Разработка технологии и оборудования получения функционализированных углеродных нанотрубок для модификации неполярных матриц тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.08, кандидат наук Таров Дмитрий Владимирович
- Специальность ВАК РФ05.16.08
- Количество страниц 141
Оглавление диссертации кандидат наук Таров Дмитрий Владимирович
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1. 1 Основные предпосылки функционализации углеродных нанотрубок
1.2 Влияние функционализации на свойства углеродных нанотрубок
1.3 Подходы к моделированию и масштабированию процессов функционализации углеродных нанотрубок
Выводы по обзору литературы и постановка задач исследования
ГЛАВА 2. МЕТОДЫ И ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Характеристика исходных углеродных нанотрубок
2.2 Методика окисления углеродных нанотрубок
2.3 Методика функционализации окисленных углеродных нанотрубок смесью триэтаноламинтитаната и стеарата триэтаноламина
2.4 Методы диагностики исходных и функционализированных углеродных нанотрубок
2.5 Методы исследования свойств композитов на основе функционализированных углеродных нанотрубок
2.5.1 Оценка устойчивости и размеров частиц дисперсной фазы в масляных композициях
2.5.2 Исследование свойств композиционных материалов на основе полиэтилена и полипропилена
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ФУНКЦИОНАЛИЗАЦИИ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК СТЕАРАТ-ТИТАНАТНЫМИ ГРУППАМИ
3.1 Влияние степени функционализации карбоксильными группами и мольно-массовых соотношений реагентов на выход и свойства продукта
3.2 Исследование свойств масляных суспензий функционализированных стеарат-титанаными группами углеродных нанотрубок
3.3 Исследование свойств полимерных композитов
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛИЗИРОВАННЫХ СТЕАРАТ-ТИТАНАТНЫМИ ГРУППАМИ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК
4.1 Методологические основы разработки технологии
4.2 Обеспечение температурного режима в реакторе функционализации углеродных нанотрубок стеарат-титанатными группами
4.2.1 Особенности процесса функционализациии углеродных нанотрубок стеарат-титанатными группами в реакторе
4.2.2 Математическое моделирование температурного режима реактора функционализации
4.3 Рекомендации по разработке базовой химико-технологической схемы промышленного производства функционализированных углеродных нанотрубок для модификации неполярных матриц
4.4 Описание технологической схемы
4.5 Используемое основное оборудование
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Нанотехнологии и наноматериалы (по отраслям)», 05.16.08 шифр ВАК
Разработка процесса функционализации углеродных нанотрубок в парах азотной кислоты и перекиси водорода2014 год, кандидат наук Горский, Сергей Юрьевич
Исследование структуры и электрофизических свойств композитов на основе полимерных материалов и углеродных наноструктур2024 год, кандидат наук Гарипов Ранис Рамисович
Разработка полимерных композиционных материалов на основе эпоксидного связующего и функционализированных углеродных нанотрубок2013 год, кандидат химических наук Захарычев, Евгений Александрович
"Эпоксидные композиционные материалы с углеродными нанотрубками"2019 год, доктор наук Кондрашов Станислав Владимирович
Применение пьезоэлектрических иммуносенсоров на основе гибридных углеродных материалов для определения антибиотиков2023 год, кандидат наук Шинко Евгения Ивановна
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка технологии и оборудования получения функционализированных углеродных нанотрубок для модификации неполярных матриц»
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования. Углеродные нанотрубки (УНТ) являются эффективными модификаторами полимерных матриц. На основе УНТ получают композиционные материалы с высокими прочностными показателями и улучшенными электрофизическими свойствами, имеющие перспективы широкого применения в различных отраслях техники и технологий. Необходимые механические характеристики полимерных материалов могут быть достигнуты при условии равномерного диспергирования нанотрубок в матрице композита.
В работах Э.Г. Ракова, С.В. Савилова, В.Н. Хабашеску, 7. Брйа^ку показано, что функционализация поверхности углеродных нанотрубок посредством формирования модифицирующих слоев или ковалентно связанных с ней функциональных групп различной природы является одним из общепринятых методов решения проблемы распределения УНТ в полимерах и растворителях. В частности, для модифицирования эпоксидных связующих и других полярных матриц успешно используются УНТ с кислородсодержащими (карбоксильными, фенольными, лактонными), амидными и аминными группами. Для использования в составе композитов на основе полиэтилена, полипропилена, фторопласта, минеральных или синтетических масел необходимы формы функционализированных УНТ, обладающие сродством к неполярным матрицам. Такими свойствами обладают, например, фторированные и алкилированные УНТ, получение которых в промышленных условиях является технологически сложным и оказывает существенную экологическую нагрузку на окружающую среду. В связи с этим разработка пригодных для масштабирования способов получения функционализированных УНТ для применения в составе композитов на основе неполярных матриц является актуальной задачей.
В рамках настоящей работы с этой целью предлагается использовать обработку углеродных нанотрубок смесью триэтаноламинтитаната и стеарата триэтаноламина. Данный способ является экологичным, характеризуется невысокими экономическими затратами и может быть реализован в опытно-
промышленном производстве. За счет химического преобразования поверхности УНТ приобретают ряд свойств, проявление которых делает данную форму нанотрубок востребованной при производстве полимерных и масляных композитов.
Диссертация выполнена в рамках комплексного проекта по созданию высокотехнологичного производства с участием российского высшего учебного заведения, реализуемого в соответствии с постановлением Правительства РФ № 218 от 9 апреля 2010 г. (договор с Минобрнауки РФ от 14.08.2014 г. № 02.G25.31.0123).
Объектом исследования являются процессы получения функционализированных углеродных нанотрубок, обладающих повышенным сродством к неполярным матрицам посредством взаимодействия карбоксилированных УНТ с водным раствором триэтаноламинтитаната и стеарата триэтаноламина.
Цель работы заключается в разработке технологии и оборудования для реализации процесса функционализации углеродных нанотрубок стеарат-титанатными группами, являющихся эффективными модификаторами неполярных матриц, на основе экспериментально установленных закономерностей процесса взаимодействия окисленных углеродных нанотрубок с триэтаноламинтитанатом и стеаратом триэтаноламина в водной среде.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
- исследовать влияние исходных характеристик подвергаемых модифицированию стеарат-титанатными группами карбоксилированных углеродных нанотрубок (форма графеновых слоев, степень функционализации карбоксильными группами), расхода и мольного соотношения компонентов реакционной массы на содержание титана (в пересчете на ТЮ2) и С17Н35СОО-групп в готовом продукте и на равномерность его диспергирования в толуоле, для установления условий получения функционализированных УНТ, обладающих максимальной совместимостью с неполярными матрицами;
- определить влияние функционализации УНТ стеарат-титанатными группами на эффективность их применения в составе полимерных композитов на основе полиэтилена и полипропилена и на седиментационную устойчивость масляных композиций;
- на основе функционально-иерархического подхода определить основные стадии технологического процесса получения функционализированных стеарат-титанатными группами УНТ и разработать структуру опытно-промышленной схемы его реализации;
- осуществить выбор технологических операций и аппаратурного оформления опытно-промышленного получения функционализированных стеарат-титанатными группами УНТ с учетом выявленных закономерностей;
- разработать математическую модель нестационарных температурных полей реактора функционализации УНТ стеарат-титанатными группами, необходимую для выполнения тепловых расчетов и подбора оборудования;
- разработать технологическую схему промышленного получения функционализированных углеродных нанотрубок для модификации неполярных матриц.
Научная новизна работы заключается в том, что впервые:
- экспериментально исследованы закономерности взаимодействия карбоксилированных углеродных нанотрубок с водорастворимыми соединениями титана (триэтаноламинтитанат) и стеариновой кислоты (стеарат триэтаноламина). Показано, что мольное соотношение титана и стеарат-ионов в формирующихся группах составляет 1:2. Для обеспечения максимальной совместимости продукта с неполярными матрицами в его состав должно входить не менее 2 масс.% титана (в пересчете на TiO2);
- показано положительное влияние функционализации стеарат-титанатными группами углеродных нанотрубок на агрегативно-седименатционную устойчивость суспензий на основе индустриального масла И-20А за счет усиления химического сродства наномодификатора к неполярной дисперсионной среде;
- установлено влияние функционализированных углеродных нанотрубок на механические свойства и показатели водопоглощения композитов на основе полиэтилена и полипропилена, обусловленное взаимодействием стерат-титанатных поверхностных групп с полимерной матрицей;
- разработана математическая модель температурных полей реактора функционализации углеродных нанотрубок стеарат-титанатными группами, основанная на решении системы дифференциальных уравнений нестационарной теплопроводности с соответствующими условиями однозначности, включающая температурные поля реакционной массы, теплоизолированных стенок реактора, потока теплоносителя в рубашке, теплоизолированной полутрубы рубашки.
Практическая значимость. Получены опытные образцы полифункциональных олеофильных многослойных углеродных нанотрубок, функционализированных стеаратом титана, обладающие агрегативной устойчивостью в неполярном растворителе (толуоле) и индустриальном масле И-20А. Использование данной формы функционализированных углеродных нанотрубок для модификации полиэтилена и полипропилена при минимальной концентрации (0,01-0,1 масс.%) способствует увеличению твердости по Шору на 6,5-10 единиц, снижению весового абразивного износа на 54% и суточного водопоглощения до значений ниже порога чувствительности стандартизированного метода. Масляные композиции с добавками 0,1 масс. % Ть УНТ седиментационно устойчивы в течение > 6 месяцев и характеризуются диаметром пятна износа 0,3 мм. Способ получения эффективного модификатора неполярных матриц зарегистрирован в качестве РИД (ноу-хау).
