Полимерлік гидрогель


Мазмұны

1. Теориялық бөлімі
1.1. Анықтама, қысқартылған сөздер.
1.1.2. Кіріспе

2. Эксперимент бөлімі
2.1. Бастапқы заттарды алу және тазалау
2.1.1. Мономерлер
2.1.2. Қолданылған реактивтер және аспаптар
2.1.3. Еріткіштер
2.2. Зерттеу әдісі
2.2.1. Гельдің физико . химиялық зерттеу сипаттамасы
Анықтама, қысқартылған сөздер.

ПАА – полиакриламид
МБА – N,N1 – метиленбисакриламид
АПС – аммоний персульфаты
HS – 40 –кремний оксидінің маркасы
AS – 40 – кремний оксидінің маркасы
Cl -40 - кремний оксидінің маркасы
Kн – полимер гелінің ісіну коэффициенті, г/г;
μ – иондық күш;
рН – сутек көрсеткіші, рН= - lg [H+];
R – тұрақты ісіну жылдамдығы;
nD20 -
d430 –
T = 200 С
m0 – құрғақ гельдің массасы, г;
m – ісінген гельдің тепе – теңдік массасы;
mрН - рН мәніне берілген гельдің массасы;
mі.г. – гельдің массасы (судың қатынасында ісінген гель);





Жекелеген макромолекулалардын қабілеттілігінің арқасында, немесе олардың ақпараттың әсерінен құрылысының қалыпсыздануы және фазалық кезеңмен ауысуы нәтижесі әсерінен қоршаған ортамен күш-қуаттың және ақпараттың алмасуы жүреді, ғасырдың ақырғы төрттің бір бөлігінің жылдарынан бастап «интеллектуальды («intelligent» or «smart») деп аталатын гидролельдік өнімдер, химия және физика полимерінде, өмірдің ағыны бойынша қарқынды дами бастады.Жарықтың сіңірілуі, магниттік және электірлік өрісі, иондық құрамы, pH , температураның шамалы өзгеруіне типті «интеллектуальды» жүйе пара-пар әсер етеді.
Полимерлік гидрогельдің факторы – кеңістікте тігілген полимерлер, олар көп мөлшерде сұйықты (суды) сіңіре алады. Мысалы, 1 г құрғақ затқа полиэлектролитті гельдер 100 ден 5000г суды сіңдіруге қабілетті. (Сурет 1).

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Көлемі: 46 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 500 теңге




Мазмұны

1. Теориялық бөлімі
1.1. Анықтама, қысқартылған сөздер.
1.1.2. Кіріспе
2. Эксперимент бөлімі
2.1. Бастапқы заттарды алу және тазалау
2.1.1. Мономерлер
2.1.2. Қолданылған реактивтер және аспаптар
2.1.3. Еріткіштер
2.2. Зерттеу әдісі
2.2.1. Гельдің физико – химиялық зерттеу сипаттамасы

Анықтама, қысқартылған сөздер.

ПАА – полиакриламид
МБА – N,N1 – метиленбисакриламид
АПС – аммоний персульфаты
HS – 40 –кремний оксидінің маркасы
AS – 40 – кремний оксидінің маркасы
Cl -40 - кремний оксидінің маркасы
Kн – полимер гелінің ісіну коэффициенті, гг;
μ – иондық күш;
рН – сутек көрсеткіші, рН= - lg [H+];
R – тұрақты ісіну жылдамдығы;
nD20 -
d430 –
T = 200 С
m0 – құрғақ гельдің массасы, г;
m – ісінген гельдің тепе – теңдік массасы;
mрН - рН мәніне берілген гельдің массасы;
mі.г. – гельдің массасы (судың қатынасында ісінген
гель);

