The influence of multilayer metal-carbon coatings composition with different arrangement of functional layers on their surface morphology

This research was supported by the grants of Belarussian Republican Foundation for Fundamental Research BRFFR № T17KIG-009

Разработка технологии доизвлечения запасов калийной руды из ранее отработанных панелей на глубинах свыше 600 метров Старобинского месторождения калийных солей

Studied the possibility to extend the life of the Production Unit no. 3 mine of JSC “Belaruskali” through the additional extraction of sylvinite ore reserves left in the previously mined panels of the mine field of the 3rd potash level. It was determined, that during the period from 1971 to 1980 a considerable part of the southern direction of the mine field on the area of more than 5,3 million m2 was mined by the roadways on the layers 2, 2–3, 3 without the mining of the 4th sylvinite layer. The volume of the leftover reserves of minerals in the mined panels makes more than 22 million tons. There is direct access to these panels from the main southern gates. As a study result of geological structure of the mined panels it was determined that under the influence of rock pressure the undermined sylvinite layer no. 4 took the form of a wave-shaped seam with the capacity of about 1 meter which rests on compressed inter-chamber pillars and on compressed rocks of layers 2, 2–3, 3 of destroyed inter-roadway pillars, which fills the space of the roadways. Such geological structure of the seam enables to extract minerals using the technology of selective layer mining by successive top and bottom faces. As a study result of the stability of the mine workings performed along the roadways and inter-chamber pillars under conditions of different roof positioning, it was determined that during the preparation of the faces the most advantageous locations for development workings are the areas previously mined by the room and pillar mining system. In this case, the highest stability of mine workings located in the stopes of the room and pillar mining system will be provided by their roofing location with cut of 0.15 m of the 4th sylvinite layer. When this occurs, their predicted life without repair, even without the use of special protection methods, would be between 3.5 and 8 years. Based on the results of the study, a conclusion was made on the technical possibility and economic feasibility of additional extraction of sylvinite ore reserves left in the western panels of the southern direction of the mine field of the 3rd potash level of the Production Unit no. 3 mine, finished over 40 years ago by the room and pillar mining system using selective layer mining technology by the longwall faces. With minimal capital, organizational and technical expenditures, the extraction of these reserves will allow the company to produce additionally 5.5 million tons of potash fertilizers.Изучена возможность продления срока службы рудника Третьего рудоуправления ОАО «Беларуськалий» за счет доизвлечения запасов сильвинитовой руды, оставленных на глубинах свыше 600 м в отработанных ранее панелях шахтного поля Третьего калийного горизонта Старобинского месторождения калийных солей. Установлено, что в период с 1971 по 1980 г. значительная часть южного направления шахтного поля на площади более 5.3 млн м2 была отработана очистными ходами по слоям 2, 2–3, 3 без выемки 4-го сильвинитового слоя. Объем оставленных запасов полезного ископаемого в отработанных панелях составляет более 22 млн т. При этом имеется прямой доступ к этим панелям со стороны главных южных штреков. В результате изучения геологического строения отработанных панелей установлено, что под воздействием горного давления, подработанный 4-й сильвинитовый слой принял вид пласта волнообразного профиля, мощностью около 1 м, который покоится на сдавленных межкамерных целиках и на уплотненных породах слоев 2, 2–3, 3 разрушенных межходовых целиков, заполнивших пространство очистных ходов. Такое геологическое строение пласта делает возможным извлечение полезного ископаемого с применением технологии слоевой селективной выемки последовательно верхней и нижней лавами. В результате изучения устойчивости выработок, пройденных по очистным ходам и межкамерным целикам, в условиях разной привязки кровли установлено, что при подготовке очистных лав наиболее рациональными местами заложения подготовительных выработок являются участки ранее отработанные камерной системой, при этом наиболее высокую устойчивость выработок при расположении в очистных блоках камерной системы обеспечит привязка их кровли с прирезкой 0,15 м 4-го сильвинитового слоя. В этом случае их прогнозируемый безремонтный срок службы, даже без применения специальных способов охраны, составит от 3,5 до 8 лет. На основании результатов исследования сделан вывод о технической возможности и экономической целесообразности доизвлечения запасов сильвинитовой руды, оставленных в западных панелях южного направления шахтного поля Третьего калийного горизонта рудника Третьего рудоуправления, отработанных более 40 лет назад камерной системой разработки с использованием технологии слоевой селективной выемки пласта очистными лавами. При минимальных капитальных и организационно-технических затратах извлечение указанных запасов полезного ископаемого позволит предприятию выпустить дополнительно около 5,5 млн т калийных удобрений

Friction coefficient obtained using AFM as a criterion of changes in the surface properties after low-temperature plasma treatment

