Лаборатория 3-4. Физическая химия гетерогенных систем полимер-жидкость

Научное направление: 
Химия и технология глубокой переработки природных и синтетических полимеров. Разработка функциональных и нанокомпозиционных материалов
Телефон: 
+7 (4932) 336259

 

Основные темы лаборатории:

 

 "Формирование структуры и свойств жидкофазных дисперсных систем и наноматериалов с использованием химических и физических воздействий" 

(№ гос. регистрации 01.2.006 05653)

 Научный  руководитель: профессор, доктор химических наук Захаров А.Г.

 

 Основные цели и задачи:

 

создание физико-химических основ получения функциональных материалов и нанокомпозитов (включая композиты на основе био- и синтетических полимеров, неорганические наночастицы металлов и их оксиды в различных средах; органо-неорганические композиты)  с уникальными сорбционными, стабилизирующими, пленкообразующими,  магнитными, электрофизическими  свойствами и катал

итической активностью. 

 

 

 Физико-химические основы технологии получения полиолефиновых порошков с регулируемыми свойствами. Грант РФФИ № 06-03-08084 

 

Руководитель: профессор, доктор химических наук Захаров А.Г.

 

 Проект направлен на решение двух важнейших экологических проблем:

 

переработку полимерных отходов и вторичного полимерного сырья, количество которых ежегодно достигает 15 млн. т. (данные 1999г. по полиолефинам) при уровне утилизации, не превышающем 1%; 

 ликвидацию все более часто возникающих в последнее время аварийных разливов нефти и нефтепродуктов.   

Конечной целью проекта является разработка физико-химических основ принципиально новой, исключающей, в отличии от известных, необходимость использования осадителей, промышленной технологии получения порошков полиолефинов из их растворов в органических жидкостях и ее аппаратурное оформление.

 

 

Научная программа фундаментальных исследований № 6 ОХНМ РАН “Научные основы ресурсо- и энергосбережения 

в процессах переработки минерального, техногенного и возобновляемого сырья” по государственному контракту №10002-251/ОХНМ-06/128-134/200603-783  (2003-2008 г.г.). 

 

Руководитель: профессор, доктор химических наук Захаров А.Г.

 

Основные этапы работы:

 

 изучение влияния механического и химического воздействия на физико-химические и структурные параметры целлюлозы в твердой и жидкой фазах; 

 получение термодинамических параметров взаимодействия целлюлозы, ее эфиров с индивидуальными и смешанными растворителями в твердой фазе и растворах; 

разработка методологии определения физико-химических и структурных характеристик льняной целлюлозы; 

изучение физико-механических свойств образцов льняной целлюлозы, полученных в различных условиях. 

  

 

 Проект "Разработка физико-химических основ технологии производства сорбентов нефти и нефтепродуктов из отходов  полиолефинов и ее аппаратурное оформление" в рамках Научной программы фундаментальных исследований № 8 ОХНМ РАН  "Разработка научных основ новых химических технологий с получением опытных партий веществ и материалов".  (2006 - 2008 г.г.)

 

Проект «Разработка технологии производства из отходов полиолефиновых порошков с регулируемыми свойствами» в рамках программы Президиума РАН «Поддержка инноваций и разработок»

 

Руководитель проекта:  д.х.н. Почивалов

 

Основные результаты:

 

Разработаны физико-химические основы экономически эффективного и экологически безопасного процесса выделения аморфно-кристаллических полимеров в виде порошка из их растворов в органических жидкостях. 

Создана в лабораторном варианте технология получения полиолефиновых порошков и определены ее оптимальные технологические параметры. 

Теоретически  обоснована и экспериментально подтверждена новая трактовка фазового равновесия в системах аморфно-кристаллический полимер-жидкость. Получены полные фазовые диаграммы систем-полиэтилен низкой плотности – алкилбензолы. 

В первом приближении установлена взаимосвязь между основными технологическими параметрами процесса, размером получаемых порошков и их сорбционной емкостью. 

Выявлены конструкционно-технологические недостатки пилотной установки и проведены работы по их устранению. 

Дано математическое описание основных стадий технологического процесса. Полученные соотношения будут использованы для прогнозирования длительности этих стадий за счет изменения  их технологических параметров и проверки таким образом адекватности принятой модели. 

