Қазақстан Республикасының білім жəне ғылым министрлігі
жүктеу/скачать 31,15 Mb. Pdf көрінісі
|
| Қазақстан Республикасының білім жəне ғылым министрлігі Министерство образования и науки Республики Казахстан Ministry of Education and Science of the Republic of Kazakhstan Əл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті Казахский национальный университет имени аль-Фараби Al-Farabi Kazakh National University Химия жəне химиялық технология факультеті Факультет химии и химической технологии Faculty of chemistry and chemical technology Қазақстан Республикасының білім жəне ғылым министрлігі Министерство образования и науки Республики Казахстан Ministry of Education and Science of the Republic of Kazakhstan Əл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті Казахский национальный университет имени аль-Фараби Al-Farabi Kazakh National University Химия жəне химиялық технология факультеті Факультет химии и химической технологии Faculty of chemistry and chemical technology ХИМИЯ ЖƏНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ ТРУДЫ IX МЕЖДУНАРОДНОГО БЕРЕМЖАНОВСКОГО СЪЕЗДА ПО ХИМИИ И ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ PROCEEDINGS OF th THE 9 INTERNATIONAL BEREMZHANOV CONGRESS ON CHEMISTRY AND CHEMICAL TECHNOLOGY ХИМИЯ ЖƏНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ ТРУДЫ IX МЕЖДУНАРОДНОГО БЕРЕМЖАНОВСКОГО СЪЕЗДА ПО ХИМИИ И ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ PROCEEDINGS OF th THE 9 INTERNATIONAL BEREMZHANOV CONGRESS ON CHEMISTRY AND CHEMICAL TECHNOLOGY 9-10 желтоқсан 2016 ж., Алматы, Қазақстан 9-10 декабря 2016 г., Алматы, Казахстан December, 9-10, 2016, Almaty, Kazakhstan 9-10 желтоқсан 2016 ж., Алматы, Қазақстан 9-10 декабря 2016 г., Алматы, Казахстан December, 9-10, 2016, Almaty, Kazakhstan ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ
Қазақстан Республикасының білім және ғылым министрлігі Әл - Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті Химия және химиялық технология факультеті Министерство образования и науки Республики Казахстан Казахский национальный университет имени аль - Фараби Факультет химии и химической технологии Ministry of Education and Science of the Republic of Kazakhstan Al-Farabi Kazakh National University Faculty of chemistry and chemical technology ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ 9- 10 желтоқсан ТРУДЫ IX МЕЖДУНАРОДНОГО БЕРЕМЖАНОВСКОГО СЪЕЗДА ПО ХИМИИ И ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ 9-10 декабря PROCEEDINGS OF THE 9 th INTERNATIONAL BEREMZHANOV CONGRESS ON CHEMISTRY AND CHEMICAL TECHNOLOGY December, 9-10
ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ
УДК 54
ББК 24:35
Ж
Главный редактор: Мутанов Г . М., ректор КазНУ им. аль - Фараби
Зам. главного редактора:
Буркитбаев М.М., первый проректор КазНУ им. аль - Фараби
Зам. главного редактора:
Мансуров З.А., генеральный директор РГП «Институт проблем
горения»
Редакционная коллегия Онгарбаев Е.К., Наурызбаев М.К., Уралбеков Б.М., Мылтыкбаева Ж.К.,
Надиров Р.К., Болатов А.К., Аубакиров Е.А., Мун Г.А., Тасибеков Х.С., Тулепов М.И., Калугин С.Н.
ISBN 978-601-04-2533-0
Химия және химиялық технология
бойынша
IX халықаралық
Бірімжанов съезінің еңбектері –
Алматы, ҚазҰУ 2016. = Труды
IX Международного Беремжановского съезда по химии и химической технологии –
Алматы, КазНУ 2016. = Proceedings of the 9
th International Beremzhanov Congress on Chemistry and Chemical Technology - Almaty, KazNU 2016.
ISBN 978-601-04-2533-0 В книгу включены доклады , представленные на IX Международный Беремжановский съезд по химии и химической технологии. Доклады соответствуют следующим научным направлениям:
Современные проблемы переработки минерального сырья
Современные проблемы переработки углеводородного сырья
Современное состояние аналитической химии и химической экологии
Химическая физика процессов горения, материаловедение, наноматериалы
Коллоиды и поверхности
Химическая технология мономеров, синтетических и природных соединений
Химия и химическая технология полимерных композиционных материалов
Современные проблемы химического образования Труды съезда могут быть полезны преподавателям высших учебных заведений, докторантам, магистрантам, студентам, работникам науки и производства. ISBN 978-601-04-2533-0 © Казахский национальный университет им. аль - Фараби, 2016 ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ
3
ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ
4
Бектуров Е.А.
