Исследование сжигания эстонских сланцев с непроектными топливами тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.14.14, кандидат наук Зайченко Михаил Николаевич

• Зайченко Михаил Николаевич
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Зайченко Михаил Николаевич

Введение

Глава 1. Анализ существующих методов производства углеродных

волокон

1. 1 Углеродные волокна. Свойства и область применения

1.2 Производство углеродных волокон из полиакрилонитрила

1.2.1 Получение ПАН волокон

1.2.2 Модификация ПАН волокон перед их термообработкой

1.2.3 Получение углеродных волокон из ПАН волокон

1.3 Способы и конструкции печей для проведения термической стабилизации ПАН волокон

1.4 Постановка задачи исследования

Глава 2. Математическая модель процесса термостабилизации

ПАН жгутов в печи ВУЛОН

2.1 Концептуальная модель процесса и основные допущения

математической модели

2.2 Математическая модель сопряженного теплообмена в канале

печи ВУЛОН

2.2.1 Получение ПАН волокон

2.2.2 Математическая модель радиационно-конвективного теплообмена в печи ВУЛОН

2.2.3 Методы численного решения уравнений внутренней и

внешней задач и алгоритм сопряжения

2.3 Выводы по второй главе

Глава 3. Теплофизические исследования процесса термостабилизации

3.1 Основные характеристики процесса термостабилизации

3.2 Экспериментальная установка и методика экспериментов

3.3 Исследование процесса термостабилизации

3.4 Выводы по третьей главе

Глава 4. Численное исследование процесса термостабилизации

ПАН жгутов в печи ВУЛОН с применением ЭВМ

4.1 Рабочая панель и возможности программы

4.2 Проектные параметры нагрева ПАН жгутов в печи ВУЛОН

4.3 Разработка нового режима нагрева волокна с целью сокращения энергозатрат

4.4 Выводы по четвертой главе

Глава 5. Экспериментальная проверка применимости разработанной

модели для сокращения энергозатрат на печах термостабилизации

типа ВУЛОН

Заключение

Список литературы

Приложение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование сжигания эстонских сланцев с непроектными топливами»

ВВЕДЕНИЕ

Углеродные волокна (УВ) являются одним из основных видов армирующих элементов, применяемых при создании композиционных материалов. Для их производства используются различные полимерные волокна, чаще всего полиакрилонитрильные (ПАН волокна). Себестоимость производства УВ весьма высока, причем основной статьей затрат являются затраты на энергопотребление. Существующая технология производства УВ состоит из трех последовательных стадий термообработки исходного волокна: термостабилизации, карбонизации и графитации. После стадии термостабилизации нити полимерного волокна приобретают структуру, необходимую для получения требуемого качества УВ. После карбонизации они приобретают прочность, а после графитации -упругость.

Наиболее продолжительной по времени и энергоемкой (более 70% от общего расхода энергии на трех стадиях) является термостабилизация. В связи с этим целесообразно сокращать энергозатраты на производство УВ, уменьшая их на стадии термостабилизации, совершенствуя для этого конструкцию и режим работы печи. Операция термостабилизации заключается в нагреве исходного волокна в присутствии кислорода до температуры 300 0С. При этом изменяется структура молекул углерода, приближаясь к необходимой для получения качественного УВ, и удаляются примеси. Сложность реализации термообработки ПАН заключается в том, что при температурах 230-280 0С в волокне протекает экзотермическая реакция с выделением большого количества теплоты (1,34-106 Дж/кг). Это явление называют экзоэффектом. При неуправляемом выделении теплоты экзоэффекта может возникнуть пережог обрабатываемого волокна, и оно станет непригодным для производства УВ.

Для предотвращения пережога в рабочем пространстве печи поддерживается ступенчатый температурный режим. В существующих печах термостабилизации переменный температурный режим поддерживается за счет изменения температуры воздуха, подаваемого в рабочее пространство,

являющегося теплоносителем и источником кислорода. Воздух подогревается в электрокалорифере до заданной температуры и нагревает обрабатываемые волокна за счет конвективного теплообмена. Одновременно воздух снимает избыточное количество теплоты, выделяющейся в волокнах в ходе экзотермических реакций. Данная технология термостабилизации, реализуемая во всем мире, крайне неэффективна и трудно управляема. Свыше 93% всей потребляемой энергии расходуется на подогрев воздуха и лишь около 3% на нагрев обрабатываемого материала. Поэтому в настоящее время актуальной является проблема повышения энергоэффективности печей термостабилизации при производстве углеродных волокон.

Целью данной работы является повышение энергоэффективности печей термостабилизации ПАН волокон на основании исследования процессов тепло- и массообмена, протекающих в их рабочем пространстве.

Для достижения поставленной цели в работе необходимо было решить ряд научно-технических задач:

1. Провести анализ современного состояния теории и практики процесса термостабилизации ПАН волокон и собрать исходные данные, необходимые для разработки математической модели изучаемого объекта.

2. Разработать математическую модель процесса тепло- и массообмена в рабочем пространстве печи термостабилизации, учитывающую различные механизмы теплообмена волокна с рабочим пространством и позволяющую рассчитывать температурный режим, который обеспечивает монотонное повышение температуры волокна без его пережога, а также остаточное содержание примесей в волокне, как функции координат и времени.

3. Реализовать экспериментальные исследования процесса термостабилизации ПАН волокон с целью уточнения физической модели данного процесса и определения значений физико-химических констант реакций, протекающих в обрабатываемом волокне.

4. Разработать при помощи математической модели процесса термостабилизации наиболее рациональный технологический режим с точки

зрения минимума энергозатрат, полноты завершенности процесса удаления из сырья посторонних примесей и предотвращения пережога обрабатываемого материала.

Методы исследования. В диссертационной работе использованы экспериментальные и расчетные методы исследования. В качестве расчетного метода применено математическое моделирование процесса термостабилизации полимерных волокон с реализацией на персональном компьютере на языке С++ в среде Builder 6.0. Экспериментальное исследование процесса термостабилизации выполнено на лабораторной установке DSC 404 C Pegasus фирмы NETZSCH и лабораторной установке ОАО «НИИграфит» собственной разработки.

Научная новизна:

1. Впервые доказана возможность использования электронагревателей в печах термостабилизации ПАН волокна во всем интервале температур, что позволяет перейти от повсеместно используемого в этих печах конвективного режима теплообмена к радиационно-конвективному;

2. Показано, что в печах термостабилизации с электронагревателями во всем интервале температур технологического процесса решающую роль играет радиационный теплообмен между нагревателями и обрабатываемым волокном. В связи с этим впервые появляется принципиальная возможность оперативно управлять температурным полем в рабочем пространстве печи с любой заданной точностью.

3. Предложена физическая модель процесса термостабилизации ПАН волокна, разделяющая весь процесс на 3 периода: индукционный, окисление летучих и реакции в твердой фазе. Согласно данной модели, допустимая температура процесса термостабилизации определяется в зависимости от физико-химических свойств обрабатываемого волокна и ограничена температурой перехода от индукционного периода к периоду горения летучих.

