Раздел:   Главная страница Научные исследования и разработки Диссертации (по приоритетным направлениям)

Диссертации (по приоритетным направлениям)

Поиск
Тип
Заголовок
Описание
  Отключить морфологический поиск

Уточните параметры поиска (Отобразить расширенные параметры поиска.)
 
Сортировать по:  

Найдено записей: 9504

26.01.2010  Разработка метода упрочнения радиопрозрачных изделий из стеклокерамики литийалюмосиликатного состава
Цель диссертации: разработка технологии упрочнения радиопрозрачной литийалюмосиликатной стеклокерамики для изготовления обтекателей с повышенными механическими свойствами. Получены следующие результаты, обладающие научной новизной: - показано, что наибольший эффект упрочнения достигается при обработке поверхности в слое NaNO3; - установлена взаимосвязь между условиями упрочнения в слое NaNO3: температурой, временем, количеством стадий обработки и уровнем достигаемых повышенных значений механической прочности; - выявлены оптимальные температурно-временные параметры обработки в слое NaNO3 и определена предельно допустимая величина шероховатости исходной поверхности, при которой сохраняется качество поверхности упрочненных изделий; - показано, что физико-химические процессы, которые обеспечивают эффект упрочнения, заключаются в ионном обмене Li+ на Na+, сопровождающемся возникновением сжимающих напряжений в поверхностных слоях материала и блокированием поверхностных и объемных дефектов на глубине до 250-275 мкм; определена толщина диффузионного слоя, содержащего ионы Na+, достигающая 500 мкм; - выявлены закономерности изменения основных физико-технических свойств упрочненного материала в широком интервале температур, позволяющие прогнозировать его работоспособность в условиях эксплуатации. В результате исследований разработан способ упрочнения стеклокерамического материала литийалюмосиликатного состава в слое NaNO3, обеспечивающий достижение степени упрочнения не менее 30% от исходных значений и отличающийся конструкционной простотой и технологичностью. Разработаны технические условия ТУ 1-596-454-2005 и паспорт № 251 на упрочненный материал ОТМ-357-У. Разработана и внедрена в производство технология ионообменного упрочнения обтекателей из стеклокерамики литийалюмосиликатного состава, позволяющая повысить эксплуатационную надежность и ресурс эксплуатации обтекателей. Разработана и внедрена в производство промышленная установка упрочнения стеклокерамических обтекателей в слое NaNO3 производительностью 1000 шт/год, что полностью покрывает потребности заказчиков в данном виде продукции.

26.01.2010  Особенности процесса сушки хлорида калия в пневматической трубе-сушилке
Цель диссертации: установление основных тепломассообменных и гидродинамических показателей конвективной сушки дисперсного материала и на этой основе совершенствование конструкции труб-сушилок для более эффективного использования термического потенциала теплоносителя. Получены следующие результаты, обладающие научной новизной: - на основе экспериментальных исследований движения восходящего двухфазного потока на разгонном участке вертикальной трубы установлена зависимость модифицированного коэффициента трения от геометрических размеров трубы, концентрации материала и относительного критерия Рейнольдса; - численные значения относительных коэффициентов сушки для первого и второго периодов (0,981±0,016 и 1,038±0,047 1/масс. %), критической влажности между ними (0,97 ± 0,08 масс. %) получены при различных температурах теплоносителя (27 и 40 гр. С) и начальной влажности хлорида калия (2,59-8,10%); - из обобщенной кривой сушки, характеризующей разные гидродинамические и тепловые условия процесса, определен кинетический инвариант, связывающий между собой начальную влажность хлорида калия, скорость сушки и время первого периода, N1

26.01.2010  Исследование и разработка вихревых аппаратов с вращающимся многофазным слоем
Цель диссертации: разработка вихревых аппаратов применительно к процессам химической технологии с участием газа, жидкости и твердой фазы и определение соотношений для расчета перепада давления и скорости вращения многофазного слоя. Получены следующие результаты, обладающие научной новизной: - установлено влияние геометрии вихревого аппарата, расходов газа и жидкости, на скорость вращения и перепад давления многофазного слоя, при взаимодействии газа, жидкости и твердой фазы в вихревых аппаратах с трехфазным суспензионным слоем (при объемной концентрации твердых частиц в суспензии до 25% размером менее 300 мкм, плотностью до 7000 кг/м3), с трехфазным зернистым слоем (при использовании частиц размером 3-6мм, плотностью 1100-2500 кг/м3) и с трехфазным структурированным слоем (при использовании объемной насадки из проволоки с удельной поверхностью 53-158 м2/м3 слоя); - установлено влияние геометрии вихревого аппарата, расхода газа, вязкости жидкости на теплоотдачу газожидкостного (трехфазного суспензионного) слоя к торцевой поверхности и разработано эмпирическое уравнение для расчета коэффициента теплоотдачи в диапазоне чисел Re=2000-70000 и Pr=7-185; - предложены модели для расчета скорости вращения трехфазного суспензионного слоя, трехфазного зернистого слоя и трехфазного слоя с малообъемной насадкой, учитывающие изменение момента импульса жидкости и газа в результате действия момента трения о поверхности аппарата, которые адекватно описывают экспериментальные данные. Разработанная и созданная в результате исследований пилотная установка "Вихревой химический реактор бикарбонизатор" показала высокую эффективность при использовании вихревого аппарата с трехфазным суспензионным слоем в технологии получения высоко чистого карбоната лития на ОАО "НЗХК". Результаты научно-исследовательской работы внедрены в учебный процесс НГТУ, в учебном курсе "Нетрадиционные перспективные процессы и аппараты химической технологии" для студентов по специальности 240801 "Машины и аппараты химических производств".

