,2 1365,21 16. 3 1:13,86 85,4 1206,77 83,3 1333,02 17. 40 6 1:14,21 82,2 1334,54 85,7 1370,55 18. 10 1:14,41 84,2 1365,74 83,6 1378,23 19. 3 1:11,66 85,0 1368,26 83,9 1336,28 20. 20 6 1:11,92 82,7 1354,63 83,5 1365,21 21. 10 1:12,05 81,6 1356,23 80,7 1378,56 22. 3 1:11,83 84,5 1345,62 83,0 1365,23 23. 1:2,5 1:4,56 30 6 1:12,15 82,5 1370,88 83,6 1328,66 24. 10 1:12,25 82,7 1360,74 81,3 1372,54 25. 3 1:12,04 82,8 1345,01 80,2 1376,89 26. 40 6 1:12,39 79,2 1380,45 83,0 1379,84 27. 10 1:12,56 81,5 1378,25 79,0 1405,52 28. 3 1:12,01 82,2 1356,01 80,7 1388,72 29. 20 6 1:12,24 79,5 1423,41 80,5 1381,25 30. 10 1:12,34 78,4 1369,82 76,7 1465,21 31. 3 1:12,12 1385,62 1396,25 32. 1:2 1:2,62 30 6 1:12,32 1415,14 33. 10 1:12,48 34. 3 1:12,36 35. 40 6 1:12,66 36. 10 1:12,82 37. 3 1:7,65 38. 20 6 1:7,80 39. 10 1:7,86 40. 3 1:7,74 41. 1:1,5 1:1,61 30 6 1:7,82 42. 10 1:7,98 43. 3 1:7,81 44. 40 6 1:8,11 45. 10 1:8,22 46. 3 1:5,49 47. 20 6 1:5,60 48. 10 1:5,81 49. 3 1:5,55 50. 1:1 1:1,04 30 6 1:5,67 51. 10 1:5,77 52. 3 1:5,68 53. 40 6 1:5,87 54. 10 1:6,02 33

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. Изучение влияния скорости охлаждения на про- массовом соотношении сильвинит:ор равном 1:5 со- цесс кристаллизации хлорида калия показало, что отношение Т:Ж в суспензии имеет значение 1:9,16. при температуре растворения 100 oC и соотношении сильвинит:ор=1:5, 1:3, 1: 2,5, 1:2, 1:1,5 и 1:1 изменение Таким образом, с уменьшением массового соот- скорости охлаждения от 3 до 6 и 10 oC /мин увели- ношения сильвинита и оборотного насыщенного чивает соотношение Т:Ж в суспензии при кристал- раствора, понижением температуры и скорости лизации. охлаждения количество выпавшего кристалла увели- чивается. Например если раствор полученный растворением низкосортного сильвинита насыщенным раствором Рисунок 1. Влияние технологических параметров при соотношении 1:2, охлажденный до 20 oC при на процесс растворения низкосортного сильвинита скорости охлаждения 3 oC/мин имел Т:Ж при кри- сталлизации 1:12,01, то при 6 oC/мин этот показатель в оборотном насыщенном растворе достигает до значения 1:12,24, а при 10 oC /мин С целью изучения влияния технологических па- раметров на состав полученных образцов хлорида 1:12,34. калия в образцах определены количества SO42-, Ca2+, Результаты исследований показывают, что пони- Mg2+, Nа+ и K+. Полученные результаты сведены в таблицу 3. жение скорости охлаждения положительно влияет на выход хлорида калия. Если при сильвинит : ор = 1:1,5, температуре охлаждения 30 oC и скорости охлажде- ния 3 oC/мин выход хлорида калия составлял 83,6%, то с увеличением скорости охлаждения до 6 oC/мин, а также до 10 oC /мин этот показатель уменьшается до 82,7 и 81,3 % соответственно. Выход хлорида калия при соотношении сильви- нит:ор=1:5, 1:3, 1: 2,5, 1:2, 1:1,5 и 1:1, при скорости охлаждения 3-10 oC/мин меняется в пределах 76,7- 92,0 %. Оптимальные значения выхода хлорида калия при применении оборотного насыщенного раствора выявлены при скорости охлаждения 3-6 oC/мин. По результатам экспериментов при соотношении сильвинит:ор=1:5, 1:3, 1: 2,5, 1:2, 1:1,5 и 1:1, с пони- жением температуры кристаллизации от 40 и 30 до 20 oC и уменьшением скорости охлаждения умень- шается Т:Ж в суспензии при кристаллизации, а выход хлорида калия увеличивается от 76,7 до 92,0 %. Скорость фильтрации кристаллов колеблется в интервале 1111,25-1465,21 кг/м2ч. Шлам, образовавшийся при растворении сильви- нита в оборотном насыщенном растворе, фильтруется в течение 50-80 мин. Это связано с тем, что при рас- творении сильвинита в насыщенном растворе коли- чество шлама значительно больше, например, при 34

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. Таблица 3. Влияние скорости охлаждения на химический состав полученных продуктов хлорида калия Номера образцов Скорость охла- Содержание компонентов, масс.% соответствуют номерам ждения, SO42- Nа+ K+ Ca2+ Mg2+ образцов таблицы 2 oC /мин 0,062 0,69 51,10 0,01 0,005 0,007 0,73 50,01 0,01 0,007 1 3,0 0,081 0,75 49,77 0,01 0,007 0,072 0,75 50,40 0,01 0,008 2 6,0 0,065 0,75 49,75 0,01 0,009 0,075 0,73 49,66 0,02 0,007 3 10,0 0,068 0,71 50,33 0,01 0,008 0,055 0,74 50,02 0,01 0,008 10 3,0 0,023 0,78 49,52 0,01 0,010 0,035 0,72 49,78 0,01 0,009 11 6,0 0,069 0,74 49,60 0,01 0,009 0,028 0,76 49,02 0,01 0,008 12 10,0 19 3,0 20 6,0 21 10,0 28 3,0 29 6,0 30 10,0 Как видно из таблицы 3 при соотношении силь- Было исследовано влияние технологических пара- винит:ор 1:5 при температуре растворения 100 oC метров: соотношение Т:Ж, температуры и скорости количество K+ с увеличением скорости охлаждения охлаждения на фракционный состав полученного от 3 до 10 oC/мин уменьшается в интервале от 51,10 % продукта. Для определения грансостава продукты до 49,02 %. Такая же закономерность наблюдается и полученные в результате экспериментов просеяли при массовых соотношениях 1:3, 1:2,5 и 1:2. через сита размером 0,25; 0,2; 0,1 мм. Взвешиванием были определены массы фракций. Полученные ре- В изученных образцах количества SO42-, Ca2+, зультаты сведены в рисунок 2. Mg2+, Nа+ незначительно изменяются. Количество фракции с размером +0,25 мм ко- Так, количество SO42- изменяется в интервале леблется в пределах от 25,9 до 61,4 %, а фракции от 0,007 до 0,081 %, Nа+ от 0,69 до 0,76 %, Ca2+ от 0,01 с размером -0,25+0,2 мм от 22,7 до 53,09 %, фракции до 0,02, Mg2+ от 0,005 до 0,010 % (таблица 3). с размером -0,2+0,1 мм от 2,5 до 14,9 %, фракции с размером -0,1 мм в пределах от 9,5 до 17,4 % Таким образом, оптимальными параметрами (рисунок 2). можно принять: соотношение Т:Ж=1:5, скорость охлаждения 3 -6 oC/мин. аб вг Рисунок 2. Влияние технологических параметров на гранулометрический состав кристаллов хлорида калия (номера образцов соответствуют номерам образцов таблицы 2): а -1, 2, 3; б - 10, 11, 12; в-19, 20, 21; г-28, 29, 30 35

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. Как показывают результаты, растворением низ- реологические свойства исходных и промежуточных косортного сильвинита оборотным насыщенным растворов суспензии, что позволяет в зависимости раствором при соотношении 1:5, 1:3, 1: 2,5, 1:2, 1:1,5 от температуры подбирать соответствующие насосы и 1:1, с понижением температуры кристаллизации для перекачки их в аппараты. Поэтому изучено влия- до 20 oC и уменьшением скорости охлаждения от ние температуры и соотношения Т:Ж на реологи- 10,0 до 3,0 oC/мин повышается количество фракции ческие свойства суспензии. +0,25 мм до 61,4 %. Самые высокие показатели фракции +0,25 мм наблюдаются при скорости охла- Для исследования реологических свойств сус- ждения 3,0 oC/мин. Экспериментальным путем уста- пензии были приготовлены образцы суспензии на новлено, что с понижением скорости охлаждения основе оборотного насыщенного раствора и низко- кривая изменения количества частиц размером -0,1 мм сортного сильвинита. проходит через минимум, который соответствует скорости охлаждения 3-6 oC/мин. Самый высокий В лабораторных условиях было изучено влияние показатель фракции - 0,1 мм, наблюдается при скоро- температуры и соотношения Т:Ж на плотность и сти охлаждения 10,0 oC/мин. вязкость приготовленных суспензий. Температура суспензии варьировалась в пределах от 20 oC до 80 oC Как известно, в технологическом процессе при с шагом 20, а массовые соотношения твердой и жид- производстве какого-либо продукта необходимо знать кой фазы изменялись от 1:1 до 1:5 (рисунок 3). аб Рисунок 3. Плотность (а) и вязкость (б) суспензии состоящей из оборотного насыщенного раствора и низкосортного сильвинита Результаты опытов показывают, что с увеличе- Заключение. Исследованием процесса получения нием содержания жидкой фазы в процессе растворе- хлорида калия из сильвинита Тюбегатанского место- ния сильвинита в оборотном насыщенном растворе рождения галургическим способом определены опти- плотность суспензии уменьшается. Так, при темпе- мальные условия выхода хлорида калия, а также ратуре 200С и соотношении Т:Ж = 1:1 плотность изучены реологические свойства суспензий полу- пульпы равна 1,5135 г/см3. С увеличением содержания ченных при растворении низкосортного сильвинита жидкой фазы до 1:1,5, 1:2, 1:2,5, 1:3 и 1:5 плотность в оборотном насыщенном растворе. суспензии при данной температуре уменьшается до 1,4216, 1,3517, 1,3068, 1,2545 и 1,2375 г/см3 соответ- Проведенные исследования по изучению влияния ственно. Повышение температуры также приводит к технологических параметров, таких как: время, со- уменьшению плотности для всех образцов суспензии. отношение твёрдой и жидкой фаз, температура и скорость охлаждения процесс кристаллизации хло- Изучение влияния температуры и соотношения рида калия из растворов низкосортного сильвинита Т:Ж на вязкость показало, что с ростом температуры показывают, что при температуре растворения 100 oC от 20 до 800С вязкость суспензии уменьшается. При- низкосортного сильвинита в оборотном насыщенном чем повышение температуры от 20 до 400С приводит растворе наибольшее количество кристаллов хлорида к резкому уменьшению вязкости. калия выпадает при массовом соотношении сильви- нит:оборотный раствор равном 1:5 при температуре Анализ результатов показывает, что плотность и охлаждения 20 oC, и скорости охлаждения 3-6 oC /мин. вязкость суспензий снижаются с повышением темпе- ратуры и повышаются с снижением соотношения Т:Ж. Установлено, что плотность и вязкость суспензий Это связано с тем, что с повышением температуры, снижаются с повышением температуры и повышаются более 40оС, повышается растворимость хлорида со снижением соотношения Т:Ж, значения плотности калия. суспензий, приготовленных на основе оборотного насыщенного раствора и низкосортного сильвинита меняется от 1,1775 г/см3 до 1,5135 г/см3, а вязкость суспензии меняется от 1,8554 сПз до 17,2135 сПз. 36