Практическая значимость:

1. Разработана математическая модель процесса термостабилизации ПАН волокна в печах с электронагревателями, которая позволяет управлять

температурным полем в рабочем пространстве печи, что обеспечивает минимальные энергозатраты на процесс, равномерную по сечению обработку ПАН волокна и исключает возможность его пережога.

2. Выполнена программная реализация математической модели, позволяющая исследовать процесс термостабилизации на компьютере.

3. Разработаны рекомендации по совершенствованию режима термостабилизации полимерных волокон, позволяющие помимо экономии энергетических ресурсов сократить выход брака и улучшить качество выпускаемого полупродукта.

4. Получен новый режим нагрева волокна в процессе термостабилизации применительно к печи ВУЛОН, позволяющий сократить энергозатраты при сохранении качества полупродукта.

Достоверность и обоснованность результатов обеспечивается и подтверждается использованием при разработке математической модели фундаментальных уравнений теории тепло- и массообмена, а также согласованием результатов расчетов с данными эксперимента на лабораторной установке.

Личный вклад автора.

Все результаты диссертационной работы получены автором лично под руководством научного руководителя.

Автор защищает:

1. радиационно-конвективный способ нагрева полимерного волокна при его термостабилизации;

2. результаты экспериментального исследования нагрева волокна при его термостабилизации;

3. результаты численных исследований процесса термостабилизации при радиационно-конвективном режиме нагрева волокна;

Апробация результатов работы.

Материалы диссертационной работы докладывались на следующих конференциях: Международная, межвузовская и институтская научно-техническая конференция «64-е Дни науки студентов МИСиС» (Москва, 2009); Международная научно-практическая конференция «Научные исследования и их практическое применение. Современное состояние и пути развития» (Одесса, 2011); XVIII Международная научно-практическая конференция студентов и молодых ученых «Современные техника и технологии» (Томск, 2012); IV Всероссийская научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых учёных «Теплотехника и информатика в образовании, науке и производстве» (Екатеринбург, 2015); XVI Международная научно-практическая конференция: «Инновационное развитие: физико-математические и технические науки» (Москва, 2015).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 научных работ, в том числе 3 статьи в ведущих научных изданиях, включенных в перечень ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа включает введение, пять глав, заключение, список цитируемой литературы, приложение. Общий объем составляет 127 страниц, включая 43 рисунка, 15 таблиц, список литературы из 118 наименований.

Работа выполнена в Федеральном государственном автономном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС».

Глава 1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ ПРОИЗВОДСТВА

УГЛЕРОДНЫХ ВОЛОКОН

1.1 Углеродные волокна. Свойства и область применения

Современными конструкционными материалами, в значительной мере определяющими уровень развития ракетно-космической и авиационной техники, являются композиционные материалы (КМ). Углеродные волокна (УВ) в настоящее время являются одним из основных видов армирующих элементов, применяемых для создания высокомодульных высокопрочных КМ, основными из которых являются углепластики (УП) [1-7]. УВ отличаются высокими значениями прочности (до 7 ГПа), модуля упругости (до 600 ГПа) и низкой, по сравнению с металлами, плотностью (1,7-1,9 кг/м ). УП - полимерные композиционные материалы из переплетённых нитей углеродного волокна, расположенных в матрице из полимерных (эпоксидных, фенольных и др.) смол. Смола при небольшом нагружении усиливает волокна и действует, как средство передачи и распределения нагрузки среди волокон [8]. Введенные в полимер наполнители могут привести к повышению прочности и модуля упругости, тепло- и термостойкости, снижению удельного электрического сопротивления композиционного материала [9-13]. В таблице 1.1 представлены свойства композитов ОгаШ, созданных с использованием УВ, в сравнении с некоторыми металлами [14].

Главной сферой применения УВ является авиакосмическая промышленность, в которой требуются материалы с высокой удельной прочностью и жесткостью [1-3]. Примерно 25 % массы искусственных спутников приходится на элементы, изготовленные из углепластиков. Применение УВ в химически- и коррозионностойких деталях и конструкциях связано с тем, что они обладают очень высокой стойкостью к действию концентрированных горячих водных растворов кислот и щелочей. Благодаря высокой электропроводности УВ

и, особенно графитизированные, применяются для изготовления нагревательных элементов. Они используются для изготовления нагревателей, применяемых как при пониженных температурах в космических кораблях, так и в печах, работающих при высоких температурах [15-17]. Важным направлением в развитии КМ из УВ является также водородная энергетика, в рамках которой разрабатываются специальные топливные элементы, широко используемые во многих странах мира в жилищном хозяйстве [18-21].

Таблица 1.1 - Свойства различных композитов ОгаШ и металлов

Материал Удельный вес, г/см3 Предельная прочность на растяжение, ГПа Модуль Юнга, ГПа Удельная предельная прочность на растяжение, ГПа Удельный модуль Юнга, ГПа

ОгаШ из качественного УВ 1,5 1,5 110 1,00 74

ОгаШ из высокоэластичного УВ 1,5 1,9 125 1,27 83

ОгаШ из высокопрочного УВ 1,5 1,9 130 1,27 87

ОгаШ из высокомодульного УВ 1,6 1,5 190 0,94 119

Сталь 7,8 1,0 210 0,13 27

Титан 4,5 0,96 110 0,21 25

Алюминий 2,7 0,47 75 0,17 28

УВ, помимо высокой прочности и жесткости, обладают малым коэффициентом поглощения рентгеновского излучения и превосходной совместимостью с живыми тканями. Этими свойствами определяется применение УВ в медицине при изготовлении протезов опорно-двигательного аппарата. УВ применяются практически везде, где при требовании снижения массы необходимо сохранить прочность и жесткость материала. Помимо этого, высокая

термостойкость позволяет применять УВ для изготовления теплозащитных средств. Таким образом, ткани из УВ представляют собой прекрасные тепловые экраны.

Разрабатывается два типа углеродного волокна - высокопрочное и высокомодульное [14, 22]. Высокомодульное волокно получают, подвергая высокопрочное волокно графитации. При этом возрастает модуль упругости, но уменьшается прочность. Термические свойства УВ существенно зависят от характера окружающей атмосферы [23-26]. На воздухе УВ окисляются при повышенных температурах. Поэтому температура их длительной эксплуатации не превышает 300-400 0С. В инертной среде температура длительной эксплуатации волокон составляет 400-600 0С. В условиях кратковременного нагрева в инертной или восстановительной среде они выдерживают температуру 1500-2000 0С и даже до 2500-3000 0С.

Впервые углеродные волокна были получены в 1880 г. и использовались в лампах накаливания в качестве светоизлучающих элементов. Такие волокна получались в результате пиролиза хлопкового или гидратцеллюлозного волокна и отличались хрупкостью и высокой пористостью [1]. Поэтому светоизлучающие элементы были ненадежными. Позднее в лампах накаливания стали применять вольфрамовую проволоку, в результате чего производство углеродных волокон практически прекратилось.

