Полимерные композиционные материалы, наполненные диоксидом кремния растительного происхождения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.17.06, кандидат наук Нгуен Зуи Хынг

• Нгуен Зуи Хынг
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Нгуен Зуи Хынг

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Общие сведения об отходах рисового производства

1.2 Общие сведения о кремнии и диоксиде кремния

1.2.1 Кремний, диоксид кремния и его свойства

1.2.2 Получение и применение диоксида кремния

1.2.2.1 Получение диоксида кремния

1.2.2.2 Применение диоксида кремния

1.2.3 Выделение диоксид кремния из отходов рисового производства

1.3 Плазменная обработка, плазмотрон, виды плазменной обработки

1.3.1 Плазма и методы плазмохимической обработки

1.3.2 Плазменная обработка

1.4 ПКМ на основе полиэтилена и полиуретанов

1.4.1 ПКМ на основе полиэтилена

1.4.2 ПКМ на основе полиуретанов

2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 44 2.1 Характеристика исходных веществ

2.1.1 Полиэтилен

2.1.2 Аэросил

2.1.3 Кристаллический растительный диоксид кремния

2.1.4 Форполимер СКУ-ПФЛ-100

2.1.5 Отверждающий агент

2.2 Методы исследования

2.2.1 Метод изготовления диоксида кремня из растительного сырья

2.2.1.1 Получение диоксида кремния из рисовых отходов

2.2.1.2 Предварительная обработка рисовой соломы этанолом

2.2.1.3 Методы исследования свойств диоксида кремния

2.2.2 Методы исследования свойств наполнителя

2.2.3 Плазменная обработка наполнителей

2.2.3.1. Высокочастотная индукционная (ВЧИ) плазменная обработка

2.2.3.2. Высокочастотная ёмкостная плазменная обработка

2.2.4 Методика получения ПКМ на основе полиуретана и полиэтилена

2.2.5 Методы исследования наполненных ПКМ 53 3 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

3.1 Результаты исследования свойств наполнителей

3.2 Результаты исследования ПКМ на основе полиэтилена 57 наполненного плазмообработанным диоксидом кремния

3.3 ПОЛУЧЕНИЕ ДИОКСИДА КРЕМНЯ ИЗ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ

3.3.1 Получение диоксида кремния из отходов рисового производства

3.3.2 Получение диоксида кремния по методу предварительной 79 обработки рисовой соломы этанолом

3.3.3 ПКМ, наполненные растительным аморфным диоксидом 85 кремния

3.3.3.1 ПКМ на основе полиэтилена, наполненные растительным 85 аморфным диоксидом кремния

3.3.3.2 ПКМ на основе полиуретана, наполненные растительным 91 аморфным диоксидом кремния

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Полимерные композиционные материалы, наполненные диоксидом кремния растительного происхождения»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования и степень ее разработанности.

Изделия из композитных материалов широко используются в различных сферах жизни. Исследования в области композитов с частицами нанометрового диапазона позволили создать материалы с выдающимися свойствами и открыли новые перспективы в области материаловедения и технологии. Чтобы удовлетворить растущие потребности таких отраслей, как строительство, машиностроение, авиационная и космическая, производство машин и оборудования химической отрасли, нефте- и газодобычи проводятся новые исследования в области нанокомпозитов, в том числе полимерных.

Для создания высококачественных полимерных композиционных материалов (ПКМ) используются наполнители. Одним из распространенных наполнителей является диоксид кремния, который обладает выдающимися свойствами, такими как термическая стабильность, механическая прочность, невысокая плотность, незначительный коэффициент расширения, а наноразмер частиц диоксида кремния придает ПКМ с его использованием уникальное повышение многих показателей.

Однако получение диоксида кремния связано с большими энергетическими затратами и экологическими проблемами. В тоже время возможно получение диоксида кремния из возобновляемого растительного сырья, а именно из отходов рисового производства: шелухи и соломы.

Вторым по величине производителем риса в мире является Вьетнам, поэтому использование отходов его производства для получения диоксида кремния при одновременном снижении производственных затрат и решении проблемы загрязнения окружающей среды является актуальным и целесообразным.

Получением диоксида кремния из отходов рисового производства занимаются многие исследователи: в базе данных ФИПС по теме «Способы получения неорганических и органических соединений из рисовой шелухи»

найдено порядка 200 патентов, что говорит об актуальности и целесообразности направления исследования. Однако ни в одном из них нет сведений об извлечении диоксид кремния низкотемпературным способом без сжигания отходов рисового производства.

В качестве полимерных матриц наполненных диоксид кремния ПКМ выбран полиэтилен (ПЭ), как полимер относительно простой структуры, дешевый, обладающий низкой температурой переработки и нетоксичный, а также широким спектром использования для изделий различного назначения. Второй полимер - полиуретан (ПУ) один из наиболее широко применяемых поликонденсационных полимеров, на примере которого можно корректно выявить влияние наполнителя.

Известно, что ультрадисперсные наполнители, такие как аэросил - аналог разрабатывемого диоксид кремния, склонны к агрегации, что существенно затрудняет их равномерное распределение в полимерной матрице и снижает адгезионное взаимодействие полимер-наполнитель, негативно отражающееся на прочностных показателях ПКМ. С целью улучшения адгезии на поверхности раздела фаз полимер - наполнитель среди многих других химических и физических способов выбран метод плазменной обработки, являющийся одним из современных, используемых для изменения поверхностных свойств.

Цель работы. Разработка технологии производства полимерных композиционных материалов на основе полиэтилена (ПЭ) и полиуретана (ПУ) с использованием диоксида кремния, полученного по усовершенствованной технологии извлечения из отходов рисового производства взамен синтетического аналога.

Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:

- провести аналитический обзор по вопросу использования в ПКМ диоксида кремния растительного происхождения и способах его получения;

- оценить возможность использования кристаллического диоксида кремния растительного происхождения в качестве наполнителей ПКМ как альтернативу синтетическому диоксиду кремния;

- исследовать влияние индукционной и емкостной плазменной обработки кристаллического диоксида кремния растительного происхождения на основной комплекс физико-механических показателей ПКМ с их использованием, в том числе их погодостойкость;

- исследовать основные закономерности технологии производства разработанного способа получения аморфного диоксида кремния растительного происхождения из отходов рисового производства;

- охарактеризовать аморфный диоксида кремния, полученный по разработанной технологии из отходов рисового производства, и ПКМ на основе полиэтилена и полиуретана с его использованием;

- на основании полученных результатов дать оценку экономической и экологической эффективности производства аморфного диоксида кремния растительного происхождения и прогнозировать возможность частичной или полной замены синтетического аэросила на растительный.

Методология и методы исследования. Методология включала выбор, анализ и подготовку эффективных наполнителей ПКМ с учетом литературных и патентных данных. Использованы следующие методы: ИК-спектрометрия; элементный; рентгенофлуоресцентный анализ, микроскопический анализ размера частиц; структура диоксида кремния анализировалась с помощью XRD; плазменная обработка наполнителей производилась на плазменной индукционной установке и установке высокочастотного емкостного разряда (ВЧЕ); исследование ПТР и физико-механических свойств производилось по ГОСТ 11262-80 и ГОСТ 11645-73; погодостойкости в камере искусственного климата QUV 80^ргау; оценка термического поведения ПКМ производилась методами ТГА и ДСК.

Научная новизна.

Выявлены закономерности влияния аморфного и кристаллического диоксида кремния растительного происхождения на основной комплекс физико-механических показателей и термическое поведение наполненных ПКМ на основе полиэтилена и полиуретана и установлено, что использование

растительного аморфного диоксида кремния увеличивает прочностные характеристики ПКМ в большей степени по сравнению с кристаллическим, за счет возрастания поверхности взаимодействия с полимером.