Список основных публикаций коллектива, ближе всего относящихся  к предлагаемому проекту:

 

  1. Способ выделения компонентов из растворов полиолефинов в органических растворителях: Патент РФ №2194719, опубл. 20.12.02. 
  2. Способ получения мелкодисперсного сорбента нефти и нефтепродуктов из высокомолекулярных отходов производства: Патент РФ №2252071, опубл. 20. 05.05. 
  3. Почивалов К.В. Физико-химические основы процесса экстракции полимерного компонента из пористого вязко-упругого полимерного материала. Дисс. докт. хим. наук. – 02. 00.06 – Иваново. 2002. 
  4. Мизеровский Л.Н., Почивалов К.В. феноменологические и термодинамические аспекты процессов плавления и образования кристаллов полимеров в присутствии жидкостей.//Хим. волокна. – 2001. №4.- С. 6-12. 
  5. Почивалов К.В., Бурмистрова М.Ю., Владимиров А.В., Голованов Р.Ю., Юров М.Ю., Сиганов Д.Л. Получение и использовании сорбентов нефти и нефтепродуктов из отходов полиолефинов.// Экология и промышленность России. Октябрь 2005. С 12. 
  6. Мизеровский Л.Н., Почивалов К.В. К вопросу о применимости правила фаз к системам аморфно-кристаллический полимер-жидкость. //Химия и хим.технология, 2007, Т.50, Вып.3, с.72-78. 
  7. Почивалов К.В., Каленова О.С., Липин А.Г., Юров М.Ю. Закономерности процесса отгонки растворителя в производстве полиолефиновых порошков// Химия и хим.технология, 2007, Т.50, Вып.3, с.94-98. 

 

 Грант РФФИ N 08-03-97506-р_центр_а  «Физико-химические основы получения сорбентов  для  очистки воды от ароматических углеводородов и нефтепродуктов на основе  композиционных материалов  из природных и синтетических полимеров»

 

Руководитель профессор, доктор химических наук Захаров А.Г.

 

Исследования направлены на изучение физико-химических основ создания  композиционных  материалов на основе полиэтилена и  целлюлозы, исследование сорбционных свойств полученных материалов в процессах очистки воды от  ароматических углеводородов и нефтепродуктов; изучение влияния поверхностного механо-химического и плазменно-химического модифицирования  целлюлозы на свойства композиционного материала полиэтилен/целлюлоза.

 

 

Техническое оснащение лаборатории: 

  • дифференциальный сканирующий калориметр ДСМ 2М; 
  • вискозиметр Реотест – 2; 
  • оптический микроскоп с обогреваемым столиком; 
  • установка для гидростатического взвешивания; 
  • прибор для оценки поверхностного натяжения жидкостей; 
  • установка для оптического измерения изменения объема полимерного образца в жидкости; 
  • лабораторная и пилотная установки для получения порошков; 
  • калориметр, конструкция которого  позволяет изучать системы «твердое тело-жидкость»; 
  • Спектрофотометр Specord M400 (Германия); 
  • Спектрофотометр СФ-26; 
  • оптический микроскоп «Микромед С11» с возможностью подключения к компьютеру; 
  • прибор для определения индекса расплава полимеров «ИИРТ-5». 
Изобретательская и патентно-лицензионная работа:

 

  • Патент РФ №2188261 “Способ подготовки льняной ровницы к мокрому прядению” 7D01 С1/02 Опубликован Бюл. №24, 27.08.2002 
  • Патент РФ №2191231 «Способ производства ваты из целлюлозных волокон» Опубликован Бюл .№6, 2002 
  • Патент РФ №2180024 «Шерсть содержащая пряжа» Опубликован Бюл. №6, 2002 
  • Патент РФ №2252071 «Способ получения мелкодисперсного сорбента нефти и нефтепродуктов из высокомолекулярных отходов производства». Опубликовано 20.05.05 
Награды:

 

  • 2 золотые медали EVRICA-2003 (Брюссель) 
  • 1 золотая медаль  Архимед-2004 (Москва) 
  • Золотая медаль на международной выставке изобретений «IENA 2005», Нюрнберг, Германия 
  • Золотая медаль Всемирного салона инноваций «Брюссель-Эврика 2005» 
  • Серебряная медаль Женева-2006