Повторно интерес к углеродным волокнам проявился в середине XX в., когда велись поиски материалов, пригодных для использования в качестве компонентов композитов для изготовления ракетных двигателей. УВ по своим качествам оказались одними из наиболее подходящих для этого армирующих материалов.

В настоящее время сфера использования углеродных волокон весьма широка. Они успешно эксплуатируются в аэрокосмической отрасли, оборонной промышленности, при производстве изделий для спорта и досуга, в атомной энергетике, машиностроении, нефтехимии, строительстве и других отраслях промышленности [3,15,16,27,28]. Технология применения УВ в авиационных

конструкциях быстро прогрессировала и сейчас многие компоненты выпускаются серийно. Фактически весь прогресс в программах военной авиации и в США, и в Европе достигнут за счет применения углепластиков, способствующих уменьшению веса конструкции и, тем самым, экономии средств и уменьшению выбросов в атмосферу диоксида углерода. Наличие собственной промышленной базы в области производства УВ и КМ на их основе рассматривается правительствами развитых стран как необходимое условие обеспечения национальной безопасности, технологической независимости и мобилизационной готовности. Производство углеродных волокон характеризуется высокой себестоимостью. Их цена, по данным источников [29-32], в зависимости от ассортимента составляет от 50 до 300 долл./кг.

До 1972 г. объем применения УВ был весьма незначителен - менее 10 тонн в год, и они использовались исключительно в авиационной и космической промышленности, но даже и там, в основном, только для самых передовых образцов техники. Эта ситуация резко изменилась в 1973 г., когда в США было произведено 500 тысяч клюшек для гольфа на основе УВ. Затем в Японии стал расти уровень потребления УВ, после чего спрос на углеродные волокна внезапно подскочил.

Огромные инвестиции в производство УВ позволяют ежегодно увеличивать их выпуск в мире [29,30]. Таким образом, за период с 2008 по 2013 годы потребление УВ в мире выросло практически в 1,6 раз и достигло 48 тыс.т. Лидерами в производстве УВ являются японские фирмы «Toray», «Toho» и «Mitsubishi», их дочерние фирмы располагаются в США, Германии и Франции. Доля выпуска УВ в России не превышает 1,5 % от мирового уровня, количество которых недостаточно для удовлетворения спроса потребляющих отраслей. В таблице 1.2 представлены ассортимент углеродных волокон отечественного производства, их свойства и область применения [14]. В таблице 1.3 представлены сравнительные данные по свойствам углепластиков, наполненных углеродными волокнами, произведенными в России и Японии.

Таблица 1.2 - Свойства УВ отечественного производства

Материал Удельный вес, г/см3 Линейная плотность, текс Предельная прочность на растяжение, ГПа Модуль Юнга, ГПа Отрасль применения

Нить углеродная конструкционная УКН/5000 1,72 410 2,0 210 Ракетостроение

Нить углеродная УКН-М, марка 1 1,73 190, 380, 760 3,5 225 Авиа- и ракетостроение

Нить углеродная для шитья «Аргон» УКН-3/НШ 1,72 170 3,0 250 Ракетостроение

Жгут графитированный марки ГЖ, марка А 1,82-1,96 90, 120, 280, 480, 450 1,4 350 Атомная промышленность

Материал углеродный волокнистый ГРАПАН-27 1,72 200, 400, 500, 740 2,5 270 Ракетостроение

Волокно углеродное марки УК 1,75 27000 2,0 200 Авиастроение

Таблица 1.3 - Свойства однонаправленных углепластиков, наполненных

углеродными волокнами

Параметр Россия Япония

Наполнитель

Элур-П Т-300 Т-800 Т-1000

Прочность при растяжении, ГПа 1,0 1,7 3,0 3,5

Прочность при сжатии, ГПа 0,9 1,4 1,7 1,7

Модуль упругости, ГПа 140 125 150 170

Модернизация промышленного производства КМ с выходом на современный уровень по качеству выпускаемой продукции в России невозможна без многократного увеличения выпуска УВ и существенного повышения их качества [33-34].

УВ обычно получают при помощи термической обработки искусственных или природных органических волокон, после которой в материале волокна остаются главным образом атомы углерода [2]. Волокна могут изготавливаться в виде нитей бесконечной длины, жгутов, войлока, тканей, трикотажных изделий и т.д. Сырье, предназначенное для переработки в УВ, должно удовлетворять следующим основным требованиям [17]:

- не плавиться в процессе термообработки.

- давать высокий выход коксового остатка или углеродного волокна.

- перерабатываться в углеродное волокно с высокими физико-механическими свойствами.

- иметь предельно низкую цену.

В качестве таких материалов могут использоваться гидратцеллюлозные (ГТЦ) и полиакрилонитрильные (ПАН) волокна, пеки, полиэфиры, полиамиды и другие полимеры [35-37].

1.2 Производство углеродных волокон из полиакрилонитрила

1.2.1 Получение ПАН волокон

Основным сырьем для производства высокопрочных высокомодульных УВ является ПАН волокно [30,38]. Его достоинствами являются высокий выход углерода (около 40-50 % от массы полимера) [23] и предварительно зациклизованные макромолекулы, являющиеся предматериалом, расположенные параллельно друг другу и оси волокна. Вытягивание при термообработке и образование межмолекулярных связей способствует сохранению ориентации макромолекул. Благодаря этому в дальнейшем облегчается образование

организованной формы углерода и упрощается технологический процесс получения углеродного, особенно высокопрочного волокна [17]. Производство УВ с высокой прочностью заложено также в особенностях химического состава и надмолекулярной структуры исходного волокна [39]. Стоимость ПАН волокон в мире в 2007 году варьировалась в пределах 2300-2850 долл/т [40]. По данным источников [41,42] мировое производство ПАН волокон в 2007 году составляло около 2400 тыс. т. Затем наблюдался некоторый спад и в 2012-2013 годы объем производства ПАН волокон не превышал 2000 тыс. т в год [43,44]. В России этот показатель был существенно ниже - 0,4 тыс. т, в то время как потребление составляло 8 тыс.т [45]. Данный результат в России связан с отставанием от мирового уровня по всем показателям: объемам, ассортименту, качеству волокон, структуре отрасли, инновациям и т.п. [46]. В настоящее время единственным производителем ПАН волокна в стране является ООО «Композит-Волокно», производство которого расположено на территории завода «Саратоворгсинтез».

Полиакрилонитрил - это труднокристаллизующийся линейный, карбоцепный полимер белого цвета. Его структура показана на рисунке 1.1 [1,47,48]. Наличие нитрильных групп обеспечивает относительно сильное межмолекулярное взаимодействие, что выражается в достаточно высокой температуре стеклования ПАН (около 120 °С) [1].