Установлено, что среди плазмообразующих газов: воздуха, пропана, смеси азот-аргон ВЧЕ плазмообработка растительного кристаллического диоксида кремния при и=1,5 кВ, 1=0,3 А, 3 мин. в воздушной среде приводит к наибольшему увеличению гидрофильности поверхности наполнителя, повышающее прочностные показатели ПКМ с их использованием за счет увеличения адгезионного взаимодействия полимер-наполнитель.

Обнаружено, что предварительная обработка рисовой соломы этанолом способствует удалению липофильного слоя на ее поверхности и проникновению через стенки клеток щелочного раствора, тем самым ускоряя процесс щелочной варки и повышая выход диоксида кремния.

Практическая значимость работы. Разработана эффективная технология получения аморфного диоксида кремния из предварительно обработанных этанолом рисовой соломы, являющейся отходом рисового производств, методом щелочной варки, что позволяет минимизировать энергетические и сырьевые ресурсы, а также снизить экологическое давление на окружающую среду. Полученный аморфный SiO2 может применяться во многих областях, но наиболее предпочтительным является его использование в качестве усиливающего наполнителя в ПКМ. В частности, аморфный SiO2, выделенный из рисовой шелухи и рисовой соломы, является наиболее эффективным усиливающим наполнителя по сравнению с экономически невыгодными и неэкологичными синтетическими аналогами.

Положения, выносимые на защиту:

- Влияние структуры аморфного диоксида кремния растительного происхождения на физико-механические показатели ПКМ на основе полиэтилена и полиуретана. А также возможность и целесообразность замены им аэросила.

- Условия оптимального, экономичного, экологически чистого процесса получения аморфного диоксида кремния растительного происхождения из отходов рисового производства.

- Закономерности влияния низкотемпературной плазменной обработки растительного кристаллического диоксида кремния на лиофильность его поверхности.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Работа соответствует паспорту научной специальности ВАК 05.17.06 - Технология и переработка полимеров и композитов по п. 2 и п. 3.

Апробация результатов. Результаты работы обсуждались на научно-практических конференциях: КНИТУ (2017, 2018), а также IX Межд. научно-практической конф. «Современное состояние и перспективы инновационного развития нефтехимии» (Нижнекамск, 2016); ХХ Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (Екатеринбург, 2016); International Scientific Conference Efficient waste treatment - 2018 (Сант-Петербург, 2018); международной научно-практич. конф. «Человеческий капитал как фактор инновационного развития общества» (Казань, 2018); международной научно-практич. конф. «Интеграционные процессы в науке в современных условиях» (Стерлитамак, 2018); Междунар. науч. экол. конф. «Отходы, причины их образования и перспективы использования» (Краснодар, 2019).

Публикации. Результаты исследований опубликованы в 3 статьях в рецензируемых журналах из перечня ВАК, 6 тезисах докладов в сборниках научных трудов и материалах российских и международных научных конференций.

Личный вклад автора заключается в получении экспериментальных результатов, изложенных в диссертации, участии в постановке задач, обработке и анализе полученных данных, обсуждении, написании и оформлении публикаций. Работа выполнена на кафедре технологии синтетического каучука ФГБОУ ВО «КНИТУ».

Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ 18-29-18051.

Достоверность полученных результатов обеспечена применением современных физико-химических и физико-механических методов исследования и воспроизводимостью экспериментальных данных.

Благодарности. Автор выражает искреннюю благодарность канд. хим. наук, доценту Зиену Л.К. (заведующему кафедрой технологии целлюлозы и бумаги школы химической инженерии Ханойского университета наук и технологий, Вьетнам) за поддержку и предоставления необходимых условий для проведения экспериментов по синтезу диоксида кремния.

Структура и объём диссертации. Работа изложена на 119 стр., состоит из введения, 3 глав, заключения, списка литературы (114 наименований), приложения, содержит 24 таблицы и 44 рисунков.

Первая глава диссертации содержит аналитический обзор периодической научной и патентной литературы по влиянию наполнителей на физико-механические свойства полимеров. Методы повышения адгезии полимерных наполнителей на границе раздела фаз полимер-наполнитель. Аналитический обзор явился основанием для постановки цели и задач диссертационной работы.

Вторая глава посвящена описанию объектов и методов исследования, используемых в диссертационной работе среди которых: полиэтилен низкого давления марки 273-83 первого сорта в гранулах, полиуретан типа СКУ-ПФЛ-100 с отвердителем 3,3'-дихлор-4,4'-диаминодифенилметан. В качестве наполнителей использованы: растительный кристаллический диоксид кремния, полученный из рисовых отходов китайского производства; диоксид кремния марки Аэросил 300 (АО Реахим, ГОСТ 14922-77); 2 вида SiO2 из отходов риса, производимого во Вьетнаме, полученные по разработанной технологии: SiO2 из золы рисовой шелухи и из рисовой соломы.

В третьей главе обсуждаются экспериментальные данные, полученные в результате исследований по использованию кремний содержащих наполнителей, результаты оценки физико-механических свойств ПКМ с исследуемыми наполнителями - аэросилом и кристаллическим SiO2

растительного происхождения производства Китая. Приведены результаты исследования факторов, влияющих на процесс приготовления аморфного диоксида кремния из рисовой шелухи и соломы, оценки их свойств, исследования использования полученных наполнителей в ПКМ; сравнение физико-механических показателей ПКМ, наполненных полученными по разработанной технологии наполнителями по сравнению с ПКМ, содержащими аэросил.

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

АО - акционерное общество; БЭТ - метод Брюнера-Эммета; ВЧ - высокочастотный плазмотрон; ВЧЕ - высокочастотный емкостный; ВЧИ - высокочастотный индукционный; ИК - инфракрасный;

МОКА (диамет Х) - 4,4' - метилен-бис-(ортохлораналин); ПА - полиамид;

ПКМ - полимерный композиционный материал; ПТР - показателя текучести расплава; ПУ - полиуретан;

ПХГФО - плазмохимическое газофазное осаждение; ПХО - плазменно-химическое осаждение; ПЭВД - полиэтилен высокого давления; ПЭНД - полиэтилен низкого давления; ПЭСД - полиэтилен среднего давления; СВМПЭ - сверхвысокомолекулярный полиэтилен; СВЧ - сверхвысокочастотный;

СКУ-ПФЛ-100 - форполимер, полученный взаимодействием полиокситетраметиленгликоля и 2,4-ТДИ; ТДИ - 2,4-толуилендиизоцианат;

УК - продукт взаимодействия полибутиленгликольадипината с 2,4 -

толуилендиизоцианатом;

УР-ФП - покрытие на основе СКУ-ПФЛ-100

УФ - ультрафиолетовый;

ХО - холодное отверждение.

1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Общие сведения об отходах рисового производства

При переработке любой с/х растительной продукции неизбежно образуются отходы. Аграрной страной с ежегодным получением отходов при переработке сельскохозяйственной продукции и продуктов питания является, в ряду прочих стран, Вьетнам.

В работах по исследованиям побочных продуктов переработки сельскохозяйственных культур, установлено, что основными компонентами являются соединения кремния, углерода, азота, фосфора, кислорода. Кремний является элементом, который присутствует не только в исходных продуктах, но также в отходах и золе от их сжигания [1].