Предложена методика расчета конструктивных и режимных параметров емкостного реактора для функционализации углеродных нанотрубок стеаратом титана на основе математического моделирования температуры нанодисперсной системы в рабочем объеме и теплоносителя по относительной длине полутрубы рубашки при выходе на рабочий режим. На расчетную программу, реализующую данную методику, получено свидетельство о регистрации программы для ЭВМ.
Разработан постоянный технологический регламент процесса получения углеродных нанотрубок, модифицированных стеаратом титана (ТП «ТьУНТ»), включающий стадии получения и их аппаратурное оформление. Производство целевого наномодификатора неполярных матриц мощностью 330 кг/год осуществляется на АО «ЗАВКОМ» (г. Тамбов). Технологический процесс характеризуется безопасными условиями эксплуатации производства и выполнением требований по охране окружающей среды.
Результаты научных исследований использованы НИТУ «МИСиС» при выполнении технического задания по договору с Минобрнауки РФ от 14.08.2014 г. №02G25/31.0123 в рамках комплексного проекта по созданию высокотехнологичного производства по теме «Создание производства полифункциональных углеродных наноматериалов и суперконцентратов на их основе для использования в перспективных конструкционных полимерах и композитах нового поколения», реализуемого в соответствии с постановлением Правительства РФ №218 от 09.04.2010 г.
Научные положения и результаты исследования, выносимые на защиту:
1. Экспериментальные закономерности взаимодействия карбоксилированных углеродных нанотрубок со смесью триэтаноламинтитаната и стеарата триэтаноламина, заключающиеся в определении последовательности стадий формирования стеарат-титанатных групп, установлении мольного соотношения титана и стеарат-ионов в этих группах, равного 1:2, и расхода реагентов на единицу массы углеродных нанотрубок, обеспечивающего получение продукта с заданным содержанием титана (>2 масс.% в пересчете на TiO2) и повышенной совместимостью с неполярным растворителем (толуолом).
2. Влияние модификации углеродными нанотрубками, функционализированными стеарат-титанатными группами, в количестве 0,010,1 масс.% на характеристики неполярных матриц, заключающееся в повышении седиментационно-агрегативной устойчивости и противоизносных свойств масляных композиций и улучшении физико-механических показателей
(твердости по Шору, весового износа и суточного водопоглощения) полиэтилена и полипропилена.
3. Разработанная на основе функционально-иерархического подхода и приемов оптимального проектирования технологическая схема и оборудование для получения углеродных нанотрубок, функционализированных стеарат-титанатными группами.
4. Математическая модель нестационарных температурных полей реактора с многозаходной рубашкой из полутруб, предназначенного для функционализации углеродных нанотрубок стерат-титанатными группами, включающая температурные поля реакционной массы, теплоизолированной стенки реактора, потока теплоносителя в рубашке и теплоизолированной полутрубы рубашки.
Достоверность и научная обоснованность полученных результатов исследований определяется применением современных апробированных научно обоснованных методов и методик исследования, использованием современного исследовательского оборудования, привлечением взаимодополняющих методов исследования и статистической обработки результатов измерений, широкой апробацией результатов работы.
Методы исследования составили положения современной теории химических технологий гетерофазных процессов. Теоретическая база исследования представлена методами системного анализа и математического моделирования физико-химических процессов и молекулярных систем, статистики и планирования экспериментов. Экспериментальные исследования осуществлялись с использованием современных взаимодополняющих и достоверных методов физико-химического анализа нанодисперсных систем.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на: 9-й Всероссийской школе-семинаре по структурной макрокинетике для молодых ученых (Черноголовка, 2012); на VI, VII и Х Международной научно-инновационной молодежной конференции «Современные твердофазные технологии: теория, практика и инновационный
менеджмент» (Тамбов, 2014, 2015 и 2018); XVII Международной научно-практической конференции «Тенденции и инновации современной науки» (Краснодар, 2016); Международной научно-практической конференции «Современная наука: проблемы, идеи, инновации: материалы» (Казань, 2016); XIV Международной научно-практической конференции «Современные тенденции развития науки и технологий» (Белгород, 2016); Международной научно-практической конференции «Фундаментальные и прикладные научные исследования» (Уфа, 2016); 1 и 2 Международной научно-практической конференции «Графен и родственные структуры: синтез, производство, применение» (Тамбов, 2015, 2017); Всероссийской конференции с международным участием «Сильно коррелированные двумерные системы: от теории к практике» (Якутск, 2018).
Публикации. По материалам диссертационного исследования опубликовано 26 работ, из них 7 статей в реферируемых журналах, в том числе 5 во входящих в перечень рекомендованных ВАК; получено 2 патента РФ и свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка цитируемой литературы, включающего 139 ссылок и 5 приложений. Диссертация изложена на 141 странице, включает 8 таблиц и 41 рисунок.
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1. 1 Основные предпосылки функционализации углеродных нанотрубок
Наноструктуры на основе графеновых плоскостей представляют собой целый класс материалов, характеризующихся разнообразием морфологических и физико-химических характеристик [1-2]. Их типичными представителями являются углеродные нанотрубки (УНТ), которые в настоящее время производятся в достаточно больших количествах. Они имеют перспективы широкого применения в качестве адсорбентов [3-5], носителей катализаторов [67], электродных материалов суперконденсаторов и электрохимических источников тока [8-12], а также модифицирующих добавок в масла [13] и полимерные композиты, обладающие улучшенными прочностными характеристиками [14-16], высокими тепло- и электропроводностью [17-18], термической стабильностью [19-21].
Поскольку поверхность УНТ представляет собой свернутую в цилиндр графеновую плоскость, то диаметр цилиндра определяет кривизну поверхности и, соответственно, величину искажения валентных углов между связями С - С. Чем меньше диаметр нанотрубки и, соответственно, больше кривизна ее поверхности, тем выше реакционная способность УНТ. В то же время, высокая удельная поверхностная энергия, характерная для УНТ способствует их повышенной агломерации в узлы, пучки (рисунок 1.1).
Это явление служит причиной низкой диспергируемости УНТ в различных полимерных матрицах и растворителях. Образование агломератов УНТ может способствовать ухудшению физико-механических свойств композитов [22]. В результате ожидаемый эффект применения УНТ оказывается заметно ниже практически наблюдаемого [23, 24].
Пространственная сеть УНТ, состоящая из узлов (пучков) и проходных нанотрубок
Рисунок 1.1 - Разновидности агломерации УНТ [22]
Для усиления взаимодействия углеродных нанотрубок с полимерными матрицами и минимизации явлений агломерации применяют различные методы химической обработки поверхности, приводящие к формированию функциональных групп и модифицирующих слоев. В первом случае осуществляется ковалентная функционализация, во втором - нековалентная.
Посредством функционализации УНТ удается достичь гораздо более высоких результатов по качественным характеристикам композитов [25-31] при сниженных расходных нормах, что значительно увеличивает экономический эффект применения. В связи с этим, именно функционализированные формы УНТ становятся все более востребованными на рынке наноматериалов. В то же время предложение таких форм ограничено, поскольку получают их преимущественно в лабораторных условиях. Используемые методики часто являются сложными, многостадийными, длительными по времени и требуют применения дорогостоящих и высокотоксичных реагентов [26, 30-31], что делает затруднительным их масштабирование.
Актуальной является задача выбора доступных для реализации в промышленности способов химической обработки углеродных наноматериалов. При этом исследование закономерностей процессов функционализации УНТ является необходимым условием для формирования базовых принципов их
масштабирования и оптимизации, а также разработки технологических схем получения углеродных наноматериалов полифункционального назначения.
1.2 Влияние функционализации на свойства углеродных нанотрубок
В зависимости от агрегатного состояния применяемых для химической обработки УНТ реагентов различают газофазную и жидкофазную функционализацию. Характер формирующихся при этом функциональных групп и/или модифицирующих слоев может быть весьма разнообразным и способствовать адаптации в полярных или неполярных полимерных матрицах или растворителях.
Наиболее часто УНТ подвергают различным способам окисления в реагентах состава HNO3, H2SO4 / HNO3, HCl / H2SO4 / HNO3, H2O2, KMO4, К2СГ2О7 / H2SO4 и KMnO4 / H2SO4 [38-39]. Взаимодействие между окислителями и УНТ является причиной возникновения дефектов графеновых слоев нанотрубки, где образуются кислородсодержащие группы (карбоксильные, карбонильные, гидроксильные (фенольные), лактонные [39]), которые могут вступать в электростатическое и ковалентное взаимодействие с молекулами полимеров и подвергаться вторичным химическим превращениям (тиолирование, амидирование, этерифицирование, силанизация и т.п.) [40].
Функциональные группы главным образом формируются на дефектных и концевых участках нанотрубок. Кроме того, при окислении происходит укорочение УНТ [41], открытие их концов и фрагментация слоев на карбоксилированные участки [42, 43]. Среди полезных эффектов отмечается повышение сродства поверхности УНТ к полярным растворителям и полимерным матрицам [44], что является причиной усиления положительного влияния на физико-механические свойства композитов.
Как показано в [45], при окислении наблюдается увеличение удельной поверхности УНТ и суммарного объема пор при снижении среднего диаметра
пор. Отмечается корреляция между продолжительностью окислительной обработки и устойчивостью водных дисперсий УНТ.
Из-за присоединения к поверхности карбоксильных групп Ван-дер-Ваальсово взаимодействие между УНТ снижается. Благодаря этому происходит дезагломерация пучков нанотрубок [46].