СНл СНл СНл / \/ \/ \

сн сн

N

ы

Рисунок 1.1 - Структура макромолекулы ПАН

Основной стадией получения ПАН волокон является формование, задачей которого является придание полимеру такой физической структуры, которая обеспечивала бы требуемые физико-механические свойства волокна. Структура

полимера начинает создаваться еще в прядильном растворе. При протекании раствора через отверстия фильеры структура полимера претерпевает значительные изменения, которые частично остаются зафиксированными в волокне. Одним из основных моментов формования волокна является высаживание полимера из раствора. При этом протекает несколько взаимосвязанных процессов. Свежевысаженное из раствора волокно (нить) подвергают ориентационному вытягиванию, отмывке от растворителя, сушке, термообработке и отделке различными препаратами [1,49,50]. Во всех этих операциях происходит изменение структуры полимера, и поэтому все они в той или иной степени влияют на свойства готового волокна.

При формовании ПАН волокон из растворов могут быть использованы сухой, сухо-мокрый и мокрый способы получения волокон [51]. Наиболее распространен в промышленности мокрый способ формования ПАН волокон. В этом случае возможно применение фильер с большим числом отверстий (более 100000). Во время протекания прядильного раствора по капиллярам фильеры происходит значительное изменение структуры растворенного полимера. Кроме свойств ПАН и растворителя решающую роль в изменении структуры полимера в капилляре играют условия протекания раствора: размеры капилляра, скорость продавливания раствора, продолжительность нахождения раствора в капилляре и, конечно, температурные условия. Кроме того, значительное влияние оказывают также условия на входе и выходе раствора из капилляра.

Струйка прядильного раствора при вытекании из отверстия фильеры в осадительную ванну значительно расширяется. Одновременно с расширением на поверхности жидкой струйки начинается высаживание полимера. В соответствии с законом фазового равновесия прядильная струя переходит в гелеобразное состояние. Под действием воды как осадителя прядильная струйка как система переходит в неравновесное состояние и распадается на две фазы: первая фаза с высокой концентрацией полимера представляет собой плотный каркас, обуславливающий механические свойства гель-нити; вторая (жидкая) фаза распределяется в виде микроучастков внутри каркаса геля. Полученная гель-нить

проходит стадии промывки, вытяжки и сушки. Вытяжка необходима для повышения степени ориентации макромолекул в волокне, что способствует в дальнейшем образованию графитовых плоскостей в УВ. Схема вытяжки приведена на рисунке 1.2 [1].

а - исходная структура; б - вытянутое волокно Рисунок 1.2 - Влияние вытяжки на фибриллярную структуру

ПАН-волокна

Свойства УВ в немалой степени зависят от дефектности и текстильной формы ПАН волокна [52-57]. Текстильная форма ПАН определяется назначением и способом получения УВ. Она же, в большей степени, определяет затраты на производство и стоимость УВ. ПАН волокна, используемые в производстве УВ, отличаются от коммерческих, используемых в текстильной промышленности, по химическому составу, типу, содержанию сомономеров и физико-механическим характеристикам [47]. В специальных ПАН волокнах в качестве сомономеров содержатся карбоновые кислоты, бромид винила, акриловая, метакриловая и итакановая кислоты. Сомономеры действуют, как катализаторы процессов, протекающих при выработке УВ, поэтому подбираются специальные типы сомономеров. Специальные ПАН волокна, которые обычно используются для производства УВ, имеют круглую форму поперечного среза, диаметр до 15 мкм, площадь поперечного сечения до 180 мкм и низкую линейную плотность - до 0,17 текс.

Среди большого числа дефектов, присущих ПАН волокнам, наиболее сильно влияющими на качество УВ, являются пористость и неравномерность по диаметру элементарных нитей (филаментов). Поскольку в структуре УВ

сохраняются особенности структуры исходного ПАН волокна , сохраняется и пористость, вызывая неравномерность внутренних напряжений УВ, что приводит к увеличению его хрупкости и уменьшению прочности [17,47,58], тем самым понижая качество продукции. Поры также служат зародышами или центрами начала термолиза ПАН волокна. При их наличии снижается термостойкость ПАН волокна, т.е. уменьшается значение температуры термического разложения полимера. Неравномерность филаментов по диаметру обычно характеризуется коэффициентом вариации линейной плотности филаментов ку. При высоком его значении в ПАН жгутах присутствует большое количество филаментов с диаметром 18-20 мкм и линейной плотностью 0,3 текс, которые с трудом перерабатываются по технологии, рассчитанной на применение филаментов с меньшей линейной плотностью [55,56].

1.2.2 Модификация ПАН волокон перед их термообработкой

Предварительная обработка или модификация ПАН волокна оказывает сильное влияние на многие свойства самого сырья и углеродных волокон, получаемых из него[59-68]. Известно [2], что для снижения горючести ПАН волокон необходимо предотвратить деполимеризацию, приводящую к образованию горючих летучих соединений и создать условия для реакции циклизации, способствующей коксообразованию. Для исходного немодифицированного ПАН волокна процессы циклизации, обеспечивающие создание структуры полимера, способной формировать карбонизованный остаток, начинаются в интервале температур 210-270 0С. Однако при повышении температуры процессы деполимеризации становятся преобладающими, значительно возрастает скорость потери массы волокна [69]. С целью понижения температуры начала циклизации в состав волокна вводят замедлители горения (ЗГ). Наиболее эффективными ЗГ для ПАН волокон являются итаконовая кислота (ИК), пирофикс (ПФ), мочевина (МО) и полисахариды (ПСХД). При использовании ЗГ уменьшаются потери массы волокна, снижаются энергия

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Зайченко Михаил Николаевич, 2016 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Сидоренко, Ю.Н. Конструкционные и функциональные волокнистые композиционные материалы: учебное пособие / Ю.Н. Сидоренко. - Томск: Изд-во ТГУ, 2006. - 107 с.

2. Конкин, А.А. Углеродные и другие жаростойкие волокнистые материалы / А.А Конкин. - М.: Химия, 1974. - 376 с.

3. Ким, С. От углеродных волокон - к нанотрубкам / С. Ким // The Chemical Journal. - 2009. - № 10. - С. 60-65.

4. Фенелонов, В.Б. Пористый углерод / В.Б. Фенелонов. - Новосибирск: ИК СО РАН, 1995. - 518 с.

5. Фиалков, А.С. Углерод, межслоевые соединения и композиты на его основе / А.С. Фиалков. - М.: Аспект Пресс, 1997. - 718 с.

6. Burchell, T. D. Carbon Materials for Advanced Technologies / T. D. Burchell. - Pergamon: U.S.A. ELSEVIER SCIENCE Ltd, 1999. - 540 p.

7. Примаченко, Б.М. Исследование качества композиционного материала, армированного углеродной тканью / Б.М. Примаченко, К.О. Строкин, А.М. Киселев // Химические волокна. - 2015. - № 4. - С. 80-84.