Таблица 1.1 - Состав золы от сжигания различных сельскохозяйственных отходов, % мас. [1]

Отходы Растворим. в воде Растворим. в НС1 8102 М2О3 Бе203 Р2О5 К2О СаО

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Папирус, дерево 37,0 57,0 43,0 1,34 1,49 3,3 22,2 6,4

Тростник 9,5 26,9 73,1 1,08 2,79 3,3 5,4 5,1

Стебли кукурузы 13,7 36,2 63,8 0 2,09 9,5 8,3 5,2

Листья сахарного тростника 8,1 19,3 80,7 0 1,49 2,3 5,0 5,5

Рисовая солома 5,9 11,0 89,0 0,3 1,29 0,6 3,5 1,7

Кокосовые листья 35,0 76,2 23,8 0 1,49 6,4 21,0 11,2

Шелковица 20,4 70,1 29,9 0,4 1,59 8,8 12,2 25,1

Сахарный тростник, гуща 16,5 39,1 60,9 0,2 1,29 8,4 9,9 3,8

Лист казуарины 0,8 41,5 58,5 4,3 3,09 1,0 0,5 17,5

Мангровое дерево 17,0 56,1 43,9 3,6 1,19 1,6 10,2 12,2

Кунжутное дерево 35,7 93,0 7,0 0 1,19 7,9 21,4 24,4

Окончание таблицы 1.

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Джутовое дерево 51,9 89,2 10,8 0 0,50 4,8 31,2 18,2

Рисовая шелуха 4,2 4,6 95,4 0 2,39 0,6 2,5 0,8

Дерево Маниока 32,1 98,4 1,6 0 1,49 19,0 19,2 17,7

Хлопк 33,8 94,8 5,2 0 1,49 16,4 20,3 23,2

Данные таблицы 1.1 показывают, что количество БЮ2 в золе соломы и рисовой шелухи самое большое. Рис является одной из пяти основных продовольственных культур мира. После обработки риса внешняя оболочка отруби и рисовая шелуха представляют собой отход [2].

Страна с давней «рисовой» цивилизацией, ассоциирующуюся с жизнью людей, это - Вьетнам. Рис, в основном, используются в качестве пищи, но значительная часть рисового производства составляют отходы, которые используются лишь частично. В частности, рисовая шелуха применяется в качестве топлива, удобрения, для повышения пористости почвы, в качестве строительного материала.

В 2018 году вьетнамский рис экспортировался примерно в 150 стран и территорий по всему миру, из которых на азиатский рынок приходится 68,41% от общего объема экспортируемого риса, далее следует африканский рынок, на который приходится 14,93%, а рынок Америки составил 6,54%, Океания 5% [3]. В 2014 году, согласно статистике Министерства сельского хозяйства и развития сельских районов Вьетнама, производство риса во Вьетнаме составило 42 миллиона тон [4]. Среди них количество собранной рисовой шелухи составило около 4-5 миллионов тонн, остальное не собирается. В дельте Меконга мукомольные заводы сбрасывают рисовую шелуху в реки и каналы [5]. Рисовая шелуха не тонет, но скапливаясь в агломераты опускается на дно. Из-за низкой потребительской и экономической ценности рисовая шелуха считается сельскохозяйственным отходом и является одним из факторов, вызывающих загрязнение окружающей среды [6,7]. В тоже время переработка и утилизация таких отходов не только приносят экономические и

социальные выгоды, но также имеют важное значение для защиты окружающей среды. Производство недорогих, экологически чистых материалов из отходов сельского хозяйства представляет интерес для отечественных и зарубежных авторов [8].

В рисовой шелухе содержится около 75% органических веществ, из которых при сгорании около 25% превращаются в золу. Органическое вещество шелухи в основном содержит целлюлозу, лигнин и гемицеллюлозу, а также другие компоненты, такие как азот и неорганические соединения. Лигнин составляет около 25-30%, а целлюлоза около 35-40% [9,10].

Таблица 1.2 - Характеристика химического состава рисовой шелухи [1,9-11]

Материал Содержание, % мас.

Влажность 2,4-11,4

Протеин 1,7-7,4

Масло рисовой шелухи 0,4-3,0

Экстракт не содержащий азот 24,7-38,8

Волокна 31,7-49,9

Зола 13,2-29,0

Пентосан 16,9-22,0

Целлюлоза 34,3-43,8

Нерастворимый в кислоте компонент золы (рассчитывается по количеству золы) 13,7-20,8

Химический состав рисовой шелухи варьируется в зависимости от сортов риса, сезонов и особенностей сельскохозяйственного возделывания в разных регионах. Благодаря оценке и мониторингу в течение многих лет во многих странах мира химический состав рисовой шелухи имеет характеристики, указанные в таблице 1.3 [9,12,13]. Содержание ингредиентов в рисовой шелухе имеет большой диапазон колебаний. Поскольку кремний составляет почти 20% массы рисовой шелухи, исследования по использованию кремния из рисовой шелухи для синтеза высококачественных материалов представляют интерес для многих ученых во всем мире. В рисовой шелухе, помимо основных компонентов целлюлозы и лигнина, содержится

значительное количество оксидов металлов [14]. Азот в рисовой шелухе находится в основном в составе белка, составляя 1,7-7,4% от массы рисовой шелухи [15].

Таблица 1.3 - Характеристика химического состава золы рисовой шелухи

Ингредиенты Содержание, % мас.

8102 86,9-97,3

К2О 0,6-2,5

№20 0,3-1,8

СаО 0,2-1,5

М§0 0,1-2,0

Бе20з 0,2-0,9

Р2О5 0,2-2,9

[80з]2- 0,1-1,1

С1- 1,1-1,4

Таблица 1.4 - Элементный состав рисовой шелухи [3,4,9,16]

Элемент Содержание, % мас. Элемент Содержание, % мас.

С 34,82 8 0,09

0 51,51 С1 0,22

н 3,34 К 0,26

№ 0,06 Са 0,12

Мв 0,13 Мп 0,11

81 9,20 А1 0,14

В рисовой шелухе содержание углерода, кислорода, водорода и кремния относительно велико, содержание других элементов незначительно. Высокое содержание углерода, кислорода и водорода указывает на то, что рисовая шелуха содержит в основном органические вещества (целлюлозу и лигнин). Содержание кремния относительно высокое, составляя 9,2% (эквивалентно 19,7% БЮ2). Таким образом, содержание SiO2 в рисовой шелухе достаточно высокое, что обуславливает целесообразность выделение SiO2 от рисовой шелухи.

В дополнение к рисовой шелухе, рисовая солома также является отходом при производстве риса, в том числе листьев и ветвей риса, после сбора семян. Рисовая солома составляет около половины от производства ячменя, пшеницы и риса [17].

В прошлом рисовая солома использовалась как топливо, удобрение, в качестве кровельного материала и т. д. С ростом производства риса отходы в виде рисовой соломы увеличились. Сжигание соломы на открытом воздухе вызывает проблемы с окружающей средой, влияя на здоровье человека и в тоже время приводит к потере ценных ресурсов. Если использовать этот источник, то солома перейдет из разряда отходов в новый источником сырья [17,18].