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. Список литературы: 1. Ibragimov G.I., Erkaev A.U., Yakubov R.YA., Turobjonov S.M. Kaliy xlorid texnologiyasi [Potassium chloride technology].Tashkent, Fan. Publ., 2010, 213p. 2. Sokolovskiy A.A., Unaniants T.P. Kratkiy spravochnik va mineralnym udobreniyam [A short guide to mineral fertilizers]. Moscow, Khimiya Publ., 1987. 120p. 3. Mineyev V.G., Bychkova L.A. Sostoyaniye i perspektivy primeneniya mineral'nykh udobreniy v mirovom i otechestvennom zemledelii [The state and prospects of the use of mineral fertilizers in world and domestic agriculture]. Agrokhimiya, 2003, no. 8, рр. 5-11. 4. Heffer P. and Prud homme M. Fertilizer outlook 2015-2019. 83rd International Fertilizer Industry Association (IFA)., Istanbul , 2015. pp. 1-8. 5. Usmanov S., Makhmudov K.U., Makhmudov R.U., Omarova G.T., Usmanov Kh.S., Usmanov A.S., Zulpanova G.K. [Obtaining high and quality yields of agricul- tural crops and preserving soil fertility while reducing the rate of irrigation water and mineral fertilizers is the basis of ener- gy conservation]. Proceedings of the I international Uzbek-Kazakh symposium \"Actual problems of the development of chemical science and industry\". Tashkent, 2019, pp. 28-34. 6. Adilova M.SH., Bayrayeva D.A., Erkayev A.YU., Bukhorov SH.B., Mavlyanov M.B. Intensifikatsiya tekhnologii flotatsionnoy kontsentratsii silvinitov tyubegatanskogo mestorozhdeniya [Intensification of flotation concentration technology of sylvinites of the tyubegatan deposit]. Universum: Texnicheskiye nauki,, 2019, no.10, pp. 30-34. 7. Mirzakulov X.Ch., Mamajonova L.A., Isakov A.F., Kalanov G.U. Issledovaniya po intensifikatsii protsessov fil- tratsii kontsentrata chlorida kaliya i galitovyx xvostov silvinitov Tyubegatanskogo mestorojdeniya [Research on the intensification of processes of a filtration of the concentrate of potassium chloride and halite tailings Tubegatan syl- vinite deposits]. Universum: Texnicheskiye nauki ,, 2019, no.7, pp. 30-34. 8. Aleksandrovich K.M. Osnovy primeneniya reagentov pri flotatsii kayliynykh rud [Basics of using reagents in the flotation of potassium ores]. Minsk, Science and technology, Publ, 1993, 78p. 9. Isayeva G.A., Mineralniy-texnologicheskiy svoystva silvinitov Tyubegatanskogo mestorojdeniya [Mineral-technological properties of sylvinites of the Tyubezhatan deposit]. Vestnik Permskogo universiteta. publ., 16.pp 264-274. 10. Adilova M.SH., Bayrayeva D.A., Erkayev A.YU., Bukhorov SH.B., Mavlyanov M.B. Intensifikatsiya tekhnologii flotatsionnoy kontsentratsii silvinitov tyubegatanskogo mestorozhdeniya [Intensification of flotation concentration technology of sylvinites of the tyubegatan deposit]. Universum: Texnicheskiye nauki,, 2019, no.10, pp. 30-34. 11. Turakulov B.B., Erkayev A.U., Kucharov B.X., Toirov Z.K. Physical-chemical and Technological Bases of Producing Pure Potassium Hydroxide in Combined Method. International Journal of Advanced Science and Technology, 2020, vol. 29, no. 6s, pp. 1126–1134. http://sersc.org/journals/index.php/IJAST/article/view/9205/5089 12. Adilova M.SH., Bayrayeva D.A., Erkayev A.YU., Bukhorov SH.B., Mavlyanov M.B. Intensifikatsiya tekhnologii flotatsionnoy kontsentratsii silvinitov tyubegatanskogo mestorozhdeniya [Intensification of flotation concentration technology of sylvinites of the tyubegatan deposit]. Universum: Texnicheskiye nauki,, 2019, no. 10, pp. 30-34. 13. Хуррамов Н.И., Нурмуродов Т.И., Эркаев А.У. Исследование процесса получения экстракционной фосфорной кислоты из мытых высушенных фосфоритов // Universum: технические науки: электрон. научн. журн. 2021. 2(83). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/11290 14. Донияров Н.А., Тагаев И.А., Асроров А.А., Хуррамов Н.И., Каршиева М.С., Эргашева Ю.О. Основные механизмы микробиологического превращения природных соединений фосфора // ВЕСТНИК НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ № 9(87). Часть 3. 2020. С. 9-14. 37

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУР И СВОЙСТВ ИНТЕРМЕДИАТОВ СОПРЯЖЕННЫХ РЕАКЦИЙ ПРИ СИНТЕЗЕ С ИХ ПОМОЩЬЮ ПОЛУПРОДУКТОВ И ПАВ С ЗАДАННЫМИ СВОЙСТВАМИ Мирзаахмедова Мавлуда Ахмеджановна базовый докторант, лаборатория химической технологии и ПАВ, Институт общей и неорганической химии Академии наук Республики Узбекистан, Республика Узбекистан, г. Ташкент, E-mail: [email protected] INVESTIGATION OF THE STRUCTURES AND PROPERTIES OF INTERMEDIATS OF CONJECTED REACTIONS DURING THE SYNTHESIS OF SEMI-PRODUCTS AND SURFACTANTS WITH TARGET PROPERTIES USING THEM Mavluda Mirzaahmedova Basic doctoral of the scientific-research, Laboratory of chemical technology and surfactants, Institute of General and Inorganic Chemistry of the Academy and Sciences of the Republic of Uzbekistan, Republic of Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ В статье обоснована технология высокомолекулярных соединений, синтез и исследование интермедиатов с заданными свойствами и структурами. Изучены физико-химические свойства и влияние концентрации сопря- женных реакций на процесс деэмульсации нефтей. Обобщены результаты исследований по производ ству функциональных полупродуктов для модификации полимеров, получения новых разновидностей ПАВ, деэмуль- гаторов, стабилизаторов свойств дисперсных систем и структурообразователей. ABSTRACT The article substantiates the technology of macromolecular compounds, the synthesis and study of intermediates with desired properties and structures. The physicochemical properties and the influence of the concentration of conjugate reactions on the process of oil demulsification have been studied. The results of studies on the production of functional intermediates for the modification of polymers, the production of new varieties of surfactants, demulsifiers, stabilizers of the properties of disperse systems and structure formers are summarized. Ключевые слова: интермедиаты, радикалы, карбоксиамид катион, сопряженная реакция, окисление, карбо- аммонолиз, скорости реакции, синтез, поверхностно-активное вещество. Keywords: intermediates, radicals, carboxyamide cation, coupled reaction, oxidation, carboammonolysis, reaction rates, synthesis, surfactant. ________________________________________________________________________________________________ В сопряженных реакциях взаимодействуют три к тем или иным способам проведения сопряженных и более соединения. В результате получаются функ- реакций, если даже имеются возможности получения ционально активные полупродукты, в молекулах отдельных соединений. которых содержатся атомные группы взаимодей- ствующих веществ. Эти реакции заложили огромные Из-за химической активности и чистоты объектов возможности для развития органической химии, что исследования легких фракций газоконденсата и карбо- позволяет получать широкий спектр полупродуктов аммонолиза поливинилового спирта для изучения для синтеза различных соединений, препаратов, сопряженного окисления легкая фракция газокон- реагентов, материалов, особенно для модификации денсата была получена четкой ректификацией на синтетических полимеров и т.д. В производстве стеклянной ректификационной колонне. Гомологи- огромное значение имеет процесс синтеза сопряжен- ческий ряд спиртов и поливиниловый спирт – пре- ных реакций, таких как каталитическое окисление паративные многократно декантировались ацетоном углеводородов, окислительное хлорирование, сульфо- из спиртового раствора [5]. окисление, окислительный аммонолиз, хлорметили- рование, сульфометилирование и др., ибо многие Полупродуктом для проведения сопряженных соединения невозможно синтезировать, не прибегая реакций является легкая фракция газоконденсата, состоящая в основном из смеси углеводородов: пентанов, гексанов, гептанов и октанов (табл. 1). __________________________ Библиографическое описание: Мирзаахмедова М.А. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУР И СВОЙСТВ ИНТЕР- МЕДИАТОВ СОПРЯЖЕННЫХ РЕАКЦИЙ ПРИ СИНТЕЗЕ С ИХ ПОМОЩЬЮ ПОЛУПРОДУКТОВ И ПАВ С ЗАДАННЫМИ СВОЙСТВАМИ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 11(104). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14583

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. Физико-химические свойства легких составляющих газоконденсата Таблица 1. Наименование Брутто формула Мол. масса, г Ткип, °С Плотность, Показатель г/см3 преломления Пентан C5H12 72,15 36,07 0,6260 Гексан С6Н14 86,16 68,5 1,35748 Гептан С7Н16 100,20 98 0,6596 1,3750 Октан С8Н18 114,22 126 1,3877 0,683 1,39743 0,70252 Предлагается провести каталитическое окисление Выбор поливинилового спирта для синтеза свя- в токе кислорода воздуха, инициируя свободноради- кальный цепной механизм с целью получения ценных зан также с тем, что технология его производства кислородсодержащих соединений (оксигенидов: С-О-О-С-, -R-OH R-CHO- гидропероксидов, спиртов, представляется возможной при существующем про- эфиров и др.), и использование конечных продуктов в качестве присадок, улучшающих физико-химические изводстве ацетилена и уксусной кислоты, которые свойства моторных топлив. Для получения серии поверхностно-активных гидрогелей в качестве полу- производятся в ПО «Навоиазот», что является удоб- продукта использовали поливиниловый спирт раз- личного молекулярного веса. Чистота и показатели ным подспорьем для получения винилацетата и, структуры поливинилового спирта изучались стан- дартными методами [1; 6]. дальше при его полимеризации, поливинилацетата, Свойства легкой фракции газоконденсата изуча- представляющего ценную смолу для получения ряда лись стандартными методами. При этом определяли удельный вес, показатели преломления, среднемо- технических материалов. лекулярный вес, начало и конец кипения фракции. Полученный оксидат (продукты реакции окисления Амидопроизводные такой смолы могут служить легкой фракции газоконденсатов) анализировался классическими методами (установление гидроксиль- эффективными структурообразователями и стаби- ного, карбонильного и эфирного числа). Интермеди- аты реакции окисления устанавливали методом лизаторами дисперсных систем и комплексообразо- фиксирования их в глубоком холоде масс-спектро- метрическим анализом. вателями цветных и редких металлов при их Наряду с изучением индивидуальных спиртов с извлечении из техногенных растворов [7; 9]. целью превращения их в амиды чрезвычайно интерес- ным и актуальным является исследование реакции Отсутствие способа получения производства карбоаммонолиза многоатомных спиртов, а также поливинилового спирта (ПВС). Учитывая значимость указанных водорастворимых смол создает существен- получаемых амидов, нами в качестве объектов иссле- дования при карбоаммонолизе взят поливиниловый ные региональные затруднения в разработке получе- спирт, так как при этом образуются различные мо- дификации ПВС полиакриламидного характера, ния ряда важных соединений. Поэтому с целью например поливинилоамидные производные и стерео- регулярные изо- и синдиотактические структуры [4; 8]. расширения ассортимента и увеличения объема, а также улучшения свойств водорастворимых смол изучены наиболее короткие пути превращения смол в их амидопроизводные через сопряженную реакцию карбоаммонолиза. Для исследования реакции карбоаммонолиза был взят ПВС со следующими параметрами: порошок от белого до светло-желтоватого цвета; плотность (), г/см3 – 1,2+1,3; показатель преломления ( n 60 ) – 1,4950+1,5420. 1 Поливиниловый спирт с указанными показате- лями является нестабильным, поэтому путем ультра- центрофугирования его растворов были получены три фракции с молекулярным распределением: ПВС-I – 20000–40000 (30%); ПВС-II – 40000–75000 (45%); ПВС-III – 75000–150000 (25%). В этих фрак- циях отсутствуют различные включения, так как они отделены высоливанием поваренной солью (табл. 2). Таблица 2. Свойства фракций ПВС Условное Моль Степень Структуры, % Плотность, Показатель Внешний вид название масса полиме- Цис Транс г/см3 преломления Белый порошок ризации 87,0 13 1,085 n 20 D ПВС-I 20000–40000 680 1,4850 ПВС-II 40000–75000 1350 40,5 59,5 1,170 1,5250 -//- ПВС-III 75000–50000 2700 22,1 79,9 1,215 1,5390 Бледно-желтый порошок 39

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. Как видно из таблицы, характеристические по- показано, что характер ее течения существенно за- казатели фракций ПВС сравнительно стабильные, и висит от давления и температуры смеси и является поэтому они приемлемы для проведения реакции нелинейным (рис. 1). Как видно, ПВС с более низкой карбоаммонолиза. Реакцию проводили в металличе- молекулярной массой является намного реакционно- ских капсулах взбалтыванием при термостатировании способным, выход амида на его основе также срав- реакционной смеси, состоящей из ПВС, окиси угле- нительно выше. Причем амиды рассчитаны по рода и аммиака в соотношении 1:1,2:1,4 моль. Расчет содержанию азота в продуктах реакции также больше, количества реагирующих газов производили с учетом чем у ПВС-III. Функциональность по амиду. Для их парциального давления. Давление смеси контроли- определения характера влияния времени на реакцию ровалось визуально. Катализатором реакции являлась карбоаммонолиза ПВС проиллюстрируем зависи- модифицированная окись алюминия. На основании мость выхода амида от роста времени автоклавиро- учета выхода амида от условий протекания реакции вания при прочих равных условиях (Т, Р и соотно- шение реагирующих компонентов) [2; 3]. Рисунок 1. Зависимость выхода поливиниламидов от условия карбоаммонолиза ПВО с различной молекулярной массой: X – давление при Т 120 °С; о – температура при Р = 20 атм. и при времени автоклавирования 120 мин Как видно из рис. 2, выход амида функционально превращения часто встречаются, когда имеем дело растет до определенного максимума, после чего па- с акрилатными полимерами. Очистка продукта реак- дает. Это можно объяснить тем, что из-за взаимной ции осуществлялась водно-ацетоновой декантацией. конденсации макромолекулярных образований Продукты уплотнения реакции многократно отмы- (побочная реакция) содержание поливинилоламида вались ксилолом. постепенно падает. Такие полимеранологичные 40

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. Рисунок 2. Зависимость выхода поливинилоламида от продолжительности реакции карбоаммонолиза при постоянстве других параметров Рисунок 3. Инфракрасные спектры ПВС Рисунок 4. Инфракрасные спектры ПВСА 41

