Научные стремления 2011-1

Полученные МУНТ имеют вид цилиндрических трубок, и их наружный диаметр соответствует диаметру каналов обнаруженных в угле при термическом окислении сосновых опилок.

Диаметр обнаруженных углеродных нанотрубок составляет 20-30 Нм, длина – до 20 микрон. Толщина стенок МУНТ – 6-8 нм.

До обработки угля содержащего МУНТ в 20 %-м растворе соляной кислоты углеродные наноструктуры организованы в виде пучков (рисунок 1а, b), длина которых больше, чем длина самих углеродных нанотрубок и достигает десятков микрон. Очевидно, что пучки образуются непосредственно как при синтезе МУНТ и содержат до десятка нанотрубок (рисунок 1а), так и в процессе их очистки (рисунок 1с, d), когда пучки содержат до нескольких сотен и даже тысяч углеродных нанотрубок.

Для полученных МУНТ характерно постоянство диаметра трубки по всей ее длине, что предполагает стабильность условий ее роста.

Заключение. Показана возможность получения МУНТ в процессе низкотемпературного окислительного термолиза сосновых опилок в присутствии кислорода воздуха.

Предложен механизм их образования, согласно которому МУНТ растут в процессе газофазного химического осаждения выделяющихся при окислительном термолизе газов на стенках наноканалов формирующихся внутри лигноулеводного комплекса древесины при сгорании микрофибрил целлюлозы. Показано, что при получении МУНТ важную роль оказывает предварительная термическая обработка сосновых опилок на воздухе при температуре 250 оС, а максимальный выход углеродных нанотрубок наблюдается при температуре ―циклического‖ окислительного термолиза 430 С.

Литературные источники

1.Harris, P. Carbon nanotubes and related structures. New materials for the twenty-first century / Peter J.F. Harris.-Cambridge University Press, 2001. -279 p.,

2.Guldi, D. M. Carbon nanotubes and related structures. Synthesis, characterization, functionalization and applications / Dirk. M.Guldi, N. Martin. – Weinheim: Wiley-VCH, 2010.

–539 р.

3.Мурзин, Д.Ю. Катализ в переработке биомассы / Д.Ю. Мурзин, И.Л. Симакова // Катализ в промышленности. – 2011. –№3.–С.8-40,

4.Takashi Kyotani. Preparation of ultrafine carbon tubes in nanochannels of an anodic aluminum oxide film/ Takashi Kyotani, Li-fu Tsai, Akira Tomita// Chem. Mater., Japan, -1996.- № 8.- P. 2109-2113,

5.Козлов, В.Н. Пиролиз древесины / В.Н. Козлов.- М.: Издательство Академии наук СССР, 1952. -282 с.

D.A. Strizhakov , A.P. Solntsev, V.E. Agabekov

SYNTHESIS OF MULTI-WALLED CARBON NANOTUBES DURING OXIDATIVE THERMOLYSIS OF PINE SAWDUST

Institute of chemistry of new materials, National Academy of Sciences, Minsk

Summary

It has been shown that it is possible to obtain multi-walled carbon nanotubes during oxidative thermolysis of pine sawdust in present of air oxygen. Detected carbon nanotubes has length up to 20 microns and diameter 20-30 nanometers. The mechanism of their obtaining has been proposed.

891

УДК 581.9 (476.7)

А.В. Шульга

ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ЛАНДШАФТОВ И ТЕНДЕНЦИИ ИЗМЕНЕНИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО ПОКРОВА БРЕСТСКОЙ

ОБЛАСТИ ЗА ПОСЛЕДНЕЕ ДВАДЦАТИЛЕТИЕ

Брестский государственный университет имени А.С. Пушкина

Актуальность данного исследования обусловлена тем, что изучение динамики изменения структуры растительности под влиянием естественных и антропогенных факторов поможет предотвратить необратимые изменения в окружающей природной среде, а также найти быстрое и эффективное решение сопутствующих проблем.

Цель исследования – выявление основных тенденций и динамики в изменении растительности за последнее время путѐм анализа соотношения площадей под разными категориями земель Брестской области.

Материалы и методы. В качестве материалов исследования использовались статистические (фондовые) данные землеустроительной службы Брестского облисполкома. В ходе выполнения работы использовались методы сравнения статистических данных за период с 1991 по 2010 год, географический анализ и картографические методы.

Результаты и обсуждение. В работе рассматривается динамика изменения площадей под различными типами растительности в разрезе административных районов Брестской области в период с 1991 по 2010 года. Хотя в структуре земель всей области за рассматриваемый период не произошло коренных изменений, можно выделить несколько районов, в которых колебания в структуре земельного фонда были значительны. Это Барановичский, Березовский, Ивановский, Кобринский и Малоритский районы.

