Актуальные проблемы современной науки (стр. 3 )

Рис. 1. Термограмма нитрата аммония - NH4NO3

Рис. 2. Термограмма нитрата лития – LiNO3

Рис. 4. Термограмма нитрита натрия – NaNO2

Рис. 5. Термограмма нитрата натрия – NaNO3

Рис. 6. Термограмма нитрата калия - KNO3

На рис. 7. представлена калибровочная кривая эталонных солей по началам пиков при охлаждении, подготовленная с использованием программы MS Exsel.

В настоящее время данные проведенной калибровки активно используются для проверки наличия двойных соединений в элементах огранения изучаемого комплекса из 16 солей: Li, Na, K \\ F, Cl, Br, NO2, NO3 SO4. Это чрезвычайно важно для изучения топологии многокомпонентных систем, так как в обзоре литературы встречается много соединений, неподтвержденных рентгено – фазовым анализом.

Выводы:

1. Процесс калибрования установки ДТА-24 осуществлен по температурам эталонных веществ и успешно завершён, в связи с чем точность показаний прибора заметно возросла.

2. Установка ДТА-24 готова и пригодна для дальнейших исследований, требующих точных данных с минимальной погрешностью.

Рис. 7. Калибровочная кривая эталонных солей

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.  Избранные труды в 3 т. М.: АН СССР, 1960. Тс.

2.  Введение в термографию. М.: Наука, 19с.

3.  Термические методы анализа. М.: Мир, 19с.

4.  Введение в термический анализ. Самара, 19с.

5.  Комплексная методология исследования многокомпонентных систем. Самара: Самар. Гос. техн. ун-т, 19с.

6.  С. Дифференциальный термический анализ / Учебное пособие /, Трунин : Самарский гостехуниверситет. Самарская областная государственная академия (Наяновой) 2012. – 32с.

7.  Термические константы веществ. / Справочник в десяти выпусках. Под научным руководством акад. П., М.: ВИНИТИ ИВТ АН СССР,1981, С. 30

8.  Термические константы веществ. / Справочник в десяти выпусках. Под научным руководством акад. П. Вып. 10, ч. 1, М.: ВИНИТИ ИВТ АН СССР,1981, С. 42

9.  Термические константы веществ. / Справочник в десяти выпусках. Под научным руководством акад. П. Вып. 10, ч. 1, М.: ВИНИТИ ИВТ АН СССР,1981, С. 166

10.  Термические константы веществ. / Справочник в десяти выпусках. Под научным руководством акад. П. Вып. 10, ч. 1, М.: ВИНИТИ ИВТ АН СССР,1981, С. 170

11.  Термические константы веществ. / Справочник в десяти выпусках. Под научным руководством акад. П. Вып. 10, ч. 2, М.: ВИНИТИ ИВТ АН СССР,1981, С. 64

УДК 541.135

ПОЛУЧЕНИЕ ПРОДУКТОВ ИЗ НЕФТЯНЫХ АСФАЛЬТОВ
И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИХ В РАЗЛИЧНЫХ

ОТРАСЛЯХ ОТЕЧЕСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА

, ,

(СГУ им. , Саратов),
e-mail: [e-mail]

Нефтяные асфальты, получаемые на нефтеперерабатывающих заводах при перегонке мазута, являются отходами производства, не находящими в настоящее время широкого применения, и, соответственно, являются загрязнителями окружающей среды. В данной работе показана возможность применения нефтяных асфальтов, в частности, асфальта деасфальтизации гудрона пропаном в смеси с ароматическим экстрактом селективной очистки нефтяных дистиллятов в соотношении 4:1 (15-20 % масс. экстракта) в качестве альтернативы дорогостоящему битуму при использовании его в процессе приготовления мастик на основе асфальтосмолистых олигомеров. Технические параметры используемой в испытаниях смеси асфальта с экстрактом приведены в табл.1.

Таблица 1.