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. Для достоверности полученный поливинилола- (3,0; 3,4; 8,14; 8,80; 9,16; 10,9). На рис. 4 проявляются мид подвергался самостоятельному спектральному полосы поглощения, характерные для амидных групп: анализу на спектрометре УR-20 (рис. 3 и 4). -С=0 и NH2, наблюдается снижение интенсивности полос поглощения -ОН групп. Как видно из рис. 3, ИК-спектры показывают усиления полос 3, 4, потери от С=С полос 10, 6 и общее Полученные соответствующие акриламиды снижение интенсивности других полос, обусловлен- подвергали анализу для определения их характери- ное структурой ПВО, имеются полосы поглощения стических показателей (табл. 3). по группам -ОН, -СН2 и -СН-, характерным для ПВС Таблица 3. Определение характеристических показателей акриламидов Название Степень Гидроксильное Амидное Плотность Внешний вид полимеризации число, мг/КОН число г/см3 Белый аморфный поро- ПВСА-I 820 188 64 1,110 шок ПВСА-II 1570 170 72 1,195 -//- Бледно-красный аморф- ПВСА-III 3500 125 85 1,255 ный порошок По данным таблицы 2 можно сказать, что степень Реакция карбоаммонолиза позволила синтез полимеризации ПВСА увеличивается по сравнению амидопроизводных ПВС, сопровождающийся поли- с ПВС, гидроксильное число также изменяется в мераналогичными превращениями, следствием ко- сторону уменьшения, тогда как амидное число уве- торых является увеличение степени полимеризации личивается по мере роста степени полимеризации. поливинилоламидов. Таким образом, путем карбоаммонолиза ПВС По полученным результатам дается формулировка представляется возможность получения смол с содер- сопряженных реакций с учетом межмолекулярного жанием одновременно гидроксильных и амидных промежуточного образования интермедиата, что явля- групп, которые ассоциируют свойства, присущие ется регулятором продуктивности и качества полу- водорастворимым полимерам. чаемого функционального полупродукта (спиртов, альдегидов, эфиров, амидов и др.) [7]. Список литературы: 1. Алимов А.А. Исследование реакции карбоаммонолиза поливинилового спирта // Узб. хим. ж. – 2008. – № 4. С. 62–65. 2. Алимов А.А., Махмудов Т.М., Ахмедов К.С. Получение катионных ПАВ из газоконденсата // Узб. хим. ж. – 1970. – № 2. – C. 51. 3. Алимов А.А., Юсупов Ф.М., Мирзаахмедова М.А. // Austrian Journal of Technical and Natural Sciences Austria. – Vienna, 2017. – № 2. – С. 35–37. 4. Белоусов В.М. Катализ и катализаторы. Вып. 3. – Киев : Наукова думка, 1967. – 121 с. 5. Новые поверхностно-активные вещества и другие химические реагенты для нефтегазовой и химической промышленности : монография / Ф.М. Юсупов, Ж.Ш. Нурмухаммадов, Г.М. Бектурдиев, Ш.Ф. Юсупов [и др.]. – Ташкент : Навруз, 2018. – 223 с. 6. Юсупов Ф.М., Мирзаахмедова М.А., Байматова Г.А. // Universum: технические науки. – М., 2018. – № 12 (54). – С. 38–40. 7. Marx Y.N. Org. Prep // Proced Internat. – 1973. – № 5. – P. 45. 8. Williamson K.Z., Hsu Y.P.Z., Zonng E.Y. // Tetranedron. – 1968. – P. 24. 42

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. ИССЛЕДОВАНИЯ СИНТЕЗА И СВОЙСТВА ПРОИЗВОДНЫХ БЕНЗИМИДАЗОЛА Мирсалимова Саодат Рахматжановна доц., канд. хим. наук, Ферганский политехнический институт, Республика Узбекистан, г. Фергана E-mail: [email protected] Жакбаров Дилшодбек Вохобжон ўғли магистрант, Ферганский политехнический институт, Республика Узбекистан, г. Фергана E-mail: [email protected] STUDIES OF THE SYNTHESIS AND PROPERTIES OF BENZIMIDAZOLE DERIVATIVES Saodat Mirsalimova Associate Professor, Candidate of Chemical Sciences, Fergana Polytechnic Institute, Republic of Uzbekistan, Fergana Dilshodbek Zhakbarov Magistrant, Fergana Polytechnic Institute, Republic of Uzbekistan, Fergana АННОТАЦИЯ Бензимидазол азотсодержащие ароматическое гетероциклическое соединение в структуру которого входят сопряженные кольца бензола и имидазола. Бесцветные кристаллы с Тпл=172°С, растворимые в спирте, воде, эфире и растворах разбавленных кислот и щелочей. Лабораторный метод синтеза бензимидазола - реакция о-фенилендиамина с муравьиной кислотой, либо с триметилортоформиатом. 2-алкилбензимидазолы получаются взаимодействием жирных кислот с о-фенилендиамином в присутствии HCl. 2-арилбензимидазолы получаются конденсацией о-фенилендиамина с ароматическими альдегидами с последующим окислением ацетатом меди (I) (реакция Вайденхагена). В этой статъе рассмотрено применение и использование бензомидазола. А также, изучены биохимический синтез и свойства бензомидазола. ABSTRACT Benzimidazole is a nitrogen-containing aromatic heterocyclic compound whose structure includes conjugated benzene and imidazole rings. Colorless crystals with Tpl = 172 ° C, soluble in alcohol, water, ether and solutions of dilute acids and alkalis. The laboratory method of benzimidazole synthesis is the reaction of o-phenylenediamine with formic acid, or with trimethylortoformate. 2-alkylbenzimidazoles are obtained by the interaction of fatty acids with o-phenylenediamine in the presence of HCl. 2-arylbenzimidazoles are obtained by condensation of o-phenylenediamine with aromatic aldehydes, followed by oxidation with copper (I) acetate (Weidenhagen reaction). This article discusses the application and use of benzomidazole. Also, the biochemical synthesis and properties of benzomidazole have been studied. Ключевые слова: бензомидазол, биохимические системи, производные бензимидазола, конденсация, много- компонентные методы, бензимидозольного кольцо. Keywords: benzomidazole, biochemical systems, benzimidazole derivatives, condensation, multicomponent methods, benzimidozole ring. ________________________________________________________________________________________________ Производные бензимидазола известны как комби- также являются компонентами противоязвенного нация веществ, оказывающих противо опухолевое, препарата омепразолаи похожи на регуляторы роста противо вирусное и антибактериальное действие. растений цитокины и ауксины. Производные бензи- Этот класс веществ характеризуется низкой токсич- мидазола в настоящее время используются в синтезе ностью и высокой терапевтической эффективностью. различных полимеров и красителей, что говорит об Например, витамин В12 содержит соединения, со- их актуальности. держащие производные бензимидазола, которые __________________________ Библиографическое описание: Мирсалимова С.Р., Жакбаров Д. ИССЛЕДОВАНИЯ СИНТЕЗА И СВОЙСТВА ПРОИЗВОДНЫХ БЕНЗИМИДАЗОЛА // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 11(104). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14490

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. В данной работе был проведен общий литера- Реакция конденсации-фениленди амин аскар- турный обзор бензимидазолови их производных. боновыми кислотами Для этого были изучены несколько широко исполь- зуемых методов. Наиболее широко используемым методом яв- ляется метод, предложенный в 1931 году Филипс Бензимидазолы их производные получают в ре- предложил нагревать ароматических-диаминов и зультате реакций конденсации или были получены в карбоновых кислот в присутствии 20% соляной результате окислительных внутри молекулярных кислоты. реакций циклизации. Кроме того, в зависимости от природы задействованных реагентов[1;38]. Хотя многие из низших алифатических кислот легко реагируют с реакции с участием ароматических Это зависит от природы реагентов, участвующих и высших алифатических кислот и карбоновые кис- в образовании Гетероциклическое кольцо, некоторые лоты с объемными заместителями требуют более однокомпонентные или многокомпонентные методы строгих требований условия. Например, мпе/в-бу- замыкания бензимидазольного кольца. тилбензимидазол с выходом 48% можно выдержи- вали при температуре 112°C и давлении 800 МПа Синтез бензимидазолов путем конденсации в течение 24часов. 180°C в запаянной ампуле в при- с о-фенилен диамином карбоновые кислоты и их сутствии полифосфорной кислоты для получения 2- производные. Один из распространенных методов фенилбензимидазола и был получен с выходом 80%. получения бензимидазолов. Этоконденсацияо- Природа заместителя и его положение в арильном фенилендиаминас карбоновыми кислотами или их заместителе могут карбоновая кислота влияет на ре- производные. о-Фенилендиамин(о-ФДА) и мура- акционную способность продукта, потому что она вьиная кислота взаимодействуют с образованием происходит и влияет на выход продукта. Таким об- муравьиная кислота дала незамещенные 1Y-бензои- разом, выход 2-арилбензимидазолов уменьшается с мидазолы. Реакция продолжалось при комнатной увеличением количества 2->2->2-Me->4-C1->H->4- температуре в течение 5 дней с выходом 80%. Для N02>2-NH 2,5% при реакции замещенных фенил- получения 2-алкил замещенных бензимидазолов, карбоновых кислот с фенилендиамином в стехио- реакцию проводили при нагревании до100°Cв течение метрическом присутствии при температуре от нескольких часов[2;382]. 185°до 250°C.(суммакислоты). В реакциях, катали- зируемых НС1, выход увеличивается следующим Диапазон условий реакции конденсации довольно образом. Kарбоновой кислоты увеличивается, т.е. широк. вследствие увеличения поляризации связи OH группы карбоновой кислоты[4;168]. • Нагревание ароматических диаминови карбо- новых кислот; При подаче 90% 2-алкил и 2-фенил замещенных бензимидазолов. Бензимидазол можно получить кон- • Нагревание-диаминови карбоновых кислот денсаций o-FDA и соответствующей кислоты в воде присутствии кислоты, такие как соляная кислота, при 130-150 °C в автоклаве без воздуха при темпе- реактиви тона, полифосфорная кислота (PPA), уксус- ратуре 5-7°C, два метода конденсацииo-FDA и воз- ная кислота ; можны гетероциклические кислоты (Рисунок 1). Один из них достигается путем под действием 10% соляной • Синтез в присутствии микро- и нанопористых кислоты при температуре 110°C, другой – под дей- полимерных материалов. ствием реактива Итона, представляющего с собой смесь оксида фосфора(V) и метилсульфоновой • PS-трифенилфосфин, полиэтилен гликоль PEG, кислоты в соотношении 1:10 при той же температуре MSM - напр. Катионо обменной смолы Dowex. при той же температуре. Поскольку в Eaton имеется сильное вещество, вытягивающее воду (P2O5) • Нагревание-фенилендиамина с производными агента (P2O5), скорость реакции увеличивается, а карбоновых кислот [3;100]. время синтеза сокращается до 3 часов. Производные карбоновых кислот: ортоэфиры, нитрилы, имидаты, • Нагревание ангидридов галогенов, CdI и т.д. • Нагревание под высоким давлением • Нагревание ортоэфиров, нитрилов, имидатов • Нагрев под давлением. • Микроволновое излучение Рисунок 1. Два метода конденсацииo-FDA и возможны гетероциклические кислоты 44

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. Для конденсацииo-FDA и различных карбоновых замещенные кислоты, например, 3 бром кислоты, в ре- кислот в качестве подкислителя используется поли- акцию конденсации о-фенилендиамина кислота, фосфор. Полифосфорная кислота(PPA) в качестве например, 3-бром пропановая кислота (рис 2), умень- подкислителя. Температура реакции варьируется в шает температура процесса установлена на 100°C. зависимости от реакционной способности кислоты, Обратите внимание, что конденсация в этом случае которая находится в диапазоне от 170° C до 250° C. сопровождается десорбцией бромистого водорода с Использование микроволновых печей сокращает образованием 2-винил замещенные бензимидазолы. время синтеза с 4 часов до 3 минут вводит галоген Рисунок 2. 3 бром кислоты, в реакцию конденсации о-фенилендиамина кислота Процесс с использованием три фтор уксусной низким выходом. Реакция более горячая и включает кислоты представляет собой авто каталитический в себя окисление реактивы. Выход выше, если реак- инее требует добавления минеральных кислот. Про- ция проводится в атмосфере азота бензимидазол как текает уже при 70°C. и ожидалось, при кислотном катализе IV-ацилпроиз- водные циклизуются быстрее и с лучшими выходами Ладенбург был первым, кто обнаружил плавление благодаря полярность связи. JV-ацилаo-FDA производное с образованием бензи- мидазола. Таким образом было экспериментально Ацилирование моноалкильных производных показано, что он конденсируется. Ацилирование o-FDA в дихлорэтане в присутствии 7U, 7U-ди изо- o-FDA с образованием карбокс амидов и с после- пропилэтиламина(DIPEA) иобензотриазол-тетраметил дующей внутри молекулярной дегидратацией урония гексафторфосфата(HBTU) конденсирующие промежуточного продукта гидрокси соединение агенты, способствующие связыванию пептидов. циклизуется до бензимидазола. Для проведения реакции циклизации в реакционную смесь добавляют уксусную кислоту. К реакционной Используя диацильные производные o-FDA, цель смеси добавляют уксусную кислоту. (рис. 3) реакция циклизации поэтому продукт получается с Рисунок 3. Конденсации ацилирование моноалкильных производных o-FDA в дихлорэтане в присутствии 7U, 7U-ди изопропилэтиламина(DIPEA) иобензотриазол-тетраметил урония гексафторфосфата(HBTU) Одним из современных вариантов проведения образом, циклизация в работе субстратов на поли- реакции являются методы твердо фазного синтеза этиленгликоле (ПЭГ)в дихлорэтане в присутствии облегчают синтез композитов полимер-субстрат 5% трифторэтана в присутствии 5% трифтор уксусной растворим в органических растворителях. Таким кислоты (рис. 4). 45