Наибольшим изменениям в Барановичском районе за изучаемый период подвергалась площадь пашни. До 2002 года доля пашни в структуре земель превышала среднестатистическое значение (40,86 %). Ее доля достигла максимального значения в 1994 году и составила 84 177 га или 42,25%. В 2002–2003 годах наблюдается снижение доли пашни до минимального значения 39,26 %. С 2005 года наблюдается постепенное увеличение доли пахотных земель. Площадь лесных земель в период 1991– 2010 года имеет тенденцию к увеличению с незначительным спадом в 1994– 1995 годах. Увеличение доли лесных и пахотных земель происходит за счет снижения доли земель занятых под лугами и болотами. Практически неизменными остаются площади занятые под водой.

В Березовском районе происходили значительные изменения по всем категориям земельного фонда. Так с 1992 по 1994 год резко возросла долее пашни с 31 % до 34,1 %, что составляет 6439 га. Этот рост произошел за счет уменьшения доли лесов и лугов, которые были распаханы под сельскохозяйственные угодья. С 1994 года наблюдается плавное снижение

892

доли пахотных земель за счет увеличения доли лесов. Значительное увеличение доли лесных площадей произошло в 2003 году с 27,6 % (2002 год) до 30,4 %, это составило 3594 га лесных площадей. Такое увеличение связано с передачей малопродуктивных сельскохозяйственных и других земель для нужд лесного хозяйства. В рассматриваемом периоде также наблюдается снижение доли болот, особенное резкое в 2003 году. Такую тенденцию можно объяснить постепенным зарастанием болот и переходам этих земель в категорию лесной растительности. Относительно постоянной остается доля земель под многолетними насаждениями и водой (1,1 % и 7,8 % соответственно средняя доля этих земель).

Наибольшим колебаниям в структуре земельного фонда в Ивановском районе были подвержены пахотные земли. Так их доля до 1992 года снижалась, а в период 1992-1999 года возрастала, максимальное увеличение произошло в 1994 году и составило 6 %, что соответствует 8268 га земель. В 2002 году доля пашни сократилась и стала ниже среднестатистического показателя 35,7 %. Площади лесных и луговых земель в период с 1991 по 2010 год испытывали противоположные тенденции. В районе можно отметить небольшое снижение доли болот.

Вцелом динамика различных видов земель в Кобринском районе характеризуется ростом доли лесных площадей и кустарников, которая с 1994 года составила порядка 7 %. Доля других видов земель (пашня, луга, болота) постоянно уменьшается. Наиболее значительно уменьшение доли болот, которое составило 2,5 %. Это связано с эволюционированием болот в категорию лесных земель и кустарников. Также снижение доли пахотных земель связано с увеличением площади под городской застройкой и дорогами. Постоянной остается доля под водой.

Изучив данные об изменение структуры земель Малоритского района можно говорить о том, что имеются две противоположенные тенденции в изменение доли пашни и лесных земель. В 1992 году доля пашни сократилась, при этом возросла доля лесных земель и кустарников. В 1994 году доля лесных площадей сократилась, за счет их распахивания. С 1994 по 2001 года ситуация стабилизировалась: доля пашни в этот период составляла 24 %, а доля лесных земель и кустарников 48,1 %. С 2002 года наблюдается тенденция увеличения доли лесных площадей, это обусловлено переводом эродированных, низкопродуктивных пахотных земель в пользование лесных хозяйств. В изучаемый период в Кобринском районе происходит постоянное уменьшение доли болот. С 1991 года площадь болот сократилась на 2,6 %, что составляет 3258 га земель. Доля земель под многолетними культурами и водой за исследуемый период значительно не изменилась.

Вдинамике изменения структуры земельного фонда всей Брестской области можно выделить два периода, в которые произошли наибольшие изменения.

893

1992 год – в этот период произошло резкое падение доли пахотных земель, это связано с экономическим кризисом, вызванным распадом СССР. В этот период многие пахотные земли перешли в категорию лугов. Так же в этот период снизилась доля лесных площадей.

2001–2002 года – в это время наблюдался переход к более обдуманному и рациональному ведению сельского хозяйства. С этого времени многие эродированные и малопродуктивные земли начинают выводиться из сельхоз оборота: они отводятся для ведении лесного хозяйства, под строительство. В период с 2001 года из сельхоз оборота было выведено 37705 га земель. Несмотря на проведение мероприятий по повторному заболачиванию ранее осушенных земель, доля болот в области за рассматриваемый период незначительное снижается. Это связано с постепенным зарастанием болот лесной и луговой растительностью, а так же в некоторых районах происходит обновление ранее построенных мелиоративных каналов. Доля земель, находящихся под водой, не изменяется и соответствует среднему для области уровню 2,74 % (83706 га земель). С 1994 года незначительно колеблется доля земель занятых многолетними насаждениями. Их доля в структуре земельного фонда области 0,7 %.