В соответствии с [47-48] после обработки смесью концентрированных НЫ03 (3 масс.ч.) и Н^04 (1 масс.ч.) на поверхности УНТ идентифицируются сульфогруппы, присутствие которых нежелательно в ряде областей применения. Кроме того, как показано в [49], при обработке в 15М НЫОз суммарное содержание кислорода в образцах многослойных УНТ составляет 5,2 ат.%, а при использовании с той же целью 10М H2S04 / НЫ03 - 3,2 ат.%. Потери массы в этих случаях составляют 6,8 и 17% соответственно.
Согласно [50], при окислении перекисью водорода в растворе аммиака на поверхности конических УНТ формируются ОН-группы, что подтверждается появлением и ростом интенсивности на ИК-спектре полосы при 3470 см-1.
Эффективным реагентом окислительной функционализации УНТ различных типов является надсернокислый аммоний, особенно при сочетании с механической обработкой в бисерной мельнице. При этом, как и впри кислотной обработке, происходит укорочение и дезагломерация нанотрубок, а на их поверхности, согласно данным РФЭ-спектров, помимо гидроксильных и карбонильных групп формируются аминные группы, что способствует наилучшей совместимости с эпоксидными матрицами. Согласно [51], данный способ функционализации экологически относительно безопасен, а его реализация в промышленных масштабах экономически оправдана.
Окисление УНТ перманганатом калия позволяет достичь за короткое время более высоких значений степени функционализации (до 1,5 ммоль/г СООН-групп), что регулируется расходом КМп04 по отношению к УНТ [52, 53]. Однако использование данного метода в промышленных масштабах затруднительно в связи с ограниченностью ресурсов перманганата калия, токсичностью солей марганца и их потерями в составе фильтрата, требующего утилизации.
Азотная кислота без добавок других окислителей также применяется для функционализации поверхности углеродных наноматериалов
кислородсодержащими группами. Также, как и при использовании смешанных реагентов, при обработке УНТ в НЫОз наблюдается уменьшение дины нанотрубок, открытие их концов и удаление примесей металлоксидных катализаторов [41, 53-55]. Однако при жестких условиях процесса могут наблюдаться значительные структурные повреждения [53, 55, 56] и потери материала при фильтрации из-за перехода в коллоидный раствор [57].
В [58] показано, что характер кислородсодержащих поверхностных образований при данном способе окисления не зависит от формы графеновых слоев (коническая, цилиндрическая) нанотрубок. Для УНТ характерно снижение значений степени функционализации различными кислородсодержащими группами в следующем порядке: карбоксильные > фенольные > лактонные.
Анализ данных о влиянии окисления на свойства УНТ показывает, что для получения качественных форм функционализированных УНТ необходимо подбирать условия процессов, обеспечивающие достижение необходимых показателей степени функционализации при минимальных деструктивных изменениях поверхности нанотрубок [59]. В [60] показано, что факторами, управляющими процессом в данном случае, является концентрация кислоты, температура и продолжительность обработки.
Карбоксильные группы могут быть преобразованы в другие функциональные группы посредством вторичных превращений. Формирование амидных и сложноэфирных групп из -СООН может происходить как напрямую, так и через преобразование в -СОС1 посредством обработки карбоксилированных УНТ хлористым тионилом [61]. Вместо БОС12 в качестве дегидратирующего агента иногда используется дициклогексилкарбодиамид [62].
В зависимости от природы радикала, входящего в состав амина или спирта можно получить УНТ, обладающие способностью диспергироваться в различных по показателю полярности матрицах. Однако наиболее часто амидированные УНТ
используются в составе композитов на основе нейлона, полиуретанов, эпоксидных смол.
В [63] отмечается, что ЫН2-УНТ гораздо в большей степени улучшают прочностные характеристики эпоксикомпозитов, чем исходные и окисленные. При их 1,5 (масс.) %-ном содержании прочность на растяжение и ударная вязкость повышаются на 51 и 93% соответственно по сравнению с немодифицированным связующим.
Авторы [64] сообщают о получении гидрофильных многослойных УНТ посредством вторичных превращений карбоксилированных нанотрубок посредством присоединения гидроксиэтилакрилата, акриломорфолина и акриламида. Функционализированные данным способом УНТ хорошо диспергируются в воде, показывая значение дзета-потенциала выше -33,8 мВ. Также они обладают повышенным сродством к полиуретану, что приводит к эффективному улучшению его механических свойств, гидрофильности и электропроводности. При введении в композит 1,5 масс.% функционализированных УНТ на 20,3 - 30,1% увеличивается растягивающее напряжение.
Таким образом, вторично функционализированные УНТ часто показывают более высокие показатели при использовании их в качестве добавок к нанокомпозитам, чем окисленные формы. Однако при масштабировании важна и экономическая целесообразность способа вторичной функционализации.
Газофазная обработка применяется, когда необходимо сохранение объемной морфологии материалов или частиц металлоксидного катализатора в составе УНТ. Среди преимуществ данного типа процессов перед жидкофазными [65] также можно назвать низкий расход реагентов и зачастую отсутствие необходимости последующего удаления их избытка из продукта.
В [66] для газофазной функционализации УНТ предлагается использовать пары перекиси водорода при температуре от 80 до 160°С в течение 1-10 ч. Этот процесс отличается низкими затратами на производство и высокой экологичностью. Обнаружено, что при определенной продолжительности
обработки в парах перекиси водорода наблюдается заметное снижение показателя дефектности поверхности УНТ, определяемого по соотношению интенсивностей характеристических пиков В/О на спектрах КР. Функционализированные данным способом УНТ оказывают структурирующее действие на композиционные материалы на основе синтетического каучука, эпоксидной смолы и полисульфона, приводящее к заметному улучшению радиоэкранирующих и электропроводящих свойств [66-67], что определяет область практического применения. Однако из-за низкой степени функционализации УНТ, обработанные в парах перекиси водорода, не образуют равномерных дисперсий в полярных матрицах.
В качестве методов, позволяющих прививать к поверхности УНТ значительное количество функциональных групп при сохранении объемно-морфологических характеристик, используется окисление озоном и парами азотной кислоты. Согласно [68], обработка УНТ озоново-воздушной смесью (1 об. % О3) при комнатной температуре эффективно протекает только в присутствии паров безводной азотной кислоты или триоксида серы. Для достижения высоких значений степени функционализации при обработке в данной системе необходима предварительная очистка УНТ от примесей металлоксидных катализаторов.
Для активации озонирования УНТ также применяется УФ-облучение реакционной массы [69]. При этом на поверхности УНТ формируются функциональные группы типа фенольных, сложноэфирных и хинонных. После 1-часовой обработки растворимость УНТ в полярных органических растворителях увеличивается в 3,2 раза.
Похожие диссертационные работы по специальности «Нанотехнологии и наноматериалы (по отраслям)», 05.16.08 шифр ВАК
Разработка тепло- и электропроводных полимерных композитов на основе сочетания углеродных и керамических наноструктур2019 год, кандидат наук Яковлев Егор Алексеевич
Концентрированные дисперсии графеновых структур для полимерных композитов2021 год, кандидат наук Герасимова Алёна Владимировна
Особенности микроструктуры и физико-механических свойств композиционного материала на основе алюминия с углеродными нанотрубками, полученного с использованием искро-плазменного спекания2020 год, кандидат наук Бунаков Никита Андреевич
Влияние совместной системы немодифицированных многостенных углеродных нанотрубок и технического углерода на физико-механические и электрофизические свойства резины на основе синтетического цис-изопренового каучука2020 год, кандидат наук Митряева Наталья Сергеевна
Разработка способа управления сорбционной активностью нанотубулярных материалов для создания сенсорных наноуcтройств2019 год, доктор наук Борознина Наталья Павловна
Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Таров Дмитрий Владимирович, 2019 год
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Zhang, B.-T. Application of carbon-based nanomaterials in sample preparation: A review / B.-T. Zhang, X. Zheng, H.-F. Li, J.-M. Lin // Analytica Chimica Acta. -2013.- V.784. - P. 1 - 17.
2. Choudhary N., Hwang S., Choi W. Carbon Nanomaterials: A Review. In: B. Bhushan, D. Luo, S. Schricker, W. Sigmund, S. Zauscher (eds). Handbook of Nanomaterials Properties. - Springer, Berlin, Heidelberg. - 2014. - P. 709 -769.
3. A review of functionalized carbon nanotubes and grapheme for heavy metals adsorption from water: Preparation, application and mechanism / J. Xu, Z. Cao, Y. Zhang, Z. Yuan [et. al.].// Chemosphere. - 2018.- V.195. - P. 351 - 364.
4. Application potential of carbon nanomaterials in water and wastewater treatment: A review/ R.K. Thines, N.M. Mubarak, S. Nizamuddin, J.N. Sahu [et. al.] // Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineering. - 2017. - V. 72. - P. 116 - 133.
5. Apul, O.G. Adsorption of synthetic organic contaminants by carbon nanotubes: A critical review / O.G. Apul, T. Karanfi // Water Research. - 2015. - V. 68. - P. 34 - 55.
6. Chesnokov, V.V. Influence of carbon nanomaterials on properties of Pd/C catalysts in selective hydrogenation of acetylene / V.V. Chesnokov, O.Yu. Podyacheva, R.M. Richards // Materials Research Bulletin.- 2017.- V. 88. - P. 78 -84.
7. Copper-cerium oxides supported on carbon nano material for preferential oxidation of carbon monooxide/ M. Gao, N. Jiang, N.Zhao Y., C. Xu [et. al.] // Journal of Rare Earth.- 2016.- V. 34. - P. 55 - 60.