Технические параметры используемой в испытаниях смеси

асфальта с экстрактом

Наименование показателя	Значение
1. Плотность, г/см3	1,006-1,009
2. Температура размягчения по КиШ, оС	30-31,5
3. Вязкость при 100 оС, сСт	12,56
4. Температура вспышки, оС, не менее	230
5. Условная вязкость по ВУМ при 80 оС, сек	52,4

Асфальт деасфальтизации гудрона пропаном в смеси с ароматическим экстрактом селективной очистки нефтяных дистиллятов в соотношении 4:1 (15-20 %масс.) можно использовать для изготовления битумов. Так, при окислении в окислительной колонке асфальта в течение 6 часов при температуре 230-235 оС, с расходом воздуха примерно 4 л/(мин*кг) можно получить битум дорожный вязкий марки БНД 130/200, соответствующий требованиям ГОСТ по всем показателям. Этапы превращения смеси асфальта с экстрактом в битум показаны в таблице 2.

Таблица 2.

Этапы превращения смеси асфальта с экстрактом в битум

Название показателя	Время окисления, час
1	1,5	5	2,5	3,5	4,5	5,5	6,0
Глубина проникания иглы (пенетрация), 0,1мм, при 25оС	310	300	290	270	246	201	162	145
Температура размягчения по кольцу и шару, оС	35,0	35,5	36,0	37,5	38,5	39,5	41,5	42,0

Смесь асфальта с экстрактом также можно использовать для приготовления мастик асмольного типа.

Асмолы – это асфальтосмолистые олигомеры, получаемые при реакции поликонденсации тяжелых нефтяных фракций (битумов, гудронов, асфальтов) с диеновыми углеводородами. Олигомеры в отличие от полимеров имеют значительно меньшее число повторяющихся звеньев в молекуле и свойства их сильно зависят от изменения их количества и природы концевых групп. В процессе сополимеризации происходит нарастание олигомерных цепочек и присоединение новых концевых групп, что приводит к значительному улучшению свойств модифицированного таким образом продукта [1].

Асфальтосмолистые олигомеры можно использовать в качестве изоляционных мастик в системе магистральных газопроводов. Система магистральных газопроводов, построенная, в основном, из стальных труб, занимает важное место в экономике нашей страны. Например, протяженность магистральных газопроводов, обслуживаемых только , составляет свыше 150 тысяч километров [2].

Изоляционные мастики, полученные из нефтяных асфальтов, имеют превосходящие по сравнению с битумами и с традиционными полимерно-битумными мастиками основные характеристики, и главной из них является величина адгезии к стальной трубе. Это связано с тем, что в случае битума и битумных мастик адгезия осуществляется преимущественно за счет сил физической природы, в то время как у асфальтосмолистых олигомеров преобладают силы химической природы, которые образуются между функциональными группами изоляционного материала и ионами металла. Функциональные группы способны образовывать химические связи и с окислами железа, растворяя в себе продукты коррозии, что облегчает подготовку поверхности при переизоляции участков магистрали в трассовых условиях. Кроме того, в отличие от битумов и битумных мастик, асфальтосмолистые олигомеры обладают высокой теплопроводностью, что позволяет формировать изоляционное покрытие на трубе достаточно быстро [1].

Мастики из нефтяных асфальтов, в частности из смеси асфальта с ароматическим экстрактом селективной очистки нефтяных дистиллятов, можно использовать для производства полимерно-битумных вяжущих при приготовлении асфальтобетонных смесей для верхних слоев дорожных покрытий в системе дорожного строительства.

В настоящее время в Российской Федерации протяжённость дорог с асфальтобетонным покрытием, по данным Росавтодора, составляет около 1 млн км. В последние годы скорость, интенсивность и грузонапряжённость движения автомобилей значительно увеличились, в частности, на основных магистралях страны – скорость на 15-20 %; интенсивность движения – на 26,2 %; грузонапряжённость (объём перевозок) – более чем на 100 %. Такое положение интенсифицирует процесс разрушения асфальтобетонных покрытий, срок службы которых в среднем в настоящее время составляет 6 лет [3].