Жекелеген макромолекулалардын қабілеттілігінің
арқасында, немесе олардың ақпараттың әсерінен құрылысының
қалыпсыздануы және фазалық кезеңмен ауысуы нәтижесі әсерінен
қоршаған ортамен күш-қуаттың және ақпараттың алмасуы жүреді,
ғасырдың ақырғы төрттің бір бөлігінің жылдарынан бастап
интеллектуальды (intelligent or smart) деп аталатын
гидролельдік өнімдер, химия және физика полимерінде, өмірдің
ағыны бойынша қарқынды дами бастады.Жарықтың сіңірілуі,
магниттік және электірлік өрісі, иондық құрамы, pH ,
температураның шамалы өзгеруіне типті интеллектуальды жүйе
пара-пар әсер етеді.
Полимерлік гидрогельдің факторы – кеңістікте
тігілген полимерлер, олар көп мөлшерде сұйықты (суды) сіңіре
алады. Мысалы, 1 г құрғақ затқа полиэлектролитті гельдер 100
ден 5000г суды сіңдіруге қабілетті. (Сурет 1).

Сурет 1. Судағы құрғақ және ісінген гидрогельдің
үлгісі

Қазіргі уақытта кенінен гидрогельдер экологиялық мәселені
шешу үшін тұрмыстық химияда (сабын, шампунь, крем), суды
дайындауда және суды тазалауда (металдарды бөліп алу,
тұзсыздандыру), ауыл шаруашылығында (өсімдіктің тамыр жүйесінде
дымды ұстап тұру үшін, құмды реттеу), мұнай өндірісінде (мұнай
беруін, мұнай дайындауын көбейту, құбырдың ішкі қуысын
тазалауда), биотехнологияда (ақуыздардың және ферменттердің
тазалау және бөлу), медицинада гигиеналық материалдар,
дәнекерлі линзалар, мишен – нысаналарына дәрі-дәрмекті бақылау
арқылы тасымалдау), техникалық жұмыстарда (жасанды бұлшық ет
хемомеханикалық құрылғы), электроникада (сенсорлар,
қабылдағыштар, оптикалық түрлендіргіштер), және тағы басқа
салада кеңінен пайдаланылады.
Гидрогельдер темір, керамика, пластик, шыны сияқты қатты
заттарға қарағанда, жұмсақ, икемді және жоғарғы тұрақсыз
деформацияларға шыдамды. (Сурет 2).

Сурет 2. Гидрогельдің деформациялануы

Гидрогельдің құрылысы аморфты және кеуекті болып келеді
(Сурет 3). Кеуектің өлшемі оншақты нонометрден бірнеше оншақты
микрометрге дейін кеңінен өзгере алады.

Сурет 3. Электрлік микроскопия арқылы сканерленген гидрогельдің
құрылысы

Суды тұзсыздандыру үшін гидрогельдің материалдары және
технологиясы

Халықты және өндіріс обьектілерінде сапалы ауыз суымен
қамтамасыз ету мәселесі Республикада ең актуальды мәселе болып
келеді. 2004 ж. Халықты ауыз суымен қамтамасыз ету жылы деп
Қазақстан Республикасының жарлығымен куәландырылады. Қазіргі
уақытта Қазақстан Республикасының көпшілік аудандарында сапалы
ауыз суын қажет етеді, көбінесе 3 гл және одан да көп тұзы бар
жер асты және жер үсті жоғарғы минералданған суды пайдаланады.
Мысалы, Манғыстау облысындағы тұрғындары Астрахань –
Мангышлак су құбырынан шыққан техникалық суды ауыз суы ретінде
қолданып отыр. Арал ауданындағы тұрғындарын сапалы ауыз суымен
қамтамасыз ету жағдайында ең үлкен сұрақ туындап отыр. Аз тұзы
бар суды, өте таза суды және мүлдем тұзы жоқ суды көпшілік
жүйелерге яғни, жылу энергетикасына, химияға, электроникаға
қажет болып табылады. Ауыз суындағы тұз құрамының мөлшері
табиғи бұлақтың сапалы суына себепті (минералдардың ерігіштік
қасиеттеріне байланысты судың сапасы әр – түрлі геологиялық
аудандарда өзгеріп отырады.
Табиғи судың минералдануына байланысты мынадай топтарға бөлуге
болады:

Судың Минералдануы, гдм3
дәрежесі
Ультратұщы 0,2
Тұщы 0,2 – 0,5
Жоғары минералданған су 0,5 – 0,1
Тұздалған 1,0 – 3,0
Тұзды 3 – 10
Өте тұзды су 10 – 35
Рассолы 35