8. Carbon nanomaterials for advanced lithium sulfur batteries / Z.-L. Xu, J.-K. Kim, K. Kang // Nanotoday. - 2018. - V.19. - P. 84 - 107.
9. Carbon nanomaterials for flexible lithium ion batteries / Y. Zhang, Y.Jiao, M.Liao, B.Wang [et. al.]. // Carbon.- 2017. - V.124. - P. 79 - 88.
10. Liu, L. Flexible supercapacitops based on carbon nanotubes / L. Liu, Z. Niu, J.Chen // Journal Chinese Chemical Letters. - 2018. - V. 29. - P. 571 - 581.
11. Biocompatible carbon nanotube fibers for implantable supercapacitors / S.He, Y. Hu, J. Wan, Q.Gao [et. al.] // Carbon. - 2017. - V. 122. - P. 162 - 167.
12. Yoo, Y.-E. Understanding and controlling the rest potential of carbon nanotube based supercapacitors for energy density enhancement / Y.-E.Yoo, J.Park, W. Kim //Applied Surface Science. - 2018. - V.433. - P. 765 - 771.
13. Carbon nanomaterials in tribology / W. Zhai, N. Srikanth, L.B. Kong, K. Zhou // Carbon. - 2017. - V.119. - P. 150 - 171.
14. Tarfaoui, M. Mechanical properties of carbon nanotubes based polymer composites / M. Tarfaoui, K. Lafdi, A. El Moumen // Composites Part B: Engineering. - 2016. - V. 103.- P. 113 - 121.
15. Yamamoto, T. Synthesis of composite polymer particles with carbon nanotubes and evaluation of their mechanical properties / T. Yamamoto, K. Kawaguchi // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. -2017. - V. 529. - P. 765 - 770.
16. Patil, A. Effect of carbon Nanotube on Mechanical properties of Hybrid Polymer Matrix nanocomposites at Different Weight Percentages / A. Patil, A. Patel, P.K. Sharma // Materials Today Proceedings. - 2018. - V. 5 (2.1). - P. 6401 - 6405.
17. Polymer/carbon nanotube composite materials for flexible thermoelectric power generator / H. Song, Y. Qiu, Y. Wang, K. Cai [et. al.] // Composite Science and Technology. - 2017. - V. 153. - P. 71 - 83.
18. Ji T., Feng Y., Qin M., Feng W. Thermal conducting properties of aligned carbon nanotubes and their polymer composites / T. Ji, Y. Feng, M. Qin, W. Feng // Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. - 2016. - V. 91. - P. 351 -369.
19. Cen-Puc, M. Thermo resistive mechanisms of carbon nanotube / polymer composites / M. Cen-Puc, A. I. Oliva-Alives, F. Alives // Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures. - 2018. - V. 96. - P. 41 - 50.
20. Stress transfer properties of carbon nanotube reinforced polymer composites at low temperature environments / Z. Ia, H.-I. Ma, L.-K. Cheng, K.-T. Lau [et. al.] // Composites Part B: Engineering. - 2016. - V. 106. - P. 356 - 365.
21. Development and thermal properties of carbon nanotube - polymer composites / E.M. Jackson, P.E. Laibinis, W.E. Collins, A. Ueda [et. al.] // Composites Part B: Engineering. - 2016. - V. 89. - P. 362 - 373.
22. Теоретические основы нанотехнологий и их применение для создания нанокомпозиционных эластомерных материалов [URL] - Режим доступа: http://yagu.s-vfu.ru/course/view.php?id=1795
23. Interfacial characteristics of carbon nanotube-polymer composites: A review/ J. Chen, L.Yen, W.Song, D. Xu // Composites Part A: Applied Science and Manufacturing.
- 2018. -114. - P. 149 - 160.
24. Hamidreza, Z. M. Agglomeration effects of carbon nanotube on residual stresses in polymer nano composite using experimental and analytical method / Z. M. Hamidreza, F. S Ali, J. I. Majid // Materials Research Express. - 2019. - 6(3) -№035009.
25. Effect of functional groups on the properties of multiwalled carbon nanotubes / polyvinilidenfluoride composite membranes / E. Fontananova, V. Grosso, S.A. Allele, M.A. Bahattab [et. al.] // Journal of Membrane Science. - 2017.
- V. 541. - P. 198 - 204.
26. Dodecylamine functionalization of carbon nanotubes to improve dispersion, thermal and mechanical properties of polyethylene based nanocomposites / F.V Ferreira., W. Franceschi, B.R.C. Menezes, F.S. Brito [et. al.] // Applied Surface Science. - 2017. - V. 410. P. 267 - 277.
27. Kuang, Y. Effects of covalent functionalization on the thermal transport in carbon nanotube/polymer composites: A multiscale investigaation / Y. Kuang, B. Huang // Polymer. - 2015. - V. 56. - P. 563 - 571.
28. Xiao, T. Effects of different functionalization schemes on the interfacial strength of carbon nanotube polyethilene composite /T. Xiao, J. Liu, H. Xiong // Acta mechanica Solida Sinica. - 2015. - V. 28. - P. 277 - 284.
29. Polymer composite hydrogels containing carbon nanomaterials -morphology and mechanical and functional performance / A.Alam, Y. Zhang, H.-C. Kuan, S.-H. Lee [et. al.] // Progress in Polymer Science. - 2018. - V. 77. - P. 1 - 18.
30. Characterization of enhanced interfacial bonding between epoxy and plasma functionalized carbon nanotube films / X. Liu, F. Xu, K. Zhang, B. Wei [et. al.] // Composites Science and Technology. - 2017. - V.145. - P. 114 - 212.
31. Functionalization of carbon nanomaterials for advanced polymer nanocomposites. A comparison study between CNT and grapheme / V.D. Punetha, S. Rana, H.J. Yoo, A. Haurasia [et. al.] // Progress in Polymer Science. - 2017. - V. 67. - P. 1 - 47.
32. The effect of oxygen surface groups of the support on platinum dispersion in Pticarbon catalysts / Prado-Burguete: A. Linares-Solano, F. Rodriguez-Reinoso, C. Salinas-Marltinezde Lecea // Journal of Catalysis - 1989. - V. 115 (1). - P. 98 - 108.
33. Design of hybrid materials based on carbon nanotubes and polyoxometalates / A.K. Cueritas-Gallegos: R. Martinez-Rosales, M.E. Rinc On, G.A. Hirata, G. Orozco // Optical Materials. - 2006. - V.29. - P. 126 - 133.
34. Influence of Surface Oxides on the Colloidal Stability of Multi-Walled Carbon Nanotubes: A Structure-Property Relationship / B. Smith, K. Wepasnick, K. E. Schrote, Hyun-Hee Cho [et. al.] / Langmuir - 2009. - V. 25(17). - P. 9767 - 9776.
35. Evaluation of mild acid oxidation treatments for MWCNT functional New / F. Avilés, J. V. Cauich - Rodríguez, L. Moo-Tah, A. May- Pa, R.Vargas-Coronado // New Carbon Materials.- 2009. - V.47. - P. 2970 - 2975.
36. Regularities in the temperature-programmed desorption spectra of CO2 and CO from activated carbons / S. Hay dar , C. Moreno-Castilla, M.A. Ferro-García, F. Carrasco-Marín [et. al.] // New Carbon Materials. - 2000. - V.38(9). - P. 1297 - 1308.
37. H2SO4/HNO3/HCl — Functionalization and its effect on dispersion of carbon nanotubes in aqueous media / A.G. Osorio, I.C.L. Silveira, V.L. Bueno, C.P. Bergmann // Applied Surface Science. - 2008. - V. 255(5). - P. 1625 - 2550.
38. Characterization of Active Sites on Carbon Catalysts / José L. Figueiredo, Manuel F. R. Pereira, Maria M. A. Freitas, José J. M. Orfao // Industrial & Engineering Chemistry Research. - 2007. - V. 46 (12). - P. 4110-4115.
39. Electrical Monitoring of sp3 Defect Formation in Individual Carbon Nanotubes / H.Wilson, S. Ripp, L. Prisbrey, M. A. Brown [et. al.] //The Journal of Physikal Chemistry C. - 2016.- V. 120(3). - P. 1971 - 1976.
40. Dispersion and functionalization of carbon nanotubes for polymer-based nanocomposites: A review / Peng-Cheng Ma, Naveed A. Siddiqui, Gad Marom, Jang-Kyo Kim // Composites Part A: Applied Science and Manufacturing - 2010. - V. 41(10). - P. 1345 - 1367
41. Ziegler, K.J. Controlled oxidative cutting of single-walled carbon nanotubes / K.J. Ziegler, Z. Gu, H. Peng, E.L. Flor, R.H. Hauge, R.E. Smalley // Journal of the American Chemical Society.- 2005 - V. 127(5). - P. 1541-1547.
42. Yu, H Kinetically controlled side-wall functionalization of carbon nanotubes by nitric acid oxidation / H. Yu, Y. Jin, F. Peng, H. Wang, J. Yang // Journal of the American Chemical Society. - 2008. - V. 112(17) - P. 6758-6763.
43. Worsley, K.A. Functionalization and Dissolution of Nitric Acid Treated Single-walled Carbon Nanotubes / K.A. Worsley, I. Kalinina, E. Bekyarova, R.C. Haddon // Journal of the American Chemical Society. -2009. - V. 131(50). - P. 18153 - 18158.
