rol_nauki_v_razvitii_obshchestva_sbornik_statey_mezhdunarodn

РОЛЬ НАУКИ В РАЗВИТИИ ОБЩЕСТВА

Сборник статей Международной научно-практической конференции

17 апреля 2014 г.

Часть 2

Уфа РИЦ БашГУ

2014

1

УДК 00(082) ББК 65.26

Р 33

Ответственный редактор: Сукиасян А.А., к.э.н., ст. преп.;

Р33 Роль науки в развитии общества: сборник статей Международной научнопрактической конференции. 17 апреля 2014 г.: в 2 ч. Ч.2 / отв. ред. А.А. Сукиасян. - Уфа: Аэтерна, 2014. – 322 с.

ISBN 978-5-906763-04-4

Настоящий сборник составлен по материалам Международной научнопрактической конференции «Роль науки в развитии общества», состоявшейся 17 апреля 2014 г. в г. Уфа.

Ответственность за аутентичность и точность цитат, имен, названий и иных сведений, а так же за соблюдение законов об интеллектуальной собственности несут авторы публикуемых материалов. Материалы публикуются в авторской редакции.

УДК 00(082) ББК 65.26

ISBN 978-5-906763-04-4

© БашГУ, 2014 © Коллектив авторов,2014

© ООО «Аэтерна», 2014

2

ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ

УДК 661.183.3

Ю. В. Вологжанина, студентка 5 курса химического факультета ФГБОУ ВПО «Вятский государственный университет» С. Л. Фукс, к.т.н., доцент ФГБОУ ВПО «Вятский государственный университет»

В.Ю. Филатов, к.т.н., начальник экологической службы ОАО «ГалоПолимер КЧХК», г. Киров, Российская Федерация

ВОЗМОЖНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ПРОДУКТОВ ДЕСТРУКЦИИ ПОЛИТЕТРАФТОРЭТИЛЕНА ДЛЯ ПОГЛОЩЕНИЯ ГАЗОВ

Уникальные свойства фторполимеров определили их широкое применение в различных областях. В настоящее время существует много технологий получения фторсодержащих полимеров и сополимеров из различных мономеров. Фторполимеры являются исключительно антропогенными материалами. При их производстве и эксплуатации образуется огромное количество жидких и твердых отходов. Они не подвергаются деструкции в природе, накапливаются, загрязняя окружающую среду, и наносят вред биосфере. Ежегодно наблюдается рост количества отходов политетрафторэтилена (ПТФЭ). В связи с этим актуальной задачей является разработка технологий утилизации отходов с получением продуктов, обладающих новыми свойствами.

Целью данной работы являлось исследование адсорбционных свойств ультрадисперсного ПТФЭ (УПТФЭ), полученного при термодеструкции твердых отходов фторопластов марок Ф4 и Ф4Д методом исчерпывающего фторирования.

Процесс термодеструкции отходов ПТФЭ осуществлялся, по ранее определенным условиям, в муфельной печи в интервале температур 430 - 500 °С [1, с. 1 - 8]. Образующиеся продукты выводились из реактора в виде газов известного состава [2, с. 745 - 750] и мелкодисперсного порошка - УПТФЭ, под действием избыточного давления 106,6 кПа.

Технология получения УПТФЭ и последующего поглощения его и газов термодеструкции ПТФЭ силикагелем представлена в виде схемы (рисунок 1). Остатки газов и УПТФЭ растворялись в перфтордекалине (ПФД).

1 - муфельная печь; 2 - реактор; 3 - колба - приемник; 4 - колба - приемник с силикагелем; 5 - колба - приемник с ПФД

Рисунок 1 - Схема технологии получения УПТФЭ и последующего поглощения его и газов термодеструкции ПТФЭ силикагелем

3

УПТФЭ наносился на силикагель марки ШСМ ГОСТ 3956 - 76. Благодаря низкой кинематической вязкости он заполнял промежутки между частицами силикагеля, оседая на их поверхности (рисунок 2).

Одновременно с УПТФЭ силикагель поглощал некоторое количество газовой фазы, присутствие которой определялось по изменению массы системы силикагель + УПТФЭ до и после прогрева при температуре 50 - 60 оС.

а б в

а - гранула силикагеля без обработки; б - гранула силикагеля + УПТФЭ, полученный из отходов Ф4Д; в - гранула силикагеля + УПТФЭ, полученный из отходов Ф4

Рисунок 2 - Внешний вид силикагеля до и после нанесения УПТФЭ

В результате адсорбции силикагелем (42 г) образующихся при термодеструкции ПТФЭ с исчерпывающим фторированием газов и УПТФЭ происходило увеличение массы, которая существенно снижалась при прогреве в результате десорбции газов (таблица 1).