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. Рисунок 4. Циклизация в работе субстратов на полиэтиленгликоле (ПЭГ)в дихлорэтане в присутствии 5% трифторэтана в присутствии 5% трифтор уксусной кислоты Для связывания выделившейся воды исполь- Эта область недостаточно изучена и требует зуются различные сушильные агенты. Например, дальнейших исследований. использование безводного сульфата магния сокра- щает время реакции с 20 до 12 часов. Удаление про- Бензимидазол и его производные играют огром- дуктов реакции из полимерной подложки ную роль в жизни всех живых существ. Изучение его осуществляется путем гидролиза сложно эфирных и его производных помогает лучше понять природу связей в 5% спиртовом растворе КСН при комнатной органических веществ. Дальнейшее изучение про- температуре. изводных бензимидазола открывает большие воз- можности развития не только медицины, но и В качестве кислотного агента может быть ис- производств связанных с органической химией. пользована катионо обменная смола Dowex50WX8, Мало изученность производных бензимидазола по- содержащая, например, серную кислоту. Синтез неза- казывает фундаментальную значимость всех после- мещенных и замещенных бензимидазолов протекает дующих работ в этом направлении. с хорошими выходами уже через несколько часов при комнатной температуре. Список литературы: 1. Л. Физер, М. Физер. Реагенты для органического синтеза. Москва, Мир, Том 4, 1971, стр. 38. 2. В. Хиккинботтом. Реакции органических соединений. ГОНТИ. НКТП. 1939. стр. 382-383. 3. А.Ф. Пожарский, В.А. Анисимова, Е.Б. Цупак Практические работы по химии гетероциклов. Изд-во Ростовского Университета, 1988, стр. 100-101. 4. М.В. Рубцов, А.Г. Байчиков. Синтетические химико-фармацевтические препараты. Москва, Медицина, 1971, стр. 168. 46

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОЙ ВОДОСТОЙКОСТИ И ПРОЧНОСТНЫХ СВОЙСТВ КОМПОЗИЦИОННЫХ ПОЛИМЕР-ПОЛИМЕРНЫХ СВЯЗУЮЩИХ Негматов Сайибжан Садикович академик АН Республики Узбекистан, д-р. техн. наук, проф., ГУП “Фан ва тараққиёт”, Ташкентский государственный технический университет, Республика Узбекистан, г. Ташкент Жалилов Шерали Некбоевич соискатель ГУП “Фан ва тараққиёт”, Ташкентский государственный технический университет, Республика Узбекистан, г. Ташкент Рахманов Шарифжон Валижонович соискатель ГУП “Фан ва тараққиёт”, Ташкентский государственный технический университет, Республика Узбекистан, г. Ташкент Негматова Комила Сайибжановна д-р. техн. наук, проф., ГУП “Фан ва тараққиёт”, Ташкентский государственный технический университет, Республика Узбекистан, г. Ташкент Абед Нодира Сайибжановна д-р. техн. наук, проф., ГУП “Фан ва тараққиёт”, Ташкентский государственный технический университет, Республика Узбекистан, г. Ташкент Икромов Нурулло Авазбекович соискатель ГУП “Фан ва тараққиёт”, Ташкентский государственный технический университет, Республика Узбекистан, г. Ташкент Тожибоев Бегижон Мамитжонович PhD, д-р философии по техническим наукам,доцент, Республика Узбекистан, г. Ташкент Пирматов Рашид Хусанович PhD, д-р философии по техническим наукам,доцент, Республика Узбекистан, г. Ташкент Султанов Санжар Уразалиевич PhD, д-р философии по техническим наукам, доцент, Докторант ГУП “Фан ва тараққиёт”, Ташкентский государственный технический университет, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Собирова Озода Шерматовна докторант ГУП “Фан ва тараққиёт”, Ташкентский государственный технический университет, Республика Узбекистан, г. Ташкент Масадиков Кахрамон Хусонбой угли соискатель ГУП “Фан ва тараққиёт”, Ташкентский государственный технический университет, Республика Узбекистан, г. Ташкент __________________________ Библиографическое описание: ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОЙ ВОДОСТОЙКОСТИ И ПРОЧНОСТНЫХ СВОЙСТВ КОМПОЗИЦИОННЫХ ПОЛИМЕР-ПОЛИМЕРНЫХ СВЯЗУЮЩИХ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Негматов С.С. [и др.]. 2022. 11(104). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14612

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. Рахимов Шарифжон Эсоналиевич соискатель ГУП “Фан ва тараққиёт”, Ташкентский государственный технический университет, Республика Узбекистан, г. Ташкент Улмасов Ахаджон Акромжон угли соискатель ГУП “Фан ва тараққиёт”, Ташкентский государственный технический университет, Республика Узбекистан, г. Ташкент Махаммаджонов Хусанбой Алишерович соискатель ГУП “Фан ва тараққиёт”, Ташкентский государственный технический университет, Республика Узбекистан, г. Ташкент STUDY OF THERMAL STATE, WATER ABSORPTION AND STRENGTH PROPERTIES OF COMPOSITE POLYMER-POLYMER BINDERS Sherali Jalilov Applicant State Unitary Enterprise “Fan va tarakqiyot”, Tashkent State Technical University, Republic of Uzbekistan, Tashkent Sharifjon Raxmanov Applicant State Unitary Enterprise “Fan va tarakqiyot”, Tashkent State Technical University, Republic of Uzbekistan, Tashkent Komila Negmatova Doctor of technical sciences, professor, Head of the State Unitary Enterprise \"Fan va tarakkiyot\", Tashkent State Technical University, Republic of Uzbekistan, Tashkent Nurullo Ikromov Applicant State Unitary Enterprise “Fan va tarakqiyot”, Tashkent State Technical University, Republic of Uzbekistan, Tashkent Begijon Tojiboyev PhD Doctor of Philosophy in Engineering Sciences, Associate Professor, Republic of Uzbekistan, Tashkent Sayibjan Negmatov Academician of the AS RepUz, Doctor of technical sciences, professor, SUE \"Fan va tarakkiyot\", Tashkent state technical university, Republic of Uzbekistan, Tashkent Rashid Pirmatov PhD Doctor of Philosophy in Engineering Sciences, Associate Professor, Republic of Uzbekistan, Tashkent Sanjar Sultanov PhD Doctor of Philosophy in Engineering Sciences, Associate Professor, Applicant State Unitary Enterprise “Fan va tarakqiyot”, Tashkent State Technical University, Republic of Uzbekistan, Tashkent 48

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. АННОТАЦИЯ В данной статье с целью повышения тепло-водостойкости и прочностных свойств рассматривается модифи- кация мочевина-формальдегидных полимерных сведущих путем введения в их состав меламиновой и акрилонит- ловой смолы и реакционноспособные соединения. Показаны путем выявления оптимальных соотношений мочевиноформальдегидной, меламиновой и акрилонитриловой смолы и соответствующими реакционноспособ- ными соединениями повышения тепло-водостойкости и прочности сдвига клеевых соединений на их основе, за- меняющих дорогостоящего фенолформальдегидной смоль, применяемых при склеивании базальтовых волокнистых масс в производстве строительных теплоизоляционных листовых материалов. ABSTRACT In this article, in order to improve the heat-water resistance and strength properties, the modification of urea-formal- dehyde polymeric materials is considered by introducing melamine and acrylonitic resins and reactive compounds into their composition. Shown by identifying the optimal ratios of urea-formaldehyde, melamine and acrylonitrile resins and the corresponding reactive compounds in increasing the heat-water resistance and shear strength of adhesive joints based on them, replacing expensive phenol-formaldehyde resins used in gluing basalt fibrous masses in the production of build- ing heat-insulating sheet materials. Ключевые слова: композиционные полимер-полимерные связующие, мочевиноформалдегидная смола, меламиновая смола, акрилонитрил, реакционноспособные соеддинениа, теплостойкость, водопоглощение, прочность сдвига клеевых соединений. Keywords: composite polymer-polymer binders, urea-formaldehyde resin, melamine resin, acrylonitrile, reactive compounds, heat resistance, water absorption, shear strength of adhesive joints. ________________________________________________________________________________________________ Введение. На сегодняшний день в мире большой В республике Узбекистан проводятся исследо- спрос на строительных материалах, в том числе тепло- вательские работы и получены определенные ре- изоляционных листовых материалов, где для их из- зультаты в области разработки композиционных готовления требуется недефицитные полимерные полимерных связующих и клеевых материалов на их связующие с высокими физико-химическими, тепло- основе из местного сырья и отходов производств. водостойкими и другими эксплуатационными свой- Однако эти разработанные композиционные поли- ствами [1, 2]. мерные связующие недостаточно отвечают требова- ниям производства строительных теплоизоляционных В связи с этим одна из важных задач в этом листовых материалов, особенно на основе базаль- направлении является разработка композиционных товых волокнистых материалах выпускаемых в полимерных связующих и клеевых материалов на их АО Узметкомбинате. основе из местного и вторичного сырья с высокими тепло-водостойкими свойствами для получения В этом аспекте разработка эффективных импорто- строительных теплоизоляционных листовых мате- замещающих композиционных полимерных связую- риалов и других производств. щих и клеевых материалов на их основе из местного и вторичного сырья и технологии их получения Как известно [3-14] клеи представляют собой особенно тепло-и водостойкие, является актуальной индивидуальные вещества или смесь органических, проблемой. элементоорганических или неорганических соеди- нений, которые обладают хорошей адгезией, когези- Целью исследования является исследование онной прочностью, достаточной пластичностью и возможности повышения тепло-и водостойкости долговечностью в условиях применения и способ- мочевиноформальдегидных полимерных связующих ных утверждаться с образованием прочных клеевых и прочности при сдвиге клеевых соединений на их соединений основе путем химической их модификации введение её состав меламиновой и акрилонитриловой смолы, В мире большое значение имеют научные иссле- а также реакционноспособных соединений. дования по созданию эффективных и дешёвых стро- ительных материалов, в том числе композиционных Обекты и методики исследования. Обьектом полимерных связующих и клеевых материалов на их являются мочевиноформальдегидная, меламиновая и основе из местного сырья и отходов промышленных акрилонитриловая смолы, едкий натрий, хлористый производств с высокими тепло-и водостойкими цинк, уротропин, хлористый аммоний, и композиции свойствами, применяемых при производстве строи- на их основе, а также клея К-153. тельных листовых теплоизоляционных и других материалов. Поэтому разработка и улучшение физико- Физико-механичесие теплостойкость водопогло- химических свойствами и повышении качество ком- щение а прочности на сдвих клеевых соодиноний, позиционных полимерных связующих и клеев на их свойства разработываемых композиционных полимер- основе с высокими тепло-и водостойкими характе- ных связующих были определены обще известными ристиками, а также совершенствование технологии их методами [4-8], разрешенных в страна к СНГ. получения на сегодняшней день приобретает особую важность. Результаты и обсуждение исследования. Для проведения исследования в области химической модификации с целью повышения тепло-и водо- стойкости мочевиноформальдегидного полимерного 49

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. связующего нами были выбран акрилонитрилов зависимости от соотношения мочевино-формальде- смоля, имеющие высокие теплостойкости, и мела- гидной смолы (МФС) и полиакрилонитрила (ПАН) миновая смола, имеющие высокие водостойкости, отвержденных при различными реакционноспо- а также реакционноспособные соединения. собными соеденениями. В соответствии с развиваемыми представлениями Как видно из таблицы 4.4 теплостойкости компо- необходимо было выяснить влияние меламина и по- зиционных связующих с увеличением содержание лиакрилонитрила на процесс структурообразования полиакрилонитрила в составе мочевина-формаль- композиции и, в конечном счете, на тепло-водостой- дегидной смели монотонно повышается. Высокие кость мочевиноформальдегидного полимерного значение теплостойкости полимер-полимерных ком- связующего. позиций наблюдается в следующем соотношениях мочевиноформальдегидной смолы и полиакрило- Далее с целью выявления эффективного отвер- нитрила от соотношения 50:50 до соотношения 10:90. дителя были исследованы теплостойкости разраба- При соотношении 50:50 композиции имеет 250 0С- тываемых полимер-полимерных композиций, 256 0С ; при 40:60 - 260 0С- 275 0С; при 30:70 – отвержденных различными реакционноспособными 286 0С-292 0С; при 20:80 - 292 0С-306 0СС; при соединениями, на примере мочевиноформальдегид- 10:90 -3000С 3260С, что в полнее отвечает требова- ной и полиакрилонитриловой композиции. Тепло- нием производства теплоизоляционных листовых стойкость полимерных композиций были иссле- материалов на основе базальтовых волокнистых дованы по методики [1,2]. материалов. На таблице 1 приведение значение теплостой- Таблице 1. кости полимер-полимерных связующих- клеев в Теплостойкость рассматриваемых композиционных полимер-полимерных связующих в зависимости от соотношения мочевино-формальдегидной смолы (МФС) и полиакрилонитрила при различны отвердителей № Соотношение МФС и ПАН, масс.ч 90:10 80:20 70:30 60:40 50:50 40:60 30:70 20:80 10:90 Отвердители, масс.ч Теплостойкость маериала 1 Едкий натрий (40%) 0,3-0,7 120 150 180 210 250 270 290 300 320 2 Хлористый цинк (50%) 1,62 125 156 190 220 255 275 292 306 326 3 Уротропин 7,7 118 148 186 208 248 268 286 292 300 4 Хлористый аммоний 0,025-0,1 122 152 186 212 256 272 290 302 322 При этом можно отметить, что теплостойкости Исследованием установлено, что наилучшие и у вес рассмотренных полимер-полимерных компо- теплостойкие свойства, а также низкие водопогло- зиционных связующих-клеев, отвержденных раз- щение у композиционных материалов на основе личными реакционноспособными соединениями мочовино-формалдигиной смолы и полиакрилонит- катализаторами, незначительными изменениями рила наблюдутся при их соотношении 50 на 50 и 60 на находится, в основнем, в одинаковых пределах. Од- 40 масс.ч ,а также композиционные связущие на нако необходима отметит, что по стои мости они су- основе мочовино-формалдигиной смолы и мелами- щественно различается. Так, цена 1 кг едкой натрия новой смоль в 100 на 6 соотношениях, косвенные стоит 19,500 сум или 150 руб (flagma.uz), хлористый названные МФС-ПАН-1, МФС-ПАН-2 и МФС-МС-1. цинк-80,000 сум или 400 руб (flagma.uz), уротропин- 40,000 сум или 200 руб (flagma.uz), хлорисый аммо- В связи с этим нами в дальнейшем при дли- ний-20,000 сум или 100 руб (flagma.uz) на тельном действии повышенной температуры были 10.07.2022 год. исследованы теплостойкости разрабатываемых композиционных материалов марок МФС-ПАН-1, Учитывая экономической точки зрения для полу- МФС-ПАН-2, МФС-МС-1 и общеизвестного клея чения мочовно-полиакрилонитрил-формальдегидных К-153, российского производства. композиционных полимерных связующих-клеев нами были в дальнейшем использованы в качестве В таблице 2 показаны сравнительные данные отвердителя катализатора при отверждении хлори- теплового старения композиционных клеевых соеди- стый аммоний. (температуре 1200С и время 2 ч). нений на основе клея К-153 и разрабатываемые нами композиционные полимер-полимерные связующие клея МФС-ПАН-1, МФС-ПАН-2 и МФС-МС-1. 50

