Сборник материалов VIІІ международной научной конференции студентов и молодых ученых «Наука и образование 2013»
жүктеу/скачать 15,22 Mb. Pdf көрінісі
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Опыт №2. .
- Вывод
- ПРИМЕНЕНИЕ СЕРЫ – ОТХОДА НЕФТЕДОБЫЧИ В ШИННОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ В КАЧЕСТВЕ ВУЛКАНИЗУЮЩЕГО АГЕНТА РЕЗИНОВЫХ СМЕСЕЙ
- Отличие от ранее проведенных (проводимых) аналогических исследований.
- Ожидаемые результаты
- Химизм процесса вулканизации
- Применение тенгизской серы в шинной промышленности в качестве вулканизующего агента резиновых смесей
- Массов ые доли,% На 100 м.ч. каучука,м .ч. Массов
Опыт №1. В данном опыте сопоставлялся метод титрования и метод экспресс рН-метрии. По методу титрования, сначала описывался первоначальный вид желудочного сока. Желудочный сок, который использовался в эксперименте, имел серовато-белый цвет с некоторым количеством слизи (слизь была обнаружена при переливании желудочного сока из одного сосуда в другой). Имелись оттенки зеленоватого цвета. По алгоритму вычисления, сначала определяется общая кислотность, затем свободная соляная кислота, связанная соляная кислота и кислотный остаток.[11] Для определения общей кислотности в стаканчик с желудочным соком прибавляется 1-2 капли 1% спиртового раствора фенолфталеина и титруется 0,1 раствором едкого натра. Принцип титрования заключается в реакции нейтрализации кислых компонентов желудочного сока 0,1 раствором NaOH в присутствии индикаторов. Перед началом титрования отмечается уровень раствора едкого натра. Раствор едкого натра наливается до тех пор, пока не появится стойкое розовое окрашивание. После окрашивания отмечается новый уровень раствора едкого натра. По разнице уровней высчитывается количество раствора, потраченное на нейтрализацию желудочного сока. Общая кислотность выражается в миллилитрах раствора едкого натра, необходимого для нейтрализации 100 мл желудочного сока. Поэтому для вычисления общей кислотности желудочного сока нужно количество 0,1 раствора едкого натра, потраченного при титровании 5 мл желудочного сока, умножить на 20 (или на 10, если титровали 10 мл желудочного сока). По расчетам общая кислотность равна 56ТЕ (в пределах нормы). Следующим этапом определяется свободная соляная кислота.Свободной соляной кислотой называется соляная кислота, находящаяся в желудочном соке в виде отдельных ионов H+ и Cl—. Определение свободной соляной кислоты определяется с помощью реакции диметиламидоазобензола. Для определения свободной кислотности к 5 мл желудочного сока добавляется 1 капля диметиламидоазобензола. Отмечается уровень раствора в мерной пробирке, производится титрация желудочного сока до появления красного цвета,жидкость в пробирке окрасилась. Это говорит о том, что данная жидкость имеет свободную соляную кислоту. После окрашивания в красный цвет, желудочный сок титруется дальше, до появления цвета «сѐмги» (оранжево-розового или оранжево-красного).Количество мл едкого натра, потраченного на титрование, умноженного на 20, будет равно свободной кислотности. По расчетам, свободная соляная кислота равна 28ТЕ (в пределах нормы). Следующим этапом, определяется связанная соляная
кислота. Связанной соляной кислотой называется соляная кислота, находящаяся в желудочном соке в химически связанном с белками и в недиссоциированном виде. Для определения связанной соляной
кислоты используется
индикатор ализарин. (Ализарин — оранжево-красные кристаллы триклинической или ромбической системы). Процедура титрования аналогична описанным ранее, к 5 мл желудочного сока добавляется ализарин, отмечается уровень раствора в мерной пробирке, производится титрация желудочного сока до появления серо-фиолетового цвета. По расчетам связанная соляная кислота равна 14ТЕ (в пределах нормы). Последним этапом становится определение кислотного остатка методом титрования. Процедура титрования аналогична описанным выше, и проводится до появления стойко малиново-розового окрашивания. По расчетам кислотный остаток равен 8 ТЕ.
