Модифицирование смоляных кислот канифоли для улучшения их гидрофобизирующего действия на бумагу и картон

The modification of rosin resin acids, which improves their hydrophobic effect on paper and cardboard, is based on the implementation of 6 stages. Control of chemical processes at each stage is carried out by monitoring and regulating temperature and flow parameters, which determine the achievement of the required physical and chemical properties and composition of intermediates and final substance. One of the main indicators is the acid number, which for the final substance should be 60–70 mg KOH/g, which corresponds to the content of free resin acids in the functional substance of 40–45 %. The fulfillment of the specified temperature and consumption parameters for the modification of resin acids of rosin and the achievement of the necessary physicochemical properties of intermediates at each stage ensures the production of a functional substance with an improved hydrophobic effect on paper and cardboard. Compared to the traditionally used TM adhesive-paste, the developed functional substance in the production of paper with absorbency at one-sided wetting of not more than 21 g/m2 provides a reduction in the content of particles of the dispersed phase of the rosin emulsion by 1.4–2.0 times, which indicates its improved properties, and maximum preservation of the original strength of the paper by reducing the distance between the fibers due to a 3.3–3.8 times reduction (from 4200–5000 to 1100–1480 nm) in the size of sizing complexes.Модифицирование смоляных кислот канифоли, обеспечивающее улучшение гидрофобизирующего действия на бумагу и картон, основано на осуществлении 6 стадий. Управление химическими процессами на каждой стадии осуществляется путем контроля и регулирования температурных и расходных параметров, обусловливающих достижение требуемых физико-химических свойств и состава полупродуктов и конечного вещества. Один из основных показателей – кислотное число, которое для конечного вещества должно составлять 60–70 мг KOH/г, что соответствует содержанию свободных смоляных кислот в функциональном веществе 40–45 %. Выполнение указанных температурных и расходных параметров модифицирования смоляных кислот канифоли и достижение необходимых физико-химических свойств полупродуктов на каждой стадии обеспечивают получение функционального вещества, обладающего улучшенным гидрофобизирующим действием на бумагу и картон. По сравнению с традиционно используемым клеем-пастой ТМ, разработанное функциональное вещество при получении бумаги с впитываемостью при одностороннем смачивании не более 21 г/м2 обеспечивает снижение содержания частиц дисперсной фазы канифольной эмульсии в 1,4–2,0 раза, что свидетельствует об ее улучшенных гидрофобизирующих свойствах, и максимальное сохранение первоначальной прочности бумаги за счет уменьшения расстояния между волокнами благодаря снижению в 3,3–3,8 раза (от 4200–5000 до 1100–1480 нм) размера проклеивающих комплексов

Влияние полимерных и неорганических модификаторов на процесс фазообразования в насыщенных растворах сульфата калия

The process of potassium sulfate crystallization from aqueous solutions in the presence of organic modifiers containing phosphonic, phosphate, sulfonic, sulfate and carboxyl functional groups has been studied. It is shown that the introduction of organic substances has an inhibitory effect on the formation of potassium sulfate crystals. Modifiers containing sulfonic, sulfate and phosphonic functional groups have the greatest inhibitory effect. The effectiveness of modifiers containing carboxyl groups is significantly lower. The formation of stable supersaturated solutions of potassium sulfate is achieved by introducing organic modifiers in an amount of 0.25 – 0.50%.Исследован процесс кристаллизации сульфата калия из водных растворов в присутствии органических модификаторов, содержащих фосфоновые, фосфатные, сульфоновые, сульфатные и карбоксильные функциональные группы. Показано, что введение органических веществ оказывает ингибирующее действие на образование кристаллов сульфата калия. Наибольшее ингибирующее действие оказывают модификаторы, содержащие сульфоновые, сульфатные и фосфоновые функциональные группы. Эффективность модификаторов, содержащих карбоксильные группы, существенно ниже. Образование стабильных пересыщенных растворов сульфата калия достигается при введении органических модификаторов в количестве 0,25‒0,50 %

Получение гибридных абсорбентов посредством прививки акриламида к цепям хитозана под воздействием гамма-излучения