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. Таблица 2. Сравнительные данные теплового старения клеевых соединений в композиционных полимер-полимерных клеях при температурах эксплуатации до 600С Условия старения Разрушающее напряжение при сдвиге, ϭсд МПа Марка клея Тем-ра, Продемлён- В исходном состоянии После старения °С ности, ч К-153 - 60°С 20°С 60°С - 60°С 20°С 60°С МФС-МС-1 МФС-ПАН-1 60 500 9,1 9,7 9,0 9,5 10,5 8,9 МФС-ПАН-2 60 500 60 500 17,4 18,0 17,8 18,4 19,2 16,2 29 31 30 29 32 30 60 500 28 30 29 30 31 28 При рассмотрении композиционных клеев, как температур или резкого температурного перепада. видно из таблицы 1, при температуре 600С в течение Если склеиваемые материалы при действии темпе- 500 часов, наилучшие результаты показали создан- ратуры высыхают и при этом деформируются, то ные нами композиционные полимер-полимерные также возникают напряжения (влажностные), которые связующие клеи марки МФС-ПАН-1 и МФС-ПАН-2. могут быть более губительными, чем термические. Поэтому очень важно выяснить преимущественный Так прочность на сдвиге К-153 при исходном со- механизм старения. стоянии находится в пределах 9,7 МПа, а клея МФС- ПАН-1 составляется 18,0 МП. Композиционные поли- Общие закономерности, проявляющихся при мер-полимерные клеи МФС-ПАН-1 и МФС-ПАН-2 тепловом старении клеевых соединений, сводятся в находятся в пределах 31,0 МПа и 30,0 МПа. До и по- основном к следующему. сле испытания в переделах минусового градуса - 60 0С и плюсового +60 0С теплостойкость незначи- Жесткие сильно сшитые полимеры наиболее тельно снижается. стойки к термокислотному но в процессе теплового старения испытывают наибольшие перенапряжения, Например, при испытании +60 0С теплостой- что позволит к значительному снижению прочности кость клея К-153 находится в 8,9 МПа, а МФС- при малой потере массы. Более редкие или эластичные ПАН-1-16,2 МПа. Прочность на сдвиге разработанных связи способствуют релаксации перенапряжений. композиционных полимер-полимерных клеев То же эффект достигается при нанесении под жесткий МФС-ПАН-1 и МФС-ПАН-2 находится в пределах клей эластичных полимерных грунтов. 30 МПа и 28 МПа соответственно. Это вполне может отвечать требованиям производства теплоизоляци- При длительном действии повышенной (а иногда онных базальтовых листовых материалов в условиях пониженной) температуры может изменяться харак- АО «Узметкомбината». тер поверхности склеиваемых материалов. Следует отметить, что при длительном действии Были также исследованы водопоглощения раз- повышенной температуры на клеевые соединения рабатываемых полимер-полимерных композиций в происходит изменение прочности вследствие терми- зависимости от времени делительного пребывания ческой или термоокислительной деструкции, или же в воде. вследствие действия термических напряжений из-за разности коэффициентов линейного расширения На рисунке 1 приведены результаты исследо- склеиваемых материалов и клея. Последние обстоя- ваний зависимость водопоглощения разработанных тельство является большей частью решающим при модифицированных полимер-полимерных компози- эксплуатации клеевых соединений в условиях низких ционных связующих-клеев от продолжительности времени длительного пребывания их образцов в воде в течение 40 суток. Соотношение мочевиноформальдегидной смолы с полиакрилонитрилом в следующем: 1-90:10; 2-70:30; 3-50:50; 4-40:60; 5-10:90; 6-100 масс.ч МФС:6 масс.ч меламин Рисунок 1. Зависимость водопоглощения полимер-полимерных композиций от времени пребывание образца в воде при различных соотношениях мочевиноформальдегидной смолы и полиакрилонитрила 51

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. Как видно из рисунка 1 у всех рассмотренных и ПАН под номером 1 и 2 .Как видно из кривых 1 и 2 образцов 90:10; 70:30; 50:50; 30:70 и 10:90 наблюда- водопоглощение у этих образца резко отличается от ется, что вода поглощение повышается при увеличе- модифицированных образцов и находится в области нии времени выдержки образцов в воде. При этом 30% и 22 % соответственно. наименьшие водопоглощение наблюдает у образцов при соотношении МФС и ПАН 50:50; 40:60 и 10:90. Были исследованы клеевые способности поли- мерных композиции МФС-ПАН-1, МФС-ПАН-2, Как видно из кривых 3,4,5,6 рисунка 1 степень МФС-МС-1 и клея К-153. водопоглощения образцов во всех случаях увеличи- вается и в течении 30 дней . При дальнейшем пребы- В таблице 2 приведены изменения прочности вании в воде водопоглощение образцов сильно при сдвиге клеевых соединений на указанных поли- замедляется и практически сохраняется на этом уровне мерных композиционных связующих со стеклом до 40 дней пребывания в воде, то есть увеличение после выдержки в воде 30 суток при нормальной водопоглощения не происходит. температуре 20 -220С в складских условиях в течение 5 месяцев и на открытой площадке в течение также Для сравнения параллельно была исследована 5 месяцев при температуре испытания 20-22 0С. водостойкость композиции при соотношении МФС Таблица 2. Изменение прочности при сдвиге клеевых соединений стекла после выдержки 30 суток в воде, в складе Вид и марки Склеиваемые Уменьшение прочности сдвига после выдержки полимерного материалы при температуре 20-250С связующего-клея В воде в течение В складских На открытой 30 суток условиях в течение площадке в течение 5 месяцев 5 месяцев К-153 Стекло 20 5 5 российского производства Стекло 10 5 5 МФС-ПАН-1 Стекло 64 3 Стекло 53 2 МФС-ПАН-2 МФС-МС-1 Как видно из таблицы 2, что порочность присдиге основе полимерных связующих К-153, МФС-МС-1, при нормальных температурах 200-22С клеевые сое- МФС-ПАН-1, МФС-ПАН-2 наилучшие результаты динения на основе К-153 и модифицированные показали композиционные полимер-полимерные свя- композиционные полимерные клеев МФС-ПАН-1, зующие-клеи на основе МФС-ПАН-1 и МФС-ПАН-2 МФС-ПАН-2 и МФС-МС-1 в течение 30 суток в воде снижается на 20% и 10%, 6% и 5% соответственно. Были исследованы водостойкости рассматривае- Отсюда видно, что прочности сдвига композиции мых полимерные связующие на основе полимерного МФС-ПАН-1, МФС-ПАН-2 и МФС-МС-1 лучше связующего МФС-ПАН при их различных соотно- сохранятся в воде по сравнению клея К-153, а в шениях. При этом наименьшее водопоглощение складских условиях и на открытой площадке у ком- наблюдается у образцов полимерных композици- позиций МФС-ПАН-1 и МФС-ПАН-2 прочности онных связующих при их соотношении МФС и при сдвиге несколько лучше чем клея К-153. ПАН 50:50, 40:60 и 10:90. Выводы Установлено, что среды исследованных компо- зиционных полимерных клеевых соединений со Были исследованы влияние различных реакци- стеклом при выдержки 30 стук в воде прочности онноспособных соединении (едкий натрий, хлористый сдвига композиции на основе МФС-ПАН-1 и МФС- цинк, уротропин и хлористый аммонии) на процессе ПАН-2 и МФС-МС-1, лучше сохранятся в воде по отверждение композиционных связующих на основе срыванию клея К-153, а в складских условиях и на мочевина-формальдегидной смолы и полиакрило- открытой площадке у композиций МФС-ПАН-2 и нитрила при различных их соотношениях. При этом МФС-МС-1 прочности при сдвиге таких несколько установлен, что теплостойкость полимер-полимерные лучше чем клея К-153. композиционные связующие-клее, отверженные указанными отвердителями, незначительными из- Таким образом, экспериментальным исследо- менениями находится, в основном, в одинаковых ванием установлено, что среди композиционных пределах. Учитывая экономической точки здания для полимер-полимерные связующих марка клеев на ос- проведения дальнейшего исследования в качестве нове модифицированных мочевина-формальдегидных отвердителя нами были выбраны хлористой аммоний. смолы и клея К-153 наилучшие тепло-и водостойкости и прочности на сдвиге в воде разработанные компо- Установлено, что при длительном действии по- зиционные связующих клеи марки МФС-ПАН-2, вышенной температуры на клеевых соединений на МФС-ПАН-1 и МФС-МС-1. 52

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. Список литературы: 1. Сухарев М.Ф. Производство теплоизоляционных материалов и изделий. Учебник для подготовки рабочих на производстве М., «Высшая школа», 1969, 304 с. 2. Горяйнов К.Э., Коровникова В.В. Технология производства полимерных и теплоизоляционных изделий. М., «Высшая школа», 1975, 296 с. 3. Иванова З.Г.,Соболевский М.В.В кн.: Клеи и технология склеивания. Под ред Д.А. Кардашова. М., Оборонгиз.1980, с. 98. 4. Саболевский М.В., Кардашов Д.А., Хрипунов М.А. В кн.: Клеи и технология склеивания, Под ред. Д.А. Кардашова М., Оборонгиз. 1980,с. 139. 5. Соловьева В.Н., Кардашов Д.А В кн.: Клеи и технология склеивания. Под ред Д.А. Кардашова. М., Оборонгиз.1980, с. 115. 6. Вабаоя Ю.Ф., Кийслер К.Р. В кН.: Синтез феноло-формальдегидных клеевых смол и старение клеевого со- единения. Таллин, изд. Таллинского политехнического института, 1981, - 56 с. 7. Темкина Р.З. Технология синтетических смол и клеев. М., «Лесная промышленность», 1985. - 287 с. 8. Кардашов Д.А. В кн.: Феноло-формальдегидные смолы и клеи на их основе. Таллин, изд.Таллинского политех. Ин-та, 2004, - 412 с. 9. Бурындин В.Г., Глухих В.В. Синтез, свойства и применение карбамидоформальдегидного предконденсата: моногр. / Урал. гос. лесотехн. унт. Екатеринбург, 2010. - 77 с. 10. Романов Н.М. Химия карбамидо- и меламиноформальдегидных смол / Н.М. Романов. - М.: ООО «Адвансед- Солюшнз», 2016. - 528 с. 11. Tadashi Ashida & Mitsukazu OchiStructure and adhesive properties of epoxy resins modified with acrylicparticles // Journal Of Adhesion Science And Technology. V. 11, 2007 - Issue 4, pp. 519-530. 12. Abolfazl Tutunchi, Rahman Kamali & Abbas Kianvash. Adhesive strength of steel–epoxy composite joints bonded with structural acrylic adhesives filled with silica nanoparticles // Journal Of Adhesion Science And Technology. V. 50, 2015 - Issue 4, рр.564-572. 13. M.G. Babakhanova, K.S. Negmatova, S.U. Sultonov, M.A. Babakhanovа, Investigation of the influence of fillers on the adhesive properties of composite polymer coatings Thematics Journal of Chemistry ISSN 2250-382X Vol. 6 No. 1 (2022) SJIF 2022: 4.582 C:12-16 https://doi.org/10.5281/zenodo.6562755 53

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. DOI – 10.32743/UniTech.2022.104.11.14502 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РЕЖИМОВ ЭКСПЛУАТАЦИИ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ОСНАСТКИ НА ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ КОМПОЗИЦИОННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ Негматов Сайибжан Садикович академик АН Республики Узбекистан, д-р. техн. наук, проф., ГУП “Фан ва тараққиёт”, Ташкентский государственный технический университет, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Абед Нодира Сайибжановна д-р. техн. наук, проф., ГУП “Фан ва тараққиёт”, Ташкентский государственный технический университет, Республика Узбекистан, г. Ташкент Улмасов Тулкин Усманович зав. лаб., «Адгезия и динамика композиционных материалов» ГУП «Фан ва тараккиёт», д-р. техн. наук, Республика Узбекистан, г. Ташкент Аликабулов Шухрат Абдумаликович PhD д-р филос. по техн. наукам, доц., соискатель ГУП “Фан ва тараққиёт”, Ташкентский государственный технический университет, Республика Узбекистан, г. Ташкент Ражабов Ёркинбек Сайфиддин угли соискатель ГУП “Фан ва тараққиёт”, Ташкентский государственный технический университет, Республика Узбекистан, г. Ташкент Мухиддинов Музаффар Бахтиёрович соискатель ГУП “Фан ва тараққиёт”, Ташкентский государственный технический университет, Республика Узбекистан, г. Ташкент STUDY OF THE INFLUENCE OF OPERATION MODES OF METAL TOOLING ON THE WEAR RESISTANCE OF COMPOSITE POLYMER MATERIALS Sayibjan Negmatov Academician of the AS RepUz, Doctor of technical sciences, professor, SUE \"Fan va tarakkiyot\", Tashkent state technical university, Republic of Uzbekistan, Tashkent Nodira Aded Doctor of technical sciences, professor, Head of the State Unitary Enterprise \"Fan va tarakkiyot\", Tashkent State Technical University, Republic of Uzbekistan, Tashkent __________________________ Библиографическое описание: ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РЕЖИМОВ ЭКСПЛУАТАЦИИ МЕТАЛЛИЧЕ- СКОЙ ОСНАСТКИ НА ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ КОМПОЗИЦИОННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Негматов С.С. [и др.]. 2022. 11(104). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14502

