Получение модифицированных нефтеполимерных смол с азотсодержащей группой и применение их в составе защитных покрытий
Получены модифицированные смолы путем их нитрования, восстановление нитрогрупп до аминогрупп и получение защитных покрытий с улучшенными характеристиками на их основе.
Введение…………………………………………………………………15
1 Литературный обзор……………………………………….……………17
1.1 Сырье для синтеза нефтеполимерных смол…………………………17
1.2 Получение нефтеполимерных смол………………………………….19
1.3 Свойства нефтеполимерных смол……………………………………………….20
1.4 Модификация нефтеполимерных смол………………………………21
1.5 Композиции на основе битума……………………………………….25
1.5.1 Битумные композиции на основе нефтеполимерных смол……….27
2 Объекты и методы исследования………………………………………28
2.1 Характеристика исходных веществ и реактивов……………………28
2.2 Методы модификации нефтеполимерных смол…………………….29
2.2.1 Методика получения нитрованных нефтеполимерных
смол………………………………………………………………………………..29
2.2.2 Методика получения нефтеполимерных смол с аминогруппой…30
2.2.3 Методика получения битумно- смоляных композиций………….31
2.3 Приготовление лакокрасочного покрытия………………………….31
2.4 Приготовление пластинок для покрытия……………………………32
2.5 Методика получения покрытия………………………………………32
2.6 Исследование технических характеристик НПС и битумно-смоляных
покрытий на их основе…………………………………………………..………33
2.6.1 Метод определения адгезии…………………………………………33
2.6.2 Определение адгезии методом отрыва…………………………….36
2.6.3 Метод определения прочности на изгиб…………………………..37
2.6.4 Метод определения прочности при ударе…………………………38
2.7 Исследование гидроизоляционных свойств битумно-смоляных
покрытий…………………………………………………………………………40
2.7.1 Определение влагопоглощаемости покрытия…………………….40
2.7.2 Определение водостойкости покрытия……………………………40
2.8 Исследование антикоррозионных свойств битумно-смоляных
покрытий…………………………………………………………………………41
2.9 Методика определения кислотного числа…………………………..41
2.10 Методика определения бромного числа……………………………43
2.11 Исследование структуры с помощью ИК-спектроскопии………..45
2.12 Определение молекулярной массы…………………………………46
2.13 Исследование защитных свойств битумно-смоляных покрытий
электрохимическим методом……………………………………………………48
3 Обсуждение результатов……………………………………………….51
3.1 Результаты исследования физико-механических свойств
модифицированных смол и покрытий на их основе…………………………..56
3.2 Защитные характеристики битумно-смоляных покрытий…………61
3.2.1 Влагопоглощение……………………………………………………61
3.2.2 Водостойкость………………………………………………………62
3.2.3 Кислотостойкость……………………………………………………64
3.2.4 Щелочестойкость……………………………………………………66
3.2.5 Защитные свойства битумно-смоляных покрытий, полученные
электрохимическим методом……………………………………………………68
4 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и
ресурсосбережение………………………………………………………………72
4.1 Предпроектный анализ……………………………………………….72
4.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования…………72
4.1.2 Диаграмма Исикавы…………………………………………………73
4.1.3 Оценка готовности проекта к коммерциализации………………..74
4.1.4 Методы коммерциализации результатов научно- технического
исследования……………………………………………………………………..76
4.2 Инициация проекта……………………………………………………76
4.2.1 Организационная структура проекта………………………………78
4.2.2 Ограничения и допущения проекта………………………………..79
4.3 Планирование управления научно-техническим проектом……..…79
4.3.1 Иерархическая структура работ проекта………………………….79
4.3.2 Контрольные события проекта…………………………………….80
4.3.3 План проекта…………………………………………………………81
4.3.4 Бюджет научного исследования……………………………………84
4.3.5 Матрица ответственности…………………………………………..91
4.3.6 Реестр рисков проекта………………………………………………92
4.3.7 План управления контрактами и поставками………..……………93
4.4 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой,
бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования…..94