Огромные затраты на ремонт дорожных покрытий в последние годы требуют значительного повышения сроков их службы, и решением этой проблемы может служить замена традиционного битума на полимерно-битумные вяжущие (ПБВ), приготовленные, в частности, на основе асмольных мастик, получаемых из нефтяных асфальтов [4]. Приготовленную из асфальта мастику смешивали с битумом дорожным марки БНД 60/90 или со смесью битума и асфальта в разных соотношениях для получения ПБВ. Опытным путём выявлено, что наилучшими свойствами обладают композиции, содержащие 8-10 % мастики и соответствующие ПБВ-40 по
ГОСТ 52056 [5]. Физико-механические свойства полученных продуктов приведены в таблице 3.

Таблица 3.

Физико-механические свойства полученных продуктов

Показатели	ПБВ
1	2	3	4	5	6
Внешний вид	Соответствует
Тр по КиШ, оС	65	58,5	58,7	56	58	60
Тхр по Фраасу, оС, не выше	-10	-10	-15	-15	-12	-12
Глубина проникания иглы (пенетрация), 0,1 мм, при 25оС	47,5	46,3	57,7	53	51,3	47,7
Температура вспышки, оС, не менее	230	230	230	230	230	230
Растяжимость, см	16,5	29,5	21,5	23,5	21,8	33
Эластичность, %	80	80	Норма	Норма	Норма
Изменение Тр после прогрева, оС	В пределах нормы или не изменяется
Сцепление с мрамором или песком	Соответствует образцу №1
Однородность	Однородно

Таким образом, полученные мастики на основе нефтяных асфальтов можно использовать в дорожном строительстве, в системе магистральных трубопроводов, в других отраслях производства. Продукты, полученные из отходов нефтепереработки, не уступают по своим свойствам аналогичным, приготовленным, например, из традиционных битумов, но являются более экономичными, а также решают экологические проблемы, связанные с хранением и утилизацией отходов нефтехимического производства.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.

1. , , // Асмол и новые изоляционные материалы для подземных трубопроводов. - М.: Недра, 2005. с.155

2. , , // Неметаллические материалы и покрытия в противокоррозионной технике. - Санкт-Петербург, Недра, 2008. с.5-6

3. // Автомобильные дороги, № 7, 2001.

4. Средство от колеи // Дорожная держава. 2010. Специальный выпуск. С.42-48.

5. ГОСТ Р . Вяжущие полимерно-битумные дорожные на основе блок-сополимеров типа стирол-бутадиен-стирол

УДК 536.5.08.ББК 31.32

ГИДРОФОБНЫЕ ЗАПОЛНИТЕЛИ НА ОСНОВЕ

КРЕМНИЙОРГАНИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ

ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ КАБЕЛЕЙ СВЯЗИ

А, Н, (Саратовский государственный университет имени , г. Саратов), e-mail: [e-mail]

В различных регионах Российской Федерации и в странах СНГ используются гидрофобные полимеризующиеся и неполимеризующиеся заполнители для восстановления и герметизации заводненных телефонных кабелей типа ТПП и соединительных муфт. Результатом применения технологии и составов является вытеснение воды (солевого раствора) из внутренней полости кабелей и муфт, полное восстановление их диэлектрических характеристик до установленных норм, прекращение доступа воды в сердечник при повторной разгерметизации. Компоненты гидрофобных заполнителей (ГФЗ) совместимы с комплектующими материалами кабелей и муфт, являются негорючими и нетоксичными. Способ изготовления гидрофобных композиций чрезвычайно прост и включает всего одну технологическую операцию – набухание эластомера в маслянистой матрице.

Ленинградский отраслевой НИИ связи разработал жидкий гидрофобный заполнитель, состоящий из двух компонентов – маслонаполненного олигомера с концевыми изоционатными группами (раствор каучука ФП-65-2 в индустриальном масле И-5А (И-Л-С-5) или И-8А (И-Л-С-8) и отвердителя триэтаноламина. Эта композиция прошла испытания и освоена промышленностью[1]. Масла И-5А и И-8А – дистилятные, из малосернистых нефтей кислотно-щелочной очистки и из сернистых нефтей селективной очистки, применяют в различных отраслях промышленности для смазывания наиболее широко распространенных высокоскоростных узлов и механизмов, а также для изготовления паст, мастик, оконной замозки и др.[2]. Этот состав модифицирован отвердителем на основе натуральных оксидированных масел[3].