Ауыз суындағы тұздың мөлшері 1 гл – дан төмен болу
керектігі қарастырылған, бірақта тұздың мөлшері 1,5 гл – ге
дейін жететін суды тек арнайы шешімнің рұқсаты бойынша
пайдалануға рұқсат етіледі. Бір қатар аудандарда жер асты және
жер үсті суларындағы тұздың мөлшері көп. Теңіз суында 10 нан 40
гл – ге дейін тұздың мөлшері бар, бұл жер бетіндегі судың
негізгі қоры болып саналады. Бұндай суларды ауыз суға пайдалану
үшін тұщылайды (тазалайды). Суды тұзсыздандыруды балана жолмен
іздеу және токты үнемдеу арқылы, экологиялық таза және
әрекеттеспейтін өзекті технологияларды жетілдіру.
Жоғарғы минералды суды тұзсыздандыра алатын арнайы
амфотерлі гидрогельдері Фраунхофера (Германия) қолданбалы
полимерлі институтының ғалымдарымен ЖКШ (жауапкершілігі
шектеулі кәсіп орын) ИВТ мен бірге жұмыс жасалынды.Ұсынылған
шешімдермен қазіргі кезде қолданып жүрген өндіріс масштабында
қайтымды қысым және электродиалез әдістерінде принципті
айырмашылықтары бар. Бұл ұйғарымның мазмұны мынада, Доннан
эффектісінің әсерінен екідайлы гидрогельдер минералданған суды
сорбйиялайды, керісінше бірқалыпты сыртқы тұрақты электр
өрісінің әсерінен таза су десорбцияланады (кернеудің әсерінен 3
– тен 9 В – қа дейін және токтың мәні 1 – 2 мА).
Гидрогельдің көмегімен суды тұзсыздандыру жүйесінің
негізгі сызбанұсқасы 4 суретте көрсетілген.

Сурет 4. Бір қалыпты сыртқы тұрақты электр кернеулер
және екідайлы гельдің көмегімен суды тұзсыздандыру
сызбанұсқасы.
Бастапқы көлемімен салыстырғанда құрғақ гель, тұзды суды
сіңіре отырып көлемін 5 – 10 есе ұлғайтады. Гидрогельдің
айналдыра тұрақты электірлік кернеуін берген кезде ол қысылып
тұзды су бөлінеді. Алдын – ала жүргізілген нәтиженің
қорытындысы бойынша құрамында 5 тен 10 гл – ға дейін әр –
түрлі тұздардың қоспасы бар (KCl, NaCl, CaCl2, MgCl2, CaSO4,
MgSO4, Na2CO3) минералды суды тұзсыздандыруға осы ұсынған әдіс
қолданылады.
Берілген тұзды судың және тұзсыздандырылып шыққан судың
жылдамдығын реттеу арқылы, үзіліссіз судың сапасын бақылау
арқылы, қайтымды байланыс жүйесін автоматтандыру арқылы
бірқатар конструкторлық және инженерлік ұйғарымдардың сәтті
шешілуі, суды тұзсыздандыру жүйесін үзіліссіз істеуге болады.
Екідайлы гельдің тұрақты тұздылық қасиеті, біздің алғашқы
анықталған құбылыста байқалды антиполиэлектролитном эффекте
яғни, анион және катион тұздардың оң және теріс зарядталған
тізбекті молекулалары аккумуляцияның айналасында. Сызықты
полиамфолит кезінде бұл эффект ерітіндінің тұтқырлығының
көбеюіне әсер етеді, ал егерде тігілген ұқсастығы бойынша –
тордың ісінуіне әкеп соғады. 5 суретте көрсетілгендей бір
қалыпты сыртқы тұрақты электір тогының әсерімен гельдің
көлемімен су шығарылады Осы кезде таза су бөліне отырып гель
қысылады да, гельдің көлемінде тұздар аккумулируются жиналып
қалады. Тұзды судағы гидрогельдің заттардың айналмалы ісінуі
және олардың тұрақты электір күшінің әсерінен қысылуы, осы
минералды суларды үзіліссіз тұзсыздандыру технологиясының
негізінде жатыр.
Екідайлы гидрогельдік материалдарды пайдалану және суды
электір күшімен тұзсыздандыру әдісі жақын және алыс шетелдерде
мүлдем жүргізілмейді. Бұл саладағы ұйғарымдар тек Қазақстан
ғалымдарына тиесілі және дүниежүзілік бәсекелестікпен жаңа
жаңалық болып куәландырылады.