Таблица 1.5 - Состав рисовой соломы и соломенной золы [1,19,20]

Состав рисовой соломы, % Состав золы рисовой соломы, %

Углеродсодержашие 15,86 8102 74,67

Летучие 65,47 СаО 3,01

Зола 18,67 М§0 1,75

№20 0,96

К2О 12,30

Во Вьетнаме ежегодное производство риса приводит к получению десятков миллионов тонн соломы. Тем не менее, этот тип сельскохозяйственных отходов часто сжигается фермерами и наносит вред окружающей среде. По словам экспертов здравоохранения, пыль и дым, вызванные сжиганием соломы (что произошло в июне 2009 года в Ханое), вызывают загрязнение воздуха, очень вредно влияющее на здоровье человека, особенно людей с заболеваниями дыхательных путей. Сжигание соломы вредно и для почвы, так как из-за высокой температуры органические вещества превращаются в неорганические, поле высыхает и испытывает недостаток влаги [4,9,18,21]. Кремнезем является непроводящим материалом, с высокой температурой плавления (1600 °С), высокой температурой кипения

(2230° С), трудно растворимым в воде и органических растворителях. Кремнезем и Si02 с нанометровыми размерами имеют большую удельную

Л

поверхность (от 900 до 1500 см /г), поэтому поглощающая и дисперсионная способность частиц очень высока. Из-за своей большой удельной поверхности, многих пор и способности обмениваться и обменивать ионы, кремнезем можно использовать в качестве носителя. Раствор лекарственного средства может быть адсорбирован гранулами кремнезема и транспортирован непосредственно в клетку. Благодаря этим свойствам кремнезем и SiO2 широко применяются в медицине, электронной технике, в качестве адсорбентов, в качестве наполнителей для полимерных материалов [19, 22].

Из приведенных выше данных следует, что необходимо продуктивно (для производства продукции с высокой добавленной стоимостью) использовать рисовую шелуху и солому. Наиболее целесообразно использовать их для получения SiO2.

1.2 Общие сведения о кремнии и диоксиде кремния 1.2.1 Кремний, диоксид кремния и его свойства

Молекулы диоксида кремния БЮ2 (рис. 1.2), не существуют в одной форме, а связаны вместе в очень большие молекулы. В нормальных условиях кремнезем имеет три основных вида: кварц, тридимид и кристобалит. Кроме того, диоксид кремния может существовать во многих формах со многими типами микрокристаллических или кристаллических структур. Синтетический кремнезем не существует в кристаллической форме и обычно находится в форме тонкого порошка. Ископаемый кремнезем имеет две структуры, которые являются кристаллическими (рис 1.1 а) и аморфными (рис 1.1 б). В кристаллической форме кремнезем имеет тетраэдрическую единичную структуру SiO4 с центром Si и 4 вершинами, являющимися 4 атомами кислорода в верхней части тетраэдра. В аморфной форме каждый атом Si

окружен атомами кислорода, но они расположены хаотично. Диоксид кремния, частицы которого меньше 100 нанометров называются наносиликой. На поверхности кремнезема присутствуют силанольные группы (-БьОН), поэтому кремнезем гигроскопичен и склонен в нормальных условиях к агломерации [22,23].

а б

Рис 1.1 - Структура диоксида кремния: а - аморфная; б - кристаллическая

В аморфном диоксиде кремния нет жёсткой структуры, а оксиды разных металлов находятся в свободном состоянии между слоями из молекул оксида кремния, поэтому они легко удаляются. Аморфный кремнезём химически более активен, и при необходимости его можно перевести с помощью нагрева в кристаллическую форму, которую уже нельзя превратить вновь в аморфную таким же способом [24].

Синтетический аморфный диоксид кремния, часто называемый аэросилом или силикой, представляет собой рыхлый порошок белого цвета и имеет бесцветные кристаллы с очень высокой твёрдостью и прочностью.

Частицы диоксида кремния имеют размеры порядка 7 - 14 нм и их трудно увидеть при помощи обычного микроскопа. Однако, за счет высокой поверхностной энергии частиц происходит скопление агрегатов и образование агломератов [25].

Также диоксид кремния имеет чрезвычайно малую насыпную массу (например, мешок аэросила весит всего 4 кг).

Основные свойства диоксида кремния приведены в таблице 1.6.

Таблица 1.6 - Основные свойства диоксида кремния

Свойства Размерность Показатели

Температура плавления оС ~ 1600

Температура кипения оС 2600

Теплопроводность Вт/мК при 25 оС от 84 до 126

Показатель преломления для X = 6 мкм 3,42

Модуль упругости гН/м2, кгс/мм2 109 (10 890)

Удельная теплоемкость Дж/кгК, кал/гград) 800 (0,191)

Диэлектрическая проницаемость - 11,7

Диоксид кремния относится к группе кислотных оксидов, не реагирует с водой и является устойчивым к воздействию многих кислот, но реагирует с газообразным фтористым водородом:

8102 + 4Ш ^ 81Б4 + 2Н20

и плавиковой кислотой:

8102 + Щ81Б6] + 2Н20 Диоксид кремния растворяется в горячей концентрированной или расплавленной щелочи с образованием силиката натрия:

2№0Н + 8Ю2 ^ №28103 + Н20 Диоксид кремния реагирует с основными оксидами металлов (например, с оксидами натрия, калия, свинца (II), цинка или смесью оксидов, что используется в производстве стекла).

Для примера можно привести реакции окиси натрия и 8102, в результате которых могут образовываться:

ортосиликат натрия 2№20 + 8102 ^ Ка48104, силикат натрия №20 + 8102 ^ №28103, стекло №20 + 68102 + Х0 ^ ^0 : Х0 : 68Ю2.

Примерами такого стекла, имеющего коммерческое значение, являются натрий-кальциевое, боросиликатное и свинцовое стекло.

Диоксид кремния при высоких температурах взаимодействует с кремнием, в результате получается газообразный монооксид [22]:

81 + 8102 ^ 28Ю|

На внешней поверхности частиц диоксида кремния, полученного пирогенным способом, находятся группы силоксана и силанола. При этом первые преобладают количественно и являются причиной в основном инертного характера этой синтетической кремниевой кислоты. Группы силанола придают пирогенному диоксиду кремния гидрофильные свойства. С помощью силана возможна химическая модификация его поверхности для превращения гидрофильного вещества в гидрофобное. Добавлением кремнезема в жидкость можно достичь ее загущения, гелеобразного состояния. Пирогенный кремнезем гигроскопичен и при хранении легко поглощает (адсорбирует) влагу, образуя при этом агломераты [26].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Нгуен Зуи Хынг, 2019 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Nguyen, S. D. Research on the processing of rice straw in the field by some biological products / S. D. Nguyen, T. C. T. Nguyen // Research report. - 2013. - Vol. 13. -№ 7. - P. 20-22.

2. Le, H. T. Effect of macro-mesoporous rice husk ash on rheortat formulated from self-compacting high performance concrete / H. T. Le, М. Kraus, H. M. Ludwig // Construction and Building Materials. - 2015. - Vol. 80. P. 225-235.

3. Nguyen, T. T. Climate Smart Agriculture in Vietnam / T. T. Nguyen, F. Roehrig, G. Grosjean, Tran. D. N, Vu. T // Industrial Crops and Products. - 2017. -Vol. 80. - P. 1-28.

4. Hoang, B.D. The role of the agrarian economy in the Mekong Delta, agricultural development fields in the region's agriculture / B. D. Hoang // Southern Economic Research Center. -2014. -Vol. 12. - № 11. - P.14-20.

5. Vo, T.N. The practice of the supply chain of rice in Mekong Delta / T.N. Vo, L. N. Q. Le, P. T. K. Nguyen // Science and Technology Development Journal. - 2015. - Vol. 18. - № 2. - P. 121-136.

6. Nguyen, Т. H. Water assessment and optimal distribution of limited water resources at the river basin level - tested in the lower reaches of the Dong Nai river system / Т. H. Nguyen // Journal of Scientific and Technical development. -2012. -Vol. 16. - № 2. -P. 87-101.

7. Nguyen, V. B. Research the separation of silicon dioxide from rice husk and its use as an adsorbent for some organic compounds: dis. ... doctor. tech. of sciences. / Nguyen Van Binh - Da Nang - Viet Nam. -2011. - 118 p.