267 В итоге по результатам: общая кислотность = 56 ТЕ, свободная НСl =28 ТЕ, связанная HCl=14 ТЕ, кислотный остаток =8 ТЕ. Общая рН составила – 1,6 (Данный желудочный сок не превышал нормы рН, и не требовалось определение молочной кислоты для выявления какой- либо патологии). Другой способ, используемый больше в клинических лабораториях – определение с помощью экспресс рН-метрии. Метод направлен на топографическое изучение рН-среды желудка, он является отражением нового подхода к исследованию кислотообразующей функции желудка. Исследование проводили при помощи ацидогастромера "Гастроскан-5". Обследование проводится как обычно утром, натощак, с соблюдением всех правил подготовки к зондовым методам обследования. При определении кислотности показатели, полученные при зондировании желудка, распределялись по шести функциональным интервалам: ФИ рН6 – (рН 7,0 – 7,5) – анацидность; ФИ рН5 – (рН 3,6 – 6,9) – гипоацидность выраженная; ФИ рН4 – (рН 2,3 – 3,5) – гипоацидность умеренная; ФИ рН3 – (рН 1,6 – 2,2) – нормацидность; ФИ рН2 – (рН 1,3 – 1,5) – гиперацидность умеренная; ФИ рН1 – (рН 0,9 – 1,2) – гиперацидность выраженная. Функциональный интервал, на который приходится наибольшее количество точек замера рН называется доминирующим функциональным интервалом и соответствует характеру кислотопродукции желудка. По результатам данного опыта, рН составило 1,723 - 1,7 (в переделах нормы)
В данном опыте сопоставлялся метод рН метра и по степени окрашивания мочи. Прибор рН-метр состоит из двух электродов - стеклянного и хлорсеребряного, погруженных в исследуемый раствор, электронного милливольтметра, шкала которого градуирована в единицах рН и в милливольтах ЭДС электродной пары. Измерительным является стеклянный электрод, потенциал которого зависит от концентрации (активности) ионов водорода в исследуемом растворе. [10]По результатам прибора, рН составило – 1,7 (Прибор показал, что этот же взятый желудочный сок, действительно в пределах номы). Другой способ, по степени окрашивания мочи. Пациенту дается несколько таблеток насыщенными ионообменными, что краситель которым насыщены смолы, вытесняется ионами водорода в кислой среде желудка. Далее краситель всасывается в толстой кишке и выделяется с мочой. Соответственно, интенсивность окрашивания мочи позволяет ориентировочно судить о кислотности желудочного сока: Анацидное состояние — ионы водорода в желудочном соке почти отсутствуют, соответственно краситель практически не вытесняется из ионообменных смол. Количество всосавшегося и выделившегося с мочой красителя незначительно. Цвет мочи соответствует разделению «В» на цветовой шкале; Гиперацидное состояние — ситуация противоположна: избыток ионов водорода практически вытесняют весь краситель из драже, чрезмерно всасывание и выведение красителя ведет к интенсивному окрашиванию мочи; Нормацидное состояние — состояние, расположенное посередине между двумя вышеописанными выше крайними случаями.[4] По результатам опыта, по краске алого цвета, шкала имела приближение к подразделению «А», но осталось в разделении с нормальной повышенной кислотностью. Вывод Исходя из опыта, можно сказать, что химическая технология определения кислотности желудочного сока – методами титрования и рН-метра, действительно эффективна в учебных лабораториях, так же как и определение, специальными приборами в условиях клиники. Благодаря развитым химическим технологиям,найденные патологические процессы могут быть излечимы на ранних стадиях. 268 В целом, кислотность в организме, играет очень большую роль. Причиной многих болезней органов является дисбаланс процессов кислотопродукции и кислотонейтрализации. Показатель рН имеет исключительное значение в химических и биологических процессах, происходящих в организме человека. По изменению водородного показателя можно судить о состоянии организма в целом в данный момент, а благодаря развитой химической технологии следить и за состояниемразличных жидкостей в организме.