8. Михалчан, А.А. Получение углерод-углеродных композиционных материалов с использованием в качестве связующих токопроводящих компаундов / А.А. Михалчан, В.А. Лысенко, О.В. Мельник и др. // Дизайн. Материалы. Технология. - 2010. - № 2(13). - С. 56-60.

9. Дувакина, Н.И. Выбор наполнителей для придания специальных свойств полимерным материалам / Н.И. Дувакина, Н.И. Ткачева // Пластические массы. - 1989. - № 11. - C. 46-48.

10. Vaisman, L. Polymer-nanoinclusion interactions in carbon nanotube based polyacrylonitrile extruded and electrospun fibers / L. Vaisman, E. Wachtel, H.D. Wagner // Polymer. - 2007. - V. 48. - Р. 6843-6854.

11. Макитаев, А.К. Полимерные композиты: многообразие структурных форм и приложений / А.К. Макитаев, Г.В. Козлов, Г.Е. Заиков. - М.: Наука, 2009. - 278 с.

12. Земскова, Л. А. Влияние модификации на электрохимические свойства и термоокислительную стабильность углеродных волокон / Земскова Л. А., А.В. Войт, Н.А. Диденко // Химические волокна. - 2014. - № 3. - С. 37-43.

13. Нелюб, В. А. Влияние шероховатости углеродных волокон на свойства углепластиков / В. А. Нелюб, А. А. Берлин // Химические волокна. - 2014. - № 5. -С. 30-35.

14. Подкопаев, С. А. Структура, свойства и технология получения углеродных волокон: сборник научных статей. - Челябинск: Челябинский государственный университет, 2006. - 217 с.

15. Симамура, С. Углеродные волокна: Пер. с япон. / Под ред. С.Симамуры. - М.: Мир, 1987. - 304 с.

16. Фитцер, Э. Углеродные волокна и углекомпозиты: Пер. с англ./Под ред. Э. Фитцера. - М.: Мир, 1988. - 336 с.

17. Комарова, Т.В. Углеродные волокна: текст лекций / Т.В. Комарова. -М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 1994. - 52 с.

18. U.S. Department of Energy. Hydrogen Program. 2007 Annual Progress Report. V Fuel Cell. - Washington: US Department of Energy. - P. 278 - 279, 680 -684, 1281.

19. Shekhawat, D. Fuel Cells: Technologies for Fuel Processing: Technologies for Fuel Processing / D. Shekhawat, J.J. Spivey, D. A Berry. - Elsevier Science, 2011. -568 p.

20. Sorensen, B. Hydrogen and Fuel Cells: Emerging Technologies and Applications / B. Sorensen. - USA: Academic Press, 2012. - 492 p.

21. Dyer, C. K. Encyclopedia of Electrochemical Power Sources / C. K. Dyer, P. T. Moseley, Z. Ogumi at al. - Amsterdam: Elsevier, 2013. - 3000 p.

22. Перепелкин, К.Е. Химические волокна: развитие производства, методы получения, свойства, перспективы. - Санкт-Петербург: РИО СПГУТД, 2008. - 354 с.

23. Перепелкин, К.Е. Углеродные волокна со специфическими физическими и физико-химическими свойствами на основе гидратцеллюлозных и полиакрилонитрильных прекурсоров / К.Е. Перепелкин // Химические волокна. -2002. - № 4. - С. 32-40.

24. Каданцева, А.И. Углеродные волокна: учебное пособие / А.И. Каданцева, В.А. Тверской. - М.: МИТХТ им. М.В.Ломоносова, 2008. - 55 с.

25. Мелешко, А.И. Углерод, углеродные волокна, углеродные композиты / А.И. Мелешко, С.П. Половников. - М.: Сайнс-Пресс, 2007. - 192 с.

26. Авдеев, В.В. Подходы и методики при разработке технологии получения высокопрочных углеродных волокон на основе ПАН и определении их свойств / В.В. Авдеев. - М.: ИНУМиТ, 2010. - 28 с.

27. Thomas, S. Carbon Black-Filled Natural Rubber Composites: Physical Chemistry and Reinforcing Mechanism / S. Thomas, J. Kuruvilla, S. Kumar Malhotra at al. // Polymer Composites. - V. 1. - New York: Wiley, 2012. - 814 p.

28. Варшавский, В.Я. Наноструктурированные полиакрилонитрильные волокна - сырье для получения высокопрочных высокомодульных углеродных волокон / В.Я. Варшавский, Е.П. Маянов, А.А. Свиридов // Материалы Второго Международного Форума по нанотехнологиям. - М., 2009. - С. 1-3.

29. Серков, А.Т. Состояние и перспективы производства углеродных волокон на основе полиакрилонитрила / А.Т. Серков, М.Б. Радишевский // Химические волокна. - 2008. - № 1. - С. 20-26.

30. Мачалаба Н.Н. Состояние и перспективы научно-производственной деятельности ФГУП «ВНИИСВ» / Н.Н. Мачалаба, А.В. Генис // Химические волокна. - 2011. - № 1. - С. 3-10.

31. Дорожная карта «Использование нанотехнологий в производстве углеродных волокон и продуктов на их основе [Электронный ресурс]. - Режим

доступа: http://www.rusnano.com/upload/OldNews/Files/33652/current.pdf (дата обращения: 15.01.2016).

32. Компания «Про композит» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://procomposite.ru/page-10.html (дата обращения: 15.01.2016).

33. Исследования и разработки, обеспечивающие создание конкурентоспособных полимерных композиционных материалов на основе углеродного волокна [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://compozit.su/fZnews/97/641361/632226.pdf (дата обращения: 19.02.2014).

34. Мачалаба Н.Н. О проблемах развития промышленности химических волокон в России / Н.Н. Мачалаба, И.И. Родионов // Химические волокна. -2015. - № 4. - С. 3-13.

35. Huang, X. Fabrication and Properties of Carbon Fibers / X. Huang // Materials. - 2009. - № 2. - P. 2369-2403.

36. Akato, K. Pretreatment and Pyrolysis of Rayon-based Precursor for Carbon Fibers / K. Akato // A Thesis Presented for the Masters of Science Degree The University of Tennessee. - Knoxville, 2012. - 111 p.

37. ОАО «СветлогорскХимволокно» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://sohim.by (дата обращения: 19.02.2014).

38. Свиридов, А. А. Структурные и термические характеристики полиакрилонитрильных волокон как сырья для получения углеродных волокон / А. А. Свиридов, В.Я. Варшавский, А.Н. Селезнев и др. // Химические волокна. -2009. - № 4. - С. 14-16.

39. Холдинговая компания «Композит» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://compozit.su (дата обращения: 19.02.2014).

40. Айзенштейн, Э.М. Рынок синтетических волокон и нитей во II полугодии 2007 г. / Э.М. Айзенштейн // Химические волокна. - 2008. - № 2. -С. 3-10.

41. Айзенштейн, Э.М. Мировой и Российский рынки химических волокон и нитей в 2007 г. / Э.М. Айзенштейн // Химические волокна. - 2008. - № 6. -С. 49-59.