8. Pham, Т. P. D. Research on the manufacture of rice husk and polypropylene composite materials: dis. ... doctor. tech. of sciences. / Pham Thi Phuong Dung - Da Nang - Viet Nam. -2012. - 126 p.

9. Земнухова, Л. А. Неорганические компоненты соломы и шелухи овса / Л. А. Земнухова, Г. А. Федорищева, В. В. Будаева, Т. А. Кайдалова, Л. Н. Куриленко,

Е. Д. Шкорина, С. Г. Ильясов // Химия растительного сырья. -2009. -№1. - С. 147152.

10. Nguyen, B. Т. Research and application of optical analysis methods to assess adsorption capacity Cr (VI) И Cr (III) modified rice husk: dis. ... doctor. tech. of sciences. / Nguyen Ba Tuan - Ha Noi - Viet Nam. 2012. - 124 p.

11. Le, Т. H. N. The effect of the capillary structure of catalytic materials on the choice of a cracking product in the formation of vegetable oil waste / Т. H. N. Le, Q. V. Tran, Т. Т. L. Nguyen, Q. L. Le // Chemical journal. -2010. -Vol. 48. -№4. -P. 1-7.

12. Голоюх, И. А. Аспекты использования отхода производства риса для получения портландцемента / И. А. Голоюх, Н. А. Дорогань, Л. П. Черняк // Первый независимый научный вестник. -2016. -Т. 6. -С. 63-66.

13. Le, D. Т. Т. Obtaining SiO2 nanomaterial of a porous structure from rice husk ash for adsorption of methylene blue in water / D. Т. Т. Le, V. H. Nguyen, N. B. Nguyen, H. N. Nguyen, H. B. Tran // Chemical journal. -2015. - Vol. 53. - №4. -P. 491-496.

14. Павленко, В.В. Синтез и использование многофункциональных углеродных наноструктурированных материалов на основе растительной клетчатки: дис. ... канд. тех. наук. / Павленко Владимир Валерьевич. -Алматы. -2014.-129 с.

15. Nguyen, Т. N. М. The use of zeolite for the extraction of lead and zinc from contaminated water sources / Т. N. М. Nguyen, Т. H. H. Nguyen // Journal of Science and development. -2010. -Vol. 24. -P. 989-993.

16. Xiao, B. Chemical, structural and thermal characterizations of alkali-soluble lignins and hemicelluloses, and cellulose from maize stems, rye straw, and rice straw/ B. Xiao, X. Sun, R. Sun// Polymer Degradation and stability. -2001.-№14.-P. 307-319.

17. Hoang, Т. V. А. Synthesis and consistency of oil-absorbing materials from straw fibers / Т. V. А. Hoang, T. D. Nguyen, Т. Т. Nguyen, V. H. Nguyen, Т. Т. Vu // Viet Nam Science and Technology journal. -2016. -Vol. 54. -№ 1 -P. 237-244.

18. Kunimitsu, Y. Economic and environmental effects of rice-straw bioethanol production in Vietnam / Y. Kunimitsu, T. Ueda // Paddy and Water Environment. -2013. -Vol. 11. -№14. - P. 411-421.

19. Lam, H. Q. Location and composition of silicon derivatives in rice straw pulp obtained by organic acid pulping / H. Q. Lam, B. Y. Le, G. Denis, V. H. Thao, M. Delmas // Journal of the Technical Association of the Australian and New Zealand Pulp and Paper Industry. -2005. -Vol. 58. -№3. -P. 214-217.

20. Tang, V. L. Effect of rice husk ash and fly ash on the compressive strength of high performance concrete / V. L. Tang, B. Bulgakov, O. Aleksandrova, O. Larsen, P. N. Anh // E3S Web of Conferences. -2018. -Vol. 33. -P. 2030-2043.

21. Nguyen, H. T. Q. Agricultural residues biomass potential and applying efficiency for household scale biochar production in Go Cong Tay / H. T. Q. Nguyen, T. K. Le, K. M. Nguyen // Science & Technology Development Journal-Science of The Earth & Environment. -2017. -Vol. 1. -№1. -P. 68-78.

22. Hoang, N. Inorganic chemistry: study guide / N. Hoang. - Ha Noi - Viet Nam, 2003. -287 p.

23. Мошников, В. А. Исследование материалов на основе диоксида кремния в условиях кинетики самосборки и спинодального распада двух видов / В. А. Мошников, И. Е. Грачева, И. А. Пронин // Нанотехника. -2011. -№2. -С. 4654.

24. Овчинников, В.П. Физико-химические процессы твердения, работа в скважине и кор-розия цементного камня: учебное пособие для вузов / В. П. Овчинников, Н. А. Аксенова, П. В. Овчинников. -Тюмень: Издательско-полиграфический центр «Экспресс», 2008. -368 с.

25. Ахметов, М. А. Введение в нанотехнологии: учебное пособие для учащихся 10-11 классов средних общеобразовательных учреждений / М. А. Ахметов. - СПб Образовательный центр «Участие», 2012. -108 с.

26. Сугоняко, Д. В. Диоксид кремния как армирующий наполнитель полимерных материалов / Д. В. Сугоняко, Л. А. Зенитова // Вестник Казанского технологического университета. -2015. -Т. 18. -№5. -С. 94-100.

27. Бушман, Н. Ю. Рисоводство россии: успешное развитие и проблемы переработки вторичных сырьевых ресурсов / Н. Ю. Бушман, Е. А. Малюченко, В. А. Шелег // Пища экология качество. -2017. -Т. 1. -С. 103-105.

28. Машкин, Н. А. Современные материалы и технологии: учебное пособие / Н. А. Машкин, Л. В. Ильина, О. А. Игнатова, Т. Ф. Каткова, Э. А. Кучерова, А. Н. Проталинский, А. Т. Пименов, Л. Н. Тацкию. - Новосибирск: НГАСУ (Сибстрин), 2011. - 226 с.

29. Горбунов, Г. И. Использование рисовой соломы в производстве керамического кирпича / Г. И. Горбунов, О. Р. Расулов // Вестник МГСУ. -2014. -№11. -С. 125-136.

30. Красильникова, М. К. Свойства минеральных наполнителей - белых саж и перспективы их применения в шинной промышленности / М. К. Красильникова, Н. Н. Лежнев. - М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1980. - 45 с.

31. Зайцева, Н. В. Влияние наночастиц диоксида кремния на морфологию внутренних органов у крыс при пероральном введении / Н. В. Зайцева, М. А. Землянова, В. Н. Звездин, А. А. Довбыш, И. В. Гмошинский, С. А. Хотимченко // Анализ риска здоровью. -2016. -№4. -С. 80-94.

32. Логинов, С. В. Синтез, свойства и прикладные аспекты физиологически активных соединений кремния: дис. ... канд. тех. наук: 02.00.08 / Логинов Сергей Витальевич. -М., 2012. -302 с.

33. Сионова, М. Н. Учебно-методические материалы по экологии и биологии для проведения летней школы для одаренных учащихся по дополнительному экологическому образованию учащихся: учебное пособие / М. Н. Сионова. -Калуга: Изд-во КГПУ им. КЭ. Циолковского, 2008. -237 с.

34. Сергиенко, В. И. Возобновляемые источники химического сырья: комплексная переработка отходов производства риса и гречихи / В. И. Сергиенко, Л. А. Земнухова, А. Г. Егоров, Е. Д. Шкорина, Н. С. Василюк // Российский химический журнал. -2004. Т. 48. -№3. -С. 116-124.

35. Fernández _Ledesma, E. Evaluation of rice husk as an excipient for the pharmaceutical industry / E. Fernández _Ledesma, C. Rodríguez_Acosta, M.