1. Дубинская Т. К., Волова А. В., Разживина А. А., Никишина Е. И. 2.
3.
Коротько Г. Ф. Желудочное пищеварение в технологическом ракурсе — Кубанский научный медицинский вестник. 2006, № 7-8 (88-89), с. 17-22; 4.
Лея Ю. Я. рН-метрия желудка. — Л.: Медицина, 1987. — 144 с; 5.
Сотников В. Н. и др. Значение эндоскопической рН-метрии в определении кислотопродуцирующей функции желудка , 2005, 35 с; 6.
функционального состояния слизистой прямой
и сигмовидной ободочной кишки – физиология, Томск, 2002; 7.
пищеварительного тракта.
— СПб,
2005. — 228 с. 7) Линар Е. Ю. Кислотообразовательная функция желудка в норме и патологии. — Рига, Зинанте, 1968. — 438 с. 8.
Ройтберг Г. Е., Струтынский А. В. Внутренние болезни. Системаоргановпищеварения. Учебноепособие. — М.: МЕДпресс-информ, 2007. — 560 с. Rosenfeld L. Gastric tubes, meals, acid, and analysis: rise and decline / Clinical Chemistry. 1997; 43:837-842. (англ.) 9.
Руководство к практическим занятиям по биохимии. Нижний Новгород: издательство Нижегородской государственной медицинской академии, 2010. д.б.н. Е.И. Ерлыкина (общая редакция), доценты к.м.н. С.П. Калашников, к.м.н. П.П. Загоскин 2010г. 10.
http://www.gastroscan.ru/handbook/117/303; 11.
; 12.
http://ru.wikipedia.org/wiki/Кислотность_желудочного_сока; 13.
УДК 621.62 ПРИМЕНЕНИЕ СЕРЫ – ОТХОДА НЕФТЕДОБЫЧИ В ШИННОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ В КАЧЕСТВЕ ВУЛКАНИЗУЮЩЕГО АГЕНТА РЕЗИНОВЫХ СМЕСЕЙ Асылбеков Е.Б. Евразийский Национальный Университет имени Л.Н.Гумилева, Астана Научный руководитель - старший преподаватель Л.С. Омарова
Цель проекта является научно-техническое обеспечение технологии получения и применения серы – отхода нефтедобычи в шинной промышленности в качестве вулканизующего агента
На сегодняшний день в Казахстане актуальной проблемой является увеличивающиеся запасы элементарной серы. Производство серы значительно превышает ее потребление, и
269 существование такой диспропорции прогнозируется, по крайней мере, до 2015 - 2020 гг. Это обусловлено производством попутной (регенеративной) серы при переработке постоянно возрастающих объемов серосодержащего углеводородного сырья (газ, нефть) и более глубокой очисткой от серы продуктов нефтепереработки, отходящих и дымовых газов коксохимических, металлургических и энергетических производств, что продиктовано ужесточением требований к защите окружающей среде Гигантские кладовые под открытым небом наносят ущерб, не соизмеримый с выгодами от нефтедобычи на Тенгизском месторождении. Главными проблемами являются опасность загрязнения почвы и грунтовых вод, распространение серной пыли, а также поступление сероводорода в атмосферу вне системы дымовых труб. Научная значимость. Новизна и перспективность данного направления подтверждается интересами шинной промышленности Республики Казахстан. Вместо импортируемого из-за рубежа основного ингредиента резиновых смесей серы предлагается использовать в качестве вулканизующего агента тенгизскую серу. Практическая значимость В результате выполнения проекта будет создана новая технология получения вулканизующего агента для шинного производства, отпадет необходимость импорта извне дорогостоящих ингредиентов для производства резиновых смесей. Это даст возможность производить продукцию с низкой себестоимостью, что обеспечит конкурентоспособность ее на внутреннем и внешнем рынках. Отличие от ранее проведенных (проводимых) аналогических исследований. В отличие от существующих методов, данная технология основана на использовании в качестве вулканизующего агента резиновых смесей тенгизской серы.