Hybrid hydrogels have been synthesized by radiation grafting of acrylamide to chitosan chains. The structure of the acrylamide-grafted chitosan was examined using FTIR spectroscopy, X-ray diffraction and simultaneous thermal analysis. It has been determined that both hydroxyl and amino groups of the polysaccharide are the grafting centers of growing polyacrylamide chains on the chitosan macromolecules. The effect of the reagents ratio on the sorption and rheological properties of the obtained hydrogels has been studied. Hydrogels based on acrylamide-grafted chitosan were modified chemically by alkaline hydrolysis, and the effect of hydrolysis on the sorption capacity of hydrogels with respect to water and Cu(II) ions was examined.Синтезированы гибридные гидрогели посредством радиационной прививки акриламида к цепям хитозана в уксуснокислых водных растворах. Структура привитого сополимера хитозана с акриламидом изучена методами Фурье-ИК спектроскопии, рентгенофазового анализа и совмещенного термического анализа. Установлено, что центрами прививки растущих цепей полиакриламида на макромолекулах хитозана являются как гидроксильные, так и аминогруппы полисахарида. Изучено влияние мольных отношений реагентов на сорбционные и реологические свойства полученных гидрогелей. Проведено химическое модифицирование гидрогелей на основе привитых сополимеров хитозана с акриламидом посредством щелочного гидролиза и установлено его влияние на сорбционную способность гидрогелей по отношению к воде и ионам Cu(II)

Синтез новых имидов и имидоамидов цитраконопимаровой кислоты

For the first time, a method has been developed for the synthesis of aromatic imides of citraconopimaric acid by the interaction of primary aromatic amines (aniline, p-toluidine) and citraconopimaric acid in p-xylene at reflux. New aliphatic imides have been synthesized by the reaction of citraconopimaric acid and primary aliphatic amines (octyl-, octadecylamine) in a melt at 125–150°C. For the first time, the synthesis of citraconopimaric acid imidoamides was developed by treating citraconopimaric acid N-octylimide with thionyl chloride and subsequent reaction of the resulting acid chloride with primary aromatic amines (aniline, p-bromoaniline). A method has been developed for the synthesis of aliphatic imides of the rosin-citraconic adduct (in the form of technical products) by its interaction with primary aliphatic amines (octyl- and octadecylamine) at 180–200°C for 8–12 hours.Together with Belarusian state technological university, the relationship between the structure of imides of rosin-citraconic adducts as modifiers of unfilled and filled industrial rubber compounds was studied, and the obtained additives were found to improve the technological properties of compositions while maintaining, and in some cases improving physical and mechanical parameters (increasing the resistance of compositions to thermal aging, bond strength of the cord with rubber, etc.).Впервые разработан метод синтеза ароматических имидов цитраконопимаровой кислоты взаимодействием первичных ароматическихих аминов (анилин, п-толуидин) и цитраконопимаровой кислоты в п-ксилоле при кипячении. Синтезированы новые алифатические имиды взаимодействием цитраконопимаровой кислоты и первичных алифатических аминов (октил-, октадециламин) в расплаве при 125–150 °С. Впервые разработан синтез имидоамидов цитраконопимаровой кислоты путем обработки N-октилимида цитраконопимаровой кислоты хлористым тионилом и последующей реакции образовавшегося хлорангидрида с первичными ароматическими аминами (анилин, п-броманилин). Разработан метод синтеза алифатических имидов канифольно-цитраконового аддукта (в виде технических продуктов) его взаимодействием с первичными алифатическими аминами (октил- и октадециламин) при 180–200 °С в течение 8–12 ч.Совместно с Белорусским государственным технологическим университетом исследована взаимосвязь структуры имидов канифольно-цитраконовых аддуктов в качестве модификаторов ненаполненных и наполненных производственных резиновых смесей и установлено, что полученные добавки улучшают технологические свойства композиций с сохранением, а в ряде случаев с улучшением физико-механических показателей (повышение стойкости композиций к тепловому старению, прочность связи корда с резиной и др.)

Влияние содержания воды и условий хранения на активность PdCuFeсодержащего углеволокнистого катализатора низкотемпературного окисления СО