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. Tulkin Ulmasov Head lab. \"Adhesion and dynamics of composite materials\" State Unitary Enterprise \"Fan va tarakkiyot\", Doctor of Technical Sciences, Republic of Uzbekistan, Tashkent Shukhrat Alikabulov PhD Doctor of Philosophy in Engineering Sciences, Associate Professor, Applicant State Unitary Enterprise “Fan va tarakqiyot”, Tashkent State Technical University, Republic of Uzbekistan, Tashkent Yorkinbek Rajabov Applicant State Unitary Enterprise “Fan va tarakqiyot”, Tashkent State Technical University, Republic of Uzbekistan, Tashkent Muzaffar Mukhiddinov Applicant State Unitary Enterprise “Fan va tarakqiyot”, Tashkent State Technical University, Republic of Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ Приведены результаты экспериментального исследования износостойкости различных эпоксидных компози- ций в зависимости от эксплуатационных режимов металлической оснастки. ABSTRACT The results of an experimental study of the wear resistance of various epoxy c ompositions depending on the operating conditions of the metal tooling are presented. Ключевые слова: металлическая оснастка, износостойкость, полимер-бетонные матрицы, композиция, антиадгезионные свойства. Keywords: metal tooling, wear resistance, polymer-concrete matrices, composition, anti-adhesion properties. ________________________________________________________________________________________________ Введение Поэтому для создания более эффективных и ра- ботоспособных композиционных полимерных мате- Известно, что покрытия из полимерных материа- риалов для покрытия рабочих поверхностой лов на рабочей поверхности технологической оснастки технологической оснастки, на наш взгляд, наряду с во время эксплуатации часто выходят из строя. влажностью бетонной смеси и температурно-вре- Причинами этого является разрушение поверхности менных факторов. При этом также необходимо будет оснастки в результате изнашивания или отслаивания учесть влияние давления и скорости перемещения полимерного покрытия при многократном воздей- смеси на рабочей поверхности опалубки [3]. ствии бетонной смеси в стадии формования [1]. В связи этим проведение исследования по разра- В стадии разработки таких композиций исследо- ботке оптимальных режимов получения износостой- вателями основное внимание было уделено на ан- ких композиционных полимерных материалов для тиадгезионные свойства полимера с бетоном и покрытия на рабочей поверхности технологической влияние температуры и влажности бетонной смеси на оснастки в производстве железобетонных изделий адгезионную прочность самого полимера с подложкой. является актуальной проблемой. Влияние же основных эксплуатационных факторов, т.е. скоростно-нагрузочных режимов на изнашива- Объектами исследования являются два вида ние полимерных покрытий, нанесенных на рабочую основного состава (ОС) связующего из 100 масс.ч. поверхность технологической оснастки при темпе- эпоксидной смолы марки ЭД-16, ГОСТ 10587-72, ратуре и влажности, практически не изучены и изно- 12 масс.ч. отвердителя-полиэтиленалолиамина ТУ6- состойкость в стадии разработки полимерных 02-524-70, 20 масс.ч» пластификатора-дибутилфталата композиций не учитывалась. В результате этого тех- ГОСТ 8728-16 ОС-I и из 100 масс.ч. ЭД-16, 7 масс, ч. нологические оснастки имели невысокий потенциал отвердителя-пиперидина ТУ6-09-3672-74, 20 масс.ч, работоспособности и долговечности [2]. алифатической низкомолекулярной эпоксидной смолы ТЭГ-1ИРГУ6-05-1223-89,- ОС-2. Выбор связующего на основе ЭД-16 обусловлен его технологичностью, 55

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. сравнительно высокими физико-механическими свой- нашивание - сложный процесс разрушения поверх- ствами и теплостойкостью и возможностью получения ности материалов и сопровождается отделением из покрытий как при холодном, так и горячем отвер- него микро или макрочастиц при многократном или ждении. Для наполнения эпоксидных композиций одноактном взаимодействии. были выбраны выпускаемые промышленностью дис- персные и волокнистые наполнители органического, Специально проведенные нами исследования по неорганического, синтетического и минерального изучению характера и закономерностей разрушения происхождения; графит зернистый и пластинчатый, поверхности форм с полимерными покрытиями по- углеродные волокна, сажа, железный порошок, казали, что разрушение поверхности покрытий раз- цемент, тальк, каолин, стекловолокно, фторопласт, лично в зависимости от технологического процесса полиэтилен высокой плотности. формования. Например, для форм немедленной рас- палубки имеет место как абразивное, так и усталост- Выбор этих наполнителей для исследования ное разрушение поверхности. В более жестких обусловлен следующим. Графит, сажа и железный режимах формования, как пропариванием или обо- порошок улучшают тепло- и электрофизические гревом, происходит коррозионно-механическое раз- свойства композиций, а также обеспечивают высо- рушение поверхности. Этот вид изнашивания кую адгезию к металлическим поверхностям , фто- поверхности становится переобладающим при сни- ропласт и полиэтилен обладают хорошими жении теплостойкости материала покрытия, т.е. в антиадгезиоными свойствами при взаимодействии основном у термопластичных полимеров. Покрытия с конструкционными материалами, что важно для из термореактивных полимеров в основном разру- снижения адгезии бетона к поверхностям оснастки. шаются вследствие абразивного воздействия или Углеграфитовые и стеклянные волокна придают ма- из-за низкой усталостной прочности. териалу высокую прочность и повышают их устой- чивость к термомеханическим воздействиям за счет Для определения абразивной износостойкости армирования. Цемент, тальк и каолин выбраны с материалов нами использован дисковый трибометр. целью снижения стоимости рекомендуемых для внедрения в производство эпоксидных композиций Результат исследования и их анализ (для применения в оснастках). Они отличаются электромагнитными свойствами, плотностью и Для исследования в качестве основных эксплуата- высокой удельной поверхностью, что позволяет изу- ционных режимов были выбраны давление на поддон чать влияние физических модификаций на свойства и скорость перемещения растворов в процессе фор- эпоксидных композиций. мования изделий. Такое разнообразие наполнителей по виду, С целью разработки эффективных износостойких структуре, свойствам и назначению позволяет все- композиционных материалов были выбраны эпок- сторонне изучать износостойкость эпоксидных ком- сидные композиции на основе ОС-1, как более износо- позиций в условиях абразивной среды, что необ- стойкие, наполненные 25 об.ч. полиэтилена, графита, ходимо для обеспечения долговечности покрытий. талька, железного порошка и стекловолокна. При этом вместо абразивного полотна в качестве контртела Технология получения покрытий на поверхности были использованы покрытия из бетонных растворов образцов-подножек осуществлялась следующим на поверхности стального диска. Испытания прово- образом; предварительно подготавливалась компо- дились в пределах давления 0,02-0,15 МПа и скоро- зиция, которая наносилась на предварительно очи- сти 0,5-2 м/с в присутствии цемент- ного молока щенную и обезжиренную поверхность образцов при (25% раствор портландцемента марки 500 в воде) и помощи шпателя. без него, т.е. во влажной и сухой среде. Композицию на основе эпоксидного олигомера Из представленых на рис.1-2. данных видно, что готовили следующим образом; необходимое коли- с увеличением давления интенсивность изнашивания чество эпоксидной смолы нагревали до 373-393 К эпоксидных композиций увеличивается независимо для удаления воздушных пузырьков из массы поли- от скорости скольжения как во влажной среде, так и мера, затем при температуре 333 К при тщательном в сухой. При этом следует отметить, что величина перемешивании добавляли пластификатор дибутил- интенсивности изнашивания с изменением среды и фталат. После этого вводили обезжиренный и высу- условий взаимодействия трущихся тел существенно шенный наполнитель. Непосредственно перед изменяется. Например, с увеличением давления от употреблением небольшими порциями при комнат- 0,05 до 0,15 МПа интенсивность изнашивания изме- ной температуре вводили отвердитель полиэти- няется почти на два порядка и составляет во влаж- ленлолиамин или пиперидин. Приготовленная таким ной среде 3ˑ10-7 - 8ˑ10-7 и в сухой 6ˑ10-7 - 5ˑ10-6, в образом композиция наносилась на поверхность об- зависимости от вида композиций. Эти показатели разцов. После нанесения композицию с полиэтилен- примерно на 1,5-2 порядка ниже по сравнению с ин- полиамином отверждали при температуре 383 К тенсивностью изнашивания (0,15ˑ10-6 - 1,0ˑ10-6) (1000С) в течение одного часа. А композицию с пипе- композиций по абразивному полотну в жестких ридином отверждали при температуре 363 К (900С) условиях при равных давлениях (0,1 МПа) и скоро- в течение 6 час. сти (0,5 м/с), что объясняется изменением условий взаимодействия композиций с абразивной поверхно- В настоящее время существует ряд методов для стью в лучшую сторону за счет применения упруго- изучения изнашивания полимерных материалов. Из- эластичного устройства в установке и присутствием цементного молока, благоприятно способствующего 56

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. отводу тепла из контактной зоны. Кроме того, надо существенное влияние оказывают на снижение также отметить, что покрытия из бетонного раствора фактического давления при контакте полимера с абра- имеют меньшую твердость и более пологие радиусы зивами. В результате снижается объем микрорезания вершин неровностей по сравнению с неровностями и, соответственно, интенсивность изнашивания абразивного полотна, которые в конечном счете композиций. Рисунок 1. Зависимость интенсивности изнашивания эпоксидных композиций на основе ОС-1 по бетону от давления при различных наполнителях: 1-ПЭВП; 2-тальк; 3-без наполнителя; 4-графит; 5-железный порошок; 6-стекловолокно Рисунок 2. Зависимость интенсивности изнашивания эпоксидных композиций на основе ОС-1 по бетону в присутствии влажной среды от давления при различных наполнителях: 1-ПЭВП; 2-тальк: 3-без наполнителя; 4-графит; 5-железный порошок; 6-стекловолокно Далее рассмотрим влияние скорости скольжения На рисунке 4 и 5 приведены зависимости интен- на интенсивность изнашивания по сухому бетону и сивности изнашивания эпоксидных композиций ОС-1 при влажной среде. по сухому бетону в присутствии влажной среды и скорости скольжения соответственно. Увеличение интенсивности изнашивания ком- позиций с ростом давления связано с увеличением объема микрорезания, что согласуется с данными работы. 57

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. Рисунок .3. Зависимость интенсивности изнашивания эпоксидных композиций на основе ОС-1 по бетону от скорости скольжения при различных наполнителях: 1-ПЭВП; 2-тальк; 3-без наполнителя; 4-графит; 5-железный порошок; 6-стекловолокно Рисунок 4. Зависимость интенсивности изнашивания эпоксидных композиций на основе ОС-1 по бетону в присутствии влажной среды от скорости скольжения при различных наполнителях: 1-ПЭВП; 2-тальк, 3-без наполнителя, 4-графит, 5-железный порошок; 6-стекловолокно Известно, что с увеличением скорости сколь- снижается интенсивность изнашивания композиций, жения возрастает температура, которая приводит наполненных полиэтиленом, по сравнению с дру- к существенным изменениям триботехнических гими композициями и она практически мало зависит характеристик полимерных материалов, снижая их от скорости во влажной среде. механические и прочностные свойства. В условиях абразивного трения с увеличением температуры в Таким образом, результаты исследования показы- контактной зоне должна увеличиваться и интенсив- вают, что интенсивность изнашивания эпоксидных ность изнашивания вследствие снижения твердости, композиций существенно зависит от условий экс- что и наблюдается в наших исследованиях. плуатации технологической оснастки и форм и может быть определена механическими и тепло- Аналогичные результаты наблюдаются в наших физическими свойствами применяемого в оснастках исследованиях (рис 4 и 5) Это отчетливо видно из материала. сравнения результатов исследований по износостойко- сти композиций в зависимости от скорости скажения, При этом относительная абразивная износостой- особенно наполненных полиэтиленом и железным кость эпоксидных композиций в условиях жесткого порошком, сильно отличающимися по коэффици- и упруго-эластичного взаимодействия их с абразивами енту теплопроводности. Очевидно, по этой причине по характеру одинакова, а по величине отличается. 58

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. Заключение их условий эксплуатации, что важно для повышения эффективности работы форм и прогнозирования Отмечено, что с увеличением давления интен- их долговечности в процессе эксплуатации. сивность абразивного изнашивания эпоксидных композиций увеличивается независимо от условий Установлено, что рабочие поверхности полимер- взаимодействия трущихся тел и от вида материала, ной оснастки в процессе эксплуатации подвергаются а с увеличением скорости растет в меньшей степени, воздействию значений давления (0,05-0,15 и 0,02- особенно во влажной среде. 0,05 МПа) и скорости (3-4 и 0,5,6 м/с), разным по величине и по характеру действия в зависимости Установлено, что результаты проведенных ис- от стадии технологического процесса формования следований позволяют нам выбрать наиболее эффек- изделий. тивные материалы для применения в формах с учетом Список литературы: 1. Батяновский Э.И. Технология производства железобетонных изделий. Учебное пособие. Минск. «Высшая школа». 2019., 316 с. 2. Курочкин М.П. Прогрессивные технологии производства бетонных и железобетонных изделий. Вісник ПДАБА. №2 – 3 лютий– березень 2016., С. 92-96. 3. Думанский М.О., Александров В.М., Сытин В.И. Измерение твердости металлов и сплавов. – Архангельск, 2013. -18 с. 59