Казахский Национальный педагогический университет им. Абая, Алматы E-mail: ebekturov@mail.ru
В последнее десятилетие большое внимание привлекают наноразмерные макромолекулярные структуры. К ним относятся звездообразные полимеры, полимерные щетки, мицеллы, фибриллы, нанотрубки, дендримеры, наногели, слоистые структуры (Рис.1).
Отметим, что размеры полимерных клубков в растворе укладываются в наноинтервал 1-100 нм. Например, размер клубков поли-2-нафталина в смеси толуол- декалин меняется от 40 до 79 нм при возрастании молекулярного веса от 25000 до миллиона. Макромолекулы очень большой длины в предкритической области свертываются на себя, в так называемые, молекулярные мицеллы с радиусом инерции от 5 до 20 нм [1]. Наночастицы полимеров можно получить методом осаждения. Так, наночастицы полистирола размером 50-100 нм получены из разбавленного раствора полимера в смеси тетрагидрофуран (растворитель) – вода (осадитель) в соотношении 1:4 [2]. Для осаждения наночастиц можно также использовать ухудшение растворимости полимера при изменении температуры.
Полимерные звезды – это структуры, имеющие ветви, исходящие из центра. Звезды могут быть одинарные, бинарные, содержащие два вида ветвей, сополимерные, где ветви представляют собой блок- или привитые сополимеры. Известны два метода синтеза звезд. В первом методе «К» сначала получают ветви, которые затем присоединяются к центру. Во втором методе «ОТ» синтез ветвей производится на мультифункциональном инициирующем центре. Изучена конформация звездообразного полистирола, где в качестве центра ветвления выступает фуллерен С 60 . Структура частиц характеризуется большей концентрацией звеньев вблизи начала ветвей и уменьшением ее к периферии. Конформацию ветвей можно представить как последовательность блобов с растущим размером от центра к краям [3]. Звезды с ветвями сильных полиэлектролитов и ядром силсесквиоксана получены алкилированием катионного полимера иодистым метилом. На рис.2 показано изображение этих звезд, где можно различить, как ветви, так и ядра частиц [4].
ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ
5
Полимерные мицеллы сферической или цилиндрической формы получают в результате самоорганизации блоксополимеров в селективных растворителях для одного из блоков. Так блоксополимер полистирол-поливинилпиридин в воде образует мицеллу с гидрофобным ядром из блоков полистирола и гидрофильной опушкой из блоков поливинилпиридина, поддерживающей частицу в растворе [5]. Методом самосборки можно получить и цилиндрические мицеллы. Такие структуры получены для блоксополимера полиферроценил-полидиметилсилоксан в гексане – селективном растворителе полидиметилсилоксана [6]. Здесь ядро частицы формируется из полиферроценилоксана, а поддерживающую корону образует полидиметилсилоксан (Рис.3).
Рисунок 3 - Цилиндрическая мицелла на основе блок-сополимера
Полимерные щетки – это гребнеобразные макромолекулы с высокой плотностью привитых ветвей. Они могут быть получены вышеупомянутыми методами «К» и «ОТ», а также методом «ЧЕРЕЗ», состоящем в полимеризации макромономеров с концевыми винильными группами. Щетки могут быть одинарными, бинарными и сополимерными. В зависимости от природы прививок они могут быть органо- или водорастворимыми. На снимках крио-ПЭМ (Рис.4) показаны щетки полиметакрилоилокси этилтриметиламмоний иодида (ПМЕТАИ). Из рисунка видно, что частицы щеток имеют червеобразную форму [7].
ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ
6
Рисунок 4 - Снимок щеток ПМЕТАИ, полученный методом крио-просвечивающий электронной микроскопии
Дендримеры – это разветвленные древовидные наноструктуры. Их получают двумя путями: дивергентным или конвергентным методами. Дивергентный метод состоит в цепной реакции образования ветвей от многофункционального разветвляющего центра. При конвергентном методе дендримеры получают соединением отдельных частей – дендронов – регулярных сверхразветвленных полимеров. На рис.5 приведена общая схема дендримера третьего поколения [8]. Размер дендримеров около 5-15 нм, молекулярный вес их достигает миллионов.
Получены разнообразные многослойные структуры из разнородных полимеров, стабилизированных ионными или водородными связями.
ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ
7
Рисунок 6 - Многослойный ионный комплекс поликислоты и полиоснования
На рис.6 приведена схема мультислойного комплекса поликислоты и полиоснования [8]. Толщина каждого бислоя – 2-3 нм, причем число слоёв может достигать сотен. Такие системы могут быть использованы в качестве мембран и оболочки капсул [9]. Большой интерес представляют наногели. Это густосшитые плотные трехмерные полимеры. На рис.7 приведена кривая распределения частиц наногеля по молекулярному весу и значения характеристической вязкости. Из рисунка видно, что средняя молекулярная масса частиц наногеля около миллиона при очень низкой вязкости, почти не зависящей от молекулярной массы. Параметр α уравнения Марка-Куна-Хаувинка близок к нулю. Это указывает на форму наногелей близкую к сферической. Размер частиц наногеля 5-50 нм [10].