Effect of water content and storage conditions on the activity of carbon fiber supported palladium-copper-iron containing catalyst was studied. Physical-chemical properties of catalytic system were examined by means of XRD, XPS, SEM and GCh. The optimal water content in the catalyst, which ensures the most effective air purification both at low (0,03 vol.%) and high (0,5 vol.%) CO concentrations in the air and high humidity (70 %) of gas mixture, was determined.Activity loss of the catalytic system after storage under air conditions (1 month) was attributed to the accumulation of the excess amount of water in the catalyst and reorganization of its the active phase – decrease in the palladium content in the near-surface layer and segregation of the Сu2Cl(OH)3 atacamite phase. Catalyst drying in air at 110 оС leads to its complete reactivation. Hermetically sealed freshly as-prepared and dried at 50 оС after experiment samples retain the initial catalytic activity during long-term (more than a year) storage.Исследовано влияние содержания воды и условий хранения на активность каталитической системы низкотемпературного окисления СО, полученной пропиткой углеволокнистой ткани Бусофит ЭХО водным раствором солей палладия, меди и железа. С применением методов РФА, РФЭС, СЭМ и ГХ изучены физико-химические свойства катализатора. Определено оптимальное содержание воды в катализаторе, при котором обеспечивается эффективная очистка воздуха как при малой (0,03 об.%), так и высокой (0,5 об.%) концентрации СО в воздухе и высокой влажности газовоздушной смеси (70 %). Установлено, что дезактивация катализатора при хранении на воздухе обусловлена накоплением избыточного количества воды в катализаторе и реорганизацией активной фазы: уменьшением содержания палладия в приповерхностном слое катализатора и сегрегацией фазы атакамита Сu2Cl(OH)3. Сушка катализатора после хранения на воздухе при 110 оС приводит к его полной реактивации. Показано, что при герметичной упаковке свежеприготовленных или просушенных после опыта при 50 оС образцов исходная каталитическая активность сохраняется при длительном хранении (более года)

Каталитические свойства и устойчивость порошковых сплавов никель–олово в процессе электрохимического выделения водорода из раствора щелочи

Ni–Sn powder alloys with a nickel content from 24.4 to 78.5 at.% and from 30.6 to 55.1 at.%, respectively, were synthesized chemically and electrochemically for the use as catalysts for the hydrogen electrochemical reduction (HER) in alkali solution. It was established that the catalytically active surface area of chemically synthesized powders was larger in comparison with electrochemically obtained ones. Ni24.4Sn75.6 powder alloy has the largest surface area. It was found that catalytic properties of chemically synthesized powders increased in the row Ni24.4Sn75.6 < Ni78.5Sn21.5 < Ni. Electrochem ically obtained alloys are inefficient as HER catalysts. It was found that Ni24.4Sn75.6 alloy is characterized by the greater re tention of catalytically active surface area during exploitation in alkali solution in comparison with Ni and Ni78.5Sn21.5 alloy. Химически и электрохимически синтезированы порошковые сплавы Ni–Sn с содержанием никеля соответственно от 24,4 до 78,5 ат.% и от 30,6 до 55,1 ат.% для применения в качестве катализаторов электрохимического восстановления водорода в растворе щелочи. Установлено, что каталитически активная площадь поверхности химически синтезированных порошков больше в сравнении с электрохимически полученными, максимальной площадью характеризуется сплав Ni24,4Sn75,6. Выявлено, что для химически синтезированных порошков каталитические свойства, оцененные по значению потенциала, при котором достигается плотность тока 10 мА/см2, возрастают в ряду Ni24,4Sn75,6 < Ni78,5Sn21,5 < Ni; электрохимически полученные сплавы являются неэффективными катализаторами. Установлено, что сплав Ni24,4Sn75,6 характеризуется большей сохранностью каталитически активной площади поверхности в процессе эксплуатации в сравнении с никелем и сплавом Ni78,5Sn21,5

Реологические свойства и групповой химический состав окисленного битума в присутствии волокнистых материалов различной структуры

