УДК 691.175
НОВЕЙШИЕ ДОСТИЖЕНИЯ СОВРЕМЕННОЙ ХИМИИ В ОБЛАСТИ ПОЛИМЕРОВ
Жайлханова А.А., студ., Зайнуллина А.Ш., рук., к.х.н., доцент Алматинский технологический университет
Республика Казахстан, г.Алматы. E-mail: j . almagul . a @ gmail . com
Все мы знаем, что химия, как наука постоянно развивается и не только в теоретически, но и практическом значении в самых разных сферах человеческой деятельности. Данная работа включает в себя наиболее интересных открытий в химической отрасли. Давая некоторое представление о широком поле для исследований химии, а также показывая, насколько важны инновации в этой области и насколько разнообразны в сфере их применения.
Разработана технология, которая позволяет преобразовывать отходы масел и пластика в минеральное топливо, а именно полиэтилена и полипропилена.
Процесс, разработанный позволяет переработать неиспользуемое потенциальное сырье, около 11.6 млн. тонн отходов с большим содержанием пластика, в высококачественные горючие и топливные материалы.
Инновационная технология основана на процессе фракционированной деполимеризации, который похож на крекинг сырой нефти. При температуре 400 градусов Цельсия, длинные углеводородные цепочки подвергаются разделению, затем выпариваются и осаждаются в конденсаторе в виде дизельного топлива. Планируется, что благодаря инновационной технологии, дизельное и печное топливо станет значительно дешевле чем то, которое все сейчас покупают на АЗС или берут для отопительных систем. С тех пор, как цена на баррель сырой нефти превысила отметку 30 долл., цена на дизельное топливо, производимое из отходов, стала выгодней цены на продукты переработки нефти. И это конкурентное преимущество растет с повышением цены на сырую нефть.
Переработка всевозможных пластмассовых бутылок из разных полимеров в данное время стала очень актуальной, ведь ресурсы природы небезграничны, да и перерабатывать тару весьма нелегко. Сжигать или закапывать полимерную тару вредно, да и просто немыслимо - земли не хватит. Вначале тару собирают и сортируют на полигоне. Потом ее прессуют в тюки весом в тонну и отправляют на мельницу-дробилку. Полученную смесь хлопьев вываливают в водяную ванну - здесь смывают этикетки и удаляют остатки клея. Затем хлопья по возможности разделяют на полимеры разных видов. Иные полимерные фракции легче воды, они всплывают на поверхность и таким образом отделяются от более тяжелых полимеров. На специальном барабане хлопья смеси полимеров фильтруют, высушивают, затаривают в огромные мешки и отправляют на склад. Теперь полимеры ждут главные превращения - химическая переработка в реакционном экструдере. Но тут и возникает главная проблема - как переработать смесь
разных полимеров? Дело в том, что полиэтилен, полиэфир, полиэтилентерефталат и другие полимеры, помещенные в реактор и нагретые до температуры их переработки, часто вызывают взаимное разложение друг друга. Здесь сказывается ограниченная совместимость полимеров разной химической природы. Для того чтобы избежать этих неприятных явлений, придумали делать органические добавки в смесь. На выходе оказываются полимерные композиционные материалы, которые имеют повышенную механическую и ударную стойкость и почти не впитывают воду. Поэтому из них можно делать корпуса фильтров, мембран, аппаратуры водоподготовки и другие изделия, которые работают при повышенных температуре и влажности (табл.1).
Таблица 1 – Свойства полиэтилена Свойства
полиэтиленов
Высокой плотности
Низкой плотности
Тпл 129-135 ° С 108-115 ° С
Т ст ок. -60 ° С ниже -60 ° С
Плотность 0,95-0,96 г/см3 0,92-0,94 г/см3
Кристалличность высокая низкая
Растворимость растворим в АУВ выше T=120 ° С
растворим в АУВ выше T=80 ° С
Инженерам удалось создать аппарат, позволяющий сжигать соленую воду.
В аппарате Канзиуса вода подвергается воздействию радиоволн, которые ослабляют связи между ее компонентами и высвобождают водород. При наличии искры водород воспламеняется и горит ровным пламенем, температура которого, как показывают эксперименты, может превышать 1600 градусов Цельсия. Стоит подчеркнуть, что процесс высвобождения водорода не является формой электролиза, имеет место другое явление. Воду не надо подвергать никакой специальной очистке, годится любая соленая вода, в том числе взятая непосредственно из моря (табл. 2). Это открывает большие перспективы перед топливной отраслью.
Таблица 2 - Примерный состав примесей в сточных водах
химических промывок , г/м3
Вещество Метод промывки
Соляно- кислотный
Адипиново- кислотный
Гидразино- кислотный
Композицион- ный
Хлориды (С l ) 2000 - - -
Сульфаты
( SO 2 4 ) - 300 800 300
Железо ( Fe 2+ +
Fe 3+) 300 230 300 250
Медь 50 - - 50
Цинк 50 - - 30
Фтор 250 - - 200
Соленая вода доступна почти в любом регионе Земли практически в неограниченном количестве, для окружающей среды аппарат безвреден:
отходом производства является опять же вода. Уже подана заявку на патент:
использование соленой воды в качестве альтернативного топлива.
В ходе моей учебно-исследовательской работы стоит отметить, что благодаря разработке технологии производства дизтоплива из пластиковых отходов, будет частично решена не только энергетическая проблема, но и проблема ликвидации отходов. Новый метод очень хорошо сочетается с идеей защиты окружающей среды. Сегодня началась работа для переработок всевозможных пластмассовых бутылок из разных полимеров. Над созданием аппарата реакционной экструзии для переработки полимеров и их отходов независимо от состава и химической природы их компонентов, ведь добавки могут быть разными - в зависимости от того, какие полимеры нужно переработать и до какой температуры их требуется нагреть в реакторе.
Разработку вместо топлива - соленая вода, можно призвано сказать его самым значительным открытием в науке о воде за последние сто лет.
Список литературы:
1. Органическая химия в 2-томах, 2013 года. Юрайт-Издат. Грандерг И.И., Нам Н.Л.
2. Саркисов О.М., Уманский С.Я. Фемтохимия -Успехи химии, 2001 г.
3. Ивановский А.Л. Фуллерены и нанотрубки – Химия и жизнь, 2004 г.
4. Шепелев И.И., Твердохлебов В.П. Электровзрывная обработка водных пульп и эмульский – Химическая технология, 2001 г.
5. Сумм Б.Д, Иванова Н.И. Коллоидно-химические аспекты нанохимии от Фарадея до Пригожина-Вестник Московского Университета, Химия 2001г., том 42