Получение вулканизующего агента для шинного производства, отпадет необходимость импорта извне дорогостоящих ингредиентов для производства резиновых смесей. Это даст возможность производить продукцию с низкой себестоимостью, что обеспечит конкурентоспособность ее на внутреннем и внешнем рынках.
Каучук первоначально подвергается пластикации, а затем к нему подмешиваются (на вальцах, в специальных смесителях) порошкообразная сера, ускоритель, активатор, а также те из компонентов резиновой смеси, которые требуются с точки зрения эксплуатационных свойств резины. Изготовленные из резиновой смеси изделия подвергаются вулканизации путем нагревания в прессах, автоклавах, котлах, камерах при температуре 130—1500С. В этих условия, прежде всего, происходит плавление серы, которая первоначально образует маленькие капельки, исчезающие по мере течения процесса. Это исчезновение серы обусловливается растворением и химическим взаимодействием ее с каучуком. Растворимость серы в каучуке при температуре 1400С равна приблизительно 7%. Обеспечивая тесный контакт между реагентами, процесс растворения тем самым способствует их взаимодействию. Внешним выражением происходящей вулканизации являются, постепенное увеличение плотности смеси «усадка» и выделение теплоты вулканизации. Молекулы серы, состоящие из восьми атомов и соединенные в кольцо, под действием тепла, ускорителей и активаторов вулканизации расщепляются и переходят в активную форму. Реакционная способность НК, СКИ-3, СКД и других многих каучуков проявляется благодаря наличию двойных связей в их молекулах. Далее происходят химическое соединение серы с каучуком и другие физико-химические процессы. Реакция взаимодействия СКИ-3 с серой:
270
Применение тенгизской серы в шинной промышленности в качестве вулканизующего агента резиновых смесей В настоящее время на серых картах Тенгизского месторождения хранится 4,9 млн. тонн серы, получаемой в процессе подготовки товарной нефти. В сернистой нефти содержание сероорганических соединений может достигать 10-25 %. Сернистые соединения в большом количестве выбрасываются в атмосферу, поэтому очистка отходящих газов и утилизация серы является важнейшей экономической и экологической задачей. Одним из перспективных направлении утилизации тенгизской серы является использование ее в качестве компонента резиновых смесей для производства шин и резино- технических изделий. Серная вулканизация позволяет получить резины обладающие комплексом ценных свойств. - В данное время инвесторов, вкладывающих финансовые ресурсы в реализацию данного проекта нет. Результаты исследований по применению тенгизской серы в шинной промышленности в качестве вулканизующего агента резиновых смесей Основной технологической задачей вулканизации является придание резиновой смеси эластических свойств, т.е пластичный каучук превращается в резину. В результате вулканизация фиксируется форма изделия и оно приобретает необходимые прочность, эластичность, твердость. сопротивление раздиру, усталостную выносливость и др. полезные эксплуатационные свойства. С химической точки зрения вулканизация - соединение ("сшивание") гибких макромолекул каучука в трехмерную пространственную сетку (так называемую вулканизационную сетку) редкими поперечными химическими связями. Из большого разнообразия вулканизующих