ПОЛИКАРБОН ҚЫШҚЫЛДАРЫ МЕН БЕНТОНИТ САЗЫ НЕГІЗІНДЕГІ КОМПОЗИЦИЯЛАРЫНЫҢ МЕТАЛЛ ТҰЗДАРЫ ЕРІТІНДІСІНДЕГІ ІСІНГІШТІГІ

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 7 бет
Таңдаулыға:

ПОЛИКАРБОН ҚЫШҚЫЛДАРЫ МЕН БЕНТОНИТ САЗЫ НЕГІЗІНДЕГІ КОМПОЗИЦИЯЛАРЫНЫҢ МЕТАЛЛ ТҰЗДАРЫ ЕРІТІНДІСІНДЕГІ ІСІНГІШТІГІ
Бұл жұмыста табиғи бейорганикалық полимер Маңырақ бентонит сазы мен полиакрил және полиметакрил қышқылдары негізіндегі химиялық тігілген композициялық гельдер алынды. Олардың ауыр металл (Ni2+ және Pb2+ ) тұздарының ерітінділеріндегі ісінгіштік қасиеті зерттеліп, гельдердің ісіну қабілеті құрамдастарының мөлшері, металл тұздары ерітіндісінің концентрациясы, рН және температураға тәуелді өзгеріп отыратындығы анықталды.
Саршешева А.М., Қайралапова Г., Жұмағалиева Ш.Н., Бейсебеков М.Қ., Әбілов Ж.А.
Кіріспе. Соңғы жылдары ПКМ бағытындағы зерттеулер өндірістік ағын суларды тазалауда полимер-сазды композиттерді қолданудың маңызы зор екенін көрсетіп отыр. Құрамында кремний бар жоғары молекулалы қосылыстар механикалық беріктілікпен және радияцияға тұрақтылықпен қоса жоғары термотұрақтылықты үйлестіреді. Композициялық полимерлік материалдардың, оның ішінде полимер-саз композициялық гельдердің, ағын суларды ауыр металл иондарынан тазартуда маңызы зор. Осы мақсатта полимер және саз негізіндегі композициялық гель алу үшін негізгі компоненттер ретінде Маңырақ жерінің бентонит сазы және поликарбон қышқылы алынды. Аталған синтетикалық және табиғи полимерлердің әрқайсысын жеке қарастырғанда бұл материалдардың артықшылықтарымен қатар өздеріне тән кемшіліктері де бар. Айталық, органикалық гельдерге механикалық, термиялық беріктігінің төмендігі тән болса, бентонит сазының кемшілігі құрылым түзу қабілетінің төмендігі, сонымен қатар, ісінгіштік, десорбциялық және т.б. қасиеттеріне байланысты кемшіліктер. Композициялық гель құрамындағы бентонит сазы мен поликарбон қышқылының таңдалу себептері, поликарбон қышқылдары полианиондарға жатады, яғни теріс зарядты. Ал бентонит сазы, әдеби мәліметтерге [1, 2] және зерттеу нәтижелеріне жүгінсек, теріс зарядты бөлшектерден тұратыны белгілі, яғни екі құрамдас та аттас зарядқа ие екенін көріп тұрмыз. Олар қарама-қарсы зарядты болған жағдайда электростатикалық әрекеттесу нәтижесінде тұзды комплекс түзіліп, ерімейтін қосылыстың түзілуіне алып келер еді. Бұл композицияның біртектілігіне нұқсан келтіреді. Ал аттас зарядты композиция компоненттері бір-бірімен сутектік байланыстар, гидрофобты әрекеттесулер тәрізді бейкулондық күштер арқылы байланысуы мүмкін. Мұндай жүйе ісінгіштік қасиетін сақтауы, өзара үйлесімді және біртекті болуға тиіс. Екіншіден, бентонит сазы да, поликарбон қышқылдары (ПКҚ) да жеке-жеке алғанда беттік активті заттарды байланыстыруға қабілетті функционалды топтарға (-СООН, -ОН) және гидрофобты топтарға ие. Осы қасиеттеріне байланысты бұлардың негізіндегі материалдарды ауыр металл иондарын байланыстыруға қабілетті деп болжауға болады.
Міне, осы себептермен бұл жұмыста бентонит сазы мен поликарбон қышқылдары негізіндегі композициялық материалдар алу мүмкіндігі зерттелді. ПКМ-ға қойылатын негізгі шарт - олардың біртекті және үйлесімді, тиімділігі болғандықтан оңтайлы шарттары анықталды. Әр түрлі ішкі және сыртқы факторлардың: бентонит сазы мөлшері (1-5 мол.), интеркаляциялаудың әсері, температура, ортаның рН-ы, иондық ерітіндінің әсерлері қарастырылды.