Сурет 5. Гидрогель до 1 и после 2 наложения
электрического напряжения (15 в) в течение 10 ч.

Салмақтың ауысу әсерін ескере отырып судың сорбция және
десорбциялану көрсеткіштері және математикалық моделі
қондырғының эксплуатациалық параметірлерін анықтауға
көмектесті.
Сыртқы күштің әсерінен екідайлы гидрогельді
материалдардың ісіну, қысылу принципін негізге ала отырып
(ерітіндінің иондық күші (ісіну)), электр күші (қысылу)) суды
тұзсыздандыру үшін тәжірибелік құрылымдарды жасау және зерттеу
жоспарлануда. Келешекте бұл жасалған тәжірибелік құрылым, өте
жоғарғы дәрежеде өнім шығаратын ұшақ жасауға үлгі ретінде бола
алады.
Ұсынылып отырған тәсілмен және тұзсыздандыру
технологиясының артықшылығы және кемшілігі сызбанұсқада
көрсетілген. Тұзсыздандыру әдісін бағалау үш сатыда
көрсетілген: төменгі (мин), жоғарғы (мах), орташа (ор).
Тұзсыздандару дәрежесі, токты шығындандыруы және басқа
параметрлері жағынан осы гидрогельдік технологиясы, әдеттегі
пайдаланылып жүрген суды тұзсыздандыру әдістемелерінен –
электродиализ және қайтымды қысым әлде қайда сенімдірек болып
отыр.

Параметр Электродиализ Қайтымды Гидрогелдік
қысым технология
Беріктілік Мин. Ср. Макс.
Тұзсыздандыру дәрежесі Мин. Ср. Макс.
Органикалық заттан арылу Мин. Макс. Макс.
Микрофлорадан арылу Ср. Макс. Макс.
Артық массасынан арылу Мин. Макс. Макс.
Ерітілген газдардан арылу Мин. Мин. Макс.
Шамалы дайындыққа талабы Макс. Макс. Мин.
Энергия шығымы Макс. Макс. Мин.
Реагенттің шығымы Мин. Мин. Мин.
Суды сіңіретін шығым Макс. Макс. Макс.
Қалдықтың көлемі Мин. Макс. Мин.
Қалдықты өндеу мүмкіндігі Макс. Мин. Мин.
Қалдықты лақтыру Мин. Макс. Мин.
мүмкіндігі

Гидрогельдік материалдармен және технологиясының
көмегімен сарқын суды металл ионымен тазарту.
Ерекше артықшылығы бар жаңадан жоғары ісіну гелі
жетілдірілді. Олар:
1) Суда жоғары ісінуі (2000 – ға дейін гг);
2) Металдың жоғарғы дәрежеде адсорбциялануы (1 г құрғақ
адсорбентке 700 мг – ға дейін металдың ионы кетеді);
3) Минералдық қышқылдардың ортасында металл иондарының
десорбциялануы.
4) Екідайлы гидрогельді қайтадан пайдалануы;
Гидрогелдік материалдың мықтылығы және ұзақтылығы.
Ауыспалы металдардың иондарын модельдік ерітіндіден селективтік
жолмен бөлу арқылы алдын – ала эксперименттік тәжірибе
жасалынды, қайтадан қолданылуы және олардың регенерациялану
жағдайы, әр – түрлі металдардың иондық қатынасы бойынша
гидрогельдің сорбциялану сыйымдылығы анықталынды. (Сурет 6).

