Главная – Журналы – Химия в интересах устойчивого развития 2004 номер 5

Представлены результаты геологических, физико-химических и технологических исследований каменных углей тувинского региона. Показаны направления глубокой комплексной переработки углей, обеспечивающих развитие экономики и повышения уровня жизни населения Республики Тывы.

Изучены условия окисления фенола пероксидом водорода в проточном щелевом электролизере с использованием газодиффузионного электрода для генерации пероксида водорода из кислорода. Исследованы зависимости скорости и эффективности окисления фенола от плотности тока при pH 12-13. Определен коэффициент полезного действия электрохимической ячейки проточного типа.

Представлены результаты межлабораторного сопоставления результатов определения ионного состава двух проб искусственных дождей и 80 проб атмосферных аэрозолей, отобранных на фильтры АФА-ХА и Whathman. Наибольшая погрешность анализа отмечена для ионов (HCO₃)^– и (NH₄)⁺. Снижение систематической погрешности при анализе аэрозолей может быть достигнуто за счет оптимизации процедур получения водной вытяжки и повышения качества используемой для этого воды.

В работе представлен сравнительный анализ содержания тяжелых металлов по результатам многолетнего мониторинга воды, взвешенного вещества и донных осадков р. Оби. Пространственное распределение металлов по длине р. Оби в среднем и нижнем ее течении отражает влияние крупных притоков: Томи, Чулыма и Иртыша, – а также Новосибирского водохранилища и крупных городов (Новосибирск, Томск, Нижневартовск). Распределение металлов на границе донные отложения - вода зависит от гидролого-гидрохимических условий и определяет повышенное содержание тяжелых металлов в донных отложениях Новосибирского водохранилища по сравнению со стрежневыми и тиховодными участками русла реки. Рассчитанные коэффициенты концентрации зависят от природы металла и наименьшие из них характерны для свинца и цинка. Обсуждаются результаты, полученные ранее для Обского водохранилища и верхней Оби в целом.

Представлен обзор способов утилизации жидких и твердых отходов содового производства. Обоснована возможность заводнения дистиллерной жидкостью нефтяных месторождений. Описан метод захоронения дистиллерной жидкости закачиванием ее в глубоко залегающие горизонты. Рассмотрены способы использования дистиллерной жидкости в производстве асбестоцементных изделий и для получения белой сажи. Показано, что на основе осадков сточных вод содового производства можно производить строительные материалы, а также тампонажные вяжущие материалы для цементирования скважин со сложными горно-геологическими условиями.

Методом термомеханической спектроскопии (ТМС) обнаружены четыре топологические структуры политетрафторэтилена (ПТФЭ): аморфная и три кристаллических (высокоплавкая, промежуточная и низкоплавкая модификации) блока. При гамма-облучении ПТФЭ практически неизменными остаются как свободный объем, так и молекулярно-массовые характеристики в псевдосетчатой структуре аморфного блока. В кристаллической фазе гамма-облучение снижает молекулярную массу закристаллизованных цепей низкотемпературной модификации и приводит к исчезновению промежуточной и высокотемпературной кристаллических фаз в результате их трансформации в аморфную. Квантово-химическое моделирование радикала F₃С(СF₂)₉FС^.(СF₂)₈СF₃ и молекулы перфторалкана н-С₂₀F₄₂ показало, что отрыв атома фтора приводит к существенной перестройке молекулярной структуры ПТФЭ. В твердой фазе подобная реорганизация сопровождается сильными изменениями и напряжениями кристаллической структуры перфторалкана и ПТФЭ, способствующими потере его механической прочности.

Проведена сравнительная и количественная оценка активности 3,6-бис(винилсульфонил)-1,2,4,5-тетрафторбензола и 3,6-бис(винилсульфанил)-1,2,4,5-тетрафторбензола в радикальной сополимеризации со стиролом. Показано, что 3,6-бис(винилсульфонил)-1,2,4,5-тетрафторбензол обладает высокой реакционной способностью в радикальных процессах, что связано с влиянием на винильные группы мономера акцепторного заместителя - тетрафторзамещенного бензольного кольца.

Проведены исследования ультрадисперсного порошка тетрафторэтилена, полученного термогазодинамическим методом (материал ФОРУМ^® ), методами дериватографии, масс-спектрометрии и дифференциальной сканирующей микрокалориметрии. Обнаружено, что процесс термического разложения ФОРУМ и его термофизические свойства существенно отличаются от промышленного ПТФЭ. Температурный интервал процесса разложения увеличивался более чем в четыре раза: 465–595 ^оC для ПТФЭ, и 70–550 ^оC для ФОРУМ. При терморазложении ФОРУМ выделяется широкий спектр молекулярных фрагментов с атомными массами от 31 до 881. Отсутствуют фазовые переходы в кристаллической фазе, характерные для промышленных образцов ПТФЭ, в то же время сдвинуты температуры плавления и превращения в аморфной части полимера.