42. Айзенштейн, Э.М. Полиэфирные волокна продолжают уверенно лидировать в мировом балансе текстильного сырья / Э.М. Айзенштейн // Химические волокна. - 2009. - № 1. - С. 5-10.

43. Айзенштейн, Э.М. Мировая и отечественная промышленность химических волокон в 2013 г. / Э.М. Айзенштейн // Химические волокна. -2014. - № 5. - С. 3-7.

44. Айзенштейн, Э.М. Полиэфирные волокна в 2012 году / Э.М. Айзенштейн // Химические волокна. - 2014. - № 1. - С. 3-6.

45. Айзенштейн, Э.М. Химические волокна в 2012 г. на мировом и российском рынках / Э.М. Айзенштейн // Химические волокна. - 2013. - № 6. -С. 3-8.

46. Айзенштейн. Э.М. Мировое производство химических волокон в 2011 г. / Э.М. Айзенштейн // Химические волокна. - 2012. - № 3. - С. 3-7.

47. Farsani, R. Eslani. Процесс изготовления углеродных волокон на основе коммерческих полиакрилонитрильных волокон мокрого формования / R. Eslani Farsani, A. Shokuhfar, A. Sedghi // Химические волокна. - 2006. - № 5. -С. 31-33.

48. Yusof, N. Preparation and characterization of polyacrylonitrile/ acrylamide-based activated carbon fibers developed using a solvent-free coagulation process / N. Yusof, A.F. Ismail // International Journal of Chemical and Environmental Engineering. - 2010. - № 1. - Р. 79-84.

49. Роговин, З.А. Основы химии и технологии химических волокон / З.А. Роговин, Т.2. - М.: Химия, 1974. - 344 с.

50. Устинова, Т.П. ПАН волокна: технология, свойства, области применения / Т.П. Устинова, Н.Л. Зайцева: курс лекций. - Саратов: Саратовский государственный технический университет, 2002. - 40 с.

51. Перепелкин, К.Е. Карбоцепные синтетические волокна / Под ред. К.Е.Перепелкина. - М.: Химия, 1973. - 589 с.

52. Варшавский, В.Я. Углеродные волокна. Изд.2. - М.: ФГУП ПИК ВИНИТИ, 2007. - 500 с.

53. Каверов, А.Т. Изменение структуры и физико-механических свойств полиакрилонитрильного волокна при термообработке / А.Т. Каверов, Л.Ф. Селиванова и др. // Московская международная конференция по композитам: тезисы докладов.- М., 1990. - С. 9.

54. Каверов, А.Т. Взаимосвязь структуры и свойств полиакрилонитрильных и углеродных волокон // Научно-технический сборник НИИТП М.В. Келдыша. - 1987. - С. 62-72.

55. Серков, А.Т. Пути совершенствования технологии получения углеродных волокон / А.Т. Серков, Г.А. Будницкий, М.Б. Радишевский и др. // Химические волокна. - 2003. - № 2. - С. 26-30.

56. Радишевский, М.Б. Совершенствование технологии получения высокопрочных и высокомодульных углеродных волокон / М.Б. Радишевский, А.Т. Серков, Г.А. Будницкий и др. // Химические волокна. - 2005. - № 5. - С. 1115.

57. Златоустова, Л.А. Получение полиакрилонитрильных жгутов для углеродных волокон: дис. ... канд. хим. наук: 05.17.06 / Златоустова Людмила Александровна. - М., 2006. - 271 с.

58. Баурова, Н.И. Оценка влияния структурных дефектов углеродных волокон на их сенсорные свойства методами растровой электронной микроскопии / Н.И. Баурова, В. А. Зорин, В.М. Приходько // Химические волокна. - 2014. - № 5. - С. 13-17.

59. Гофман, И.В. Сравнительная оценка эффективности различных методов карбоксилирования углеродных нанотрубок как модификаторов механических свойств нанокомпозитов на основе термостойкого полиимида / И.В. Гофман, И.В. Абалов, Е.Н. Власова и др. // Химические волокна. - 2015. - № 4. -С. 14-22.

60. Vaisman, L. Polymer-nanoinclusion interactions in carbon nanotube based polyacrylonitrile extruded and electrospun fibers / L. Vaisman, E. Wachtel, H.D. Wagner, G. Marom // Polymer. - 2007. - № 48. - Р. 6843-6854.

61. Byung, G. Oxidative stabilization of PAN/SWNT composite fiber / G. Byung, T.V. Streekumar et al. // Carbon. - 2005. - № 43. - Р. 599-604.

62. Chae, H.G. Stabilization and carbonization of gel spun polyacrylonitrile/singlewall carbon nanotube composite fibers / H.G. Chae, L.M. Marilyn, R. Asif, S. Kumar // Polymer. - 2007. - № 48. - Р. 3781-3789.

63. Житенева, Д. А. Полиакрилонитрильные волокна, наполненные углеродными нанотрубками. Получение и свойства / Д.А. Житенева, О.В. Асташкина, Л.И. Фридман // Химические волокна. - 2015. - № 2. - С. 25-27.

64. Перепелкин, К.Е. Армирующие волокна и волокнистые полимерные композиты: учебник. - СПб.: Научные основы и технологии, 2009. - 380 с.

65. Сидорина, А.И. Исследование макроструктуры нановолокнистого полиакрилонитрильного материала, полученного методом электроформования /

A.И. Сидорина, Т.В. Дружинина // Химические волокна. - 2015. - № 5. - С. 25-29.

66. Корчина, Л.В. Оценка влияния полиакрилонитрильных волокон, модифицированных аппретами / Л.В. Корчина, Н.Г. Зубова, Н.Е. Попова, Т.П. Устинова // Химические волокна. - 2014. - № 6. - С. 28-30.

67. Иванов, К.Г. Электрофизические свойства углеродных волокон, декорированных висмутом и индием / К.Г. Иванов, С.Ф. Гребенников, Е.В. Саклакова, О.В. Асташкина // Химические волокна. - 2014. - № 6. - С. 42-46.

68. Сидорина, А.И. Состав и свойства растворов полиакрилонитрила для процессов электроформования нановолокон / А.И. Сидорина, Т.В. Дружинина // Химические волокна. - 2012. - № 4. - С. 23-27.

69. Щербина, Н.А. Модифицирование полиакрилонитрильного волокна с целью снижения горючести / Н.А. Щербина, Е.В. Бычкова, Л.Г. Панова // Химические волокна. - 2008. - № 6. - С. 17-19.

70. Беляева, О.А. Исследование процесса окисления полиакрилонитрильных волокон / О.А. Беляева, Д.И. Кривцов, А.В. Габерлинг,

B.Я. Варшавский // Химические волокна. - 2012. - № 5. - С. 7-12.

71. Жидкова, О.В. Термические свойства сополимеров полиакрилонитрила различного химического состава / О.В. Жидкова, И.Н.