26.01.2010  Исследование низкоскоростной фильтрации газов в волокнистых и керамических осадителях и разработка методов их расчета
Цель диссертации: развитие теоретических основ улавливания твердых и жидких взвешенных частиц при низкоскоростной фильтрации газов и разработка на их базе рекомендаций по выбору оптимальной структуры материалов фильтровальных перегородок и технологических расчетов процесса фильтрации. Получены следующие результаты, обладающие научной новизной: - обобщены данные по гидродинамике фильтровальных перегородок с безворсовой структурой и предложены зависимости для инженерного расчёта их гидравлического сопротивления; - рассмотрены основные механизмы осаждения взвешенных частиц при низкоскоростной фильтрации и определены характеризующие их параметры; - получены зависимости для определения эффективности осаждения взвешенных частиц в низкоскоростных волокнистых туманоуловителях; - проанализированы экспериментальные данные по эффективности осаждения взвешенных частиц в керамических фильтрах и установлена их зависимость от структуры фильтровальных перегородок; - полученные результаты явились основой для разработки методов инженерного расчета низкоскоростных фильтров и выбора оптимальной структуры керамических фильтровальных перегородок. В результате исследований разработаны и внедряются в промышленность низкоскоростные волокнистые туманоуловители и керамические фильтры. При непосредственном участии автора разработана техническая документация на модульный керамический фильтр типа ФКИ-45, внедрение которого осуществляется в рамках Государственной целевой программы уничтожения запасов химического оружия. Керамические фильтры обеспечивают возможность проведения регламентных работ на дизельных установках. Результатами проведенных исследований широко пользуются проектные институты, высшие учебные заведения и организации: МГУИЭ, ФГУП "СоюзпромНИИпроект", ЗАО "Металлхимпрогресс", ЗАО "Кондор-Эко", ЗАО НТЦ "Бакор", ООО "Бакор-фильтркерамика", ООО "Гипрохим", НПО "Керамикфильтр". На основе полученных при проведении работы экспериментальных данных, теоретических обобщений, конструктивных решений, методов расчета происходит внедрение в различные области промышленности и системы аспирации новых высокоэффективных и надежных в эксплуатации экономичных волокнистых туманоуловителей и керамических фильтров.

26.01.2010  Разработка технологии выпаривания фосфорной кислоты энергией электромагнитного поля сверхвысокой частоты и методики расчета выпарного аппарата
Цель диссертации: интенсификация процесса выпаривания чистой фосфорной кислоты до метафосфорной, концентрация которой доводится до 75 % и выше по содержанию P2O5. Получены следующие результаты, обладающие научной новизной: - экспериментально доказана эффективность применения сверхвысокой частоты (СВЧ) энергии для концентрирования особо чистой экстракционной фосфорной кислоты (ЭФК) методом ее выпаривания до концентрации метафосфорной. Получены технологические параметры данного процесса; - при экспериментальном исследовании процесса нагрева и выпаривания определены электрофизические характеристики раствора фосфорной кислоты в СВЧ диапазоне (диэлектрическая проницаемость и фактор потерь на частоте 2,45 ГГц) и получены режимные параметры промышленного процесса выпаривания ЭФК; - усовершенствован метод расчета структуры электрического поля в объеме взаимодействия электромагнитного поля с нагреваемой средой. На основе представления СВЧ поля набором лучей, разработан численный метод определения структуры поля в рабочих объемах выпарных аппаратов; - создана компьютерная программа для расчета электромагнитного поля в заданной геометрии рабочего объема и поля тепловыделения в нагреваемой среде, размещенной в рабочем объеме выпарного аппарата; - предложенный ранее лучевой метод расчета волновой структуры электромагнитного поля впервые усовершенствован до трехмерной реализации и применен для расчета инженерных конструкций. В результате исследований разработан процесс выпаривания фосфорной кислоты энергией электромагнитного поля СВЧ, пригодный для использования в промышленности. Предложен компьютерный метод расчета рабочих объемов аппаратов, применяющих энергию поля СВЧ. Разработан инженерный метод расчета технологических режимов процесса выпаривания фосфорной кислоты и конструктивных характеристик промышленного выпарного аппарата. Предложены конструкции промышленного аппарата для выпаривания фосфорной кислоты электромагнитным полем СВЧ. Предложенный метод выпаривания может быть использован при обработке широкого класса других агрессивных химически чистых жидких сред.

26.01.2010  Моделирование процесса приготовления плотных сыпучих смесей в новом ленточном устройстве гравитационно-пересыпного действия
Цель диссертации: определение гранулометрического состава, обеспечивающего максимальную насыпную плотность сыпучей смеси, разработка методики инженерного расчета конструктивных и режимных параметров процесса ее приготовления в новом ленточном смесителе барабанного типа на основе математической модели процесса смешивания, а также создание новой бесконтактной методики определения качества получаемой смеси. Получены следующие результаты, обладающие научной новизной: - разработана математическая модель для вычисления насыпной плотности системы, образованной при последовательной укладке в заданный объем твердых сфер разных радиусов, что обеспечивает установление исходного состава смеси полидисперсных частиц и ее наибольшую плотность; - предложен новый способ приготовления смеси сыпучих материалов в аппарате гравитационно-пересыпного смешивания путем прямой подачи одного из компонентов в поток обрушения; - разработана методика расчета режимных и конструктивных параметров ленточного смесителя, основанная на математической модели гравитационно-пересыпного смешивания; - получен новый критерий однородности смеси, учитывающий информацию о неравномерности пространственного распределения ключевого компонента смеси как на макроскопических, так и на микроскопических (порядка размера частицы) масштабах; - предложен метод расчета коэффициента неоднородности смеси по изображению поверхности исследуемого объема с учетом искажений, вносимых наличием свободной поверхности. В результате исследований разработана бесконтактная методика определения качества смеси, включающая компьютерную обработку изображений плоских сечений исследуемого объема. На основе построенной математической модели процесса смешивания разработан инженерный метод расчета основных режимных и конструктивных параметров нового ленточного смесительного устройства. Создан опытно-промышленный образец нового ленточного смесителя барабанного типа с внутренними устройствами (патент №2191622), опробованный на Рыбинском торфопредприятии ОАО "Ярторф", который обеспечил среднюю производительность 150 кг/ч смеси с коэффициентом неоднородности 6 %.