Изучена полимеризация фторбензолов, перфторметилбензолов, полифторстиролов, перфторированных бензоциклоалкенов в тлеющем разряде. Показано, что реакционная способность этих соединений зависит от числа и положения атомов фтора в кольце, а также от вида заместителя. Высокой реакционной способностью обладают соединения с фторированной винильной группой и орто-замещенные (перфтор-о-ксилол, перфторбензоциклобутен). Структура образующихся полимеров изучена с помощью методов ИК-спектроскопии и элементного микроанализа. Определены скорости роста пленок на металлических подложках. Обсуждены предположения о механизме образования полимеров, включающие полимеризацию по двойной связи, конденсацию фторароматических колец с помощью отрыва заместителя и разрыв колец с образованием алифатических участков полимерной цепи. Показано, что введение атомов хлора в состав исходного соединения приводит к снижению скорости образования полимера. Установлено, что процесс полимеризации сопровождается окислительными реакциями, в результате которых в полимере появляются группы, содержащие кислород. В этой связи изучена полимеризация кислородсодержащих производных C₆F₅OR (R = CH₃, CF₂H, CF₃), C₆F₅C(O)CH₃, определены скорости роста пленок и высказано соображение о путях превращений кислородсодержащих заместителей. Проведена оценка гидрофобности и термостойкости ряда полимеров.

Разработаны твердофазные механохимические методы получения новых материалов - металлофторполимерных и металл-керамико-фторполимерных композитов. На основе систем W-Cu, WC-Cu, Cu-TiB₂ и ультрадисперсного политетрафторэтилена (УПТФЭ) получены композиционные материалы, обладающие высокой электропроводностью, низким коэффициентом трения и устойчивостью к механическому истирающему воздействию. Показано, что термическая стойкость чистого механически обработанного УПТФЭ и ПТФЭ, входящего в состав механокомпозитов, различна и зависит от природы основного компонента композита.

Приведены результаты исследований по разработке новых износостойких полимерных композиционных материалов на основе политетрафторэтилена, наполненного дисперсными синтетическими и природными соединениями. Показана эффективность использования подобных наполнителей в кристаллизующихся полимерах, кардинально изменяющих их свойства. Разработанные материалы прошли испытания в реальных условиях эксплуатации в составе узлов трения техники, работающей в условиях Севера, и технологического оборудования горнодобывающей промышленности. Их использование позволило многократно повысить ресурс узлов трения, а также решить проблему импортозамещения штатных уплотнений и подшипников.

Рассматриваются реакции пиролиза политетрафторэтилена (ПТФЭ) в различных условиях, приводящие к образованию перфторолефинов и перфторциклобутана, а также перфторалканов, перфторциклопентенов, перфторметилбензолов. Разработаны методы синтеза сопиролизом ПТФЭ с перфтораренами простейших гомологов перфтораренов - перфторметиларенов, содержащих от одной до трех трифторметильных групп (перфторированные метилбензолы, метилдифенилы, метилнафталины, метилинданы, метилпиридины). Рассматриваются данные по сопиролизу хлорпентафторбензола с ПТФЭ, приводящему к образованию перфторметилбензолов, хлорперфторметилбензолов, перфториндана. Обсуждаются схемы образования перфторциклопентенов, перфторметиларенов, хлорперфторметилбензолов, перфториндана с участием дифторкарбена.

Описаны фундаментальные особенности протекания процесса прямого фторирования полимеров и возможные области его промышленного применения. Изучено влияние состава фторирующей смеси F₂-He-N₂-O₂-HF, давления фтора, температуры и времени фторирования на скорость формирования фторированного слоя, химический состав, плотность, показатель преломления, поверхностную энергию, газоразделительные свойства и коэффициент трения фторированного слоя. Исследованы процессы образования и гибели долгоживущих и короткоживущих радикалов, участвующих в цепных процессах прямого фторирования. Дано описание промышленного использования прямого фторирования для улучшения ряда эксплуатационных характеристик полимерных изделий: селективности газоразделения полимерных мембран, барьерных и адгезионных свойств.

Исследовано влияние метеорологических факторов на ионный состав атмосферных аэрозолей и осадков на территории Западной Сибири. Найдено, что в зависимости от сезона, периодичности и количества осадков снижается массовая концентрация аэрозольных частиц, содержание в них водорастворимых солей растет, в аэрозолях и осадках меняется соотношение ионов, предшественниками которых являются летучие компоненты атмосферы, наземная или океаническая поверхность. Ситуации роста концентрации и доли ионов Ca²⁺ + Mg²⁺, Na⁺ и (SO₄)^2– на юге Западной Сибири коррелируют с траекториями переноса воздушных масс с территории Казахстана, Аральского и Каспийского морей. На севере Западной Сибири действие удаленных наземных источников проявляется слабее, растет вклад морского источника, основными предшественниками ионов в составе аэрозолей являются летучие компоненты атмосферы.