Андреева, М.Б. Радишевский и др. // Химические волокна. - 1993. - № 5. - С. 2527.

72. Bonn, C.R. Laterally ordered polymers: polyacrylonitrile and poly (vinyltrifluoroacetate) / C.R. Bonn, J.R. Schaefgen, W.O. Statton // Polymer. - 1961. -vol. 55. - P. 531-549.

73. Warner, S.B. Oxidative stabilization of acrylic fibers / S.B. Warner, D.R. Uhlmann, L.H. Peebles // Journal of Materials Science. - 1979. - vol. 14. - P. 556-564.

74. Щербина Н.А. Структурные изменения в модифицированном сополимере полиакрилонитрила / Н.А. Щербина, А.А. Акимова, В.П. Бирюков и др. // Химические волокна. - 2008. - № 6. - С. 14-16.

75. Кудрявцев, Г.И Армирующие химические волокна для композиционных материалов / Г.И. Кудрявцев, В.Я. Варшавский, А.М. Щетинин и др. - М.: Химия, 1992. - 236 с.

76. Фитцер, Э. Современные углеродные волокна из полиакрилонитрила-полигетероароматики с предпочтительной ориентацией / Э. Фитцер, В. Фрос // Химические волокна. - 1992. - № 2. - С. 14-17.

77. Сазанов, Ю.Н. Влияние углеродных наноструктур на карбонизацию полиакрилонитрила / Ю.Н. Сазанов, В.А. Лысенко, П.Ю. Сальникова и др. // Журнал прикладной химии. - 2013. - Т. 86. - Вып. 9. - С. 1443-1449.

78. Потеряева, З.А. Псевдоживая радикальная гомо- и сополимеризация акрилонитрила по механизму обратимой передачи цепи: дис. ... канд. хим. наук: 02.00.06 / Потеряева Зинаида Анатольевна. - М., 2012. - 154 с.

79. Fitzer, E. Optimization of stabilization and carbonization treatment of PAN fibres and structural characterization of the resulting carbon fibres / E. Fitzer, W. Frohs, M. Heine // Carbon. - 1986. - Vol.24. - Р. 387-395.

80. Подкопаев, С.А. Совершенствование и стабилизация технологии производства углеродных композиционных материалов: дис. ... док. техн. наук: 05.17.11 / Подкопаев Сергей Александрович. - Челябинск, 2000. - 271 с.

81. Бирюков, В.П. Оптимизация процесса термостабилизации при получении углеродных волокон на основе ПАН: дис. ... док. техн. наук: 05.16.06, 05.13.06 / Бирюков Владимир Петрович. - Саратов, 2002. - 297 с.

82. Калашник, А.Т. Структурные и химические превращения в процессах термоокислительной стабилизации сополимерных полиакрилонитрильных волокон / А.Т. Калашник, Л.А. Златоустова, Г.Я. Рудинская, А.Т. Серков // Химические волокна. - 1999. - № 6. - С. 14-16.

83. Перепелкин, К.Е. Волокна из окисленного (циклизованного) полиакрилонитрила - оксипан / К.Е. Перепелкин // Химические волокна. - 2003. -№ 6. - С. 3-8.

84. Серков, А.Т. Углеродные волокна в Мытищах / А.Т. Серков // Химические волокна. - 2001. - № 2. - С. 41-45.

85. Серков, А. А. Темперирование акриловых жгутов при их окислительной термостабилизации / А.А. Серков, М.Б. Радишевский, О.Н. Паничкина, А.Т. Серков // Химические волокна. - 2000. - № 1. - С. 13-18.

86. Калашник, А.Т. Роль различных факторов в создании структуры стабилизированных акриловых волокон / А.Т. Калашник // Химические волокна. -2002. - № 1. - С. 11-17.

87. Волкова, Л.И. Расчет процесса термостабилизации полимерных волокон при производстве углеродного волокна / Л.И. Волкова // Формаш. Новости машиностроения 2 ( т. III ). - 1995. - C. 52-61.

88. Химическая энциклопедия / под ред. И.Л. Кнунянц. - Т. 5. - М.: Советская энциклопедия, 1988. - 591 с.

89. Owejan, J. E. Surface Chemistry of Carbon Black Electrocatalyst Supports as a Result of a Commercial Synthethic Route / J. E. Owejan, B. Sumeet, A.L. Brian // ECS Journal of Solid State Science and Technology. - 2012. - № 1 (5). - P. 33-38.

90. Strohmeier, B.R. XPS and FESEM/STEM Surface Characterization of Activated Carbon, Carbon Black, and Carbon Nanotubes / B.R. Strohmeier, J.D. Piasecki, K.L. Bunker et al. // Microscopy and Microanalysis. - 2010. - V. 16. -Supplement S2. - P. 442-443.

91. Сазанов, Ю.Н. Механизм низкотемпературной карбонизации полиакрилонитрила / Ю.Н. Сазанов, А.В. Новоселова, Г.Н. Федорова и др. // Журнал прикладной химии. - 2007. - Т. 80. - Вып. 12. - С. 2046-2051.

92. Jagannathan, S. Structure and electrochemical properties of activated polyacrylonitrile based carbon containing carbon nanotubes / S. Jagannathan, H. G. Chae, R. Jain et al. // Journal of Power Sources. - 2008. - V. 185. - P. 676-684.

93. Грибанов, А.В. Полиакрилонитрил - проблемы карбонизации / А.В. Грибанов, Ю.Н. Сазанов // Журнал прикладной химии. - 2008. - Т. 81. - Вып. 6. -С. 881-894.

94. Inagaki, M. Carbon Materials Science and Engineering: From Fundamentals to Applications / M. Inagaki, K. Feiyu. - University Press, 2006. - 75 p.

95. Сазанов, Ю.Н. Роль атомов азота в формировании углеродной структуры при карбонизации полимеров и их композитов / Ю.Н. Сазанов, А.В. Грибанов, В.А. Лысенко // Химические волокна. - 2008. - № 4. - С. 53-61.

96. Перепелкин, К.Е. Термическая деструкция ароматических термостойких нитей в среде воздуха и азота / К.Е. Перепелкин, О.Б. Маланьина, М.О. Басок и др. // Химические волокна. - 2005. - № 3. - С. 36-38.

97. Пат. РФ 2432422 С2, МПК D01F6/18; D06M13/322; D01F9/22; D01F1/07; C08F8/32; C01B31/02. Огнестойкое волокно, углеродное волокно и способ их получения / Д. Каваками, Т. Хигути, К. Ямасаки и др., заявитель и патентообладатель ТОРЕЙ ИНДАСТРИЗ, ИНК. (JP). - Заявл. 04.08.2006; опубл. 27.10.2011.

98. Дружинина, Т.В. Термохимические превращения нановолокнистого полиакрилонитрильного материала, полученного методом бескапиллярного электроформования / Т.В. Дружинина, А.И. Сидорина, А.В. Истомин // Химические волокна. - 2015. - № 2. - С. 3-9.