26.01.2010  Моделирование и расчет тепловых процессов в регенеративных утилизаторах теплоты с циркулирующей гранулированной насадкой
Цель диссертации: повышение эффективности систем утилизации тепла в регенеративных теплообменниках с циркулирующей гранулированной насадкой в высокотемпературных процессах химической, строительной и других отраслей промышленности. Получены следующие результаты, обладающие научной новизной: - теоретически исследованы закономерности процессов нестационарного теплообмена потока газа с потоком гранулированного материала при локализованной, распределенной и перекрестной подаче газа в канал движения сыпучего материала, позволяющие связать скорость теплопереноса с конструктивными и режимными параметрами процесса; - разработана математическая модель регенеративного процесса в теплообменнике с подвижной гранулированной насадкой; - исследованы циклы нагрева и охлаждения насадки и влияние конструктивных и режимных параметров регенератора на температурный режим и эффективность теплообмена; - показано существование оптимального диаметра гранул насадки регенератора, обеспечивающих его максимальную компактность при заданной степени утилизации теплоты уходящего газа; - предложена методика оценки эффективности использования теплоты уходящих продуктов сгорания промышленных печей для подогрева подаваемого в них воздуха. В результате исследований предложена методика построения математических моделей нестационарных процессов теплообмена в регенеративных теплообменниках с подвижной гранулированной насадкой. Разработан компьютерный инженерный метод расчета процесса теплообмена в регенеративных теплообменниках с подвижной гранулированной насадкой и выбора его рациональных конструктивных и режимных параметров. Разработана методика оценки эффективности использования теплоты уходящих продуктов сгорания промышленных печей для подогрева подаваемого в них воздуха. Разработанные математические модели, инженерные методы расчета и оценки эффективности, а также средства компьютерной поддержки моделирования и расчета нашли практическое применение в практике исследовательских и проектных работ в ЗАО "Научно-технический центр "ЛАГ Инжиниринг", ЗАО "Славнефть - ЯНОС" и ООО НТЦ "Промышленная энергетика".

26.01.2010  Моделирование и оптимизация процессов в термических деаэраторах
Цель диссертации: повышение эффективности работы деаэраторного оборудования на основе моделирования и оптимизации протекающих в нем процессов. Получены следующие результаты, обладающие научной новизной: - разработаны ячеечные модели стационарных и нестационарных процессов в поверхностных и смешивающих тепломассообменных аппаратах и деаэраторах, позволяющие согласовывать уровень декомпозиции системы с уровнем располагаемого эмпирического обеспечения модели; - проведены промышленные экспериментальные исследования переходных режимов при ступенчатом изменении расхода пара в атмосферном деаэраторе струйно-барботажного типа, в ходе которых получены зависимости технологических параметров от времени, выполнена идентификация и верификация предложенной ячеечной модели; - сформулирована и решена задача оптимального управления расходами теплоносителей, обеспечивающего минимальные тепловые потери при сохранении требуемой концентрации газов в деаэрированной воде при ведении переходных режимов. На основе предложенной математической модели разработан алгоритм и компьютерный метод расчета стационарных и нестационарных процессов в поверхностных и смешивающих теплообменных аппаратах и термических деаэраторах. С использованием разработанной модели проведены численные эксперименты по исследованию влияния импульсных и ступенчатых возмущений технологических параметров на характер переходных процессов в тепломассообменных аппаратах для различных профилей каналов теплоносителей. Показано влияние уровня декомпозиции системы на характер изменения расчетных параметров теплоносителей при переходных процессах в струйном отсеке термических деаэраторов. Предложенный метод расчета струйных деаэраторов использовался при разработке систем управления переходными и стационарными процессами, позволяющих обеспечить ведение технологических процессов в допустимых диапазонах изменения параметров при обеспечении минимальных потерь тепловой энергии и пара. Внедрение результатов работы на линии химводоочистки теплосилового цеха ОАО "Северсталь" позволило обеспечить уменьшение тепловых потерь на 13 тыс. Гкал/год и затрат пара на водоприготовление на 1500 т/год.