Сурет 6. Cu2+ гидрогелімен сорбцияланған (2-4) және
десорбцияланған (5-7). (1,8) Бастапқы және соңғы
гидрогельдің күйі. 10 (2), 40 (3) және 120 мин (4)
аралығындағы Cu2+ сорбциясы. 3 (5), 15 (6) және 60 мин.
(7). аралығындағы 0,1н HCl ерітіндісімен Cu2+
десорбциясы. Тотықсызданған гидрогель (8).
Гидрогельдің жоғарғы қабатында пайда болған жұқа
боялған қабықша сорбциялану процесі кезінде біртіндеп үлгінің
барлық көлеміне жайылады. Минералдық қышқылдардың арасында
металдық иондардың десорбциялануы орын алады. Сорбциялану
процесі кезіндегі сияқты десорбциялану процесі гидрогельдің
жоғарғы қабатынан басталады да, үлгінің түбіне дейін жайылады.
Десорбциялану процесі аяқталғаннан кейін гидрогельді сумен
қайта – қайталап жуу арқылы оны бастапқы қалпына келтіреді. Әр
– түрлі металдардың иондарына байланысты гидрогельдердің
жоғарғы адсорбциялану және десорбциялануы, сонымен қатар
регенирациялық қабілеті металдарды бөліп алу үшін иондық алмасу
хромотографиясында перспективтік материалдар ретінде
пайдаланылады. (Сурет 7).

Сурет 7. Бастапқы гель (1); мыс, кобальттың және алюминий
иондарының сорбциясы (2) және десорбциясы; гидрогельдің
регенерациялануы (4).

Алынған негізгі нәтижелердің негізінде электір күшінің
әсерінен күшті ісінген гидрогельдің көмегімен өндірістік
сарқындарды тазалаудың жаңа қолайлы жақтары зерттеліп
жасалынды.
Тазалағыш құрылымның жаңа тәжірибиелік үлгісі жасалынды.
Алдын – ала лайынан (мутный) және әр – түрлі қоспалардан
тазартылған су жартылай ісінген гидрогельмен толтырылған
колоннаға берілу арқылы, сарқынды тазалайтын жаңа технологиялық
сызба зерттеліп жасалды. (Сурет 8). Тазаланған ерітіндіде алдын
– ала ісінген гидрогель тор түрінде дайындалған екі электродтың
ортасында орналастырылады. Ал егерде кеуекті металл пайдаланған
жағдайда ол бір мезетте электродтық және сүзгіштік жұмысын
атқарады. Электродтарға үздіксіз электр күші беріліп тұрады.
Гельдің контракциялану әсерінен бөлінген таза су төменгі құбыр
арқылы ағады. Инженерлік құрылымдарды сәтті ойлап шешкен
жағдайда, сарқынды тазалау процесін толығымен үзіліссіз және
автоматтандыруға болар еді. Ол үшін сұйықтың келу және шығу
жылдамдықтарын реттеп отыру арқылы, гидрогельдің жоғары
қабатына тазалағыш ерітіндіні үздіксіз сіңдіріп, ал астынғы
қабатынан тазаланған су үздіксіз ағып тұруы керек.

Сурет 8. Ағынды суды гидрогель арқылы тазалау технологиялық
сызбанұсқасы ұсынылған.

ИВТ да зерттеліп жасалған гидрогельдік затпен
технологиясы, ауыз су алу өндірістік және өндірістік
сарқындарды тазалау үшін қолдануға болады. Бұл әдіс алғаш рет
ұсынылып жаңа жаңалық болып есептелінеді.
Сызықты полиэтиленимина (ЛПЭИ) және бейтарап гидрогельдің
матрицасындағы никель, кобальт және мырыштың екі валентті
иондарының негізінде иммобилдеу полимерлі металдық комплексті
жолымен күйіне келген сорбент синтезделінді. (Сурет 9).

Сурет 9. Гидрогелдің никелі, кобальты және мырышының иондарына
икемделінген.

Кейбір металл түрлерінің сорбенттеріне күйіне келудің
ең басты артықшылығы мыныда: арнайы металл ионын олардың
қоспасынан селективті арқылы бөлу. Бұл матрицадағы жиналған
иммобилденген металл ионының гидрогелін минерал қышқылымен
тазалап сілтілендіру арқылы іске асады. (Сурет 10). Бұл кезде
металдық полимер комплекісі бұзылады да, гидрогелдің
матрицасында шаблон бұрынырақ күйіне келген металл ионы
сақталады. Белгілі бір металл ионына икемделінген
гидрогельдік матрица металл иондарын олардың қоспасынан
селективті бөлу кезінде ион алмасу хроматографиясында кеңінен
пайдалануға болады.