44. Chen, J. Influence of Surface Functionalization Via Chemical Oxidation on the Properties of Carbon Nanotubes / J. Chen, Q. Chen, Q. Ma // Journal of Colloid and Interface Science. - 2012. -V. 370. - P. 32 - 38.
45. Sulfonitric Treatment of Multiwalled Carbon Nanotubes and Their Dispersibility in Water / H. Liu, J. Wang, J. Wang, S. Cui // Materials. - 2018. - V. 11(12). - №2442.
46. Surface modifications for the effective dispersion of carbon nanotubes in solvents and polymers / S. W. Kim, T. Kim, Y. S. Kim, H. S. Choi, H. J. Lim, S. J. Yang, C. R. Park // Carbon. - 2012. - V. 50. - P. 30 - 33.
47. Lin, T. Chemistry of Carbon Nanotubes / T. Lin, V. Bajpai, T. Ji, L. Dai // Australian Journal of Chemistry- 2003. - V. 56. - P. 635 - 651.
48. Кирикова, М. Н. Физико-химические свойства функционализированных многостенных углеродных нанотрубок: автореф. дис... канд. хим. наук (02.00.04) / Кирикова Марина Николаевна - М. - 2009. -24 с.
49. Sezer, N. Oxidative acid treatment of carbon nanotubes/ N. Sezer, M. Ko? // Surfaces and Interfaces. - 2019. - V. 14. - P.1 - 8.
50. Дьячкова, Т.П. Физико-химические основы функционализации и модифицирования углеродных наноматериалов: автореф. дис. доктора хим. наук (02.00.04) / Дьячкова Татьяна Петровна. - Тамбов, 2016. - 33 с.
51. Пат. 2528985 РФ, В82В3/00 С01В 31/02. Способ модифицирования углеродных нанотрубок [Текст] / Ткачев А. Г., Мележик А. В., Дьячкова Т. П., Аладинский А.А.; заявитель и патентообладатель ООО «НаноТехЦентр» - № 2012127991/20. заявл. 03.07.2012; опубл. 20.09.2014, Бюл. № 26.
52. Влияние модификации функционализированными углеродными нанотрубками на свойства полисульфона / Т. П. Дьячкова, Е. П. Редкозубова, З. Г. Леус и др. // Фундаментальные исследования. - 2013. - № 8 (часть 5). - С. 1081 -1086.
53. Effect of chemical oxidation on the structure of single-walled carbon nanotubes / J. Zhang, H.Zou, Q. Qing, Y.Yang, Q. Li, Z. Liu, X. Guo, Z. Du // Journal of Physical Chemistry B. - 2003. - V. 107(16). - P. 3712 - 3718.
54. Efficient and Facile one Pot Carboxylation of Multiwalled Carbon Nanotubes by Using Oxidation with Ozone under Mild Conditions / H. Naeimi, A. Mohajeri, L.Moradi, A.M. Rashidi // Applied Surface Science. - 2009. - V. 256. - P. 631 - 635.
55. Datsyuk, V. Chemical Oxidation of Multi Walled Carbon Nanotubes / V. Datsyuk, M. Kalyva, K. Papagelis [et. al.] // Carbon. - 2008. - V. 46. - P. 833-840.
56. Lachman,N. Electronic and Mechanical Degradation of Oxidized CNTs / N. Lachman, X. Sui, T. Bendikov [et. al.] // Carbon. - 2012. - V.50. - P. 1734 - 1739.
57. Xia, W. A Highly Efficient Gas-Phase Route for the Oxygen Functionalization of Carbon Nanotubes Based on Nitric Acid Vapor / W. Xia, C. Jin, S. Kundu, M. Muhler // Carbon. - 2009. - V. 47. - P. 919 - 922.
58. Functionalization of Carbon Nanotubes: Methods, Mechanisms and Technological Realization / T.P. Dyachkova, A.V. Rukhov, A.G. Tkachev, E.N. Tugolukov // Advanced Materials & Technologies.- 2018.- №2. - P. 18 - 41.
59. Effect of functionalized carbon nanotubes on the thermal conductivity of epoxy composites / Shin-Yi Yang, Chen-Chi M. Ma, Chih-Chun Teng, Yen-Wei Huang, Shu-Hang Liao, Yuan-Li Huang, Hsi-Wen Tien, Tzong-Ming Lee, Kuo-Chan Chiou // Carbon - 2010. - V. 48 (3). - P. 592 - 603.
60. Saleh, T.A. The influence of treatment temperature on the acidity of MWCNT oxidized by HNO3 or a mixture of HNO3/H2SO4 / T.A. Saleh // Applied Surface Science. - 2011. - V. 257(17). - P.7746 - 7751.
61. Functionalization and Solubilization of Thin Multiwalled Carbon Nanotubes / N.T. Hung, I.V. Anoshkin, A.P. Dementjev et al. // Inorganic Materials. - 2008. - V. 44(3). - P. 219 - 223.
62. Soluble dendron-functionalized carbon nanotubes: preparation, characterization, and properties / Y.-P. Sun, W. Huang, Y. Lin et al. // Chemistry of Materials. - 2001. - V. 13. - P. 2864 - 2869.
63. Mechanical and thermal properties of epoxy nanocomposites reinforced with amino-functionalized multi-walled carbon nanotubes / X. Chen, J. Wang, M. Lin [et. al.] // Materials Science and Engineering A. - 2008. - V. 492. - P. 236 - 242.
64. Adamska, M. Fluorination of Carbon Nanotubes-A Review / M.Adamska, U. Narkiewicz // Journal of Fluorine Chemistry. - 2017. - V. 200. - P. 179 - 189.
65. Захарычев, Е.А. Исследование влияния степени функционализации на некоторые свойства многостенных углеродных нанотрбок / Е.А. Захарычев, С.А. Рябов, Ю.Д. Семчиков, Е.Н. Разов, А.А. Москвичев // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. - 2013. - № 1 (1). - С. 100-104
66. Окисление многослойных углеродных нанотрубок в парах перекиси водорода: закономерности и эффекты / Т.П. Дьячкова, Ю.А. Хан, Н.В. Орлова,
С.В. Кондрашов // Вестник Тамбовского государственного технического университета. - 2016. - Т. 22, № 2. - С. 323 - 333.
67. Пат. 2529217 РФ, B82B 3/00, C09C 1/44, C01B 31/08, C01B 31/10. Способ функционализации углеродных наноматериалов [Текст] / Дьячкова Т.П., Мележик А.В., Горский С.Ю., Рухов А.В., Ткачев А.Г.; заявитель и патентообладатель ООО «НаноТехЦентр» - № 2012148093/05; -заявл. 12.11.2012 ; опубл. 27.09.2014, Бюл. № 27.
68. Разработка эффективного способа озонирования углеродных нанотрубок / Т.П. Дьячкова, К.Д. Богаева, А.К. Сухоруков // Современные твердофазные технологии: теория. Практика, инновационный менеджмент: Матер. V Международной науч. - инновацион. молодеж. конф. - Тамбов: Изд-во ИП Чеснокова А.В., 2013. - С. 180 -183.
69. UV-ozone treatment of multi-walled carbon nanotubes for enhanced organic solvent dispersion / E. Najafi, J.-Y. Kim, S.-H. Han, K. Shin et al. // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. - 2006. - V. 284. - P. 373-378.
70. Viscoelastic response of high volume fraction carbon nanotube-polymer nanocomposites with tailored wettability and controlled morphology / Z.Semih Pehlivan, D. Urk, H. Cebeci, M. Lutfi Ove?oglu et al. // Composite Structures. - 2019. V. - 208(15). - P. 418 - 425.
71. Дьячкова, Т. П. Методы функционализации и модифицирования углеродных нанотрубок. / Т.П. Дьячкова, А.Г. Ткачев // М.: Издательский дом «Спектр» - 2013.- 152 с.
72. Дьячкова, Т. П. Газофазное амидирование углеродных нанотрубок / Т. П. Дьячкова, В. Н. Дружинина // Современные проблемы науки и образования.
- 2014. - № 6. - [Электронный ресурс]. - URL Ошибка! Недопустимый объект гиперссылки.
- Загл. с экрана.
73.Muramatsu, H. Fluorination of double-walled carbon nanotubes / H. Muramatsu, Y.A. Kim, T. Hayashi, M. Endo, A.Yonemoto, H. Arikai, F. Okino // Chem. Commun. - 2005. - P. 2002-2004.
74. Dementjev, A.P. Fluorination of Carbon Nanostructures and Their Comparative Investigation by XPS and XAES Spectroscopy / A.P. Dementjev, A.V. Eletskii, K.I. Maslakov, E.G. Rakov, V.F. Sukhoverhov, A.V. Naumkin // Fullerenes, Nanotubes and Carbon Nanostructures. - 2006. - V. 14. - I. 2-3. - P. 287-296.
75. Reinforcement of epoxy resin composites with fluorinated carbon nanotubes / A.P. Kharitonov, A.G. Tkachev, T.P. Dyachkova [et. al.] // Composites Science and Techology. - 2015. - V. 107. - P. 162 - 168.
76. Plasma functionalization of powdery nanomaterials using porous filter electrode and sample circulation / D. Y. Lee, J.H. Choi, J. C. Shin, M. Ki Jung [et. al.] // Applied Surface Science. - 2018. - V. 443(15) - P. 628 - 634.
77. Zhuoda, J. Effects of plasma treatment of carbon fibers on interfacial properties of BMI resin composites / J. Zhuoda // Surface and Interface Analysis. -2018. - https://doi.org/10.1002/sia.6600.
