Введение к работе
Актуальность работы. Химическая промышленность России, в том числе Саратовского региона, включает ряд крупнейших химических предприятий, обеспечивающих страну химическими волокнами, минеральными удобрениями, моющими средствами, резинотехническими изделиями и другими видами химической продукции. Производство таких видов химической продукции сопряжено с образованием больших объемов промышленных сточных вод широкого спектра загрязнений (СПАВ, сульфаты, фосфаты, красители и т.д.).
Проблема создания новых материалов с функционально-активными группами, базирующихся на малостадийных, ресурсосберегающих и экологически не напряженных процессах.весьма актуальна. В этой области в настоящее время прослеживается тенденция развития нового класса композиционных хемо-сорбентов на основе активных волокнистых наполнителей и ионитовых полимерных матриц.
К числу таких материалов относятся разработанные на кафедре химической технологии СГТУ композиционные хемосорбционные волокнистые материалы «Поликон». Данные материалы состоят из волокнистого наполнителя с реакционноспособными группами и полимерной ионитовой матрицы, синтез и формирование которой проходят непосредственно на поверхности и в структуре волокна, что открывает широкие возможности для направленного регулирования структуры и свойств хемосорбционных материалов. На сегодняшний день отсутствует полная информация о взаимосвязи структуры со свойствами хемосорбционных материалов «Поликон», так необходимая при выборе состава материала для решения конкретно поставленных задач.
В связи с этим создание новых высокоэффективных хемосорбционных материалов для полного извлечения вредных антропогенных загрязнений из промышленных и бытовых стоков приобретает особую значимость и актуальность.
Работа выполнялась в соответствии с координационными планами программы Госкомвуза России «Университеты России», научное направление 08В «Разработка научных основ и производственных технологий для пищевой, химической, машиностроительной и легкой промышленности», СГГУ 213 «Исследование физико-химических закономерностей формирования структуры и свойств ПКМ со специфическими свойствами», СГТУ 237 «Научные исследования высшей школы в области химии и химических продуктов».
Цель данной работы. Направленное регулирование структуры и свойств композиционных хемосорбционных волокнистых материалов (КХВМ), для придания им высоких сорбционных характеристик и избирательной селективности.
Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:
выбор эффективного способа модификации КХВМ;
изучение влияния технологических приемов модификации на структуру и свойства хемосорбционных материалов «Поликон»;
исследование основных закономерностр53№1^^^ЙтаиФика''1№[и;
БИБЛИОТЕКА і
С Пп«!
sfcffyj
— установление влияния текстильной структуры волокнистой основы на
процесс формирования полимерной матрицы КХВМ;
-определение взаимосвязи структуры и свойств модифицированных КХВМ;
-оценка эффективности использования модифицированных материалов «Поликон» при очистке бытовых и промышленных сточных вод.
Научная новизна диссертационной работы заключается в том, что:
-доказано влияние текстильной структуры волокнистого наполнителя на процесс формирования ионитовой матрицы;
отмечены особенности формирования структуры хемосорбционных материалов «Поликон» на аминированных ПАН нитях;
установлено влияние мономеризационного состава ионитовой матрицы и текстильной структуры волокнистого наполнителя на свойства хемосорбционных материалов.
Практическая значимость работы заключается в следующем:
— разработана эффективная технология модификации материалов «Поли
кон», позволяющая получать хемосорбционные материалы с избирательной се
лективностью;
—доказана эффективность использования модифицированных материалов для очистки промышленных и бытовых стоков на стадии «полировки», подтвержденная актом проведенных исследований;
— материалы диссертации используются в учебном процессе для студен
тов химико-технологических специальностей.
На защиту выносятся следующие основные положения:
результаты комплексных исследований по влиянию текстильной структуры волокнистой основы на процесс формирования пространственной сетки анионообменной полимерной матрицы;
способы направленного регулирования структуры композиционных хемосорбционных материалов «Поликон»;
результаты исследования взаимосвязи структуры и свойств модифицированных КХВМ;
эффективность использования модифицированных материалов «Поликон» при очистке бытовых и промышленных сточных вод.
Достоверность и обоснованность результатов исследований подтверждается комплексом независимых методов: ИК-спектроскопии, оптической и электронной микроскопии, дифференциально-сканирующей калориметрии, рентгеноструктурного анализа и рядом химико-аналитических методов.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Международных и Всероссийских конференциях, в том числе на: трех Международных конференциях «Композит» (Саратов, 1998, 2001, 2004 гг.), двух Всероссийских научных конференциях «Мембраны» (Москва, 1998, 2001 гг.), XIV International Congress of Chemical and Process engineering «CHISA- 2000» (Praha, 2000 г.), XVII Менделеевском съезде (Казань, 2003 г.), IX Всероссийском симпозиуме
с участием иностранных ученых «Современные проблемы организации пористых структур и адсорбционного разделения веществ» (Москва, 2004 г.), Всероссийской конференции «Мембранная электрохимия,, Ионный перенос в органических и неорганических мембранах» (Краснодар, 2004 г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав: литературного обзора, методической и экспериментальной частей, выводов, списка использованной литературы и приложения (акт о технико-экономической эффективности и целесообразности внедрения разработанных хемосорбционных материалов).