Таблица 1 - Результаты изменения массы сорбента

Сорбционные свойства систем силикагель + УПТФЭ + газовая фаза и силикагель + УПТФЭ изучались при адсорбции нитрозных газов, образующихся при каталитическом разложения нитритов, из воздуха помещений. Эффективность адсорбции оксида азота (NO2) данными системами сравнивалась с результатами, полученными для силикагеля (таблица 2).

Степень очистки воздуха от нитрозных газов силикагелем не превышает 80 %. Присутствие в силикагеле смеси УПТФЭ и газов термодеструкции приводит к повышению адсорбционной способности - степень очистки составляет 92 % независимо от вида отходов, из которых получен порошок УПТФЭ.

Таблица 2 – Степень очистки воздуха от нитрозных газов различными сорбентами

4

При удалении газовой фазы сорбционная способность системы силикагель + УПТФЭ, полученного из отходов Ф4Д, составляет 94 %, в то время как для УПТФЭ, полученного из отходов Ф4, остается на уровне силикагеля без обработки. По - видимому, результаты адсорбции нитрозных газов зависят от размера частиц УПТФЭ.

Определение размеров частиц УПТФЭ, полученного из отходов фторполимеров Ф4Д и Ф4, осуществлялось с помощью сканирующего электронного микроскопа.

На рисунке 3 приведены размеры частиц УПТФЭ, полученного из различных отходов.

а б

а - частицы УПТФЭ, полученного из отходов Ф4Д; б - частицы УПТФЭ, полученного из отходов Ф4

Рисунок 3 - Частицы УПТФЭ, напыленного на предметное стекло

Оказалось, что размеры частиц УПТФЭ, полученного из отходов Ф4Д, варьируются от 0,368 до 2,133 мкм, преобладают частицы размером 0,368 - 0,581 мкм. Размеры частиц УПТФЭ, полученного из отходов Ф4, колеблются от 0,443 до 0,948 мкм, преобладают частицы размером 0,510 - 0,948 мкм.

Таким образом, УПТФЭ, полученный при термодеструкции твердых отходов фторопластов марки Ф4Д методом исчерпывающего фторирования, может быть использован для повышения адсорбции нитрозных газов силикагелем.

Список использованной литературы:

1.Хитрин С.В., Фукс С.Л., Казиенков С.А., Филатов В.Ю., Суханова Е.Н. Способ переработки фторопластов и материалов, их содержащих, с получением ультрадисперсного фторопласта и перфторпарафинов. Заявка на патент РФ № 2011149496. 2011.

2.Fuks, S.L. Process development and application of nanomaterials fromwaste industries fluoroorganic / European Science and Technology [Text]:/ E.N. Sukhanova, S.V. Khitrin, V.Y. Filatov // materials of the IV international research and practice conference, Vol II, Munich, April 10th - 11th, 2013 / publishing office Vela Verlag Waldkraiburg. - c. Munich - Germany, 2013. - 790 p.

©Ю.В. Вологжанина, С.Л. Фукс, В.Ю. Филатов, 2014

5

УДК 621.793.3

Л.Н. Пинаева

студентка 5 курса химического факультета

С.Л. Фукс

к.т.н., доцент

Е.А. Дурнев

старший преподаватель ФГБОУ ВПО «Вятский государственный университет» г. Киров, Российская Федерация

ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ УТИЛИЗАЦИИ ОТХОДОВ ДИФТОРИДА КОБАЛЬТА ДЛЯ СОЗДАНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ ПОКРЫТИЙ

В настоящее время существует множество производств получения фторполимеров и сополимеров, в результате которого ежегодно увеличивается количество отходов, в том числе политетрафторэтилена (ПТФЭ), которые не подвергаются деструкции и несут опасность для биосферы. В связи с этим требуется разработка методов утилизации отходов данного производства, которые позволяют получить ценные вторичные продукты (ультрадисперсный ПТФЭ - УПТФЭ). Ранее [1, 2] нами был разработан метод получения УПТФЭ с использованием исчерпывающего фторирования. Носителем фтора являлся трифторид кобальта. УПТФЭ применяют в производствах смазок, объемных композитов и композиционных покрытий в сочетании с другими отходами (например, маточный раствор процесса синтеза ПТФЭ). При разделении отходов термодеструкции ПТФЭ образуется неорганическая часть, представляющая смесь трифторида кобальта и дифторида кобальта, подлежащая переработке. Реакционная смесь, состоящая из остатка отходов ПТФЭ, не подвергающихся термодеструкции, CoF3 и CoF2 можно разделить на нерастворимую часть CoF3 + ПТФЭ и растворимую часть, преимущественно содержащую CoF2. Растворимую часть без дополнительной очистки можно применить для получения композиционного химического покрытия (КХП), а нерастворимую часть вернуть в процесс термодеструкции с корректировкой состава по исходным