Рисунок 7 - Кривая распределения наногеля по молекулярному весу
Все рассмотренные структуры проявляют свойства полимеров, из которых они состоят. Они могут быть стимул чувствительными к внешним условиям: температура, рН, ионная сила и др. и образовывать разного рода ассоциаты, комплексы с низко- и высокомолекулярными соединениями. Разнообразие их форм и свойств дает возможность их широкого практического применения в медицине, катализе, оптике и т.д.
ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ
8
1 Эскин В.Е. Рассеяние света растворами полимеров. – Москва, 1973 2 Zhang C., Pansare V., Prudhomme R.K. et al. // Soft Matter. – 2012. – V. 8. – P. 86 3 Лебедев В.Т., Кульвелис Ю.В., Орлова Д.Н. и др. // Высокомол. соед. – 2015. – Т. 57. – С. 72 4 Xu Y., Plamper F., Ballauff V. et al. //Adv. Polym. Sci. – 2010. – V. 228. – P. 1 5 Zhao J., Green P., // Macromolecules. – 2014. – V. 47. – P. 4337 6 Wang H., Yon W., Jiang P. et al. // Chem. Eur. J. – 2004. – V. 10. – P. 986 7 Музафаров А.М., Василенко Н.Г. // Природа. – 2011. – N 6. – C. 3 8 Tago T., Shibata H., Nishide H. // Macromol. Symp. – 2006. – V. 235. – P. 19 9 Кудайбергенов С.Е., Ибраева Ж.Е., Яшкарова М.Г., Бектуров Е.А. Композиционные гидрогелевые материалы. – Семей. – 2011. – 148 с. 10 Meuner D.M., Lions J.W., Kiefer J.J. et al. // Macromolecules. – 2014. – V. 47. – P. 6715
ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ
9
Оспанов Х.К. Центр физико-химических методов исследований и анализа при КазНУ им. аль-Фараби, г. Алматы, Казахстан E-mail:
Habibulla.Ospanov_10_10@mail.ru
Новые нетрадиционные термодинамические характеристики и их роль в условиях переработки минерального сырья Разработаны общие принципы прогнозирования различия реакционной способности минералов и «растворителей» в условиях переработки минерального сырья.
образования веществ (∆ f G
), энтальпия образования ∆ f H 0 и энтропия образования веществ ∆ f
0 , энергия Гиббса химической реакции ∆ r G
(классическое химическое сродство), среднеатомная энергия образования твердых веществ (
0
сродства
0
До настоящего времени в мировой науке были известны четыре мольные термодинамические функции такие как: энергия образования веществ (∆ f G 0 ), энтальпия образования ∆ f H 0 и энтропия образования веществ ∆ f S
, а также общая энергия Гиббса химической реакции ∆ r G
(классическое химическое сродство). Эти термодинамические функции играли важное значение для оценки знаний условий протекания химических реакций, что важно в разработке технологии различных промышленных производств. В значительной степени это касается в основном для процессов, протекающих в водной среде. Эти термодинамические характеристики ∆ f G 0 , ∆
f H 0 , ∆ f S 0 ,
∆ r G 0 выраженные в кДж/моль безусловно, содержат определенную информацию о характерах образующего соединения в ходе реакции применительно к гомогенной системе. Однако необходимо констатировать, что традиционные подходы классической термодинамики и формальной кинетики для количественного описания реакций, протекающих на границе раздела твердое тело-жидкость фактически непригодны. Например, сопоставление энергии Гиббса образования (∆ f G
) (кДж/моль) в ряду соединений- аналогов позволяет получить определенную информацию об их сравнительной реакционной способности при условии только одинаковой стехиометрии ZnO>CdO>HgO. Так, по суммарной величине(Δ r G 0 ) можно оценить только осуществимость или неосуществимость данной реакции. Важным следствием из второго начала термодинамики является, возможность по знаку (Δ r G
) определить направление реакции, а по абсолютной величине ее “движущую силу «или, как часто говорят “химическое сродство”. Химическое сродство - количественная оценка способности различных веществ вступать в химическое взаимодействие без учета необходимости тепловых эффектов [6]. Таким образом, возможность по суммарному значению определить только направление реакции для сложного процесса, протекающего на границе раздела твердое тело-жидкость, имеет весьма ограниченное применение, так как при этом не наблюдается закономерное изменение в значениях Δ r G
. Фактически, Δ r G 0
характеризует образование многофазной системы, особенно если объектом является гетерогенная реакция, протекающая на границе раздела твердое тело-жидкость. Такое ограничение в использовании величины изменения суммарной энергии Гиббса химической реакции можно объяснить тем, что эта энергия 0 r G характеризует в целом суммарный процесс сложных химических реакций, которые при этом приводят к жүктеу/скачать 31,15 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|