веществ наибольшее распространение в резиновой промышленности в качестве вулканизующего агента получила полимерная и техническая сера. Нами была изучена возможность применения тенгизской серы в качестве вулканизующего агента вместо используемой традиционно технической серы в рецептурах резиновых смесей для изготовления грузового каркаса и грузового брекера. Ингредиенты в опытных резиновых смесях брались аналогично эталонным рецептам. Рецептуры резиновых смесей с использоанием в качестве вулкнизирующего агента тенгизской серы приведены в таблицах. Определение вулканизационных свойств исходной резины с использоанием в качестве вулкнизирующего агента тенгизской серы показало, что технология переработки и вулканизации этих смесей практически не отличается от стандартной. Смешение проводили в две стадии на лабораторных вальцах См 630/315/315. Температура валков вальев переднего-70-80 0 С, заднего-60-70 0 С, фрикция 1:1,14. Режим смешения: продолжительность 20 мин на первой стадии; на второй - 8 мин. Вулканизацию образцов проводили на
271 лабораторном вулканизационном прессе RDE 800x800 и физико –механические показатели полученных резин определяли на лабораторном оборудовании ТОО «Экошина»- лабораторная электронная разрывная машина JDL 2500, твердомер ТМ- 2. Результаты физико – механические показатели резиновых смесей с использованием Тенгизской серы приведены в таблице 5. Из полученных результатов при испытании опытных резиновых смесей грузового каркаса и брекера следует, что при введении тенгизской серы физико-механические показатели находятся в соответствии с нормами технического контроля. У опытных резин наполнительного шнура при введении тенгизской серы увеличивается твердость, что является важной характеристикой для этих резин. Вышеизложенное позволяет рассматривать тенгизскую серу как перспективный ингредиенты резиновых смесей, что имеет большое значение при сложившемся дефиците сырья для резиновой промышленности Республики Казахстан. Таблица 1 Рецептура резиновой смесей грузового каркаса
РЕЦЕПТУРНАЯ КАРТА Грузового каркаса Наименование материалов На 100 м.ч. каучука,м.ч. Массов ые доли,% На 100 м.ч. каучука,м .ч. Массов ые доли,% СКИ-3
100,0 58,78
100,0 58,78
Сера тенгизская - - 2,33 1,36
СЕРА ТЕХНИЧЕСКАЯ 2,33
1,36 -
- СУЛЬФЕНАМИД Ц 1,1 0,64
1,1 0,64
БЕЛИЛА ЦИНКОВЫЕ 5,0
2,93 5,0
2,93 КИСЛОТА СТЕАРИНОВАЯ 1,0 0,58
1,0 0,58
КАНИФОЛЬ СОСНОВАЯ 2,0
1,17 2,0
1,17 КИСЛОТА БЕНЗОЙНАЯ 0,2 0,11
0,2 0,11
КАОЛИН 20,0
9,64 20,0
9,64 МАСЛО ПН - 6Ш 2,0 1,17
2,0 1,17
МЯГЧИТЕЛЬ АСМГ 5,0
2,93 5,0
2,93 ДИАФЕН ФП 0,5 0,29
0,5 0,29
УГЛЕРОД ТЕХНИЧЕСКИЙ П- 514
51,0 29,98
60,0 28,92
Таблица 2. Физико – механические показатели резиновых смесей с использованием тенгизской серы Шифр и
назначе ние
резинов ой
смеси
Пласти ч ность,
усл. ед. Режим
вул канизаци
и, Тº С -
Условно е напряже
-ние при Удлине
нии 200%
кгс/см 2
Условно е
напряже -ние при удлине- нии
300% кгс/см
2
Условна я прочност
ь при
растяж- ении
кгс/см 2
Относител ь-
ное удлине-
ние при ра-
зрыве, % Твер-
дость по
Шор у,
усл. ед.
Грузово й каркас Норма 0,30-
0,40 155 Х 20
60 - 110 н/м 155 410 - 650
использов 0,35
155 Х 20
105 145 550
272 а-нием
серы техническ ой
использов а-нием
тенгизс- кой серы 0,37 155 Х 20 100
140 600
жүктеу/скачать 15,22 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|