78. Fabrication and characterisation of low density polyethylene (LDPE)/multi walled carbon nanotubes (MWCNTs) nano-composites / M. Goyal, N. Goyal, H. Kaur, A. Gera [et. al.] // Perspectives in Science. - 2016. - V. 8. - P.403 - 405.
79. Carbon nanotube-polyaniline hybrid materials / J. Deng, X. Ding, W. Zhang, Y. Peng et al. // European Polymer Journal. - 2002. - V. 38(12). - P. 2497 - 2501.
80. Vaisman, L. Dispersion of Surface-Modified Carbon Nanotubes in Water-Solube and Water-Insolube Polymers / L. Vaisman, G. Maron, H. D. Wagner // Advanced funkcional materials. -2006. - V. 16. -P.157-163.
81. Yazdani, N. Multi-walled carbon nanotube-filled polyvinyl chloride composites: Influence of processing method on dispersion quality, electrical conductivity and mechanical properties / N. Yazdani, B.E. Smith, K. Hatami // Composites Part A: Applied Science and Manufacturing.- 2016. - V. 82. - P. 65-77.
82. Functionalization of Carbon Nanotubes and Its Applications in Rubber Composites / L. Gan, S. Shang, C. Mei, L. Xu // Carbon-Based Nanofillers and Their Rubber Nanocomposites. - 2019.- P.77-108.
83. Fibers from polypropylene/nano carbon fiber composites / S. Kumar, H.Doshi, M. Srinivasarao, J. O Park, D. A Schiraldi // Polymer.- 2002. - V. 43(5). - P. 1701-1703.
84. Tang, W. Melt processing and mechanical property characterization of multi-walled carbon nanotube/high density polyethylene (MWNT/HDPE) composite films / W. Tang, M. H Santare, S. G Advani // Carbon.-2003. - V. 47(14). - P. 2779 - 2785.
85. Small but strong: A review of the mechanical properties of carbon nanotube-polymer composites / J.N. Coleman, U. Khan, W. J. Blau, Y. K. Gun'ko // Carbon. -2006. - V.44(9) - P. 1624 - 1652.
86. Carbon Nanotube-Polymer Composites: Chemistry, Processing, Mechanical and Electrical Properties / Z. Spitalsky, D. Tasis, K. Papagelis, C. Galiotis // Progress in Polymer Science. - 2010. - V.35. - P. 357-401.
87. Dispersion and functionalization of carbon nanotubes for polymer-based nanocomposites: A review / P. Ma, N.A. Siddiqui, G. Marom, J. Kim // Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. -2010. - V. 41(10). - P. 1345 -1367.
88. Fabrication and characterisation of low density polyethylene (LDPE)/multi walled carbon nanotubes (MWCNTs) nano-composites / M. Goyal, N. Goyal, H. Kaur, A. Gera [et. al.] // Perspectives in Science. - 2016. - V. 8. - P.403 - 405.
89. Pristine Multiwalled Carbon Nanotube/Polyethylene Nanocomposites by Immobilized Catalysts / S. Park, S.W.Yoon, H. Choi, J. S. Lee [et. al.] // Chemistry Materials - 2008. - 20 (14). - P. 4588 - 4594.
90. Study on poly(methyl methacrylate)/carbon nanotube composites / Z. Jia, Z. Wang, C. Xu, J. Liang et al. // Materials Science and Engineering: A. - 1999. -V.271(1-2). - P. 395 - 400.
91. Carbon nanotube- polyaniline hybrid materials / J. Deng, X. Ding, W. Zhang, Y. Peng [et. al.] // European Polymer Journal. - 2002. - V. 38(12). - P. 2497 - 2501.
92. A comparative study on the electrical and mechanical behaviour of multi-walled carbon nanotube composites prepared by diluting a masterbatch with various types of polypropylenes / M. Micusk, M. Omastova, I. Krupa, J. Prokes [et. al.] // Journal of Applied Polymer Science.- 2009. - 113. - P.2536 - 2551
93. Progress in Functionalized Carbon Nanotubes-modified Thermoplastic Polymer Nanocomposites / Y. Chang, J. Pei., S. Zhou, M. Chen [et. al.] // Materials Review. - 2017, - V. 31(19). - Р.84 - 90.
94. Chemical functionalization of carbon nanotubes through an organosilane / C. Velasco-Santos, A.L. Martmez-Hernandez, M. Lozada-Cassou [et. al.] // Nanotechnology. - 2002. - V. 13. - P. 495-498.
95. Szadkowski, B. Effect of in situ silanization of multiwalled carbon on the properties of NBR/MWCNT-OH composites / B. Szadkowski A. Marzec, M. Zaborski // Polymer-Plastics Technology and Engineering - 2018. -https://doi.org/10.1080/03602559.2018.1542727.
96. Dodecylamine functionalization of carbon nanotubes to improve dispersion, thermal and mechanical properties of polyethylene based nanocomposites / F.V. Ferreira, W. Franceschi, B.R.C. Menezes, F.S. Brito [et. al.] // Applied Surface Science.- 2017. - V. 410. -P. 267 - 277.
97. Diblock copolymer stabilization of multi-wall carbon nanotubes in organic solvents and their use in composites / N. Sluzarenko, B. Heurtefeu, M. Maugey, C. Zakri et [et. al.] // Carbon, 2006, V. 44. - P. 3207 - 3212.
98. United States Patent 20090118420, C08L 25/ 20060101 C08L025/08; B29D 7/01 20060101 B29D007/01. Dispersions of Carbon Nanotubes in Copolymer Solutions and Functional Composite Materials and Coatings There from / Zou J., Zhai L., Huo Q.; Assignee University of Central Florida Research Foundation, Inc. № 249859/12; filed 10.10.2008; published 07.05.2009.
99. Пат. 2495887 РФ, C08K3/04, B82Y30/00 , B82B3/00 Способ получения композита полимер/углеродные нанотрубки [Текст] / Якемсева М. В., Усольцева Н. В., Гаврилова А. О., Васильев Д. М., Кувшинова С. А., Койфман О. И., Кузнецов В. Б.; заявитель и патентообладатель ФГУП "ИвНИИПИК" ФСБ России; -заявл. 27.02.2012 ; опубл. 27.09.2014, Бюл. № 29.
100. United States Patent 2621193, Cl. 260-414. Polymeric titanium compounds/ Langkammerer C.M.; assignor E. I. du Pont de Nemours and Company - №170,703; filed 27.06.1950; published 09.12.1952.
101. Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology (4th Edition); V. 24. 538 p. - P. 141, 142.
102. Пат. 2451721 РФ, C10M 163/00,C10M 129/26, C10M 133/16,C10M 159/20. Титансодержащая композиция смазочного масла [Текст] / Лэм У.Й., Лоупер Д. Т.; заявитель и патентообладатель АФТОН КЕМИКАЛ КОРПОРЕЙШН (US) - № 2007146696/04;-заявл. 14.12.2007 ; опубл. 27.05.2012, Бюл. № 15
103. Development of nanocomposite with epoxidized natural rubber and functionalized multiwalled carbon nanotubes for enhanced thermal conductivity and gas barrier property / Jae Ok Jo, Prosenjit Saha, Nam Gyeong Kim, Choi Chang Ho, Jin Kuk Kim // Мaterials &Design. - 2015. - V. 83. - P. 777-785.
104. Мележик, А. В. Функционализация углеродных нанотрубок органотитанатами / А.В. Мележик, П.А. Хохлов, А.Г.Ткачев // Вестник Воронежского государственного университета. - 2013. - № 1. - С. 31 - 35.
105. Пат. 2548083 РФ, C01B31/02, B82B 3/00, B82Y40/00. Способ модифицирования углеродных наноматериалов [Текст] / Ткачев А.Г., Мележик А.В., Дьячкова Т.П.; заявитель и патентообладатель ООО «НаноТехЦентр»; заявл. 10.06.2013; опубл. 10.04.2015, Бюл. № 16.
106. Дьячкова, Т.П. Исследование кинетики жидкофазной окислительной функционализации углеродных нанотрубок / Т.П. Дьячкова // Фундаментальные исследования. - 2015. - №10 (3). - С. 471-476.
107. Дьячкова, Т.П. Особенности протекания газофазной функционализации в стационарном насыпном слое углеродных нанотрубок / Т.П. Дьячкова // Вестник Тамбовского государственного технического университета. - 2015. - № 3. - С. 438 - 444.
108. Туголуков, Е.Н. Решение задач теплопроводности методом конечных интегральных преобразований при автоматизированном проектировании технологического оборудования химической промышленности / Е.Н. Туголуков -Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та.- 2006. -116 с.
109. Горский, С. Ю. Газофазная функционализация углеродных нанотрубок: проблемы реализации метода / С. Ю. Горский, Т. П. Дьячкова, Е. А. Буракова // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. - 2014. - Вып. 1 (190). - С. 108 - 112.
110. Studies on the changes in the structure of carbon nanotubes grapheme layers after functionalization using Raman spectroscopy-based method / T.P. Dyachkova, A.V. Rukhov, E.N. Tugolukov, N.V. Usol'tseva, Yu. A. Khan, N.A. Chapaksov // Liquid Crystals and Their Application. - 2017.- №4. - P. 83-89.
111. Quantitative Fourier Transform Infrared Spectroscopic Investigation of Humic Substance Functional Group Composition / W.M. Davis, C.L. Erickson, C.T. Johnston et al. // Chemosphere. -1999. - V. 38(12). - P.2913-2928.
112. Boehm, H.P. Surface oxides on carbon and their analysis: a critical assessment / H.P. Boehm // Carbon. - 2002. - V. 40. - P. 145-149.