Сурет 10. Схема образования шаблона в матрице гидрогеля

Гидрогельді материалдар – картбуландырғыштарына арналған
қарама – қарсы сүзгі экраны.
Полимерлік гидрогелді кері сүзгіштік экраны
ретінде пайдалануға болатын мүмкіншілігін бағалай отырып және
сұйық радиактивтік қалдықтардың жер асты қабатындағы булақ
суларына өтіп кетпеуін болдырмау үшін, ИВТ алдын – ала ТЗ және
ТЭО варианттарын зерттеп жасады, тәжірибелік жағдайда модельдік
эксперименттер жүргізілді. Қазіргі уақытта АО УМЗ ның сұйық
қалдықтарды сақтайтын орының (укрытие обьектіні )жабу
төмендегідей жүзеге асырылады. (Сурет 11):

Буландырғыш тоғанның кері сүзгіштік экраны сазды топырақ
және полимерлік қабыршақтардың кезектескен қабаттарынан тұрады,
ал жоғарғы қабаты валуино – правийно – галечной қоспасымен
жабылған обьектінің осылай жабылуы өте қымбат болады.Осындай
үлгімен жаңбырдың (дождеванием) сүзілуінен қорғайтын обьектінің
беті жабылады.
Полимерлік геомемрананы екі қабаттын құрамында мықтылығы
жоғары ( ПЭВП) полиэтилені бар бір қабат құрғақ гельге (1г
құрғақ затқа есептегенде 100 ден 1000г суға дейін) ауыстыру
идеясы қаржыны нақты үнемдеуге және обьектіні
(рекультивациялаудағы) жаңалаудағы шығынды анағурлым қысқартуға
көмектеседі.
Гидрогельді сүздірмейтін экраны ретінде пайдалану
мүмкіншілігін бағалай отырып:
1) қажетті су өткізгіштігі, физико – механикалығы, ыстыққа
төзімділігі, био –және қисыққа төзімді қасиеттері жақсарған
арнайы гидрогельдер монолиттік түрінде және қабыршық түрінде
жасалынды.
2) буланғыщ тоған қызметін атқаратын модельдік құрылым
жасалынды.
3) гидрогельмен өндірісте шығарылатын гидроизоляциондық су
өткізбейтін материалдардың яғни, атап айтқанда гидроизоляциялық
жабуға арналған ПЭВП полимерлік геомемранасына сәйкес келетін
5774-002-39504194-97 ТУ сынақ ретінде салыстырмалы жүргізіледі.
(Сурет 12 және 13).

Сурет 12. Қарама –қарсы сүзгі экран – полиэтилендік пленканы
тескенен кейінгі 3,48,72 және 96 уақыт аралығындағы құм және
гидрогельдің күйі. Тиісті мәндері (условные обозначния): 1 –
құрғақ гидрогель; 2 – топырақ қабаты; 3 – сулы қабаты; 4 –
ісінген гель; 5 – жұқа полиэтилендік пленка; 6 – құм.
Модельдік эксперименттердің нәтижесі 12 суретте
көрсетілгендей, полиэтилен қабатын – сүздірмейтін экран
тескенен кейін сұйықтың ағуын қамтамассыз ететін гидрогельдік
қабат сумен араласа отырып ісінеді де, судың ағатын тесіктерін
толық бітейді және құмға ылғал өткізбейді.
Осы жағдайда үлгілеу кезінде құм қабатын гидрогельсіз
ылғалдандару, полиэтилен қабатын өте тез уақыт аралығында өтеді
(Сурет 13).


1 2

3 4

5 6

Сурет 13. Ең бастапқы уақыты (1), полиэтилендік пленканы
тескенен кейінгі уақыт (2), 18 минуттан кейін (3), 24 мин (4),
133 мин (5) және 1 тәуліктен кейінгі (6) құмның (топырақтың)
күйі.