This research was supported by the grant of Belarussian Republican Foundation for Fundamental Research BRFFR No.F17-118

Unexpected Temperature Behavior of Polyethylene Glycol Spacers in Copolymer Dendrimers in Chloroform

We have studied copolymer dendrimer structure: carbosilane dendrimers with terminal phenylbenzoatemesogenic groups attached by poly(ethylene) glycol (PEG) spacers. In this system PEG spacers areadditional tuning to usual copolymer structure: dendrimer with terminal mesogenic groups. Thedendrimer macromolecules were investigated in a dilute chloroform solution by 1H NMR methods(spectra and relaxations). It was found that the PEG layer in G = 5 generations dendrimer is “frozen”at high temperatures (above 260 K), but it unexpectedly becomes “unfrozen” at temperatures below250 K (i.e., melting when cooling). The transition between these two states occurs within a smalltemperature range (~10 K). Such a behavior is not observed for smaller dendrimer generations (G = 1and 3). This effect is likely related to the low critical solution temperature (LCST) of PEG and is caused bydendrimer conformations, in which the PEG group concentration in the layer increases with growing G.We suppose that the unusual behavior of PEG fragments in dendrimers will be interesting for practicalapplications such as nanocontainers or nanoreactors.</p

Preparation of Hydrophobic PET Track-Etched Membranes for Separation of Oil–Water Emulsion

The paper describes the separation of an oil–water emulsion by filtration using poly(ethylene terephthalate) track-etched membranes (PET TeMs) with regular pore geometry and narrow pore size distribution. PET TeMs were modified with trichloro(octyl)silane to increase their hydrophobic properties. Conditions for the modification of PET TeMs with trichloro(octyl)silane were investigated. The results of changes in the pore diameters and the contact angle depend on the concentration of trichloro(octyl)silane and the soaking time are presented. The obtained samples were characterized by FTIR, AFM, SEM-EDX and gas-permeability test. Chloroform–water and cetane–water emulsions have been used as a test liquid for oil–water separation. © 2021 by the authors.Funding: This research was funded by the Science Committee of the Ministry of Education and Science of the Republic of Kazakhstan (Grant No. AP09057934) and Belarusian Republican Foundation for Basic Research (contr. F20MS-025 of 04.06.2020)

Оптимизация излучающей катушки программно-аппаратного комплекса для исследования эффективности экранирования низкочастотного электромагнитного излучения

Optimization of the radiation coil of the hardware-software complex for studying the effectiveness of shielding of low-frequency electromagnetic radiation will make it possible to assess the effectiveness of shielding coatings at a higher level. This fact will make it possible to develop coatings with improved characteristics. The purpose of this work was to determine the optimal characteristics of the emitting coil which will ensure its stable operation and magnetic field strength in the frequency range up to 100 kHz.The parameters of the manufactured samples, such as inductance (L), active (R) and total resistance (Z), were obtained using an MNIPI E7-20 emittance meter. In practice, the coils with the optimal parameters calculated theoretically were connected to a current source and amplifier. To detect electromagnetic radiation, a multilayer inductor connected to a UTB-TREND 722-050-5 oscilloscope was used as a signal receiver.The results of measurements showed that the resistance of multilayer coils is approximately 1000 times higher than that of single-layer coils. Also, for multilayer coils, an avalanche-like increase in total resistance is observed starting from a frequency of 10 kHz, while for single-layer coils there is a uniform increase in total resistance over the entire frequency range up to 100 kHz.The paper presents results of research on the correlation of the performance of single-layer and multilayer inductors depending on their parameters in the frequency range from  20 Hz  to  100 kHz. Values of the voltage required to provide the magnetic field strength of 1, 5, 20 Oe at 25 Hz and 100 kHz have been calculated. After analyzing the data obtained, the optimal parameters of the inductor were found which ensure stable performance in the frequency range up to 100 kHz.Оптимизация излучающей катушки программно-аппаратного комплекса для исследования эффективности экранирования низкочастотного электромагнитного излучения позволит на более качественном уровне оценивать эффективность экранирующих покрытий. Данный факт даст возможность разрабатывать покрытия с улучшенными характеристиками. Целью данной работы являлось определение оптимальных характеристик излучающей катушки, которые обеспечат её стабильную работу и напряжённость магнитного поля в частотном диапазоне до 100 кГц.Параметры изготовленных образцов, такие как индуктивность, активное и общее сопротивление, были получены, используя измеритель иммитанса МНИПИ E7-20. На практике катушки с оптимальными параметрами, вычисленными теоретически, были подключены к источнику и усилителю тока. Для детектирования электромагнитного излучения в качестве приёмника сигнала использовалась многослойная катушка индуктивности, подключённая к осциллографу UTB-TREND 722-050-5.Результаты измерений показали, что сопротивление многослойных катушек приблизительно в 1000 раз больше сопротивления однослойных. Также у многослойных катушек наблюдается лавинообразный рост общего сопротивления, начиная с частоты 10 кГц, в то время как у однослойных катушек происходит равномерный рост общего сопротивления на всём диапазоне частот до 100 кГц. Представлены результаты исследований корреляции рабочих характеристик  однослойных  и многослойных  катушек  индуктивности  в  зависимости  от  их  параметров  в  частотном  диапазоне от 20 Гц до 100 кГц. Рассчитаны значения напряжения, необходимого для обеспечения напряжённости магнитного поля 1, 5, 20 Э при 25 Гц и 100 кГц. Проанализировав полученные данные, найдены оптимальные параметры катушки индуктивности, обеспечивающие стабильные рабочие характеристики в диапазоне частот до 100 кГц