использованием раствора CoF2, образованного в результате разделения отходов термодеструкции ПТФЭ.

Актуальным является разработка условий, в результате которых образуется равномерное, постоянное по физическим свойствам (микротвердость, толщина покрытия) и составу КХП Ni-Со-Р. Для этого был применен метод математического планирования эксперимента с использованием матрицы типа 23. Полученное уравнение регрессии показало зависимость скорости формирования КХП Ni- Со-Р от содержания солей никеля и кобальта в растворе [3, 4, 5]:

Y = 0, 1934 - 0,1034X1X2.

Однако в ряде случаев для эксплуатации изделий требуется нанесения КХП Со-Р, обладающего магнитными свойствами [3]. Зная оптимальные условия для получения качественного КХП Ni- Со-Р, были приготовлены растворы для получения КХП Ni-P и КХП Ni-Со-P, составы которых приведены в таблице 1.

6

Таблица 1 – Состав растворов для нанесения КХП Ni-P и КХП Ni-Со-P

Состав раствора №1, г/л

На подготовленную стальную поверхность наносим последовательно два слоя:

слой никель – фосфор;

слой никель – фосфор – кобальт.

Температура процесса составляла 90 ± 2оС, а время выдержки осаждения КХП -

30мин.

Втаблице 2 редставлены данные по исследованию покрытий методом сканирующей электронной микроскопии, совмещенным с энергодисперсионным анализом [5].

Таблица 2 - Данные по исследованию КХП Ni-P и Ni-Со-P методом сканирующей электронной микроскопии и энергодисперсионным анализом

7

При нанесении КХП Ni – Р из раствора №1 покрытие имеет мелкокристаллическую шишковидную структуру с диагональю частиц 9,970 мкм. При средней толщине КХП Ni – Р 8,87 мкм в верхнем слое наблюдается присутствие никеля и фосфора в соотношении Ni : P = 7:1 с примесью железа.

При получении КХП Ni – Co – P из раствора №2 покрытие имеет мелкокристаллическую равномерную структуру, на некоторых участках которой формируются тела правильной шарообразной формы, поры с диагональю от 0,204 до 0,600 мкм.

Присутствие железа в поверхностных слоях КХП имеет место за счет автокаталитического осаждения Ni и Co из растворов на активных участках поверхности стали, образующихся в результате её коррозии с водородной деполяризацией. В результате коррозии происходит накопление ионов Fe2+ в растворе и у поверхности образца. Одновременно на ней восстанавливаются ионы Ni2+ и незначительное количество Fe2+[2].

При увеличении в растворе № 2 концентрации CoF2 от 10 до 30 %, наблюдалось

Используя раствор № 2 с добавлением дифторида кобальта, КХП Ni – Co – P имеет равномерную структуру, на некоторых участках которой формируются тела правильной шарообразной формы с диаметром от 0,402 до 4,056 мкм.

Оказалось, что скорость осаждения и микротвердость КХП зависят от концентрации СoF2 в растворе (рисунок 1).

Рисунок 1 – Зависимость скорости осаждения КХП Ni-Co-P от концентрации дифторида кобальта в растворе (а) и зависимость микротвердости КХП Ni-Co-P от концентрации дифторида кобальта в растворе (б)

8

Для нанесения КХП Ni-Co-P также был приготовлен раствор на основе маточного раствора процесса синтеза фторполимера Ф-4Д (раствор № 3), состав которого приведен в таблице 4.

Таблица 4 – Состав маточного раствора

Результаты нанесения КХП Ni-Co-P представлены в таблице 5.

Таблица 5 – Экспериментальные данные

На основании полученных результатов следует, что использование отходов производства УПТФЭ и фторопласта Ф-4Д можно применять для получения композиционного химического покрытия Ni – Co – P.