Рисунок 1 – Динамика соотношения площадей основных угодий Брестской области (%)

Выводы. Таким образом, проанализировав динамику изменения структуры земель за последнее время были предложены следующие направления оптимизации структуры землепользования:

894

выведение из сельскохозяйственного оборота низкопродуктивных земель и передача их для ведения лесного хозяйства, строительства и под разработку месторождений полезных ископаемых;

улучшение структуры лесных насаждений, замена монодоминантных сосновых насаждений более ценными биологическими видами;

проведение повторного заболачивания земель с целью увеличения площади болот.

A.V. Shulha

THE TRANSFORMATION OF THE LANDSCAPES AND THE TENDENCIES OF THE CHANGE OF THE VEGETATION COVER IN BRESTSKI REGION LATELY

TWENTY YEARS.

Summary

The investigation based on the analysis the dynamics of the change of the squats, which are covered by the different types of the vegetations in the cut of the administration regions in Brestski region lately twenty years from 1991 to 2010. The conclusion is there are not the radical difference in the structure of the soils in the whole region. But four region are singled out, which has some fluctuation in the structure of the ground fund (Beresovski, Ivanovski, Kobrinski and Maloritski regions). There are some tendency of the optimum of the structure of the land tenure for such region.

895

УДК 676.017.3:676.024.731

Т.О. Щербакова, Л.А. Лесун, И.В. Николайчик, Я.В. Касперович

ПРИМЕНЕНИЕ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ НА ОСНОВЕ ПОЛИАМИНА И ПОЛИЭТИЛЕНИМИНА В ТЕХНОЛОГИИ БУМАГИ

ДЛЯ ПЕЧАТИ

Белорусский государственный технологический университет, Минск

Актуальность. В настоящее время общий объем производства бумаги и картона превысил 370 млн. т./г, 42% из которых – бумага для печати. Наиболее массовым печатным видом бумаги является газетная бумага, на долю которой приходится свыше 70% [1]. Одним из наиболее распространенных волокнистых полуфабрикатов в ее композиции является термомеханическая масса RTS (далее ТММ), преимуществами которой, по сравнению с традиционной термомеханической массой, являются повышенные физико-механические показатели и более низкий удельный расход энергии.

ТММ характеризуется повышенным содержанием мелкого волокна. Последнее, в свою очередь, может обусловливать замедление обезвоживания бумажной массы и низкую степень удержания волокна в структуре бумаги, что снижает производительность бумагоделательной машины и качество готовой продукции [2].

Для повышения скорости обезвоживания бумажной массы и степени удержания мелкого волокна в структуре бумаги наиболее широкое распростра-нение в мировой практике получили различные вспомогательные химические вещества или их комбинации (системы) [3]. Применение таких веществ позволит без существенного изменения традиционной технологии повысить эффективность производства бумаги для печати.

Цель работы – повышение скорости обезвоживания, степени удержания бумажной массы и качества бумаги для печати применением комбинации вспомогательных веществ на основе полиамина (ПА) и полиэтилен-имина (ПЭИ).

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

−сравнить эффективность действия одиночных вспомогательных веществ и комбинаций на основе ПА и ПЭИ;

– оценить эффективность комбинации вспомогательных веществ «ПА – ПЭИ»;

−разработать рекомендации по использованию химических

вспомогательных веществ – «ПА−ПЭИ» в композиции бумаги для печати. В настоящей работе проведена оценка эффективности действия

различных систем удержания на основе ПА марки «ПК-2» (ТУ 2473-342- 05763441-2001) и ПЭИ на свойства бумажной массы, состоящей из термомеханического волокна и наполнителя – каолина обогащенный марки «КН-87» с расходом от 0 до 15% от а.с.в. (ГОСТ 19285−73), и качество

896

бумаги. Параметры бумажной массы и качество бумаги характеризовали соответственно по показателям скорости обезвоживания и содержания взвешенных веществ в подсеточной воде, физико-механическим (разрывной длины и сопротивления разрыву) и оптическим показателям (белизны и непрозрачности).

При этом оценке подвергались четыре системы. Вид системы и расход компонентов представлены в таблице 1.

Полученные результаты по влиянию системы удержания на скорость обезвоживания бумажной массы и содержание взвешенных веществ в подсеточной воде представлены на рисунке 1.

а – скорость обезвоживания; б – содержание взвешенных веществ

Рисунок 1 – Влияние вида системы удержания на скорость обезвоживания бумажной массы и содержание взвешенных веществ в подсеточной воде

Как видно из рисунка 1 а, для всех исследуемых систем удержания характерно незначительное увеличение скорости обезвоживания при расходе наполнителя до 5% от а.с.в., а затем ее падение с увеличением расхода каолина до 15% от а.с.в.