113. Effects of carbon dioxide and acidic carbon compounds on the analysis of Boehm titration curves / Y.S. Kim, S.J. Yang, H.J. Lim, T. Kim, K. Lee, C.R. Park // Carbon. - 2012. - V. 50(4). - P. 1510 -1516.
114. Баронин, Г.С. Теплофизические и триботехнические свойства фторполимерных молекулярных композитов / Г.С. Баронин, В.В. Худяков, Ю.В. Мещерякова // Вестник Тамбовского Университета. Серия: Естественные науки. -2013. - Т. 18, № 4. - С. 1922 - 1923.
115. Селиванова, З.М. Интеллектуальная информационно-измерительная система для определения теплофизических свойств материалов и изделий / З.М. Селиванова, А.А. Самохвалов // Измерительная техника. - 2012. - №9. - С. 38 -42.
116. Zhang, Z. Characterization of functional groups on oxidized multi-wall carbon nanotubes by potentiometric titration / Z. Zhang, L. Pfefferle, G.L. Gary // Catalysis Today. - 2015. - V. 249. - P. 23-29.
117. Preparation, characterization and application of phase-pure anatase and rutile TiO2 nanoparticles by new green route / E.R. Spada, E.A. Pereira, M.A. Montanhera,
L.H. Morais [et. al.] // Journal of Materials Science: Materials in Electronics - 2017. -V. 28.- P.16932-16938.
118. Synthesis of microencapsulated stearic acid with amorphous TiO2 as shape-stabilized PCMs for thermal energy storage / Chaoen Li, Guixiong Heb, Huaguang Yanb, Hang Yua, Yuan Songa // Еге^ Procedia. - 2018. - V. 152. - P. 390 - 394.
119. Characterisation of carbon nanotube materials by Raman spectroscopy and microscopy - A case sudy of multiwalled and singlewalled samples / A.M. Keszler, L. Nemes, S.R. Ahmad., X. Fang // Journal of Optoelectronics and Advanced Materials. -2004. - V. 6(4). - Р. 1269 - 1274.
120. Синтез и свойства нанопорошка диоксида титана для получения функциональных материалов / А. А. Гуров, В.И. Карманов, С.Е. Порозова, В. О. Шоков // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение. Материаловедение. - 2014.-Т.16 (1). - С.23-29.
121. Atomic scale characterization and surface chemistry of metal modified titanate nanotubes and nanowires / A. Kukovecz, K. Kordasc, J. Kissd, Z. Konya // Surface Science Reports.- 2016. - V. 71. - P. 473-546.
122. Daifullah, A.A.M., Impact of surface characteristics of activated carbon on adsorption of BTEX / A.A.M. Daifullah, B.S. Girgis // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. - 2003. - V. 214. - P. 181-193.
123. Гордон, А. Спутник химика /А. Гордон, Р. Форд // - М.: Мир.- 1976. -
541 с.
124. Казицина, Л.А. Применение УФ-, ИК- и ЯМР- спектроскопии в органической химии / Л.А. Казицина, Н.Б. Куплетская // - М.: Высшая школа.-1971.- 264 с.
126. Interaction of TiO2 nano-particles with organic UV absorbers / T. A. Egerton, N. J. Everall, J. A. Mattinson, L. M. Kessell, I. R. Tooley // Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry.- 2008.- V. 193(1). - P. 10-17.
127. ИК- спектроскопия пленочной системы Fe-Ti O2, полученной методом магнетронного распыления / В. А. Логачева, Н. Н. Афонин, А. Н. Лукин, Л.Н.
Никитин, Ю. А. Киселева // Конденсированные среды и межфазные границы. -2017. - Т.19 (2).- С. 239 - 247.
128. Раков, Э.Г. Нанотрубки и фуллерены. - М.: Университетская книга, Логос - 2006. - 376 с.
129. Polyethylene multiwalled carbon nanotube composites / T. McNally, P. Potschke, P. Halley, M. Murthy [et. al.] // Polymer. - 2005. - V. 46. - P. 8222-8232.
130. Azam, M.U. UHMWPE hybrid nanocomposite coating reinforced with nanoclay and carbon nanotubes for tribological applications under water with/without abrasives / M.U. Azam, M.A. Samad // Tribology International - 2018. - V. 124. - P. 145-155.
131. Рухов, А.В. Методика проектирования аппаратурного оформления производств углеродных нанотрубок и нановолокон / А.В. Рухов // Фундаментальные исследования.- 2013. - №8. - С.1351-1355.
132. Chen, Q. Recent developments and challenges in optimization-based process synthesis Annual Review of Chemical and Biomolecular Engineering / Q. Chen, I.E. Grossmann // - 2017. - V. 8, 7. - P. 249-283
133. Борисенко, А.Б. Иерархия задач аппаратурного оформления технологических систем многоассортиментных химических производств / А.Б.Борисенко, С.В. Карпушкин // Известия РАН. Теория и системы управления. -2014. - № 3. - С. 113-123.
134. Рухов, А.В. Процессы и реакционное оборудование производства углеродных наноматериалов / А.В. Рухов. - М.: Академия Естествознания, 2013. -134 с.
135. Карпушкин, С.В. Оптимизация функционирования оборудования действующего многоассортиментного производства при реализации заказа на выпуск нового продукта / С.В.Карпушкин, М.Н. Краснянский, А.Б. Борисенко // Вестник ТГТУ. - 2016. - Т. 22, № 2. - С. 238-254.
136. Самойлов, Н.А. Моделирование в химической технологии и расчет реакторов / Н.А.Самойлов. - М.: Монография, 2005. -112 с.
137. Закгейм, А.Ю. Введение в моделирование химико-технологических процессов / А.Ю. Закгейм. - М.: Химия, 1982. - 288 с.
138. Гартман, Т.Н. Основы компьютерного моделирования химико-технологических процессов / Т.Н. Гартман, Д.В.Клушин. - М.: Академкнига, 2006. -416 с.
139. Рухов, А.В. Основные процессы синтеза углеродных нанотрубок методом газо-фазного химического осаждения / А.В. Рухов // Известия высших учебных заведений. Химия и химическая технология. - 2013. - Т. 56, № 9. - С. 117-121.
ПРИЛОЖЕНИЯ
Состав приложений
Приложение 1. Информационная карта РИД «Способ получения полифункциональных олеофильных многослойных углеродных нанотрубок, модифицированных стеаратом титана (ТьУНТ)» Приложение 2. Акт об использовании результатов научно-исследовательской
работы в НИТУ «МИСиС» Приложение 3. Код программы для ЭВМ «Расчет конструктивных и режимных параметров емкостного реактора для функционализации углеродных наноматериалов» Приложение 4. Сведения о постоянном технологическом регламенте процесса получения полифункциональных олеофильных многослойных углеродных нанотрубок, модифицированных стеаратом титана (ТП «ТьУНТ») 159550.001.01 ТР Приложение 5. Акт изготовления линии получения «ТьУНТ» в АО «ЗАВКОМ» (г. Тамбов)
ИКР|1Л1фсрмц|"а-1ная ирга РИД1
P«HdjK*jJ*3Mh*di( Дата [данргрзции РИД
11410G14C(J47 АДДАГ16-
61610181005 5Л
Наимеповаппе PHfl
Способ получений оолифужшюнальпы* олейфильш»: мкгоелоть-ь. углервдчык мачсги/Om, м^рлфяшрмар™*; _ст¿аратом Tnn»ia (ТТУНТ)_
Предполагает* вед РЦД Прсдгои'дгмое зафвгипнив -рав
09 Секрет производства. iHoy хэуч
Исполнитель
Клкиевые Oton
МНОГОСЛОЙНЫЕ УГЛЕРОДНЫЕ 1"№ЮТРУБКИ. Г.'ОМФИЦУГОВД"1ИЕ- СТ Е№АТ ТИТАНА
Реферат
Способ получения многослойны* угперчньк нанотрубок. мвд^н^иирееанных cieapsmpu тт^нз вчлччаег притловпете
рзсткчга стеарзтз тркггтэноплмлна. сыешивзше раствора стедрегга триэгтанопатнэ с унт с последующ« ультраавукоео? ооработаом. приплоалеи« раствора трнэгтамиг-змт - титзн зтз. аиешиынне ы угалрззиуюную обработку pah«e гр.тотэвлгнныу растворов, насыщение реакционном смеси углекислым тазом фнльтрсщяо и грсмывку насыщЕ^^ого растеера. сушку попучечюго материала и обезвреживание стсчтх вщ
Дрторы
Nf СМИЛС ■ФИО вклад в работу
1 155-Э24-200-77 Мелемиг Александр 6®сиг*г5еич 40*
2 070-976-740-05 lily&tH Игорь Нжопэееич 30%
3 Тзрое Дмитрий 0лад*1чмеич 30%
СведешЯ О ЭййИчиКе СкЗОЮТы
оргаивацин Сокращен гае не именование Организации ОКОТУ СЖПФ ОГРН
Акционерное общество Тамбове*^ завел '"йсмсомопец1' иие(-м Н С ¿ргемееа" АО "ТамОовои* завод "Комсомолец" им н С Дртершоеа" 4100600 - Акционерные о&цества 12267 - Нелу^лмные акциоерные общества 10268011SS660
Сведа^тя об исполнителе раееты
^ДИИСНОвДЛЙС ОрГ№КЙЦ11К Сокращен гас НИН 10ВйНИЁ ОрГйпОЙЦХИ ОКОТУ СЖЗГФ ОГРН
федеральное государстве»*» бччршегное обрзквдгеч^че учреждение высшего образования Тамбове кик государственный ТС*1*1чеов1Й университет" ФГБОУ ВО "ТГТУ 1322500-1¥Ычлстерство (ЙРЗЭОМНИЯ и научи Российском Федерации 76103- ведеоальчые гостцарствежые ■&ад*етные учрежден™ 1026801156567
УТВРРЖДАЮ
Прир^лТЬр но науке и Инновациям
л-р tcm¡. наук
Р. Филонов 2016 г.