99. Пат. РФ 2001167 С2, МПК D01F9/22. Способ получения углеродного волокнистого материала / М.Т. Азарова, В.М. Бондаренко, В.А. Назарова и др, заявитель и патентообладатель Бондаренко Владимир Михайлович. - Заявл. 05.06.1992; опубл. 15.10.1993.

100. Пат. РФ 2042753 С2, МПК Б01Р9/14; Б01Р9/22; Б01Р9/32. способ окисления полиакрилонитрильных нитей при производстве углеродных волокон и устройство для его осуществления / А.Т. Серков, Г.А. Будницкий, М.Б. Радишевский, П.М. Шишкин, заявитель и патентообладатель Научно-инженерный центр "Углехимволокно". - Заявл. 07.04.1993; опубл. 27.08.1995.

101. Пат. РФ 2089680 С2, МПК Б01Р9/22; Б01Р9/32. Способ получения углеродного волокна и устройство для его осуществления / А.Т. Серков, А.В. Филичев, В.С. Матвеев и др., заявитель и патентообладатель Научно-инженерный центр "Углехимволокно". - Заявл. 24.06.1993; опубл. 10.09.1997.

102. Пат. РФ 2167225 С1, МПК Б01Р9/00; Б01Р9/22; Б01Р9/32. Способ окисления полиакрилонитрильного жгута и устройство для его осуществления / О.Н. Паничкина, А.А. Серков, А.Т. Серков и др., заявитель и патентообладатель Всероссийский научно-исследовательский институт полимерных волокон с опытным заводом. - Заявл. 11.10.1999; опубл. 20.05.2001.

103. Пат. РФ 2330906 С1, МПК Б01Р9/22. Способ получения непрерывного углеродного волокна с высоким модулем упругости / С.А. Подкопаев, В.А. Тюменцев, заявитель и патентообладатель ООО "Завод углеродных и композиционных материалов". - Заявл. 19.03.2007; опубл. 10.08.2008.

104. Пат. РФ 2338015 С1, МПК Б01Р9/22; Б01Р1/02. Способ получения термоокисленного волокна из полиакрилонитрила и его сополимеров / В.И. Герасимов, В.И. Мащенко, В.В. Авдеев и др., заявитель и патентообладатель ЗАО "ИНУМиТ". - Заявл. 17.05.2007; опубл. 10.11.2008.

105. Пат. РФ 2343235 С1, МПК Б01Р9/22. Способ получения высокопрочного и высокомодульного углеродного волокна / А.А. Харитонов, заявитель и патентообладатель Харитонов Андрей Алексеевич. - Заявл. 14.08.2007; опубл. 10.01.2009.

106. Пат. РФ 2416682 С1, МПК Б01Р9/12; Б01Р11/16; Б01Р9/16; Б01Р9/22; Б01Р11/10. Способ стабилизации углеродсодержащего волокна и способ получения углеродного волокна / М.В. Соболева, В.В. Усов, В.В. Шмырев,

заявитель и патентообладатель Соболева Марина Владимировна, Усов Виталий Викторович. - Заявл. 28.07.2009; опубл. 20.04.2011.

107. Пояснительная записка к проекту 506.11.И. Печь окисления ВУЛОН, ФГУП «НИИграфит». - 2007.

108. Кривандин, В.А. Теплотехника металлургического производства. Т. 1. Теоретические основы: учебное пособие для вузов / В.А. Кривандин, В.А. Арутюнов, В.В. Белоусов и др. - М.: МИСИС, 2002. - 608 с.

109. Исаев, А.С. Численное исследование процесса термостабилизации ПАН жгутов в печи ВУЛОН / А.С. Исаев, И.А. Левицкий, Г.С. Сборщиков // Известия ВУЗов. Цветная металлургия. - 2012. - № 5. С. 63-67.

110. Арутюнов, В.А. Математическое моделирование тепловой работы промышленных печей: Учебник для вузов / В.А. Арутюнов, В.В. Бухмиров, С.А. Крупенников. - М.: Металлургия, 1990. - 239 с.

111. Миронов, В.В. Метод расчета теплового режима обработки полиакрилонитрильных волокон в печи карбонизации / В.В. Миронов, В.М. Пузырев, Э.П. Юкина, С.В. Калинин // Химические волокна. - 2013. - № 1. - С. 48-54.

112. Исаев, А.С. Анализ механизма тепловыделения в процессе термической стабилизации ПАН-волокна / Г.С. Сборщиков, А.С. Исаев // Химические волокна. - 2011. - № 5. - С. 23-26.

113. Павлова, С.А. Термический анализ органических и высокомолекулярных соединений / С.А. Павлова, И.В. Журавлева, Ю.И. Толчинский. - М.: Химия, 1983. - 120 с.

114. Хитрин, Н.В. Физика горения и взрыва / Н.В. Хитрин. - М.: МГУ, 1957. - 452 с.

115. Исаев, А.С. Разработка эффективного режима термостабилизации ПАН жгутов в печи ВУЛОН / А.С. Исаев, Г.С. Сборщиков // Химические волокна. - 2012. - № 5. - С. 55-59.

116. ГОСТ 15139-69. Пластмассы. Методы определения плотности (объемной массы). - Введ. 30.06.1970. - М.: ИПК Издательство стандартов, 1988. - 17 с.

117. ГОСТ 28008-88. Нить углеродная конструкционная. Технические условия. - Введ. 01.01.1990. - М.: ИПК Издательство стандартов, 1989. - 9 с.

118. ГОСТ 6943.10-79. Материалы текстильные. Метод определения разрывной нагрузки и удлинения при разрыве. - Введ. 01.07.1980. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2002. - 9 с.

Исполнитель

Заказчик

БИТУ «МИСиС»

№49, г Москва, Ленинск™ проспект, 4

ОАО «ПИИграфит»

111524, г. Моек на, ул, Электродная, 2

Акт

Сдачи-приемки научно-технической продукции «Оптимизация процесса термостабилизации ПАН волокна» Составлен «_2_б_» ноября 2012 года

.. нижеподписавшиеся. представитель исполнителя Проректор по науке и нациям 11ИТУ «МИСиС» Филонов М.Г.. с одной Стороны, и представитель аказчика заместитель директора по научной работе ОАО «НИИграфит» 1 ко А.К., с яругой стороны, составили настоящий акт о том, что заказчиком году приобретена у исполнителя паучтт-техпичсская продукция, о ;шная аспирантом кафедры ГЭМП Исаевым А.С. в ходе выполнения птекой диссертации на тему «Оптимизация процесса тер моетайи л из ации получении углеродных волокон». Продукция содержит математическую гешювой работы печи гермостабилизацяи, алгоритм и программу для ее )еализации на промышленном ссрвсрс, а также методические указания по сс ■м^ивннию для оптимизации печи ВУЛОН* Приобретенная ■ ^-техническая продукции будет использована дня разработки третьего . 1С темы автоматизации печи ВУЛОП ОАО «II ИИ графит».