Graft Polymerization of Stearyl Methacrylate on PET Track-Etched Membranes for Oil–Water Separation

In this article, results of PET track-etched membranes (PET TeMs) hydrophobized by photo-induced graft polymerization of stearyl methacrylate (SM) inside the pores were presented. The effects of monomer concentration, time of irradiation and the nature of the solvent on the degree of grafting and membrane morphology were investigated. The PET TeMs with pore diameters ranging from 350 nm (pore density of 1 × 108 pore/cm2) to 3.05 µm (pore density of 1 × 106 pore/cm2) were hydrophobized and tested for oil–water separation by using hexadecane–water and chloroform–water emulsions. Studies have shown high separation performance for membranes (up to 1100 mL/m2·s) with large pore diameters while achieving a high degree of purification. © 2022 by the authors.Belarusian Republican Foundation for Fundamental Research, BRFFR: F20MS-025; Ministry of Education and Science of the Republic of Kazakhstan: AP09057934This research was funded by the Science Committee of the Ministry of Education and Science of the Republic of Kazakhstan (Grant No. AP09057934) and the grant of the Belarusian Republican Foundation for Fundamental Research (BRFFR) No. F20MS-025 of 04.06.2020

Гидрофобизация пэтф-поверхностей для разделения эмульсий типа «вода в масле»

The technique of poly(ethylene terephthalate) track-etched membranes (PETF TMs) modification to increase of water-in-oil emulsions separations is developed. The water-in-oil emulsions separations by using PETF TMs with regular pore geometry and pore sizes 200 and 350 nm is described in the article. PETF TMs were modified with octadecyltrichlorosilane by spin-coating method to increase their hydrophobic properties. The results of changes in the pore diameters and the contact angle after PETF TMs modification are presented. The obtained samples were characterized by AFM, SEM and gas permeability test. Chloroform–water and n-hexadecane–water emulsions have been used as a test liquid for water-in-oil emulsions separations. At an operating vacuum of 700 mbar, the specific filtration performance of chloroform: water emulsions were 51.5 and 932.0 l/(m2 ⋅ h), hexadecane: water were 46.1 and 203.4 l/(m2 ⋅ h) for PETF-200 / OTS and PETF-350 / OTS, respectively. The degree of purification of emulsions by modified membranes according to the refractive index is of 100 %. Obtained membranes can be used to separate oil-water emulsions in order to prevent the corrosion of pipelines and changes of crude oil viscosity, as well as the treatment of water purification from oil industry waste.Разработана модификация поли(этилентерефталатных) трековых мембран (ПЭТФ ТМ) для увеличения разделения водомасляных эмульсий. Описано разделение эмульсий типа «вода в масле» с использованием ПЭТФ ТМ с правильной геометрией пор и размером пор 200 и 350 нм. Мембраны модифицированы октадецилтрихлорсиланом методом спин-коатинга для повышения их гидрофобных свойств. Представлены результаты изменения диаметров пор и угла смачивания после модификации ПЭТФ ТМ. Структура образцов изучена методами атомносиловой и сканирующей электронной микроскопии. Методом газопроницаемости определен размер пор мембран. Эмульсии хлороформ–вода и н-гексадекан–вода использовали в качестве тестовой жидкости для разделения эмульсий типа «вода в масле». При вакууме 700 мбар удельные показатели фильтрации эмульсий хлороформ : вода составляли 51,5 и 932,0 л/(м2⋅ч), гексадекан : вода – 46,1 и 203,4 л/(м2⋅ч) для ПЭТФ-200/ОТС и ПЭТФ-350/ОТС соответственно. Степень очистки эмульсий модифицированными мембранами по показателю преломления составила 100 %. Полученные трековые мембраны могут применяться для разделения водонефтяных эмульсий с целью предотвращения коррозии трубопроводов и изменения вязкости нефти, а также при очистке воды от отходов нефтяной промышленности