26.01.2010  Расчет гидродинамики и сложного теплообмена при нестационарных процессах неизотермической свободной и смешанной конвекции в многофазных течениях с частицами
Цель диссертации: развитие теоретических основ и разработка с единых позиций научно обоснованных методов расчета динамики движения и межфазного нестационарного теплообмена дисперсных частиц и несущей жидкости при свободной тепловой и смешанной конвекции в неоднородных многофазных гетерогенных средах, реализуемых в объемных и проточных массообменных аппаратах и реакторах. Получены следующие результаты, обладающие научной новизной: - разработаны научно-обоснованные методы динамики движения и межфазного нестационарного теплообмена дисперсных частиц в несущей жидкости при свободной тепловой и смешанной конвекции неоднородных многофазных гетерогенных сред, реализуемых в объемных и проточных массообменных аппаратах и реакторах; - разработана математическая модель, включающая систему нестационарных уравнений Навье-Стокса, неразрывности, энергии для несущей среды и уравнений движения для дисперсной частицы; - разработан конечно-разностный численный метод совместного решения систем уравнений по предложенной модели; - разработан вычислительный алгоритм и программный комплекс для численного исследования нестационарных полей скорости и температуры в неоднородных многофазных средах с твердыми дисперсными частицами при свободной тепловой и смешанной конвекции; - разработана математическая модель динамики движения и нестационарного теплообмена дисперсных частиц переменного диаметра и массы; - разработаны конечно-разностный алгоритм и программный комплекс для численного совместного решения систем уравнений движения, неразрывности, энергии для несущей жидкости и движения и уравнения теплопроводности для дисперсной частицы с учетом фазовых превращений; - исследован нестационарный теплообмен частицы при высокотемпературной обработке тугоплавких дисперсных материалов в реакторе плазмотрона при смешанной конвекции, исследована гидродинамика неоднородной гетерогенной среды; - выработаны рекомендации для выбора рациональных геометрических размеров реактора и режимных параметров проведения технологического процесса обеспечивающих полное испарение дисперсных частиц. На основе выполненных исследований сформулирован ряд расчетных моделей, позволяющих описывать все стадии абсолютного и относительного движения дисперсных частиц и вязкой несжимаемой несущей среды при свободной тепловой и смешанной конвекции гетерогенной среды в замкнутых объемах и каналах, с учетом межфазного теплообмена и фазовых превращений (плавления и испарения) в частице и на ее поверхности, с сопутствующим уменьшением ее массы и радиуса. В результате работы создан программный комплекс, предназначенный для расчета гидродинамики и нестационарных процессов теплообмена в неоднородных гетерогенных средах с дисперсными частицами в различных условиях работы энергетического и технологического оборудования.

26.01.2010  Влияние минеральных компонентов и модифицирующих обработок на надмолекулярную организацию и реакционную способность бурых углей
Цель диссертации: исследование влияния минеральных компонентов и предварительных модифицирующих обработок на надмолекулярную организацию и реакционную способность бурых углей в процессах термохимической деструкции. Получены следующие результаты, обладающие научной новизной: - впервые проведено комплексное исследование изменения показателей состава и надмолекулярной организации бурых углей различных месторождений в зависимости от содержания минеральных компонентов; - установлено, что катионы щелочноземельных металлов, преимущественно Са2+, находящиеся в составе органической массы угля (ОМУ) в форме карбоксилатов, способствуют формированию жесткой надмолекулярной структуры ОМУ и оказывают значительное влияние на реакционную способность в процессах термохимической деструкции; - впервые установлены количественные закономерности изменения надмолекулярного строения и реакционной способности в ходе обработок углей путем декатионирования растворами HCl, механической обработки и облучения пучком ускоренных электронов; - определены условия обработок, приводящие к лабилизации структуры углей и повышению их реакционной способности в процессах термохимического превращения; - впервые установлена динамика надмолекулярного строения бурых углей в процессе гидрогенизационного превращения в среде тетралина, показана стадийность превращения структурно выделенных компонент ОМУ. Установленные в результате исследований закономерности изменения надмолекулярной организации и реакционной способности бурых углей в процессах термохимической деструкции в зависимости от состава минеральных компонентов могут использоваться при выработке критериев подбора сырьевой базы для технологической переработки. Данные по влиянию обработки растворами HCl, механохимической активации и облучения пучком ускоренных электронов на свойства бурых углей составляют научную основу для разработки методов их активации с целью интенсификации термохимических процессов.

26.01.2010  Разработка методики оценки эффективности и подбор растворителей асфальто-смолистых и парафиновых отложений на нефтепромысловом оборудовании
Цель диссертации: разработка новой методики оценки эффективности и подбор растворителей асфальто-смолистых и парафиновых отложений (АСПО), образующихся на поверхности нефтепромыслового оборудования. Получены следующие результаты, обладающие научной новизной: - выявлен синергетический эффект растворяющей способности бинарного растворителя АСПО при соотношении гексена и толуола 40-60:40-60 % об.; - показано, что с увеличением содержания парафинов в отложениях необходимое содержание толуола в смеси уменьшается; - при нагревании до 70-100 гр. С смесей ароматических углеводородов, в частности кубового остатка процесса ректификации этилбензола (КОРЭ) и тяжелой смолы пиролиза (ТСП), установлена высокая растворяющая способность по отношению к любому типу АСПО; - установлено значительное увеличение скорости растворения АСПО при повышении температуры растворителей до температур плавления отложений (50-70 гр. С) и выше; - показано, что применение теплохимического способа удаления АСПО с применением КОРЭ и ТСП в качестве растворителей наиболее эффективно для отложений асфальтенового типа. Разработанная в результате исследований методика определения эффективности растворителей АСПО аттестована в ФГУ "Центр стандартизации, метрологии и сертификации" Республики Башкортостан, внесена в Федеральный реестр методик выполнения измерений и используется в учебном процессе для проведения научно-исследовательских работ студентами, магистрантами и аспирантами. Разработан эффективный бинарный растворитель на основе гексена и толуола, эффективность которого подтверждена опытно-промысловыми испытаниями. Предложена технология удаления АСПО, основанная на тепловом и химическом воздействии растворителей-теплоносителей, в качестве которых предлагается использовать смеси ароматических углеводородов. Определена минимальная температура (70 гр. С) нагрева растворителя, обеспечивающая высокую скорость растворения отложений. Применение технологии обеспечивает уменьшение затрат на удаление АСПО за счет сокращения времени обработки скважины и снижении стоимости применяемых растворителей. Предложены варианты рациональногоиспользования отходов после обработки скважины. При применении в качестве растворителей КОРЭ и ТСП только за счет снижения стоимости предлагаемых растворителей-теплоносителей экономия средств на обработку скважин составит более 10 тыс. рублей на 1 тонну растворителя.

