Закономерности синтеза терморасширенного графита из гидролизного лигнина и исследование свойств композитов на его основе

• Автор: Сербиновский, Алексей Михайлович
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Таганрог
• Количество страниц: 148 с. : ил.

1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ И РАЗРАБОТОК ТЕХНОЛОГИЙ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕРМОРАСШИРЯЮЩИХСЯ СОЕДИНЕНИЙ ГРАФИТА И ФОРМОВАНИЯ ПОРИСТЫХ КОМПОЗИТОВ.

1.1 Синтез терморасширяющихся соединений внедрения графита

1.2 Лигпины и продукты их модифицирования в технологии полимеров и композитов

1.3 Способы формования высокопористых композитов из порошков

со связующим

1.4 Цель и задачи исследования

2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Объекты исследования

2.2 Термическое модифицирование лигнинов

2.3 Синтез бисульфата графита и терморасширенного графита

2.4 Гранулометрический анализ порошков

2.5 Приготовление паст, формование и термообработка заготовок
фильтров и мембран на основе бисульфата графита.
2.6 Приготовление паст, формование и термообработка заготовок
фильтров и мембран на основе бисульфата графита.
2.7 ИК и ЯМР спектроскопия образцов.
2.8 Рентгенографический анализ образцов.
2.9 Изучение микроструктуры и элементного состава компонентов
2. Исследования механических, физических, и физикохимических
характеристик материалов
2. Электрохимические исследования
2. Планирование экспериментов, статистическая обработка результатов и оценка адекватности моделей.
I
3 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ МЕЛКОДИСПЕРСНОГО ТЕРМОРАСШИРЕННОГО ГРАФИТА НА ОСНОВЕ ИСКУССТВЕННОГО ГРАФИТА ИЗ ГИДРОЛИЗНОГО ЛИГНИНА.
3.1 Исследование изменения гранулометрического состава при
термолизе гидролизного лигнина и графитации углеродного материала
3.2 Получение искусственного графита из гидролизного лигнина и изменение гранулометрического состава при графитации углеродного материала из лигнина.
3.3 Синтез бисульфата графита и терморасширенный графит
из гидролизного лигнина
4 ФОМОВАНИЕ КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ БИСУЛЬФАТА ГРАФИТА И ТЕРМОРАСШИРЕННОГ О ГРАФИТА
4.1 Исследование конструкций композиционных лент, пластин и объемных фильтров на основе ТРГ.
4.2 Исследование способов вспенивания заготовок мембран и фильтров
4.3 Исследование технологии формования композиционных заготовок
на основе бисульфата графита.
4.3.1 Разработка составов водных и водноспиртовых паст на основе бисульфата.
4.3.2 Разработка составов неводных паст на основе бисульфата графита.
4.4 Выводы и рекомендации по выбору связующею, режимов сушки и вспенивания композиционных заготовок на основе бисульфата графита
5 ИССЛЕДОВА 1ИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ КОМПОЗИЦИОННЫХ ФИЛЬТРОВ И МЕМБРАН НА ОСНОВЕ ТЕРМОРАСШИРЕННОГО ГРАФИТА.
5.1 Термогравиметрический, элементный и микроструктурный
анализ композитов
5.2 Исследование адсорбционных свойств фильтров и мембран на основе ТРГ
5.3 Исследование композитов на основе ТРГЛ в качестве электродов
для органического синтеза.
5.4 Рекомендации по использованию и результаты внедрения
композитов на основе ТРГЛ 1
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Надежность и достоверность полученных результатов и эффективность математической модели подтверждены достаточно большим объемом экспериментальных данных, полученных различными взаимодополняющими методами, дисперсионным и корреляционным анализом по статистическим критериям, метрологическим обеспечением экспериментов, совпадением теоретических и экспериментальных результатов, реализацией процессов с предложенными параметрами на лабораторном оборудовании и в условиях опытного производства, результатами исследований мембран и фильтров. ТРГЛ в качестве электродов для электрохимического синтеза органических соединений. Техническая новизна работы состоит в разработке технологии изготовления тонких равноплотных фильтров и ленточных мембран, конструкций мембран и фильфов. ТРГЛкомнозитов. Результаты проведенных исследований использованы при разработке конкретных технологических процессов и композитов, внедрены в опытное производство ООО Завод Кристалл г. Таганрог и учебный процесс Таганрогского технологического института Южного Федерального университета. Результаты комплексных исследований процессов последовательного термического и электрохимического модифицирования гидролизного лигнина, закономерности изменения гранулометрического состава Г Л при последовательном получении продуктов модифицирования ГЛ, закономерное ги синтеза БГЛ из искусственного графита, полученного из гидролизною лигнина, результаты исследования свойств и характеристик ТРГЛ. Рекомендации по выбору параметров электрохимического синтеза мелкодисперсного БГЛ, обеспечивающие образование терморасширяющегося соединения с заданными свойствами при наибольшей производительности и наименьших энергоз атратах. Составы композитных заготовок на основе БГЛ, закономерности влияния состава паст на характеристики заготовок, рекомендации по выбору составов паст, режимов сушки и термообработки. Рекомендации по выбору конструкций мембран и фильтров, способов вспенивания композитных заготовок, конструкционных материалов форм для их термообработки. Результаты исследования структуры и свойств композитов на основе ТРГЛ. Результаты диссертационной работы апробированы на Всеросс. Приоритетные направления развития науки и технологии, г. Тула, Пятой Российской конф. Физические проблемы водородной энергетики, г. СанктПетербург, . Г. й Мсждунар. Актуальные проблемы современной науки, г. Самара, г. Междунар. Модернизация индустрии рекреации, санаторнокурортного дела и туризма, г. Геленджик, г. Регион, науч. Весна, г. Новочеркасск, г. ООО Завод Кристалл г. Таганрог, где внедрены в опытное производство. Результаты исследований по теме диссертации изложены в публикациях, в том числе 3 статьи в реферируемых журналах рекомендованных ВАК. Работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка использованной литературы и приложения и изложена на 8 страницах машинописного текста, содержит рисунков, таблиц. Список использованной литературы включает 3 наименования отечественных и зарубежных источников. Известно, что углеграфитовые материалы широко используются в различных областях промышленности, техники, приборостроения, медицины и т. Особый интерес ученых и практиков в последние десятилетия вызывают соединения внедрения графита СВГ, которые позволили создать десятки новых материалов с уникальным сочетанием физикохимических свойств, получить различные композиты многофункционального назначения. Соединения внедрения графита известны с го века, но реальный прогресс их использования в наше время связан с революционным развитием в различных областях науки и техники. Этот прогресс дач толчок новым исследованиям СВГ, синтезу новых соединений, целенаправленному созданию материалов с заданным сочетанием свойств, разработке технологии производства материалов и изделий на основе СВГ 1. Примерами многочисленных СВГ, рекомендованных для применения в различных областях, могут служить катодные и анодные материалы на основе СВГ фторуглеродные и оксиднографитовые катоды, ионнолитиевые и анионнографитовые электроды с графитовой матрицей, электроды на основе фуллеренов лития, фуллеренов аккумуляторов водорода, фторированных фуллеренов . Особое место среди СВГ занимают соединения, способные к терморасширению, позволяющие получать низкоплотные углеродные материалы терморасширенные графиты ТРГ 5, 6.