Liva_Garrido, I. Diaz_ Polanco, D. Cazanave_Guarnaluce // Journal of Materials and Environmental Science. -2015. -Vol. 6. - №1. -P. 114-118.

36. Maamur, K. N. Rice husk derived silica aerogel as chromatographic packing material for colour separation of purple orchid flower Mater / K. N. Maamur, U. S. Jais // Materials Research Innovations. -2009. -Vol. 13. -№3. -P. 334-336.

37. Rohani, A. B. Production of high purity amorphous silica from rice husk / A. B. Rohani, Y. Rosiyah, N. G. Seng // Procedia Chemistry. -2016. -Vol. 19. -P. 189195.

38. Pekarovic, J. Preparation of biosilica-enriched filler and an example of its use in a papermaking retention system / J. Pekarovic, A. Pekarovicova, P. D. Fleming // Proceedings of 2006 International Conference on Nanotechnology for the Forest Products Industry, TAPPI Press. -2008. -Vol. 8. -P. 245-249.

39. Kalapathy, U. An improved method for production of silica from rice hull ash / A. Proctor, J. Shultz // Bioresource technology. -2002. -Vol. 85. -№3. -P. 285289.

40. Aujla, M. I. Mechanism of silica precipitation by lowering pH in chemi-thermomechanical pulping black liquors / M. I. Aujla, Ishtiaq-Ur-Rehman I-U-R, A. Javaid // Proceedings of the 1st WSEAS International Conference on Computational Chemistry. - Cairo, Egypt, 2007. -P. 58-62.

41. Thuadaij, N. Synthesis and characterization of nanosilica from rice husk ash prepared by precipitation method / N. Thuadaij, A. Nuntiya // J. Nat. Sci. Special Issue on Nanotechnology. -2008. -Vol. 7. -№1. -P. 59-65.

42. Zain M. F. M. Production of rice husk ash for use in concrete as a supplementary cementitious material / M. F. M. Zain, M. N. Islam, F. Mahmud, M. Jamil // Construction and building materials. -2011. -Vol. 25. -№2. -P. 798-805.

43. Jal, P. K. Synthesis and characterization of nanosilica prepared by precipitation method /P. K. Jal, M.Sudarshan, A.Saha, S. Patel, B. K. Mishra // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. -2004. -Vol. 240. -№1-3. -P. 173-178.

44. Бекболот, К. Б. Получение наночастицы диоксида кремния из рисовой шелухи / К. Б. Бекболот // Вестник КГУСТА. -2014. -№1. -С. 142-145.

45. Pekarovic, J. Preparation of biosilica-enriched filler and an example of its use in a papermaking retention system / J. Pekarovic, A. Pekarovicova, P. D. Fleming // Proceedings of 2006 International Conference on Nanotechnology for the Forest Products Industry, TAPPI Press. -2008. -Vol. 8. -P. 245-249.

46. Tuan, N. T. Synthesis of SiO2 nanoparticles from rice husk ash by precipitation // N. T. Tuan, H. М. P. Nguyen, H. N. T. Tan, Т. B. Т. Pham // Can Tho university Science journal - Viet Nam. -2014. -Vol. 32. -P. 120-124.

47. Медведев, В. В. Конспект лекций по дисциплине физико-механические методы обработки: дис. ... канд. тех. наук: 09.02.02 / В. В. Медведев. -Донецк: ДонНТУ, 2012. - 122 с.

48. Волокитин, О. Г. Физико-химические закономерности получения силикатных расплавов в низкотемпературной плазме и материалов на их основе: дис. ... канд. хим. наук: 05.17.11 / О. Г. Волокитин. - Томск, 2015. - 285 с.

49. Пугачева, А. А. Плазмохимическая переработка углеродсодержащих соединений / А. А. Пугачева, Г. Н. Разина // Успехи в химии и химической технологии. -2008. -Т. 22. -№6. -С. 65-70.

50. Шатаева, Д. Р. Плазмохимическая обработка кремнийорганическими соединениями и ННТП кожевенного материала из шкур овчины / Д. Р. Шатаева, Д. М. Семенов, Г. Н. Кулевцов, А. А. Чижевский // Вестник Казанского технологического университета. -2014. -Т. 17. -№19. -С. 86-87.

51. Яфаров, Р. К. Получение наноалмазных композиционных материалов в плазме микроволнового газового разряда низкого давления / Р. К. Яфаров // Журнал технической физики. -2006. -Т.76. -№1. -С. 42-48.

52. Шатаева, Д. Р. Исследование механизма плазмохимической модификации натуральных высокомолекулярных материалов / Д. Р. Шатаева, И. Ш. Абдуллин, Л. А. Зенитова, Е. А. Панкова, Е. С. Бакшаева // Вестник Казанского технологического университета. -2012. -Т. 15. -№3. -С. 220-223.

53. Катаева, Л. Ю. Численное моделирование зажигания жидкого топлива под воздействием потоков светового излучения с помощью метода крупных частиц / Л. Ю. Катаева // Нижегородский государственный технический университет. - Нижний Новгород, 2007. -6 с.

54. Ясуда, Х. Полимеризация в плазме / пер. с англ. А.Б. Гильман, А.А. Калачева; под ред. В.К. Потапова. -М.: Мир, 1988.— 376 с

55. Каблов, В. Ф. Применение плазменной обработки для модификации волокнистых наполнителей с целью повышения адгезионных свойств клеевых составов на основе полихлоропрена / В. Ф. Каблов, Н. А. Кейбал, К. Ю. Руденко, А. О. Мотченко, В. А. Кумскова, А. Б. Гильман, Е. В. Харламов // Известия Волгоградского государственного технического университета. -2015. -№4. -С. 8790.

56. Gupta, V. Hydrogen plasma treatment of silicon dioxide for improved silane deposition / V. Gupra, N. Madaan, D. S. Jensen, S. C. Kunzler, M. R. Linford // Langmuir. -2013. -Vol. 29. -№11. -P. 3604-3609.

57. Аньшаков, А. С. Разработка и исследование электротехнологического оборудования для переработки техногенных отходов с использованием пароводяного плазмотрона: дис. ... канд. тех. наук: 05.09.10 / А. С. Аньшаков. -Новосибирск, 2014. - 124 с.

58. Ершов, И. П. Влияние плазменной обработки на поверхностные свойства стекловолокна / И. П. Ершов, Е. А. Сергеева, Л. А. Зенитова, И. Ш. Абдуллин // Вестник Казанского технологического университета. -2013. -Т. 16. -№4. -С. 96-99.

59. Гарифуллин, А. Р. Влияние плазменной обработки на механические свойства пропитанных смолой углеродных волокон при растяжении / А. Р. Гарифуллин, И. Ш. Абдуллин, К. Н. Галямова, Е. А. Скидченко // Вестник Казанского технологического университета. -2015. -Т. 18. -№13. -С. 144-145.

60. Gururaj, T. Effect of plasma pretreatment on adhesion and mechanical properties of UV-curable coatings on plastics / T. Gururaj, R. Subasri, K. R. C. S.

Raju, G. Padmanabham // Applied Surface Science. -2011. -Vol. 257. -№9. -P. 43604364.

61. Та, Т. P. H. Production of biocomposite materials based on unsaturated polyester resin reinforced with fiber treated with cold plasma / Т. P. H. Та, V. D. Tran, Т. Y. O. Doan, V. P. Мак // Viet Nam Chemical Journal. -2009. -Vol. 47. -№2. -P. 220229.

62. Сергеева, Е. А. Исследование адгезионной способности ВВПЭ волокон, обработанных плазмой ВЧ-разряда / Е. А. Сергеева, И. Ш. Абдуллин, Н. В. Корнеева, В. В. Кудинов, Е. И. Мекешкина-Абдуллина // Вестник Казанского технологического университета. -2009. -№1. -С. 27-32.