4.4.1 Оценка сравнительной эффективности исследования……………94
5. Социальная ответственность ………………………………………….98
5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения
безопасности……………………………………………………………………..98
5.2 Производственная безопасность…………………………………….101
5.2.1 Анализ выявленных вредных и опасных факторов………….….103
5.2.2 Обоснование мероприятий по снижению воздействия………….108
5.3 Экологическая безопасность………………………………………..111
5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях………………………….113
Заключение……………………………………………………………….114
Список публикаций………………………….…………………………..115
Список литературы………………………………………………………116
Приложение А. Разделы, выполненные на иностранном
языке № 1, 2…………………………………………………………………….122
Пиролиз углеводородного сырья, в частности прямогонного бензина и
широкой фракции легких углеводородов, является основным процессом,
позволяющим получать наиболее востребованные мономеры – этилен и
пропилен. Несмотря на продолжающиеся работы в области улучшения
конструкций пиролизных печей и оптимизации режимов, процессы получения
низших олефинов сопровождаются образованием порядка 20 % побочных
продуктов, использование которых представляет серьезную технико-
экономическую проблему, связанную с повышением рентабельности
производства.
Разработка технологически эффективных и экономичных способов
использования побочных жидких продуктов пиролиза является актуальной
задачей. Одно из направлений их переработки – получение нефтеполимерных
смол (НПС). НПС обладают уникальными физико-химическими свойствами,
находят применение в лакокрасочной промышленности в качестве
заменителей растительных масел, канифоли, используются как мягчители
резин в резинотехнической и шинной промышленности. Преимуществом НПС
по сравнению с компонентами растительного происхождения является их
невысокая стоимость [1].
Улучшение эксплуатационных характеристик НПС, устранение
недостатков (окисляемость, низкая адгезия), а также расширение области
применения НПС могут быть достигнуты путем их модификации − введением
различных функциональных групп в структуру молекулы.
Целью данной работы является модификация нефтеполимерных смол на
основе фракции С5, С5-9, СДФ путем их нитрования, восстановление нитрогрупп
до аминогрупп и получение защитных покрытий с улучшенными
характеристиками на их основе.
В процессе исследования проводились: модификация нефтеполимерных
смол; анализ полученных при этом смол и дальнейшее использование их в
качестве компонентов битумно-смоляных композиций.
Научная новизна:
1) Впервые получены нефтеполимерные смолы с нитро- и
аминогруппами.
2) Покрытия на основе модифицированных смол обладают лучшей
прочностью при ударе и адгезией к металлу.
Практическая значимость:
1) Разработан способ получения битумно-смоляных композиции,
заключающийся в смешении растворов битума и смолы в толуоле при
заданном соотношений (0-15% смолы) и температуре 20-25 °С.
2) Установлено, что битумно-смоляные композиции обладают
высокими показателями адгезии, прочности при ударе и изгибе.
3) Методами погружения в растворы кислоты, щелочи, соли и
электрохимическим методом показано, что полученные битумно-смоляные
композиции имеют высокие защитные и антикоррозионные свойства
Апробация работы.
Материалы работы докладывались на XIX Международной научно-
практической конференции студентов и молодых ученых имени Л.П. Кулёва
«Химия и химическая технология в XXI веке» (Томск, 2018, 2019); на XXII
Международном научном симпозиуме студентов и молодых ученых им.
академика М.А. Усова «Проблемы геологии и освоения недр» (Томск, 2018);
на 73-ей Международной молодежной научной конференции «Нефть и газ-
2019» (Москва, 2019).
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!
5 (8 отзывов)
5 (22 отзыва)
5 (18 отзывов)
5 (158 отзывов)
4.9 (343 отзыва)
4.2 (6 отзывов)
4.8 (17 отзывов)
4.2 (13 отзывов)
4.7 (46 отзывов)