The rheological properties of oxidized bitumen in the presence of fibrous materials based on cellulose and chrysotile asbestos used as stabilizing additives in the production of crushed stone-mastic asphalt concrete mixtures have been studied. It has been established that the supramolecular structure of fibers characterizing the interaction between macromolecules largely determines the effectiveness of their structuring action for oxidized bitumen. Thus, the introduction of cellulose fiber leads to an increase in the ability of the bitumen colloidal structure to the simultaneous occurrence of elastic and plastic components of deformation. This is due to the uniform distribution of the fiber in the dispersion medium of bitumen due to the penetration of hydrocarbon components of bitumen into the interfibrillary space of cellulose and the rupture of hydrogen bonds between hydroxyl groups. Тhe presence of strong structural bonds between chrysotile-asbestos macromolecules prevents the formation of strong reinforcing mesh in bitumen oils. As a result, the values of the structural and rheological parameters Pk1, Pk2 and Pm of the bitumen/chrysotile-asbestos composition are 1.5–2 times lower compared to the values for the bitumen/cellulose composition. The results of the study of the group composition and structural-rheological properties of bitumen compositions after heating at T = 163 °C indicate a higher stability of the bitumen-cellulose structure to the processes of thermal oxidative degradation compared to the structure formed in the bitumen/chrysotile-asbestos composition. By the method of thin-layer chromatography, it was found that the concentration of oils in the bitumen/chrysotile-asbestos composition is higher as compared to the bitumen/cellulose composition, indicating that the weakening of rheological properties and thermal stability in the presence of chrysotile-asbestos is not related to the microstructure of its fibers, which, according to some researchers, is prone to selective diffusion of oils into the capillaries of fibrils. Изучены реологические свойства окисленного битума в присутствии волокнистых материалов на основе целлюлозы и хризотил-асбеста, используемых в качестве стабилизирующих добавок при производстве щебеночно-мастичных асфальтобетонных смесей. Установлено, что надмолекулярная структура волокон, характеризующая взаимодействие между макромолекулами, в значительной степени определяет эффективность их структурирующего действия для окисленного битума. Так, введение целлюлозного волокна приводит к повышению способности коллоидной структуры битума к одновременному возникновению упругой и пластической составляющих деформации, что обусловлено равномерным распределением волокна в дисперсионной среде битума вследствие проникновения углеводородных компонентов в межфибриллярное пространство целлюлозы и разрывам водородных связей между гидроксильными группами. В то же время наличие прочных структурных связей между макромолекулами хризотил-асбеста препятствует формированию прочной армирующей сетки в маслах битума и, как следствие, значения структурно-реологических параметров Pk1, Pk2 и Pm композиции битум–хризотил-асбест в 1,5–2 раза ниже по сравнению со значениями для композиции битум/целлюлоза. Результаты исследования группового состава и структурно-реологических свойств битумных композиций после прогрева при Т = 163 °С свидетельствуют о более высокой стабильности битумно-целлюлозной структуры к процессам термоокислительной деструкции по сравнению со структурой, сформированной в присутствии хризотил-асбеста. Методом тонкослойной хроматографии установлено, что концентрация масел в композиции битум–хризотил-асбест выше по сравнению с композицией битум–целлюлоза, свидетельствуя о том, что ослабление реологических свойств и термостабильности в присутствии хризотил-асбеста не связано с особенностями микроструктуры его волокон, склонной, по мнению ряда исследователей, к избирательной диффузии масел в капилляры фибрилл.

Адсорбционные и флокулирующие свойства бинарной системы на основе (со)полимеров акриламида и низкомолекулярных аминосодержащих ПАВ в солевой среде

The process of flocculation of a calcium-magnesium solid phase formed in an aqueous-salt solution with the introduction of calcium-containing precipitants using polyacrylamide, cationic and anionic acrylamide copolymers was studied. With the introduction of polymers, an increase in the dispersion settling rate was observed in the concentration range of 0.5–3.0 mg/g, to a greater extent for the anionic copolymer. In the presence of an amine-containing surfactant, the sedimentation rate increased with the introduction of polymers by a factor of 1.1–1.3 compared to dispersions without surfactants. Using an anionic copolymer as an example, it was shown that the adsorption of amine and the sedimentation rate of dispersion increase with the increase of the polymer molecular weight. It was found that the concentration of the anionic copolymer and the pH of the medium also influence the adsorption of amine. Based on the obtained data, an effective method of water-salt solutions purification from amine-containing surfactants and magnesium salts (purification degree 99.5–99.8 %) that can be used at mining and processing enterprises was developed.Изучен процесс флокуляции кальций-магниевой твердой фазы, формирующейся в водно-солевом растворе при введении кальцийсодержащих осадителей, с использованием полиакриламида, катионного и анионного сополимеров акриламида. При введении полимеров наблюдается рост скорости осаждения дисперсии в интервале концентраций 0,5‒3,0 мг/г в большей степени для анионного сополимера. В присутствии аминосодержащего ПАВ скорость осаждения при введении полимеров увеличивается в 1,1‒1,3 раза по сравнению с дисперсиями без ПАВ. На примере анионного сополимера показано, что адсорбция амина и скорость осаждения дисперсии увеличивается с ростом молекулярной массы полимера. Установлено, что на адсорбцию амина также оказывают влияние концентрации анионного сополимера и рН среды. На основании полученных данных разработан эффективный способ очистки водно-солевых растворов от аминосодержащих ПАВ и солей магния (степень очистки 99,5‒99,8 %), который может быть использован на горно-перерабатывающих предприятиях