26.01.2010  Технология получения и применение малеинизированных полупродуктов синтеза изопрена для улучшения конфекционных свойств шинных резиновых смесей
Цель диссертации: разработка технологии синтеза нового ингредиента для повышения конфекционных свойств резиновых смесей (повысителя клейкости резиновых смесей) на основе отечественного сырья и внедрение его в действующее производство ОАО "Нижнекамскшина". Получены следующие результаты, обладающие научной новизной: - впервые на основе малеинового ангидрида и полупродуктов получения изопрена через изобутилен и формальдегид синтезирована углеводородная смола Пикар, повышающая конфекционную клейкость резиновых смесей и не уступающая по эффективности наиболее известным добавкам, применяемым в шинной промышленности; - определены условия подготовки сырья и его взаимодействия с малеиновым ангидридом, разработана технология производства смолы Пикар стабильного качества; - показано, что рассчитанное теоретически и определенное экспериментально значение параметра растворимости смолы Пикар позволяет предположить ее хорошую совместимость как с отдельными каучуками, так и с их комбинациями, возможность лучшего диспергирования технического углерода и повышения клейкости резиновых смесей; - показано, что при применении смолы Пикар в резиновых смесях для деталей шин радиальной конструкции: - повышаются конфекционные свойств резиновых смесей и их стабильность в процессе хранения полуфабрикатов при использовании небольших (1-2 мас. ч. на 100 мас. ч. каучука) дозировок смолы Пикар; - исключаются операции промазывания клеем заготовок протекторов при их шприцевании и операции освежения бензином полуфабрикатов на стадии сборки заготовок покрышек; - повышается монолитность заготовок покрышек в "сыром" виде вследствие хорошего дублирования полуфабрикатов при сборке, что способствует уменьшению количества дефектов готовой покрышки после вулканизации; - уменьшается статический и динамический дисбаланс радиальных покрышек и, следовательно, их силовая неоднородность, являющаяся источником колебаний шины при движении автомобиля, в среднем на 10%. В результате исследований на базе доступного сырья разработана технология получения отечественного повысителя клейкости резиновых смесей в удобной для транспортировки и применения выпускной форме. Новый ингредиент резиновых смесей - смола Пикар - внедрен в действующее производство различных деталей радиальных шин в ОАО "Нижнекамскшина" взамен канифоли сосновой с экономическим эффектом около 10,5 млн. руб. ежегодно. Продолжается внедрение продукта на других предприятиях отрасли. Применение смолы Пикар способствует улучшению санитарно-гигиенических условий труда и повышению экологической безопасности шинного производства за счет исключения операций дробления, существенного снижения газообразных и твердых выбросов в воздух рабочих зон и в атмосферу.

26.01.2010  Разработка сетчатых эндопротезов для реконструктивно-восстановительной хирургии и исследование их свойств
Цель диссертации: разработка ассортимента полимерных сетчатых эндопротезов и технологии их производства. Получены следующие результаты, обладающие научной новизной: - разработана классификация современных эндопротезов по способу производства, исходному полимеру, виду нити и устойчивости к действию биологических сред, форме и конструкции. Установлено, что наиболее перспективными являются эндопротезы, изготавливаемые на основе текстильной технологии, а именно трикотажной с использованием основовязального оборудования; - научно обоснована возможность применения в производстве эндопротезов поливинилиденфторидных (ПВДФ) хирургических мононитей, ранее не применяемых в изготовлении таких изделий; -исследованы деформационные свойства полипропиленовых (ПП) и ПВДФ мононитей, определены показатели жесткости при изгибе; - разработаны теоретические положения в области проектирования оптимальных структур формоустойчивого пористого основовязаного полотна и технологические режимы получения из них эндопротезов; - разработаны методики определения физико-механических свойств эндопротезов; по результатам проведенных испытаний выбраны три оптимальные структуры переплетений, полностью удовлетворяющие медико-техническим требованиям. В результате исследований проведена структурно-физическая модификация полипропиленовых мононитей с целью улучшения их упруго-эластических свойств. Разработаны структуры основовязаных переплетений, сочетающие в себе формоустойчивость, пористость и невысокую материалоемкость. Определены режимы термофиксации основовязаного полотна из ПП и ПВДФ мононитей, разработаны способы лазерного раскроя, упаковки и стерилизации сетчатых эндопротезов. Разработанный ассортимент эндопротезов полностью соответствует медико-техническим требованиям, что подтверждается актами технической приемки и протоколами клинических испытаний. По результатам диссертации разработана нормативно-техническая документация на производство сетчатых эндопротезов. На разработанные синтетические сетчатые эндопротезы получено регистрационное удостоверение Министерства здравоохранения и социального развития РФ № ФСР 2008/02207 от 17.03.2008 г., разрешающее серийное производство, реализацию и применение их на территории РФ. По данным ООО "Линтекс", в 2008 году в различных медицинских учреждениях РФ было успешно проведено более 30 тыс. операций с использованием разработанных сетчатых эндопротезов.