Список использованной литературы:

1.Фукс С. Л. [и др.]. Использование отхода дифторида кобальта для получения защитных покрытий на стали. - Сборник материалов II Ежегодной итоговой международной н-п. конф. «По страницам диссертаций 2013 года: докторские, кандидатские, магистерские» (ДИ-2). – Новосибирск, Центр развития научного сотрудничества. 30 декабря 2013. – С. 74-78.

2.Вансовская К. М. Металлические покрытия, нанесенные химическим способом.

–Л. : Машиностроение, 1985. – 103 с.

3.Михалицына Ю.С., Фукс С. Л., Хитрин С.В., Вологжанина Ю.В., Глазырина С.С., Шалагинова И.В. Получение композиционных химических покрытий Ni-Co-P с применением дифторида кобальта. – Всероссийская ежегодная научнопрактическая конференция «Общество, наука, инновации».- Киров, Вятский государственный университет. 2014.

4.Михалицына Ю.С., Фукс С. Л., Хитрин С.В., Пинаева Л.Н., Рябчук П.В., Коновалова Н.Н. Утилизация компонентов растворов нанесения композиционного химического покрытия Ni-Co-P. – Всероссийская ежегодная научно-практическая конференция «Общество, наука, инновации».- Киров, Вятский государственный университет. 2014.

5.Михалицына Ю.С., Фукс С. Л., Хитрин С.В., Дурнев Е.А., Вологжанина Ю.В., Липина В.В. Свойства композиционного химического покрытия Ni-Co-P, полученного с применением дифторида кобальта. – Всероссийская ежегодная научно-практическая конференция «Общество, наука, инновации».- Киров, Вятский государственный университет. 2014.

©Пинаева Л.Н., Фукс С.Л., Дурнев Е.А., 2014

9

БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ

УДК 2788

И.А. Кирилова, аспирантка естественногеографического факультета ВосточноСибирская государственная академия образования г. Иркутск, Российская Федерация

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ ФИЗИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ ДЕТЕЙ ДОШКОЛЬНОГО ВОЗРАСТА, ПРОЖИВАЮЩИХ В ГОРОДЕ И СЕЛЬСКОЙ МЕСТНОСТИ

Проблема физического развития детского организма во все времена являлась актуальной. В настоящее время общепризнано, что здоровье детского населения характеризуется не только наличием или отсутствием заболевания, но также гармоничным и соответствующим возрасту развитием. Отсюда следует, что физическое развитие ребенка является одним из основных показателей здоровья [4,

с. 350].

Под физическим развитием понимают совокупность морфологических и функциональных признаков в их взаимосвязи и зависимости от наследственных факторов и условий окружающей среды. При этом последние играют решающую роль, изменяя процесс физического развития в положительную или отрицательную сторону [4, с. 352].

Среди различных социальных групп детского населения, наибольший интерес представляют дети, посещающие детские дошкольные учреждения. Именно этот период развития ребенка характеризуется большими структурными преобразованиями органов и систем органов, развитием процессов внутри- и межсистемных взаимодействий. Это период бурного роста, развития и совершенствования всех систем организма, который играет важную роль в формировании здоровья взрослого человека [2, с. 174].

Большое количество исследований связаны с изучением физического развития детей, проживающих в городе. Однако практически без внимания остаются дети сельской местности. Очевидно, что условия развития сельских и городских детей значительно отличаются, в частности, это касается особенностей экологических условий проживания, качества питания, физической нагрузки и т.д. [3, с. 105].

Цель исследования - сравнительная оценка морфометрических характеристик мальчиков и девочек дошкольного возраста 3-6 лет, проживающих в городе и сельской местности в динамике.

Материалы и методы. Обследовано 188 детей (89 мальчиков и 99 девочек), проживающих в городе Иркутске и 42 ребенка (20 мальчиков и 22 девочки) из поселка Тельма Усольского района в возрасте от 3 до 6 лет, посещающих детские дошкольные учреждения. При обследовании дошкольников в динамике оценивали морфологические показатели физического развития: длина тела (см) и масса тела (кг) через каждые полгода трижды. Измерения массы и длины тела проводили согласно общепринятым требованиям [1]. Для статистического анализа использовали программу Statistica 6.1 Statsoft (США). Применяли различные методы параметрической статистики (вычисление М-взвешенной средней арифметической, средней ошибки (m), средне-квадратичного отклонения (σ), достоверности различий средних величин по t-критерию Стьюдента и F-критерию Фишера).

10