63. Космачев, П. В. Получение наноразмерного диоксида кремния плазменно-дуговым методом из высококремнеземистого природного сырья: дис. ... канд. тех. наук: 01.04. 07 / П. В. Космачев. - Томск, 2017. - 141 с.

64. Лепешев, А.А. Плазмохимический синтез нанодисперсных порошков и полимерных нанокомпозитов: учебное пособие/ А. А. Лепешев, А. В. Ушаков, И. В. Карпов. - Красноярск: СФУ, 2012. - 327 с.

65. Utracki, L. A. Polypropylene alloys and blends with thermoplastics Polypropylene Structure, blends and composites / L. A. Utracki, M. M. Dumoulin // Chapman & hall. -2005. -Vol. 7. -№ 2. -P. 50-54.

66. Utracki, L. A. Commercial polymer blends / L. A. Utracki // London: Chapman and Hall, 1998. - 658 p.

67. Peacock, A. J. Polymer Chemistry: Properties and Application / FA. J. Peacock, A. Calhoun // (Carl Hanser Verlag GmbH Co KG), 2012. -397 p.

68. Jeziorska, R. Structure and mechanical properties of low- density polyethylene/spherical silica nanocomposites prepared by melt mixing: The joint action of silica's size, functionality, and compatibilizer / R. Jeziorska, B. Swierz-Motysia, M. Zielecka, A. Szadkowska, M. Studzinski // Journal of Applied Polymer Science. -2012. -Vol. 125. -№ 6. -P. 4326-4337.

69. Willoughby, D. A. Plastic piping handbook / D. A. Willoughby, W. Dodge, S. Rick // McGraw-Hill Professional. -2009. -576 p.

70. Гончарова, Т. П. Технологические особенности создания рулонных кровельных материалов на основе базальтовых наполнителей и полиэтиленовых пленок: автореф. дис....канд. тех. наук. / Т. П. Гончарова. - Саратов, 2007. - 18 с.

71. Андреева, Е. В. Сверхвысокомолекулярный полиэтилен высокой плотности под ред: учебное пособие / Е. В. Андреева, Е. И. Наливайко. -Л.: Химия: Ленингр. отд-ние, 1982. - 77 с.

72. Ольхов, А. А. Полимерные композиционные материалы на основе полиэтилена и нанокристаллического кремния / А. А. Ольхов, Б. М. Румянцев, М. А. Гольдштрах, П. А. Стороженко, А. А. Ищенко, Г. Е. Заиков, Х. С. Абзальдинов // Вестник Казанского технологического университета. -2013. -Т. 16. -№ 13. -С. 110112.

73. Sertchook, H. Composite particles of polyethylene@ silica / H. Sertchook, H. Elimelech, C. Makarov, R. Khalfin, Y. Cohen, M. Shuster, F. Babonneau, D. Avnir // Journal of the American Chemical Society. -2007. -Vol. 129. -№ 1. -P. 98-108.

74. Nikonorova, N. I. Nanocomposites based on polyethylene and modified silica phase / N. I. Nikonorova, E. S. Trofimchuk, I. B. Meshkov, A. L. Volynskii, N. F. Bakeev, A. M. Muzafarov // Nanotechnologies in Russia. -2015. -Vol. 10. -№ 1112. -P. 888-895

75. Siengchin, S. Impact, thermal and mechanical properties of high density polyethylene/flax/SiO2 composites: Effect of flax reinforcing structures / S. Siengchin // Journal of Reinforced Plastics and Composites. -2012. -Vol. 31. -№14. -P. 959-966.

76. Зимина, Н. П. Синтез и свойства уретановых эластомеров / [М. Г. Зимина, Н. П. Апухтина, Б. Е. Мюллер и др.]; Под ред. д-ра хим. наук Н. П. Апухтиной. - Ленинград : Химия. Ленингр. отд-ние, 1976. - 179 с

77. Хакимуллин, Ю. Н. Материалы на основе тиоуретановых композиций: синтез, структура, свойства / Ю. Н. Хакимуллин, А. И. Куркин, Е. С. Нефедьев, И. А. Новаков, А. В. Нистратов, О. А. Резникова // Известия Волгоградского государственного технического университета. -2008. -Т. 1. -№ 5. -С. 5-27.

78. Калинина, Л. С. Анализ конденсационных полимеров / Л. С. Калинина, М. А. Моторина, Н. И. Никитина, Н. А. Хачапуридзе. - М.: Химия, 1984. - 296 с.

79. Кирпичников, П. А. Химия и технология синтетического каучука: Учебник для вузов / П. А. Кирпичников, Л. А. Аверко-Антонович, Ю. О. Аверко-Антонович. - Москва: Химия. Москва. отд-ние, 2008. - 357 с.

80. Сотникова, Э. Д. Производство уретановых эластомеров в США / Э.Н. Сотникова, Э.Д. Иваницер, Л.И. Зимнякова и др. - Москва: ЦНИИТЭнефтехим, 1979. - 67 с.

81. Райт, П. Полиуретановые эластомеры / П. Райт, А. Камминг [Пер. с англ.]. - Ленинград: Химия. Ленингр. отд-ние, 1973. - 304 с.

82. Волкова, Е. Р. Композиционные материалы на основе полиуретана и мезопористого кремнезема / Е. Р. Волкова, Н. Б. Кондрашова // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. -2016. -№ 6-1. -С. 31-34.

83. Lee, S. Synthesis of polyether- based polyurethane- silica nanocomposites with high elongation property / S. Lee, Y. B. Hahn, K. S. Nahm, Y. Lee // Polymers for advanced technologies. -2005. -Vol. 16. -№ 4. -P. 328-331.

84. Varghese, S. Morphology and mechanical properties of layered silicate reinforced natural and polyurethane rubber blends produced by latex compounding / S. Varghese, K. G. Gatos, A. A. Apostolov, J. J. Karger- Kocsis // Journal of applied polymer science. -2004. -Vol. 92. -№ 1. -P. 543-551.

85. Ковалевская, И. В. Структура и свойства наполненных силикагелем полиуретанов типа СКУ-ПФЛ / И. В. Ковалевская, Т. Р. Сафиуллина, Л. А. Зенитова // Вестник Казанского технологического университета. -2012. -Т. 15. -№ 20. -С. 140-143.

86. Ковалевская, И. В. Модификация полиуретановых герметиков дисперсными неорганическими наполнителями / И. В. Ковалевская, Г. Р. Хусаинова, Т. Р. Сафиуллина, Л. А. Зенитова // Вестник Казанского технологического университета. -2010. -№ 1. -С. 225-233.

87. ГОСТ 16338-85. Полиэтилен низкого давления. Технические условия. -М: Стандартинформ, 2005. - 34 с.

88. Аэросил [Электронный ресурс] / АО Реахим. - Режим доступа: http://www.reachem. ru/catalog/a/aerosil/, свободный.

89. ГОСТ 14922-77. Аэросил. Технические условия. - М: ИПК Издательство стандартов, 1978. - 35 с.

90. Пат. 2245300 Российская Федерация / Способ переработки кремнийсодержащего растительного сырья и установка для его осуществления / Л. А. Земнухова, А. А. Юдаков, В. И. Сергиенко. - заявл. 24.12.2003, опубл. 27.01.2005.

91. Xiao, B. Extraction and characterization of lipophilic extractives from rice straw / B. Xiao, X. F. Sun, R. Sun // Journal of wood chemistry and technology. -2001. -Vol. 21. -№ 4. -P. 397-411.