26.01.2010  Модификация полиакрилонитрильного волокна с целью снижения горючести с использованием гибридных огнезамедлительных систем
Цель диссертации: разработка технологии модификации полиакрилонитрильных (ПАН) волокон гибридными системами, обеспечивающей получение полиакрилонитрильных волокон с пониженной горючестью текстильного и технического назначения. Получены следующие результаты, обладающие научной новизной: - доказано наличие химического взаимодействия замедлителей горения (ЗГ) с ПАН волокном. В спектрах модифицированных волокон значительно уменьшаются характерные полосы колебаний связи С=О и появляются полосы колебания группы С-О-С, проявляются и сохраняются в модифицированном волокне после промывки пики валентных колебаний групп ЗГ: Р=О, Р-О-С, >NН, -NН2, полоса свободной несвязанной гидроксильной группы -ОН уширяется и проявляются при более низких частотах колебания связанной -ОН группы, образовавшиеся в результате химического взаимодействия замедлителя горения с волокном; - установлено влияние замедлителей горения на физико-химические процессы при пиролизе и горении. Замедлители горения инициируют процессы циклизации, о чем свидетельствуют снижение температуры начала циклизации, уменьшение экзотермичности и энергии активации процесса циклизации; - определена большая эффективность влияния ЗГ, введенного в свежесформованное, чем в готовое ПАН волокно, что связано с различиями в структуре и механизме фиксации ЗГ в волокне; - доказано существенное влияние ЗГ на структуру волокна, приводящее к увеличению степени кристалличности с 40 до 58%, размера кристаллитов с 0,15 до 0,20 нм, а также к растекловыванию аморфных областей и релаксации напряжений в аморфной фазе полимера; - выявлены преимущества переработки модифицированных волокон в углеродное волокно, приводящие к повышению выхода углеродного волокна за счет инициирования процессов циклизации при термоокислении и снижения скоростей деструкции модифицированного ПАН волокна. В результате исследований разработаны параметры модификации кондиционных и свежесформованных ПАН волокон текстильного и технического назначения, обеспечивающие придание пониженной горючести с сохранением комплекса эксплуатационных свойств. Определена возможность использования модифицированных ПАН волокон в производстве углеродного волокна (УВ), обеспечивающая повышение выхода УВ.

26.01.2010  Динамический термоэластопласт на основе этиленпропилендиенового каучука и полипропилена, вулканизованный по реакции гидросилилирования
Цель диссертации: исследование закономерностей динамической вулканизации этиленпропилендиенового каучука по реакции гидросилилирования в смеси с полипропиленом и разработка рецептуры динамических термоэластопластов (ДТЭП) на их основе с улучшенными технологическими свойствами. Получены следующие результаты, обладающие научной новизной: - исследована эффективность ряда солей металлов восьмой группы периодической системы элементов в качестве катализатора процесса вулканизации этиленпропилендиенового каучука полигидрометилсилоксаном по реакции гидросилилирования в условиях его перемешивания с полипропиленом и маслом. Показано, что эффективная вулканизация идет только в присутствии соли платины; - изучено влияние содержания гидрометилсилоксановых звеньев в сополимере гидрометилсилоксана и диметилсилоксана и концентрации сополимеров в ДТЭП на эффективность динамической вулканизации и свойства ДТЭП на основе смеси полипропилена с этиленпропилендиеновым каучуком; - исследовано влияние высокодисперсного оксида кремния и технического углерода и их распределения между полимерными фазами термоэластопласта на его свойства; - проведено сравнение гидросилоксановой и наиболее распространенной фенолоформальдегидной вулканизующих систем при получении термоэластопласта методом динамической вулканизации; - при помощи сканирующей зондовой микроскопии исследована структура ДТЭП с различными вулканизующими системами; - оптимизированы состав и технология получения ДТЭП на основе смеси этиленпропилендиенового каучука и полипропилена, вулканизованного полигидрометилсилоксаном в присутствии платинового катализатора. В результате исследований разработана технология получения ДТЭП на основе полипропилена и этиленпропилендиенового каучука с гидросилоксановой вулканизующей системой, которая характеризуется меньшим временем процесса вулканизации по сравнению со смоляной вулканизующей системой. Получаемый по разработанной технологии ДТЭП не уступает по свойствам зарубежным аналогам, отличается улучшенной перерабатываемостью, значительно меньшим (в 300 раз) содержанием тяжелого металла, катализирующего процесс, менее выраженным запахом, чем ДТЭП со смоляной вулканизующей системой, и отсутствием окраски. Выпущена опытная партия разработанного материала, который успешно прошел лабораторные испытания.