13 - шы сызбанұсқада көрсетілгендей, тәжірибелік жобада
гидрогельдік қабаттың жоқ болуынан құм қабатының ылғалдануы
пленка 1 тәулікке созылады.
400 мл көлеміндегі судың полиэтилендік қабатты тесу
арқылы құмға толық өтіп сіңіуі 24 тәулікке дейін созылады, ал
гидрогельдік мемрананы пайдаланған кезде, су 0,5 – тәуліктен
кейін сіңіп бітеді. Бұл кезде бастапқы 400 мл көлемнен тек 5 мл
су ғана құмға кетеді. (Сурет 14).
Жобаның үнемдеу тиімділігін есептеуде төмендегідей
көрсеткіштер алынды:
1. Сәйкестігі 5774-002-39504194-97 ТУ –ға келетін Орамдағы
гидроизоляциялық полимерлік геомембрана, қалыңдығы 1мм және
1м2 дің құны АҚШ - тың 4 долларына тақау тұратын, мықтылығы
жоғары полиэтилен негізіндегі полимерлік геомембрана (ПЭВП).
2. Ісіну дәрежесі 30 – 50 гг 1 кг құны АҚШ – тың 5 долларына
сәйкес тұратын құрғақ гель.
3. (400-600)*103 м2 (2 қабаты на укрываемую площадь (200-
300)* 103 м2)
2 қабат геомембранамен жабылатын аудан.
4. (200-300)*103 м2 Бір қабат құрғақ гельмен жабылатын
ауданның көлемі.

Бір қабат геомемрананың қалыңдығы 01, мм болатын гидрогельдік
мемранаға алмастырған жағдайда бұл түрдің күту арқылы үнемдеу
тиімділігі шамамен 1 млн АҚШ – тың долларына сәйкес келеді. Бұл
гидрогельдік материалдарды УМЗ – да ЖРО және ТРО
гидроизоляциялық және сүздірмейтін экрандар мақсатында, орнымен
үнемді пайдалануын куәландіреді.

Сурет 14. Динамика просаяивания воды в песок через
полиэтиленовую пленку и через гидрогелевую мемрану.

Применение интерполимерных комплексов в качестве укрывных
материалов для пляжной части карт – испарителей.
Ашық акционерлік (АҚ) УМЗ зауытындағы карт –
буландырғыштағы су деңгейінің тұрақты төмендеуінің әсерінен
жағажай бөліктері пайда болады. Донна қалдықтарының әсерінен
бірнеше гектар жер ауданы қу – тақырланып, уытты шаң – тозаңның
пайда болуына әкеп соғады. Жылдың жаз айларында осы жағажай
беттерінде қабыршық пайда болады да, өте ұсақ дисперсияланған
шаң – тозаңға айналады. Ұдайы желдің соғуының салдарынан (8 –
10 мс), уытты радиоактивтік қалдықтардың осы күшті жел арқылы
ауысуы, УМЗ АҚ – ның маңындағы территориялардың экологиялық
жағдайының төмендеуіне әкеп соғады. Бұл ұсынып отырған
технологияның негізгі мақсаты, интерполимерлік қоспаларды (ИПК)
пайдалану арқылы, қатты радиоактивтік қалдықтарды жоғарғы
топырақ қабатынан жел эрозиясына ұшыратпау.
Радионуклид қалдықтарының таралуына қарсы күрес жүргізу
жолдарының бірі, радионуклидтермен кірленген топырақ бөліктерін
полиқоспалық ертінділермен тазалау – макромолекулалардың
кооперативтік байланыстарының өнімі. Полиқоспалар суда ерігіш,
ылғал – және газөткізгіш зат, топырақ қабатын тазалағанан
кейін, қорғайтын қабықша түрде пайда болады. (Сурет 15).