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕПРЕССОРНЫХ ПРОКЛАДОК С КОМПОЗИЦИЕЙ, УЛУЧШАЮЩЕЙ СВОЙСТВА ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА, ПОЛУЧЕННОГО НА ОСНОВЕ ГАЗОВОГО КОНДЕНСАТА Ражабов Рустам Нусратилло ўғли преподаватель, Ташкентского Государственного технического университета, Республика Узбекистан, г. Ташкент Фозилов Садриддин Файзуллаевич д-р техн. наук, проф., Бухарский инженерно-технологический институт, Республика Узбекистан, г. Бухара E-mail: [email protected] Фазилов Акбар Алишерович директор Бухарского нефтеперерабатывающие завода, Республика Узбекистан, г. Бухара Фозилов Хасан Садриддин угли преподаватель, «Технология химической переработки газа», Бухарского инженерно-технологического института, Республика Узбекистан, г. Бухара E-mail: [email protected] Мавланов Бобохон Арашович канд. хим. наук, доц., «Технология химической переработки газа», Бухарского инженерно-технологического института, Республика Узбекистан, г. Бухара Ниязова Раъно Нажмутдиновна преподаватель кафедры “Химическая технология органических веществ”, Бухарского инженерно-технологического института, Республика Узбекистан, г. Бухара E-mail: [email protected] DEVELOPMENT OF A TECHNOLOGY FOR MANUFACTURING BREAK PADS WITH A COMPOSITION IMPROVING THE PROPERTIES OF DIESEL FUEL OBTAINED ON THE BASIS OF GAS CONDENSATE Rustam Rajabov Lecturer, Tashkent State Technical University Uzbekistan, Republic of Uzbekistan, Tashkent Sadriddin Fozilov Doctor of Technical Sciences, Professor, Bukhara Engineering and Technology Institute, Republic of Uzbekistan, Bukhara __________________________ Библиографическое описание: РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕПРЕССОРНЫХ ПРОКЛАДОК С КОМПОЗИЦИЕЙ, УЛУЧШАЮЩЕЙ СВОЙСТВА ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА, ПОЛУЧЕННОГО НА ОСНОВЕ ГАЗОВОГО КОНДЕНСАТА // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Ражабов Р.Н. [и др.]. 2022. 11(104). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14489

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. Akbar Fazilov Director of the Bukhara oil refinery, Republic of Uzbekistan, Bukhara Khasan Fozilov Lecturer, \"Technology of chemical gas processing\", Bukhara Institute of Engineering and Technology, Republic of Uzbekistan, Bukhara Bobokhon Mavlanov Candidate of Chemical Sciences, Associate Professor, \"Technology of Chemical Gas Processing\", Bukhara Institute of Engineering and Technology, Republic of Uzbekistan, Bukhara Rano Niyazova Lecturer at the Department of Chemical Technology of Organic Substances, Bukhara Institute of Engineering and Technology, Republic of Uzbekistan, Bukhara АННОТАЦИЯ В данной статье рассмотрены разработка технологии получения эффективных композиционных много- функциональных присадок на основе местного вторичного сырья улучшающие физико-химические свойства дизельных топлив полученных из газоконденсата. ABSTRACT The article presents the results of a study of light hydrocarbon composition and low-temperature properties of gas condensates of local raw materials. Ключевые слова: газоконденсат, присадка, композиция, дизелное топливо, композиция, охладитель, термометр, сополимер, технология. Keywords: raw materials, reagents, condensate, oil, gas oil, gasoline, diesel fuel, naphtha, fuel oil, kerosene, pressure, distillation, fractionation, hydrotreating. ________________________________________________________________________________________________ В результате осуществляемого сегодня в мире дизеля, в значительной степени соответствует эколо- процесса дизелизации автомобильного транспорта, гическим нормам, в-третьих, они дешевле и более в результате экономичности дизельного двигателя по серый [1,2]. сравнению с карбюраторным двигателем и высокого КПД, производство дизельного топлива составляет В настоящее время одним из актуальных вопро- 1,7 млрд. тонн до 2 млрд тонн. Одной из актуальных сов является разработка и внедрение чистых, безот- проблем является внедрение стабилизаторов для ходных и экологически чистых технологий получения удовлетворения возрастающих потребностей в дизель- эффективных присадок на основе местного вторич- ном топливе. В связи с этим научно-исследовательская ного сырья. работа направлена на создание новых эффективных видов и технологий. Эти технологии не только улучшают качество дизельных топлив, но и обеспечивают уровень потреб- После обретения нашей республикой независимо- ности в дизельных топливах, получаемых на основе сти были предприняты широкие меры по разработке газового конденсата в сложных климатических технологий использования полимерных стабилиза- условиях Республики Узбекистан в аномальных торов, добавляемых в дизельные топлива, и их про- условиях за счет улучшения их качества по ряду фи- изводства. Наблюдаемый в последние годы в мире зико-химических показателей. химико-технологиче- растущий дефицит энергоресурсов вынуждает тра- ские показатели [3,4]. диционных теплоносителей быть более экономными и искать нетрадиционные энергосберегающие виды В результате мировых исследований по созданию топлива на основе местных ресурсов. технологий синтеза и производства стабилизаторов на основе пропилена и этилена, полиметакрилатных Известно, что двигатели, работающие на дизель- сополимеров для дизельных топлив получен ряд ном топливе, имеют ряд преимуществ перед карбю- научных результатов, в том числе следующие. раторными: во-первых, они на 25 % экономичнее, во-вторых, состав газов, образующихся при работе Присадки наиболее эффективны в топливах, где: 1. Диапазон температур кипения превышает 90% - 20% - 100°C. 2. Температурный диапазон окончания 61

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. перегонки топлива 25-30°С минус 90% его темпера- фирмы \"BASF\". Присадки добавлялись в топливо туры кипения. 3. Содержание закристаллизованных в концентрации 0,01-0,05%. углеводородов, выделившихся при температуре на 10°С ниже точки помутнения, менее -Z0 0S. Принимая во внимание, что цена диспергатора Низкотемпературные свойства дизельных топлив парафина выше цены депрессорной присадки, и для с депрессорными присадками не изменяются при выбора оптимального состава присадок в топливе хранении. важна не только общая эффективная концентрация состава, но и соотношение присадки: депрессор: до- В основное дизельное топливо добавляли бавляли диспергатор от 1 : 1 до 5 [5]. Keroflux 6100 и Keroflux 3614, писадку немецкой Таблица 1. Депрессор пониженных температурных свойств дизельного топлива эффекты присадок Присадки С %, масс. Конечная температура Температура имя фильтрации, °С замерзания, °С -30 безприсадки -30 -42 -32 - Kepoflux 6100 0,02 -31 - -34 - Kepoflux 6100 0,03 -52 -40 Kepoflux 3614 0,02 - -48 Kepoflux 6100 0,02 - Kepoflux 3614 0,005 -40 Керофлух 6100 - Kepoflux 3614 0,02 -35 0,0056 -42 Kepoflux 6100 -32 Kepoflux 3614 0,0225 -42 0,0075 -30 -40 Kepoflux 6100 0,02 -30 Kepoflux 3614 0,01 -40 -30 Не выше-45 Kepoflux 6100 0,02 Не выше -35 Kepoflux 3614 0,02 Kepoflux 6100 0,015 Kepoflux 3614 0,005 Kepoflux 6100 0,010 Kepoflux 3614 0,002 КМПП+ММА 0,01 КМПП+ММА 0,02 ММА+БОТММА 0,01 ММА+БОТММА 0,02 Требование к техническому состоянию Предложены способы получения модифициро- Время приготовления не менее восьми часов. ванных сополимерных композиций низкомолеку- Через четыре часа перемешивание прекращали в сме- лярного полиэтилена с метилакрилатом (РР-1) и сительном устройстве и соотношение компонентов метилметакрилата с гетероциклическими соедине- составляло 1:1 по массе в колбе в течение 40 минут ниями (РР-2), используемых в качестве добавок к при поддержании температуры 305°С с помощью газоконденсатному дизельному топливу. термостата. смешивали с сополимерами, образован- ными метилметакрилатными гетероциклическими Разработан способ получения композиционного соединениями. порошка РР-1 в лабораторных условиях. Лаборатор- ное оборудование, использованное для получения После введения компонентов их перемешивали композиционного порошка РР-1, состоит из кругло- еще 20 минут, после чего перемешивание прекращали, донной трехгорлой колбы объемом 500 мл, снаб- а готовый состав выдерживали 12 часов. Через восемь женной термостатом с перевернутым холодильником, часов, отобрав пробы и убедившись, что полученная термометром и мешалкой. композиционная паста однородна и не расслаивается, в нее был добавлен ДЮ в количестве 0,5% по массе. Рассчитанное количество сополимера низко- В ДМО определена эффективность композиционной молекулярного полиэтилена с метилакрилатом смолы РР-1 по цетановому числу и кинематической помещали в реакционную колбу и оставляли на вязкости. 8 часов для растворения необходимого количества ДТ до образования 1,0% раствора. 62

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. Описанное выше устройство использовалось Kepoflux 3614 смешивали в соотношении 50:25:25 для получения композитной пробки РР-2. Смешивая соответственно. сополимер бензолсазолтионилметилметакрилата (БОТММА) с метилакрилатом (МА), сополимером Композитный депрессор РР-4 изготовлен на ос- низкомолекулярного полипропилена (НМПП), улуч- нове азот-, серо-, кислородсодержащих гетеро- шающим низкотемпературные свойства, в колбу по- циклических соединений и низкомолекулярного мещали рассчитанные количества ДТ и запускали полиэтилена. смесительное устройство, а процесс проводили в те- чение 80 минут при температуре 30 oC. Соотношение Разработанные композиционные смолы РР-1, БОТММА к сополимеру МА и ММА к привитому РР-2, РР-3 и РР-4 использовались для повышения сополимеру БОТ варьировали от 20:80 до 70:30. качества ДМО. Все пеллеты выпускаются в виде концентратов, что исключает необходимость про- Перемешивание заканчивали через 2 часа, а по- ектирования специального участка сбора для приго- лученный композитный порошок РР-2 выдерживали товления пеллет [6]. при концентрации 2,0% в ДТ в течение 12 часов. После этого отбирали пробы и анализировали, убедившись, Для производства окатышей использовалась что полученная суспензия не расслаивается на слои. единая принципиально новая технологическая схема Испытания работоспособности пробки ДТ ги РР-2 устройства, представленная на рис. 2. Композитные проводились по ЦС, ТЛ и ТЦ ГОСТ. окатыши получали в реакторах смешения с закрытой рубашкой по схеме «пар-вода». Реактор 6 загружали Композиционная смола РР-3 была получена соответствующими зарядами из емкостей РР-1, РР-2, в лабораторных условиях. Расчетное количество ис- РР-3 и РР-4 с помощью насосов через манометры. ходных компонентов: Присадки Kepoflux 6100 и 1-КМПП+ММА (РР-1); 2 – ММА+БОТММА (РР-2); 3 – Кепофлюкс 6100 (РР-3); 4 – Кепофлюкс 3614 (РР-4). 1, 2, 3, 4 – дозирующие емкости для соответствующих бункеров, 5 – смеситель, 6 – реактор, 7 – емкость дизельного топлива, 8– бункер готового концентрата Рисунок 1. Технологическая схема получения композиционных многофункциональных порошков Смесительное устройство было запущено, и установку. контейнер определенной вместимости. процесс смешивания проводился с соблюдением Экспериментальные исследования влияния компо- оптимального времени. При производстве присадки зитных праймеров RR-1, RR-2, RR-3 и RR-4 на пока- на основе РР-3 в корпус реактора подают теплоно- затель качества ДТ представлены в таблице 2. ситель и нагревают смесь до температуры 40 0С. Оптимальная температура получения шлаков на В опытно-промышленных производственных основе РР-1 и РР-2 составляет 35 0С. условиях, проводимых на БНКИЗ, изготовлена опытная партия из 20 тонн базового компонента ДТ, После окончания процесса смесь окатышей в содержащего 0,2% исходного концентрата сырья, реакторе охлаждают до 25 0С, РР-1, РР-2 и РР-3 на основе которого РР-1, РР-2 и РР-3. Композитный выгружают в бак концентрата окатышей 7, отбирают порошковый тест ДТ был испытан, приготовлены пробу на анализ и упаковывают в промышленную партии [7]. 63