26.01.2010  Сорбционные свойства комплексообразующих полиамидных волокнистых материалов
Цель диссертации: установление закономерностей сорбции ионов тяжелых металлов и крупных органических ионов волокнистыми хемосорбентами различного полимерного строения и функционального состава и разработка условий по очистке технологических растворов. Получены следующие результаты, обладающие научной новизной: -впервые для амино- и карбоксилсодержащих хемосорбционных волокон, полученных на основе привитых сополимеров, определены кинетические характеристики процессов сорбции ионов Cd2+ и Pb2+ (скорости и времени полусорбции), коэффициенты внутренней диффузии и распределения, аналитические выражения изотерм сорбции в координатах уравнения Ленгмюра и координационные свойства образующихся в фазе хемосорбционных волокон комплексных соединений (константы устойчивости комплексов, термодинамические показатели комплексообразования); - показано, что реакция комплексообразования ионов Pb2+ аминосодержащими хемосорбционными волокнами, в отличие от ионов кадмия, осложняется заметным протеканием побочной реакции образования труднорастворимого гидроксида свинца; - установлена взаимосвязь строения, структуры волокнистых хемосорбентов и закономерностей сорбции ионов тяжелых металлов и крупных органических ионов. Показано, что вследствие структурных и конформационных перестроек полимера при образовании сшитой структуры в условиях получения хемосорбционных волокон на основе привитых сополимеров поликапроамида и полиглицидилметакрилата затрудняются реакции комплексообразования ионов Cd2+ и процессы сорбции красителей, что приводит к существенному (примерно в 1,5 раза) снижению количества сорбируемых ионов; - впервые показано, что при сорбции ионов кадмия карбосилсодержащим гидратцеллюлозным волокном процесс комплексообразования сопровождается формированием наружного слоя, покрывающего поверхность волокон хемосорбента. В диссертационной работе дана сравнительная характеристика свойств большого числа химически модифицированных сорбционно-активных волокон, полученных на основе привитых сополимеров. Выявлен ряд особенностей протекания процессов сорбции ионов Cd2+ и Pb2+ хемосорбционными волокнами различного строения, что позволило сформулировать подходы к определению рациональных экологически ориентированных областей их применения. На основе изучения сорбционных свойств различных по химическому составу и строению хемосорбционных волокон показано, что волокнистые аминосодержащие сорбенты способны сорбировать ионы кадмия на уровне 160 мг/г и в области низких концентраций обеспечивать высокую степень извлечения (более 99%), что позволяет рекомендовать их для создания фильтрующих элементов в системах очистки сточных вод и экологического мониторинга.

26.01.2010  Эластомерные невулканизованные и неармированные рулонные кровельные и гидроизоляционные материалы многоцелевого назначения
Цель диссертации: создание универсальной рецептуры резиновой смеси для эластомерных рулонных кровельных и гидроизоляционных материалов, не требующих вулканизации и армирования, отвечающих по комплексу технологических и прочностных свойств требованиям ГОСТ 30547-97 с изменением №1 от 09.11.2000 к эластомерным невулканизованным армированным рулонным кровельным и гидроизоляционным материалам, и способных перерабатываться на стандартном оборудовании резиновой промышленности (резиносмесители, каландровые линии). Получены следующие результаты, обладающие научной новизной: - создана новая универсальная рецептура для класса эластомерных невулканизованных и неармированных рулонных материалов, полимерная основа которой состоит из тройной комбинации полимерных продуктов - бутилкаучука, полиэтилена, и бутилрегенерата. Рецептура предназначена для изготовления эластомерных невулканизованных и неармированных рулонных покрытий; - разработаны научно-технические представления о влиянии полиэтилена на свойства сырых резиновых смесей на основе этиленпропилендиенового каучука и бутилкаучука. Впервые показано, что введение полиэтиленов как высокого, так и низкого давления замедляет подвижность макромолекул в сырых резиновых смесях; - показано замедление скорости окисления резиновых смесей на основе этиленпропилендиенового каучука и бутилкаучука при введении в них полиэтиленов высокого или низкого давления в количествах до 30 масс.ч. на 100 масс.ч. каучука; - предложена гипотеза, объясняющая замедление подвижности макромолекул в невулканизованных резиновых смесях на базе этиленпропилендиенового каучука и бутилкаучука после введения в них полиэтиленов как высокого, так и низкого давления, и как следствие этого - уменьшение скорости окисления резиновых смесей кислородом; - разработаны научно-технические представления о влиянии бутилрегенерата на свойства невулканизованных резиновых смесей на базе этиленпропилендиеновых каучуков и бутилкаучука, содержащих в своем составе полиэтилен. Впервые показано, что применение бутилрегенерата в качестве компонента в этих смесях позволяет повысить и обеспечить необходимую стойкость к продавливанию невулканизованного материала в статических условиях. - предложена гипотеза, объясняющая целесообразность применения в эластомерных невулканизованных кровельных материалах бутилрегенерата для повышения их стойкости к статическому продавливанию. В результате исследований разработана рецептура резиновых смесей для класса эластомерных рулонных покровных материалов многоцелевого назначения, не требующих вулканизации и армирования. Разработанная рецептура обеспечивает прочность рулонных кровельных и гидроизоляционных материалах не менее 3,5 МПа, необходимый уровень прочности крепления к бетону и металлу при помощи серийной клеящей мастики "Поликров М-140" и стойкость к продавливанию в статических условиях. На заводе ОАО "РТИ - Каучук" по разработанной рецептуре выпущена опытная партия резиновой смеси, образцы которой проходят испытания в ООО "Поликров". Показана целесообразность применения в рецептурах резиновых смесей для рулонных кровельных и гидроизоляционных материалов бутилрегенерата - продукта вторичной переработки резин. Снижение себестоимости неармированных невулканизованных эластомерных рулонных кровельных и гидроизоляционных материалов достигается за счет уменьшения их материалоемкости и упрощения технологии изготовления.

