Разработка составов и технологии эпоксидных компаундов и нефтесорбентов на основе целлюлозосодержащих отходов

• Автор: Панкеев, Виталий Васильевич
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 110 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ИНФОРМАЦИОННЫЙ АНАЛИЗ

1.1. Сорбционные материалы

1.2. Наполнение, как метод модификации полимеров 47 ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Объекты исследования

2.2. Методы исследования 61 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТА И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

ГЛАВА 3. Разработка технологии и исследование свойств нефтесорбентов

на основе отходов обмолота проса

3.1. Технология получения нефтесорбента из отходов оболочки проса
3.2. Технико-экономическая эффективность разработанных сорбентов
Г ЛАВА 4. Разработка технологии и исследование свойств эпоксидных компаундов с модифицированными ООП в качестве наполнителя
4.1. Технология производства эпоксидных компаундов пониженной горючести
4.2. Технико-экономическая эффективность разработанных эпоксидных компаундов
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ПКМ - полимерный копмозиционный материал
КМ - композиционный материал
ООП - отходы обмолота проса
ИК - инфракрасный
ИКС - инфракрасная спектроскопия
ТГА - термогравиметрический анализ
ТФБА - тетрафторборат аммония
ПАВ - поверхностно-активное вещество УСВР - углеродная смесь высокой реакционной способности
АФС - аэрофонтанная сушка
КК - карбонат кальция
ТРГ - терморасширенный графит
АФО - асбофрикционные отходы
ЭПКМ - эпоксидный полимерный композиционный материал
ФК - фосфорная кислота
ТХЭФ - трихлорэтилфосфат
ПЭПА - полиэтиленполиамин
АПП - полифосфат аммония

Введение
Целлюлозосодержащие растительные отходы, в том числе и отходы обмолота проса (ООП), наличие которых в РФ с 2007 по 2012 гг. составляет более 120 тыс. тонн, могут являться экологически чистым видом сырья для многих отраслей промышленности, но, к сожалению, в настоящее время малоиспользуемы. Применение ООП решает задачи: утилизацию отходов сельскохозяйственного производства, получение эффективных нефтесорбентов и наполнителя композиционных материалов с пониженной горючестью. Сочетание физической и химической модификации сырья, с использованием соединений способных структурировать целлюлозосодержащие полимеры при их термической обработке, обеспечивает повышение выхода готового продукта в 3 раза и создает структуру частиц с высокоразвитой активной поверхностью.
Поэтому исследования возможности модифицирования ООП с целью их дальнейшего применения в качестве сорбентов и наполнителей является актуальной проблемой.
Целью диссертационной работы являлась разработка технологии модификации целлюлозосодержащих полимерных отходов для получения нефтесорбентов и наполнителя эпоксидного связующего.
Для достижения цели решались следующие задачи исследования:
• определение химического состава и свойств ООП;
• оценка влияния температуры на химический состав и свойства ООП;
• выбор модификатора для повышения выхода готового продукта;
• выбор параметров физической и химической модификации;
• определение эффективности сорбента;
• исследование возможности регенерации нефтесорбентов;
• создание эпоксидных компаундов с пониженной пожарной опасностью. Научная новизна работы заключается в том, что впервые:
• установлен химический состав отходов обмолота проса. По идентичности полос поглощения ИК спектров валентных колебаний кольца

и природного сырья: лузга гречки и подсолнечника, шелуха овса и риса, черная скорлупа грецкого ореха, кукурузные початки (отходы), отходы переработки трав, опавшая листва, солома, камышовая сечка, соцветия тростника [2,13,59-64]. Использование всех этих материалов, являющихся потенциальным местным сырьем для производства сорбентов, позволяет увязать ликвидацию отходов сельскохозяйственного производства с природоохранной деятельностью.
В связи с этим разработанные специалистами НПГ «Ренари» технология и установка переработки отходов рисового производства [64] являются показательными и могут быть приняты в качестве прообраза решения существующих отраслевых и региональных проблем обеспечения экологической безопасности в нефтедобывающей отрасли.
Технологический цикл включает ряд последовательных операций: подачу сырья в приемный бункер печи и его предварительный нагрев отходящими газами, перемещение подогретого сырья в активную область печи и нагрев до рабочей температуры, охлаждение готового продукта циркуляционной водой в охладителе к вытяжке. Помимо этой установки НПГ «Ренари» создала производственный участок по переработке гречишной лузги (экосорбент ГС) производительностью до 5 тонн в год [65, 66].
Сорбенты, произведенные по технологии НПГ «Ренари», имеют небольшую насыпную плотность 80-150 кг/м3, удельную поверхность до 500 м2/кг, нефтеемкость 3-7 кг/кг.
Экосорбенты PC и ГС предназначены для сбора нефтепродуктов с водной и земной поверхности. Насыщенный нефтепродуктами экосорбент может быть использован при производстве топливных брикетов.
Нефтеемкость сорбента, полученного из гречичной лузги, обработанной при температуре 150-450 °С, достигает величины 3,34 кг/кг, табл. 9.