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. Таблица 1. Влияние показателей качества ДТ композитных грунтовок RR-1, RR-2 и R-3 Фрак- Кинема- показатели Цетан- ционный 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Конец выход, тическая Тк ,о ное состав, оС % % % % % % С число начало % % % % кипе- вязкость нияоС 20 оС кипения мм/с да ДТ 42 95 142 160 175 185 196 210 220 240 265 275 98 1,8 -40 ДТ РР-1 44 100 145 161 177 188 198 212 223 238 270 280 98,3 1,82 -50 0,2 масс, % ДТ РР-2 46 105 147 162 179 189 198,3 213 225 240 280 285 98,5 1,83 -52 0,2 масс. % ДТ РР-3 48 108 148 165 180 190 199 214 226 242 285 290 98,7 1,84 -55 0,2 масс. % ДТ РР-4 49 110 150 168 182 192 200 215 227 245 290 295 98,9 1,85 -56 0,2 масс. % ГОСТ 305-82 Не - ---- - ---- - - 1,8-5,0 -45 по норму. меньше Дизель топливо 45 Dts 989: 20 01 Таким образом, можно сделать вывод о том, что отличается тем, что ее можно приготовить в виде процесс производства модифицированных композит- готового концентрата 5%, 10% и 20%. Разработанные ных присадок является безотходным и экологически композиционные смолы многофункциональны и не безопасным (поскольку осуществляется по замкну- имеют аналогов, эффективно улучшают низкотем- тому циклу), а при их производстве не образуются пературные свойства ДТ. вещества, отравляющие атмосферу; ДТ присадки Список литературы: 1. Бойко Е.В. Химия нефти и топлив: Учебное пособие. / Е.В.Бойко. – Ульяновск: УлГТУ.2007. 60 с. 2. Будяков Ю.В. Исследование составов и методов переработки газовых конденсатов и нефтяных оторочек за- полярного месторождения. / автореф. дисс. к.х.н. Самара – 2006. 3. Ражабов Р.Н., Фозилов С.Ф., Мавлонов Б.А., Ражабов С. Ҳ. Газли кони газ конден-сатини таркибини ўрга- ниш ва уни тадқиқ қилиш/ «Озиқ-овқат, нефтгаз ва кимё саноатини ривожлантиришнинг долзарб муаммоларини ечишнинг инновацион йўллари» Халқаро илмий-амалий конференцияси материаллари. (2020 йил 12-14 ноябрь). 1-том. Бухоро. – 2020.-с. 343-346. 4. Ражабов Р.Н., Фозилов С.Ф., Мавлонов Б.А., Фозилов Ҳ. С. Денгизкул конининг газ конденсати физик-кимѐвий хоссалари. «Инновационные пути решения актуальных проблем развития пищевой и нефтегазохимической промышленности» материалы международной научно-практической конференции.(2020 йил 12-14 ноябрь) 2-том. Бухоро. – 2020.-с.296-299. 5. Ражабов Р.Н., Фозилов С.Ф., Мавлонов Б.А., Ражабов С. Ҳ. Қандим конини таркибидаги газ конденсатини тадқиқ қилиш. «Инновационные пути решения актуальных проблем развития пищевой и нефтегазохимической промышленности» материалы международной научно-практической конференции.(2020 йил 12-14 ноябрь) 2-том. Бухоро. – 2020.- С. 299-302. 6. Rajabov R.N., Samiev A.A., Fozillov S.F., Mavlanov B.A., Axmedova O.B. Gazokondensatlar asosida dizel yoqilg’ilari olish va ularning fizik-kimyoviy xossalarini yaxshilash. Фан ва технологиялар тараққиёти. -2020. -№ 3. – С. 90-95. 7. Ражабов Р.Н, Мавланов Б.А., Фозилов С.Ф. Маҳаллий хомашё газконденсатлари енгил углеводородлар таркибини ва уларнинг қуйи ҳароратли хоссаларини ўрганиш. Фан ва технологиялар тараққиёти. - 2022. - № 2. – С. 3-8. 8. Nazhmutdinovna, Niyazova Rano. \"Environmental Problems of Chewing Chrome Tanned Leather.\" Texas Journal of Multidisciplinary Studies 5 (2022): 230-231. 9. Nazhmiddinovna, Niyazova Rano. \"Fattening of collagen fibers of skin tissue.\" in-Chief: Akhmetov Sayranbek Makhsutovich, Doctor of Technical Sciences (2021). 64

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. ВЛИЯНИЕ АКТИВНЫХ СЕРНИСТЫХ СОЕДИНЕНИЙ НА КАЧЕСТВО ТОПЛИВА Сабирова Паризода Музаффар кизи студент филиал ФГБОУ ВО Российского государственного университета нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина в городе Ташкент, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Абдурахманова Навбахор Кахрамановна канд. техн. наук, и.о. доцента отделения «Общая химия и химия нефти и газа», филиал ФГБОУ ВО Российского государственного университета нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина в городе Ташкент, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] EFFECT OF ACTIVE SULFUR COMPOUNDS ON FUEL QUALITY Parizoda Sabirova Student of branch of the Russian State University of Oil and Gas (National Research University) named after I.M. Gubkin in the city of Tashkent Uzbekistan, Tashkent Navbakhor Abdurakhmanova Candidate of Technical Sciences, acting assistant professor of the department \" General Chemistry and Chemistry of Oil and Gas\", branch of the Russian State University of Oil and Gas (National Research University) named after I.M. Gubkin in the city of Tashkent, Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ В данной работе рассматриваются два вида нефтяного продукта, анализируемых на наличие активных сер- нистых соединений. Известно, что активная сера как в свободном виде, так и в составе соединений отрицательно влияет на качество топлива, подвергая деталей двигателей коррозии и снижая детонационную стойкость топлива. Наиболее эффективным методом анализа светлых нефтепродуктов считается метод, основанный на реакции медной пластинки на сернистые соединения, так как они более чувствительны к воздействию активных сернистых соединений. ABSTRACT In this paper, we consider two types of petroleum product that are analyzed for the presence of active sulfur compounds. It is known that active sulfur, both in its free form and in the composition of compounds, negatively affects the quality of fuel, exposing engine parts to corrosion and reducing the detonation resistance of fuel. The most effective method for analyzing light oil products is considered to be the method based on the reaction of a copper plate to sulfur compounds, since they are more sensitive to the effects of active sulfur compounds. Ключевые слова: активные сернистые соединения, бензин марки АИ-80 и АИ-92, прямогонный бензин и керосин, медная пластинка, детали двигателей, коррозия, детонационная стойкость топлива. Keywords: active sulfur compounds, AI-80 and AI-92 gasoline, straight-run gasoline and kerosene, copper plate, engine parts, corrosion, detonation resistance of fuel. ________________________________________________________________________________________________ Сернистые соединения во фракциях нефти, уменьшению мощности мотора либо к истощению употребляемых как топливо сгорания, играют нема- двигателей. Например, часто встречаются следующие лую роль, ибо большое содержание их приводит к случаи: __________________________ Библиографическое описание: Сабирова П.М., Абдурахманова Н.К. ВЛИЯНИЕ АКТИВНЫХ СЕРНИСТЫХ СОЕДИНЕНИЙ НА КАЧЕСТВО ТОПЛИВА // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 11(104). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14648

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. • На автомобиль с мотором, оснащенным бани, для удержания пробирок в жидкости. Эталон впрыском мочевины в выпускной коллектор, напри- определения степени коррозии. С помощью эталона мер, внедорожник, высокое содержание серы в со- определяется степень коррозии, подвергшей пла- ставе топлива стало причиной нарушения работы стинку, а проявление коррозии можно отметить из- системы токсичности отработавших газов. менением цвета пластинки по сравнению с контрольной пластинкой. • Ухудшение детонационной стойкости приво- дит к ненормальному сгоранию топлива с высоким Для точного выявления содержания активных содержанием серы. Низкое октановое число, что сернистых соединений в составе топлива необхо- можно определить датчиками детонации, при бур- димо, чтобы поверхности пластинок были хорошо ном природном сгорании топлива, менее качествен- отполированы, в целях убеждения отсутствия по- ного типа, по команде датчика детонации, сторонних, не рассматриваемых примесей, что значительно замедляет момент зажигания. При этом можно осуществить с помощью наждачной бумаги. увеличивается расход топлива. Растворитель должен быть без содержания серы. Обработка осуществляется при помощи нержавеющих • Содержание активных сернистых соединений щипцов и фильтровальной бумаги во избежание (АСС) выше нормы приводит к износу цилиндров и соприкасания пластинки с рукой. возрастанию поршневых колец: Наливаем исследуемую жидкость объемом, из- с 0,05 до 0,1 %, в 1,5-2 раза меренным в градуированной мензурке, и помещаем с 0,1 до 0,2 %, в 1,5-2 раза медные пластинки в пробирки. При этом оставляем с 0,2 до 0,3 % в 1,3-1,7 раза одну контрольную пластинку для проверки измене- ния цвета пластинок по окончанию процесса. Для Но также нужно учесть, что полное отсутствие выявления эффекта испытания бензин отправляют или умеренно-малое содержание серы приводит к в водяную баню при температуре 50 − 52 ℃, на потере вязкости топлива, что может поспособствовать протяжении 1,5 часов. Используются стандартные выходу из строя автомобиля. Существуют процент- времени параметры (Так как есть метод испыта- ные нормы содержания сернистых соединений для ния за короткий промежуток времени – 18 мин., стабильной работы средств передвижения, напри- при температуре 100±1℃). Смесь прямогонных мер, содержание сероводорода не должно превы- видов топлива держится также 1,5 часа, шать 0,0003%, а свободная сера - не более 0,0015% наряду с содержанием керосина, но при темпера- от всей массы топлива. Так как жизнь сегодня нельзя туре 55 − 57 ℃. В процессе каждые 15 минут прове- представить без автомобилей, актуальность данной ряем цвет пластинок. Если изменение цвета не задачи высока. наблюдается, то считается, что топливо выдержало испытание, а при наличии изменения цвета можно В целях осуществления исследования были ис- понять, что топливо не выдержало испытание и в пользованы следующие компоненты. Товарный бен- нем содержатся больше допустимой нормы актив- зин марки АИ-80 и АИ-92. Используемый и ных сернистых соединений. По истечении 90 минут доступный в бензоколонках города Ташкент. Прямо- вынимаем медные пластинки и сравниваем цвет гонный бензин и керосин. Смесь прямогонного бен- пластинки по эталону коррозии по ГОСТу 6321. зина и керосина, полученная в лабораторных условиях. Медная пластинка. Пластинки шириной При исследовании поведения медной пластинки, 5-7 мм, длиной 50-60 мм, толщиной 2 мм. Пла- на действие изменения ее степени коррозии, средой стинки должны быть заранее очищенные шлифо- смеси прямогонного бензина и керосина, показан- вальным материалом. В случае отсутствия ного на рисунке 1, пронаблюдалось изменение цвета проявления точечной коррозии, могут быть исполь- до 1б степени по эталону коррозии ГОСТа 6321, зованы повторно. Пробирка. Пробирки стандарт- что характерно незначительному потускнению. ного типа для лабораторного использования. Содержание АСС не нормированы. Шлифовальный материал. В данном эксперименте в качестве шлифовального материала была использо- По окончанию испытания товарного бензина вана наждачная бумага. Водяная баня. Жидкостные марок АИ-80 и АИ-92 на наличие активных серни- бани устанавливают и придерживают нужную тем- стых соединений было определено отсутствие изме- пературу исследуемого вещества. Баня должна быть нений цвета (Рисунок 2), по эталону коррозии нет глубиной не менее уровня анализируемой жидкости совпадений с показателями степени коррозии. Со- в пробирке, ибо пластинка в жидкости должна быть держание АСС нормированы. Заметим, что для полностью погружена в воду. Термометры. Термо- стандартов топлива сера представлена в следующих метр для измерения и регулирования температуры нормах: Евро-5 – 10 мг/кг; Евро-4 – 50 мг/кг; Евро-3 – жидкости, которой наполнена баня. Цена деления 350 мг/кг (ДТ) и 150 мг/кг (бензин)). составляет ±1℃. Штативы, в составе жидкостной 66

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. Рисунок 1. Поведение медной пластинки Рисунок 2. Поведение медной пластинки в среде смеси прямогонного керосина и бензина в среде товарного бензина Получив опытные данные, строим график зави- симости изменения цвета от времени, представленный на рисунке 3. Прямогонный бензин и керосин Товарный бензин 2,5 1б2 К,(1а,1б...) 1,5 1а 1 0,5 10 20 30 ������,мин 40 50 60 70 0 0 0 Рисунок 3. Влияние времени на изменение цвета медной пластинки в двух испытуемых средах. К-категория цвета по эталону коррозии ГОСТ 6321, 1а,1б,2а,2б…, ������-время нахождения пробирок в водяной бане при 50 ℃, мин. В заключении делаем вывод, что пластинка в жания сернистых соединений. А в среде смеси прямо- среде товарного бензина не меняет свой цвет и соот- гонного бензина и керосина ярко замечается измене- ветствует нулевой категории по шкале определения ние цвета медной пластинки, а именно до категории степени коррозии ГОСТа 6321 с помощью медной 1б по эталону коррозии ГОСТа 6321, что свидетель- пластинки, потому что в приготовлении товарного ствует о превышении нормы количества активных бензина были соблюдены нормы процентного содер- сернистых соединений. 67

№ 11 (104) ноябрь, 2022 г. Список литературы: 1. ГОСТ 6320 – 92 (ИСО 2160 – 85), Межгосударственный стандарт, Топливо для двигателей, метод испытания на медной пластине, издание официальное, ИПК ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ, Москва. 2. А.Ф.Аксенов Авиационные топлива, смазочные материалы и специальные жидкости, издание второе, пере- работанное и дополненное, ИЗДАТЕЛЬСТВО «ТРАНСПОРТ» Москва 1970, с.42. 3. Вильям А.Грузе, Дональд Р.Стивенс, Технология переработки нефти (теоретические основы), перевод с англ. под редакцией инж. И.Я.Фингрута, ИЗДАТЕЛЬСТВО «Химия», Ленинградское отделение, Ленинград, 1964, с. 31. 4. С.В.Богословский, Физические свойства газов и жидкостей, учебное пособие, Санк-Петербург 2001. 5. СПРАВОЧНИК ХИМИКА, второе издание переработанное и дополненное, том первый, Общие сведения. Строение вещества. Свойства важнейших веществ. Лабораторная техника, Государственное научно-техни- ческое издательство, Химической литературы, Ленинград 1963. 6. Гуревич И.Л. Технология переработки нефти и газа. М.: Химия, 1972. 360 с 7. Вадецкий Ю.В. Нефтегазовая энциклопедия в 3-х томах. Москва: Московское отделение «Нефть и газ» МАИ, 2004. 308 с. 8. Харлампиди Х.Э. Сераорганические соединения нефти, методы очистки и модификации. Соросовский Об- разовательный журнал. 2015. 68

ДЛЯ ЗАМЕТОК