26.01.2010  Исследование и разработка технологии шумопонижающих материалов различного функционального назначения
Цель диссертации: расширение спектра ассортимента и повышение эффективности шумопонижающих материалов на основе битума, повышение их вибропоглощающих, звукоизолирующих и прочностных свойств с одновременным снижением массы материала, исключение из рецептуры канцерогенного асбеста с сохранением высокой термостойкости полимерного композиционного материала. Получены следующие результаты, обладающие научной новизной: - установлено взаимодействие силикатных групп базальтового волокна (БВ) с гидроксильными группами битумного связующего. Предложена схема их взаимодействия; - доказана взаимосвязь состава и плотности резинобитумных композиций с их звукоизолирующей способностью; - отмечено существенное влияние на звукоизолирующие и вибропоглощающие свойства структуры и состава резинобитумных композиций; - показана возможность регулирования деформационно-прочностных, звукоизолирующих и вибропоглощающих свойств введением в состав дополнительных компонентов и изменением их соотношения; - доказана возможность изменения деформационно-прочностных свойств разработанного материала модификацией наполнителя физическими методами; - разработан состав композиции, обеспечивающий при нагреве отсутствие в газовой фазе токсических веществ фенольного типа. Практическая значимость диссертационной работы состоит в том, что разработана технология производства эффективных вибропоглощающих и звукоизолирующих композиционных материалов с применением базальтовой ваты, обладающих более высоким комплексом свойств по сравнению с серийными. Так, в диапазоне частот 400-800 Гц способность к звукоизоляции повышается в 1,5-2 раза, в остальном диапазоне - преимущественно на 2-5 дБ. В производственных условиях доказано сохранение высоких термостойких свойств материала в отсутствии канцерогенного асбеста. Определена оптимальная рецептура битумных звукоизолирующих и вибропоглощающих материалов на основе БВ. Доказано, что отходы базальтовой ваты являются ценным компонентом для изготовления шумопонижающих материалов. Выпущены опытно-промышленные партии композиционных материалов на ЗАО "Химформ", которые соответствуют требованиям, предъявляемым к вибропоглощающим и звукоизолирующим материалам.

26.01.2010  Получение и исследование волокнистых и пленочных материалов на основе полигидроксибутирата
Цель диссертации: разработка способа получения хирургических нитей с оболочкой из полигидроксибутирата (ПГБ), обладающих улучшенным комплексом свойств. Получены следующие результаты, обладающие научной новизной: - впервые показана возможность получения хирургических нитей со структурой "ядро-оболочка" на основе синтетических волокнообразующих полимеров полиэтилентерефталата и поликапроамида и полигидроксибутирата, высокое критическое поверхностное натяжение которых обеспечивает прочность адгезии оболочки и ядра; - показано, что пониженная капиллярность, приобретаемая нитью в результате нанесения на ее поверхность покрытия из ПГБ, достигается главным образом за счет гидрофобизации поверхности волокна, и в значительно меньшей мере за счет заполнения полимером межволоконного пространства - впервые описано влияние стороны контакта хирургических нитей с жидкой средой на проявляемую капиллярность; - установлена зависимость транспортных свойств оболочки из полигидроксибутирата по отношению к иммобилизованному низкомолекулярному биологически активному веществу от условий получения и хранения модифицированных нитей и упорядочения надмолекулярной структуры ПГБ; - показано, что подавление процессов самоорганизации надмолекулярной структуры полимера, стабилизация его транспортных свойств и антимикробной активности нитей достигаются при использовании более высокомолекулярного ПГБ и его смесей с другими полимерами, а также при снижении температуры хранения. Практическая значимость диссертационной работы заключается в разработке состава покрытия для хирургических нитей на основе полигидроксибутирата и условий получения и хранения модифицированных нитей, обладающих улучшенным комплексом свойств: повышенными биосовместимостью и прочностью хирургических узлов, пониженной капиллярностью и пролонгированным антимикробным действием. Предложенный способ и установленные закономерности модифицирования нитей являются основой для создания их производства и расширения ассортимента данного вида изделий.

26.01.2010  Эластомерные композиции с новым ингредиентом полифункционального действия на основе имида 2-сульфобензойной кислоты
Цель диссертации: создание эластомерных композиций на основе ненасыщенных карбоцепных каучуков с новым ингредиентом полифункционального действия на основе имида 2-сульфобензойной кислоты, обладающих повышенной стойкостью к преждевременной вулканизации и тепловому старению, а также прочностью крепления к латунированному металлокорду. Получены следующие результаты, обладающие научной новизной: - впервые в эластомерных композициях на основе ненасыщенных карбоцепных каучуков исследован в качестве ингредиента полифункционального действия имид 2-сульфобензойной кислоты и показана эффективность его действия как замедлителя преждевременной вулканизации; - установлено, что введение имида 2-сульфобензойной кислоты в резиновые смеси на основе различных каучуков приводит к повышению стойкости данных резин к термическому старению в воздушной среде; - показано, что кобальтовая соль имида 2-сульфобензойной кислоты в изученных эластомерных композициях выполняет роль промотора адгезии и по эффективности действия сопоставима с манобондом 680С; - изучено взаимодействие имида 2-сульфобензойной кислоты с дифенилгуанидином и 2-меркаптобензтиазолом, на основании чего предложен механизм его действия в качестве замедлителя преждевременной вулканизации, заключающийся во взаимодействии предложенного имида с ускорителями вулканизации в начальный период времени вулканизации. В результате исследований предложен ингредиент эластомерных композиций, обладающий полифункциональным действием. Расширен ассортимент замедлителей преждевременной вулканизации, стабилизаторов теплового старения и промоторов адгезии за счет использования в составе эластомерных композиций имида 2-сульфобензойной кислоты и его кобальтовой соли. На ОАО "Кировский комбинат искусственных кож" проведены успешные испытания имида 2-сульфобензойной кислоты в качестве ингредиента полифункционального действия. На ОАО "Шинный комплекс "Амтел-Поволжье" и ЗАО "Чайковский завод РТД" проведены испытания с положительным результатом кобальтовой соли имида 2-сульфобензойной кислоты в качестве промотора адгезии.


1 2 3 4 5 6 7 8   Следующая     ...

Рекомендуемые ресурсы