92. Чибисова, М. В. Определение синтетических красителей в пищевых продуктах методами тонкослойной хроматографии, УФ-и ИК-спектроскопии / М. В. Чибисова, В. Г. Березкин / Сорбционные и хроматографические процессы. -2011. -Т. 11. -№ 2. -С. 219-228.

93. Хлебцов, Б. Н. Метод динамического рассеяния света в исследованиях силикатных и золотых наночастиц / Б. Н. Хлебцов, В. А. Ханадеев, Т. Е. Пылаев, Н. Г. Хлебцов // Известия Саратовского университета. -2017. -Т. 17. -№ 2. -С. 7184.

94. Ковалевская, И. В. Методы ТГА и ДСК в исследовании термостабильностии наполненных полиуретанов типа СКУ-ОМ / И. В. Ковалевская, Т. Р. Сафиуллина, Л. А. Зенитова, В. А. Французова // Вестник Казанского технологического университета. -2013. -Т. 16. -№ 12. -С. 126-129.

95. Фарвазева, А. А. Свойства наполненных полимерных композиций на основе полиэтилена и плазмообработанного диоксида кремния / А. А. Фарвазева, Д. В. Сугоняко, З. Х. Нгуен, Х. Н. Нго, Л. А. Зенитова // Вестник технологического университета. -2017. -Т. 20. -№ 8. -С. 53-57.

96. Бараева, Л.Р. Технология сульфида полисиликата железа на основе серы нефтехимического комплекса и аморфного диоксида кремния: монография / Л.Р. Бараева, Р.Т. Ахметова, А.И. Хацринов, А.А. Юсупова, Казан. нац. исслед. технол. ун-т. - Казань: КНИТУ, 2013. - 80 с. [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://ru.b-ok.cc/book/2912128/3034ce, свободный.

97. Ершов, И. П. Модификация синтетических волокон и нитей. обзор / И. П. Ершов, Е. А. Сергеева, Л. А. Зенитова, И. Ш. Дбдуллин // Вестник Казанского технологического университета. -2012. -Т. 15. -№ 18. -С. 136-143.

98. ГОСТ 11262-80. Пластмассы. Метод испытания на растяжение [Текст]. - М: Издательство стандартов, 1986. - 31 с.

99. Кияненко, Е. А. Влияние наполнителей на процесс формирования и структуру полиуретановых покрытий на основе простых полиэфиров / Е. А. Кияненко, Л. А. Зенитова, Н. З. Мингалеев, О. А. Николаева // Бутлеровские сообщения. -2015. -Т. 41. -№ 1. -С. 147-151.

100. Новосельцев, В. Т. Получение полиуретановых композиционных материалов, наполненных оксидами кремния и алюминия, и покрытий на их основе: автореф. дис....канд. тех. наук: 05.17. 06 / В. Т. Новосельцев. - Казань, 2003. - 18 с.

101. Маланчук, В. А. Результаты исследования физико-механических свойств биодеградируемого полимера, используемого в реконструктивно-восстановительной хирургии костей че-люстно-лицевой области / В. А. Маланчук, Е. А. Астапенко, Н. А. Галатенко, Р. А. Рожнова // Вестник проблем биологии и медицины. -2013. -Т. 1. -№ 2. -С. 304-308.

102. D'Amato, M. High performance polyethylene nanocomposite fibers / M. D'Amato, A. Dorigato, L. Fambri, A. Pegoretti // Express Polymer Letters. -2012. -Vol. 6. -№ 123. -P. 954-964.

103. Fakhruddin, P. Degradable polyethylene nanocomposites with silica, silicate and thermally reduced graphene using oxo-degradable pro-oxidant / P. Fakhruddin Patwary, M. Vikas // Heliyon. -2015. -Vol. 1. - № 4. -P. 1-21.

104. Абдуллин, М. З. Применение шунгита в качестве наполнителя вальцуемых полиуретанов / М. З. Абдуллин, Д. И. Фазылова, Л. А. Зенитова, И. Ш. Абдуллин, М. Ф. Шаехов // Вестник Казанского технологического университета. -2010. -№ 11. -С. 118-123.

105. Нгуен, З. Х. Полимерные композиции наполненные диоксидом кремния растительного происхождения / З. Х. Нгуен, Л. А. Зенитова, Х. Н. Нго, К. З. Ле, Т. Х. Нгуен // Бутлеровские сообщения. -2019. -Т. 58. -№ 4. - С. 156-161.

106. Ефимова, А. И. Специальный физический практикум инфракрасная спектроскопия наноструктрурированных полупроводников и диэлектриков: учебное пособие / А.И. Ефимова. -М.: Кафедра общей физики и молекулярной электроники Физический факультет МГУ Москва, 2014. -41 с.

107. Тарасевич, Б. Н. ИК спектры основных классов органических соединений: учебное пособие / Б. Н. Тарасевич. -М.: Справочные материалы, 2012. -55 с.

108. Brito M Chrusciel, J. Synthesis of nanosilica by the sol-gel method and its activity toward polymers / J. Chrusciel, L. Slusarski // Materials Science. -2003. -Vol. 21. -№ 4. -P. 461-469.

109. Gorji, B. Synthesis and characterizations of silica nanoparticles by a new sol-gel method / B. Gorji, M. R. Allahgholi Ghasri M, R. Fazaeli, N. Niksirat // Journal of Applied Chemical Research. -2012. -Vol. 6. -P. 22-26.

110. Chen, H. Preparation of nano-silica materials: The concept from wheat straw / H. Chen, F. Wang, C. Zhang, Y. Shi, G. Jin, S. Yuan S // Journal of Non-Crystalline Solids. -2010. -Vol. 356. -№ 50-51. -P. 2781-2785.

111. Ильвес, В. Г. Свойства аморфного нанопорошка диоксида кремния, полученного импульсным электронным испарением / В. Г. Ильвес, М. Г. Зуев, С. Ю. Соковнин, А. М. Мурзакаев // Физика твердого тела. -2015. -Т. 57. -№ 12. -С. 2439-2445.

112. Lu, P. Highly pure amorphous silica nano-disks from rice straw / P. Lu, Y-L. Hsieh // Powder technology. -2012. -Vol. 225. -P. 149-155.

113. Adam, F. A simple template-free sol-gel synthesis of spherical nanosilica from agricultural biomass / F. A. Adam, T-S. Chew, J. Andas // Journal of sol-gel science and technology. -2011. -Vol. 59. -№ 3. -P. 580-583.

114. Нгуен, З. Х. Использование сжигаемых рисовых остатков для производства наносилики / З. Х. Нгуен, Л. А. Зенитова, К. З. Ле, Д. Т. Т. Буи // Бутлеровские сообщения. -2019. -Т. 57. -№ 3. -С. 155-161.

ПРИЛОЖЕНИЕ

МЕХАНИЧЕСКОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО «ФО ИЕН»

Баи Бонг, район Фо Иен, провинция Тхаи Нгуен, Вьетнам Те1:([phone]; Email: [e-mail]; Website: https://fomeco.vn

АКТ

Результаты исследования «Полимерные композиционные материалы, наполненные диоксидом кремния растительного происхождения» аспиранта Казанского национального исследовательского технологического университета Нгуен Зуи Хынг были оценены исследовательским отделом механического акционерного общества «Фо Иен». Полимерные композиционные материалы с использованием аморфного диоксида кремния растительного происхождения разработанные аспирантом Нгуен Зуи Хынг могут быть использованы в качестве высокопрочных покрытий для оборудования, которое производит наша компания.

ЗАМЕСТИТЕЛЬ ДИРЕКТОР

Тхаи Нгуен, <¡5 ¡£ j 2019