Экстракция амитраза и его метаболитов органическими растворителями

The distribution constants of amitraz and its three main metabolites (DMFF, DMF, DMA) for water–organic solvent (n-hexane, toluene, dichloromethane, chloroform) extraction systems were estimated. Based on the analysis of the substances distribution in the studied systems, it was established that dichloromethane is the optimal choice for amitraz and its metabolites liquid-liquid extraction for method development for their simultaneous determination in honey. Amitraz stability study in water-acetonitrile solutions with various additives demonstrated that 50 mM ammonia solution in water– acetonitrile mixture (1 : 1, vol.) should be used as solvent for the samples final solutions. Оценены константы распределения амитраза и трех его основных метаболитов (ДМФФ, ДМФ, ДМА) для экстракционных систем вода–органический растворитель (н-гексан, толуол, дихлорметан, хлороформ). Согласно анализу распределения веществ в изученных системах установлено, что дихлорметан является оптимальным экстрагентом для разработки методики одновременного определения амитраза и трех его метаболитов в меде, основанной на жидкость-жидкостной экстракции. На основании изучения стабильности амитраза в водно-ацетонитрильных растворах с различными добавками установлен состав растворителя для итоговых растворов проб – 50 мМ раствор аммиака в смеси вода–ацетонитрил (1 : 1, об.).

Экстракция анаболических стероидов органическими растворителями из водных растворов

The extraction of anabolic steroids (testosterone; epitestosterone; epimethenediol; 17α-methyltestosterone; 19-norethiocholanolone; 18-normethenol; 19-norandrosterone; 3α-hydroxy-2α-methyl-5α-androstan-17-one; 9α-fluoro-17,17dimethyl-18-norandrostan-4,13-dien-11β-ol-3-one; 1α-methyl-5α-androstan-3α-ol-17-one; 1α-methyl-5αandrostan-3α,17β-diol; epioxandrolone; methasterone; oxandrolone; formestane; 16β-hydroxyfurazabol) with organic solvents from water and aqueous salt solutions was studied at 20 ° C. Based on the experimental data obtained, the partition ratios of anabolic steroids (AS) were calculated, which were used to optimize the standard sample preparation procedure in the process of determining anabolic androgenic steroids (AAS) and their metabolites in the urine of athletes. It was found that the most selective extractant from aqueous and aqueous salt solutions is hexane, which extracts the majority of AAS. To increase the recovery of AAS, poorly extracted by hexane, it is advisable to use salting out with sodium or ammonium sulfate and use more active organic extractants – methylene chloride or diethyl ether. An extraction sample preparation technique has been developed for the subsequent determination of anabolic steroids and their metabolites in athletes’ urine by gas chromatography with mass spectrometric detection method. The proposed method is characterized by a standard deviation of 10 – 15 % and a detection limit of about 10 ng/ml of urine.При 20 °С изучена экстракция ряда анаболических стероидов (тестостерон; эпитестостерон; эпиметендиол; 17α-метилтестостерон; 19-норэтиохоланолон; 18-норметенол; 19-норандростерон; 3α-гидрокси-2α-метил-5α-андростан-17-он; 9α-фтор-17,17-диметил-18-норандростан-4,13-диен-11β-ол-3-oн; 1α-метил-5α-андростан-3αол-17-он; 1α-метил-5α-андростан-3α,17β-диол; эпиоксандролон; метастерон; оксандролон; форместан; 16β-гидроксифуразабол) органическими растворителями из воды и водно-солевых растворов. На основании полученных экспериментальных данных рассчитаны константы распределения анаболических стероидов (АС), которые были использованы для оптимизации стандартной методики пробоподготовки в процессе определения анаболических андрогенных стероидов (ААС) и их метаболитов в моче спортсменов. Установлено, что наиболее селективным экстрагентом из водных и водно-солевых растворов является гексан, извлекающий большинство ААС. Для повышения степени экстракции плохо извлекаемых гексаном ААС целесообразно применять высаливание сульфатом натрия или аммония и использовать более активные органические экстрагенты – хлористый метилен или диэтиловый эфир. Разработана экстракционная методика пробоподготовки мочи спортсменов для последующего определения в ней анаболических стероидов и их метаболитов методом газовой хроматографии с масс-спектрометрическим детекторованием. Предложенная методика характеризуется стандартным отклонением 10–15 % и пределом обнаружения около 10 нг/мл мочи