АКТ ОЬ IК ] КШЬЗОВАНИ11 результатов раучно-исследовательском рабшы
1. Научно-исследовательская рабоса IFN1P) «Рачработка
модифицирующих добавок й полимер.....с материалы h<j основе
функциона-шпироваипых углеродных юн^грубсЭ ШПиЛНс^а ШМСК'ЧМ Тамбовского государственного технического университета в eíioniae: л.т.н. проф. Ткачев Л.Г. (руковддитель работы), к.х.н. доцент Дьячкопа Т.П. (ответственный испоит:петель;, к.т.н. доцент Мемстой M.F1. (ивполнитальК к.т.н. донсл1 Шубин И.1Е. (исполни гель), аошран! Амосова ИВ. (исполнитель), аспирант Тиров ДИ. (исполнитель}.
В раыка\ НИР разработаны методы получения кврбоксилнроввяны* углеродных н в. н отрубок; олеофндъных углеродных нанотрубок, моднфщированпнк органогитанатами: гидрофильных углеродных Нанотрубок: углеродных нанотрубок, модйфициро & а к н ьтх полмнкилином которые являются '.»ффекмшнымм вапод ннтеяями композитов на ochoisít следующих ни у ib ли. in мерных матриц: 11олиами,:-h (TV I-
0в>, полиэтилен низкого давления 1ПНД22-12 (ТУ 2241-176-00203335-2007); пол [fn pon 11.1411 Ю0&С (TV 221 (-136^05 7ftfiS01-2006).
2, Реэулынты ПИР включают технологические лабораторные регламенты получении многослойны* дарбокенлиров^нных углеродных наногру&ок: олебфилыщх многослойных углеродный нанотруСюк, моди фи ц и ровйн н ьгх етеаратом гитана; гидрофильных многослойных углеродны* нав от рубок; углевидных Нянотруоок, модифицированных
поотиашшннон, и опытные партии продукту наработанные по данным I сх мол ип I ч ее к им рег ла мет ая.
¡Использование многослойных карбокенлированных углеродные нт 8 отрубок, алеофнльных многослойных углеродных нанотрубок,. гидрофильных многослойных углеродных намотрчбок и углеродна наногрубок, модифицированных пол каната иом, в составе с уп ер ко ндеитрато в на оенинс Полном ида-^, полнггилена низкого давления и полипропилена к различны* вариантах способствует повышению электропроводности (у/фнлое сопротивление - не более 100 Ом'Чг1), теплопроводности Ню менее 0.2 Ит-'мК). термической стабильности (не менее 100°С), механической прочности (не менее, чем на при р ведении У ИМ), ыорочо^тоико^ги <не менее -50°С), У Ф-стаби льн ости (не менее, чем па 15% при введении 1пе УНМ) и треадйЯййойкости {не менее, чем тга 15% При преленин 1% УНМ). что позволяет «йсипечнтт, ШПоЛИсНИс техничного задания по договору с Минобрпаукн РФ и 14.0М.2014 I. №02.625,31.0123 в рамкак комплексною проекта по созд аноде высокотехнологичного производства с участием российского высшего учебного заведения гт теме "Гпчлапие пртнвпдетва пплнфунь'пиопапкных углеродных Ийноыатерхалов и суперконцентратов на их основе для иепопьюванин н перспективных конструкционных полимерях и композитах нового поколения", реализуемого и соответствии с постановлением Правительства РФ №21Я от 9 апрели 20111 г.
За в. кафедрой
Код программы
// Температурное поле емкостного реактора с рубашкой из полутруб
#include "stdafx.h"
#include <stdio.h>
#include <conio.h>
#include <math.h>
#include <iostream>
#include <process.h>
using namespace std;
int ij;
double pi=3.14159, t1, ml, tay, dtay, a, b, q1, tip, dt, w1, nm, dm, da, nz, nr, dltr, dlk, ha, dlis, m2, t10, t20, toc, la, lai, lt, dx, de, rt, t2, t1v, t1n, t1s, t2s, al1, al2, k1, c10, ro10, m10, v1, cc, ma, dlt;
void od(double a, double b=0, double c=0, double d=0, double e=0) {cout<<"\n"<<a<<" "<<b<<" "<<c<<" "<<d<<" "<<e; getch();}
double laa(double t)
{return(-4.8279e-8*t*t-8.5086e-5*t+0.121477);} double roa(double t)
{return(-6.371e-6*t*t*t+2.537e-3*t*t-0.91623*t+984.497);} double mua(double t)
{return(1.0e-3/( 1.825e6/exp(t)+22.75e-6*t*t-318.41e-6*t));} double ca(double t)
{return(3.209e-4*t*t+3.31612*t+1536.348);}
double rol(double t) {return(l.0/(l.0e-3+4.43e-9*t*t));}
double cl(double t)
{return(sqrt(l7.8e6-l4.88e3*t+l50.36*t*t));} double la1(double t)
{return(sqrt(0.303+3.03e-3*t-l3.98e-6*t*t));} double mul(double t)
{return(l.0e-3/(0.558+l9.8e-3*t+0.l05e-3*t*t));}
double alt(double t) {double y, re, pr;
re=wl*dt*roa(t)/mua(t); pr=ca(t)*mua(t)/laa(t); if (re>2300) y=0.02l *pow(re,0.8)*pow(pr,0.43)*laa(t)/dt; else y=l.55*laa(t)*pow(wl*dt*dt*ca(t)*roa(t)/laa(t),0.333)/dt; return(y);}
double alm(double t) {double y, re, pr;
re=nm*dm*dm*rol(t)/mul(t); pr=c 1 (t)*mul(t)/lal(t);
y=0.36*pow(re,0.667)*pow(pr,0.33)*lal(t)/da;
return(y);}
double ftl(double x) {return(tlv+(tl-tlv)*exp(-kl*x)); }
double ft1s(double x)
{ return(t 1v+(t1-t1v)*(1.0-exp(-k 1*x))/(k1*x)); }
void ab(double t1s, double t2s) {b=(t2s-t1 s)/(la*( 1.0/al2+1.0/al 1)+dlk); a=t1s+b*la/al1; }
void tst()
{t1v=a; t1n=a+b*dlk; } void kfv()
{k1=al1*dt/(m1*c10);}
void vvod()
{ da=0.7; //внутренний диаметр аппарата, м
nz=4.0; //число заходов рубашки из полутруб
nr=2.0; //число витков одного зажода рубашки из полутруб
dt=0.05; //внутренний диаметр трубы рубашки, м
dltr=0.002; //толщина стенки трубы, м
dlk=0.004; //толщина стенки корпуса, м
nm=109.0/60.0; //частота вращения мешалки, об/с
dm=0.63; //диаметр мешалки, м
ha=0.85; //высота цилиндрической части корпуса, м
dlis=0.07; //толщина теплоизоляции, м
m10=4.0; //массовый расход теплоносителя, кг/с
m2=300.0; //масса продукта в аппарате, кг
t10=120.0; //начальная температура теплоносителя, С
t20=20.0; //начальная температура в аппарате, С
toc=15.0; //температура окружающей среды, С
la=47.0; //теплопроводность стали, Вт/(м К)
cc=500.0; //теплоемкость стали, Дж/(кг К)
1а1=0.1;
ё1ау=300.0;
11=пг*р1*(ёа+2.0*ё1к);
//теплопроводность теплоизоляции, Вт/(м К)
ах=И/10.0; ёе=0.61*Л;
//длина области
//эквивалентный диаметр канала
г1=а1/2.0;
ш1=ш10/пг;
ша=р1*ёа*ё1к*(Ьа+0.25*ёа);
}
т1 ша1п() { УУоё();
12=120; 11у=11; 11п=12; 1Ь=11; 12б=12;
йог (1ау=ё1ау; 1ау<=10*ё1ау; 1ау+=ё1ау) {11=110; 11р=11;
йог ()=1; ]<=10; ]++)
{11Б=11; 12Б=12;
йог (1=1; К=3; 1++)
{у1=ш1/гоа(11Б); е10=са(11в); го10=гоа(Ш); w1=8.0*v1/(pi*d1*d1); а11=а11(1Ь); а12=а1ш(12в); аЪ(118,12Б); 1Б1(); kfv(); 1ls=f11s(dx); } 1l=f11(dx); od(dx,t1s,t1,t1v,t1n); } q1=ш10*ca(1ls)*(1lp-1l)*d1ay; dl1=q1/(cc*шa+c1(12)*ш2); 12+=dl1; od(1ay,12); }}
АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО «ТАМБОВСКИЙ ЗАВОД «КОМСОМОЛЕЦ» ИМЕНИ Н.С. АРТЁМОВА»
(АО «ЗАВКОМ»)
«Утверждаю» гхнический директор
_C.B. Дробышев
«29» декабря 2016 г.
ПОСТОЯННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РЕГЛАМЕНТ
процесса получения полифункциональных олеофильных многослойных углеродных нанотрубок, модифицированных стеаратом титана (ТП «ТьУНТ») 159550.001.01 ТР
Разработал: Менеджер по НТР Таров Д. В.
Срок действия регламента до «29» декабря 2021 года
ТАМБОВ 2016 1
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.