Анализ данных рисунка 1 позволяет сделать вывод о том, что при расходе наполнителя 5% от а.с.в. наилучшие результаты дает использование системы «ПА − ПЭИ», а не одиночного ПА, применяемого в технологии отечественной газетной бумаги. При этом достигается увеличение скорости обезвоживания с 9,0 мл/с до 16,7 мл/с, т.е. в 1,8 раза.

897

Из рисунка 1 б, видно, что для всех исследуемых систем удержания содержание взвешенных в подсеточной воде закономерно увеличивается с увеличением расхода наполнителя, что можно объяснить, вероятно, неполным удержанием каолина и мелкого волокна в структуре бумаги.

В тоже время, как видно из рисунка 1 б, применение системы «ПА − ПЭИ» не приводит к существенному ухудшению содержания взвешенных веществ, по сравнению с ПА (52,7 мг/л – для ПА, 48,1 мг/л – для «ПА−ПЭИ»). Использование комбинации «ПА ПЭИ» позволяет повысить степень удержания волокна и наполнителя в бумажной массе от 52–53% до 61%, т.е. на 9%, а, значит, и увеличить содержание наполнителя в бумаге.

С использованием выше указанной системы удержания были изготовлены образцы газетной бумаги массой 45 г/м2, оптические показатели которых при применении, как ПА, так и системы «ПА ПЭИ» очень близки. Это можно объяснить тем, что, несмотря на различную степень удержания компонентов бумажной массы, используемый невысокий расход наполнителя (5% от а.с.в.) не приводит к существенному изменению оптических показателей (белизны 59,0–59,6% и непрозрачности 95,5–96,1%).

Физико-механические показатели − разрывная длина и сопротивление разрыву для образцов газетной бумаги, изготовленных по существующей технологии, составляет 3,72 км и 1,75 кН/м соответственно (по ГОСТ644574Е разрывная длина газетной бумаги должна составлять не менее 3,0 км). В тоже время механические показатели, полученные с использованием комбинации «ПА ПЭИ» близки по сравнению с применением одиночного ПА и составляют 3,73 км и 1,75 кН/м, а применение одиночного ПЭИ значительно снижает механические показатели газетной бумаги. Наибольший упрочняющий эффект наблюдается при расходах комбинации «ПА – ПЭИ» по 0,075 и 0,075% от а.с.в. соответственно, что в сумме составляет 0,15% от а.с.в.

Заключение. Таким образом, использование системы «ПА – ПЭИ» позволяет существенно увеличить скорость обезвоживания бумажной массы (в 1,8 раза) и обеспечить достижение требуемых показателей качества бумаги для печати.

Литературные источники

1.Махотина, Л.Г. Современные тенденции в технологии бумаги для печати. /

Л.Г. Махотина. // Целлюлоза. Бумага. Картон. – 2008. – №3. – С. 52–55.

2.Технология целлюлозно-бумажного производства: в 3 т. / редкол.: П. Осипов (гл. ред.) [и др.]. – Санкт-Петербург: Политехника, 2002–2006. – Т. 2: Производство бумаги и картона. Ч. 2: Основные виды и свойства бумаги, картона, фибры и древесных плит / М. Остреров [и др.]. – 2006. – 499 с.

3.Махотина, Л. Г. Исследование влияния химикатов для флокуляции бумажной массы на процесс формования бумаги / Л. Г. Махотина, Т. В. Мандре, А. Ю. Мандре // Целлюлоза. Бумага. Картон. − 2002. − № 5−6. − С. 20−27.

898

T.O. Sherbakova, L.A. Lesun, I.V. Nikolaichik, I.V. Kasperovich

USING CHEMICAL MATERIAL ON THE BASE OF POLYAMINE AND POLYETHILENIMIN IN TECHNOLOGY OF THE PAPER FOR PRINTING

Belarussian State Technological University, Minsk

Summary

At present in current whole of produced volume cardboard-paper product paper for printing forms 42%, from which more than two third – a newsprint paper. The most wide-spread filament by half-finished item in its composition is termomechanical mass. The low velocity of the dehydration of the paper mass exists At production of the newsprint and small degree of deduction its component in structure of the paper that is conditioned by contents in its composition termomechanical mass and filler, which use required for provision of opacity, printed and optical characteristics. Hereupon falls capacity an papermaking machine and quality to finished products. For eliminating given defect author on the grounds of experimental studies has installed the parameters of the joint using in compositions of the paper for printing auxiliary chemical material on base of polyamine and polyethilenimin, which allow to raise the velocity of the dehydration of the paper mass on 80%, reduce the contents weighted material in undernet to water on 9% without deterioration of mechanical toughness.

The results have found its reflection in recommendation on use auxiliary chemical material in technologies of the paper for printing that confirms practical value of the work.

899