Известен новый низкотемпературный гидрофобный заполнитель, обеспечивающий восстановление линий в интервале температур от -10 °С до +50°С с уменьшенной вязкостью, повышающий возможность прокачки отрезков кабеля на большую длину при сокращении времени технологического процесса. Новому гидрофобному заполнителю присвоена марка ГФЗ-К-НТ. В качестве базового компонента применена композиция из трансформаторного масла селективной очистки и синтетического изопренового каучука. Роль отвердителя выполняет водостойкий клей, изготовленный по специальной рецептуре на основе натурального каучука, обеспечивающий загустение состава, постепенное склеивание с элементами конструкций кабеля и «залечивание» отверстий в изоляции жил и оболочки[4].

В качестве эластомерной матрицы следует использовать синтетический каучук изопреновый марки СКИ-3С или СКИ – 3 (предпочтительней СКИ - 3С светостойкий термостабилизированный).

В качестве альтернативной замены можно применять родственные группы слабополярных каучуков, например: полиизобутиленовый, натуральный и другие эластомеры, растворимые в трансформаторном масле.

Теоретически для отверждения указанных видов каучуков следует применять либо вулканизирующие агенты (по типу самовулканизирующихся клеев), либо сшивать эластомеры по двойной связи с помощью би - или три - или полифункциональных добавок. Например: полиизоцианатов, биуретов.

Был проведен экспериментальный поиск модифицирующих добавок (адгезивов, депрессаторов, антипиренов, экстендеров диэлектрических свойств, гидрофобизаторов), которые в будущем могут быть использованы в производстве высококачественного ГФЗ, предназначенного не только для восстановления кабелей, но и заполнение кабелей до их эксплуатации.

Наибольшего внимания заслуживают следующие функциональные электроизоляционные жидкости: И-5А, И-8А.

Отдельную группу электроизоляционных жидкостей представляют кремнийорганические соединения ПМС-100, ПЭС-5, СКТН –1, АДЭ-3, совместимых друг с другом. Однако эти жидкости имеют условную вязкость гораздо более высокую по сравнению с ТМСО. Поэтому кремнийорганический каучук СКТН –1 может быть применён в качестве эластомерной матрицы только в сочетании с менее вязкими кремнийорганическими жидкостями типа ПМС-5 – ПМС-50. Система СКТН –1 + ПМС –5-50 + АГМ –3-9 или АДЭ-3 (отвердители), несмотря на высокую стоимость, может быть рекомендована в качестве ГФЗ (таблица 1).

Главным достоинством этой системы является абсолютная совместимость её с комплектующими материалами кабелей и муфт. Альтернативным составом, на основании проведённых исследований, является: полиметилсилоксановые жидкости ПМС 5-50 + Кремнийорганический жидкий каучук СКТН –1 + продукты АГМ-3 или АГМ-9. Условная вязкость по ВЗ-4 (сек) разработанных кремнийорганических составов составляет 20-21 сек, время гелеобразования - 2-3 суток. Интервал температур эксплуатации: нижний предел -60°С, верхний +80°С.

Таблица 1

Сведения по совместимости различных жидкостей друг с другом

№ п/п	Система	Состав, масс. ч	Результат	Примечание
1	ПМС-100 +СКТН-1	1:1	Полная совместимость
2	ПМС-100 + И-5-А	1:1	Полная совместимость
3	ПМС-100 + И-5-А + СКТН-1	1:1:0.2	Совместимость хорошая
4	ПМС-100 + СКТН-1+ И-5-А	1:0.2:2	Совместимость	Сначала каучук совмещается с ПМС -100, а затем И-5А
5	ПМС-100 + СКТН-1 + И-5-А + АДЭ-3	1:0.2:2		Происходит гелирование жидкости
6	ПЭС-5 + И-8А	1:1	Полная совместимость

Себестоимость составов с участием кремнийорганической жидкости существенно снижается за счет большого количества минерального масла.