Тәжірибелік бөлім. Бентонит сазын дайындау. Бентонит сазы мен органикалық полимерлердің әрекеттесуін зерттеу алдында бентонит сазын тазалап, дайындау қажет. Алынатын мединициналық мақсатқа арналған композициялар сазды құм, тас, т.б. ірі дисперсті қоспалардан таза болуы керек. Жалпы, саз жыныстары әр түрлі өлшемді бөлшектерден, сазды емес басқа да минералдардан да тұрады. Маңырақ жерінен алынған қызғылт түсті бентонит сазы Д.П. Сало әдісімен [3] дистилденген суда көп қайтара шаймалау арқылы тазаланды. Саздың судағы 10 -дық суспензиясын дайындап, түйіршіктері жоғалғанша ағаш қалақшамен жақсылап араластырылды. Араласқан суспензияны 2,5-3 минутқа қалдырып, кейін жүзінді бөлігін декантациялайды. Түтікшені суспензияға 0,5-1 см тереңдікке батырып, осы жолмен майда фракцияларды жинайды. Тұнбаға тағы су құйып, жақсылап араластырып, тағы 2,0-2,5 минутқа қалдырып, ұсақ жүзіндіні декантациялайды және тұнба үстіндегі су 1,0-1,5 минутта мөлдірленгенінше осылай қайталап отырады. Жуылған бөлігі де осылай өңделеді. Тек декантациялау алдында жүзінді екі минуттай ұсталды. Құм қоспасы жуылғаны екі шыны арасында үгу жолымен бақыланды.
Тек үш рет шаймалаудан кейін ғана зерттеліп отырған саз ірі бөлшектер мен құм қоспасынан арылатыны анықталды, бұл қоспалардың мөлшері 48 % - ға жетеді.
ПАҚ және ПМАҚ гельдерін синтездеу. ПАҚ және ПМАҚ гельдері акрил және метакрил қышқылдарын радикалдық сополимерлеу арқылы, тігішу агент қатысында, 10 -дық сулы ерітіндіде, инициатор ретінде мономер массасының 0,5 мөлшерін құрайтын ДАҚ қатысында алынды. Тігуші агент ретінде метилен - бис - акрил - амид (МБАА) қолданылды.
Бентонит сазы мен поликарбон қышқылдарының композициялық гельдерін синтездеу. Бентонит сазының суспензиясына карбон қышқылын қосып, инициатор ретінде мономер массасының 0,5 мөлшерін құрайтын ДАҚ қатысында алынды. Тігуші агент ретінде метилен - бис - акрил - амид (МБАА) қолданылды. Тігуші агенттің мөлшері 0,05 - 1 мол. аралығында өзгертілді.
Полимерлеу интеркаляциялау арқылы 8 сағат бойы жүргізілді.
Түзілген гель полимерленбеген мономерлерден дистилденген суда 2-3 апта бойы жуылды. Жуудың аяқталғанын бромды сумен сапалық реакция арқылы бақыладық.
Алынған гельдердің құрамы ИҚ спектроскопия әдісімен, сканерлеуші электрондық микроскопия, сонымен қатар физика-химиялық әдістер арқылы расталды.
Гельдің ісіну дәрежесін анықтау. Гельдердің ісіну дәрежесін анықтау үшін, алынған гельдер массалары тұрақтанғанға дейін вакуумда кептірілді. Тәжірибелер үшін гельдің 0,01г алынды. Гельдің ісіну дәрежесін тепе-теңдік ісіну әдісімен анықтап, ісінген және құрғақ гельдің салмағына қатынастары бойынша есептелді [4]:

мұнда, m - ісінген үлгі массасы,
m0 - құрғақ үлгі массасы,
- ісіну дәрежесі.
Зерттеу нәтижелерін талқылау. Бентонит сазы және поликарбон қышқылдары негізіндегі химиялық тігілген композициялық материалдар алынып, құрамдас мөлшерлері әртүрлі гельдердің физика-химиялық сипаттамалары анықталды. Алынған композициялық гельдердің құрамы мен физика-химиялық сипаттамалары 1-кестеде келтірілген.

1-кесте. Гельдердің физика-химиялық сипаттамалары

Композит

БС-ПАҚ Г

БС-ПМАҚ Г

Құрамы, мас. %

1:10

3:10

5:10

1:10

3:10

5:10

G, %

80,1

84,8

98,4

76,4

84,1

85,8

Aα, %

8,67

18,24

29,94

8,67

18,24

29,94

ρ, гсм3

1,348

1,361

1,370

1,490

1,543

1,562

S, %

7,060

3,70

1,20

12,32

9,70

7,70

j , %

2,80

2,13

1,93

3,59

3,15

2,89

α

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.