Сурет 15. Интерполимерлік комплекспен өнделген топырақ
үстінде пайда болған қабыршық.
Аграрлық әсерінен басқа, интерполимерлік қоспамен
кірленген топырақты тазалау кезінде, радиоактивтік және
ауырметалдардың тұрақты үш еселенген полимер – темір қоспаларын
бөліп шығарады. Осындай жолмен топырақ бетін тазалауға,
болашақта бұзылған жерлерді қалпына келтіруге және әрі қарай
ауыл – шаруашылық қажеттілігіне пайдалануға болады.
Топырақ бөліктерін қалпына келтіру үшін полиқоспалардың
бірнеше түрі қолданылады: 1) интерполиэлектролиттік қоспа –
қарама – қарсы зарядталған полиэлектролидттердің қосылғандағы
өнім; 2) интерполимерлік қоспалар, сутегі байланыстары арқылы
тұрақталған кооперативтік система; 3) интерполимерлік қоспалар,
химиялық (комплементарных) топтамалардың негізгі тізбегінен
және тармақталған жанама тізбектерінен тұрады. Қолайлы және
коммерциялық жағынан тиімді болып табылатын полимерлер;
полиакрилдік қышқылы (ПАК) полиметакрилді қышқыл (ПМАК),
натридің полистиролсульфонаты (ПССNa), полиэтиленимин (ПЭИ),
карбоксиметилцеллюлозаның натрий тұзы (КМЦNa), өндіріс
полиаллиламині, негізінде поли – N,N – диметилдиаллиламмоний
хлориді (ПДМДААХ) және басқалары пполиэлектролиттік қоспалар
жасауға қолданылады. Интерполимерлік қоспалар жасау үшін, тағы
да протон – донорлық полимерлі кеңінен пайдаланылады, олар
мыналар: поли – N – винилпирролидон (ПВПД), полиэтиленгликоль
(ПЭГ), поливинил спирті (ПВС), поли акриламид (ПААм).
Топырақтың құрамын өзгертетін интерполимерлік қоспалардың
(ИПК) жасау технологиясы және утилизациясы өте қарапайым: 1)
жоғары концентрациядағы төмен молекулалы тұздардың (мысалы,
минералдық тыңайтқыштар) сумен араласқан полиэлектролиттік
қоспаларын дайындау, бұл кезде полииондармен қарама – қарсы
зарядталған иондардың қосылу реакциясы толық жойылады. 2) Бұл
қоспаларды дисперсиялық жүйеге кіргізу, полиэлектролиттік
қоспаларды жер бетіне, топыраққа шашу арқылы жүзеге асырады; 3)
Тұздардан тазалау үшін диссперсиялық жүйелерді сумен жуу; Бұл
жаңбыр жауған кезде, не болмаса басқа атмосфералық тұмандану
кезінде болады, және тұздың концентрациясының төмендеуінің
әсерінен интерполимерлік қоспалар (ИПК) пайда болады. Топырақ
бетін полиқоспалармен тазалау, шашатын машина және вертолет
арқылы шашып жүзеге асыруға болады. 16 – шы суретте
көрсетілгендей, поликомплекспен тазалау жүргізгенен кейін ұсақ
топырақбөліктері, тор түрінде анағұрлым үлкенірек топырақ
қоспаларын құрайды.

Сурет 16. Механизм агрегирования частиц почвы при
обработке интерполимерных комплексами
Сонымен, ИПКос – тың құрылысының өте ерекшелігі жер
бетінің әр түрлі заттарымен қосыла алуында, әсіресе әр – түрлі
коллоидтын және дисперстік бөліктерімен араласуында. Бұл, өте
тиімді және жан – жақты флокулятты қоспа және әр – түрлі
дисперсияларды байланыстырушы агенттер болып табылады, ал
соңында су және жел ауысуын болдырмайды, әсіресе радиациялық
кірленуді болдырмайды. Құрылысы ИПК – сі негізінде құрылған
полимерлік жүйелер топыраққа, шөптерге және жануарларға зиянсыз
екендігі, көптеген эксперименттер жүргізу арқылы айғақталған.
Топырақ бетін ИПК- мен тазалағаннан кейін, полимерлік
топырақ қабық системасы пайда болады және шөптердің тез өсуіне
қолайлы жағдай тұғызады.
Бұл ұсынып отырған технология тәжірбиелік және даладағы
жағдайда радионуклидтермен зақымдалған Семей сынақ
полигонындағы топырақ жерлерде жүргізілді.

Қыртыстардын мұнай беруін жоғарлатуда гидрогелдерді
пайдалануы.
Полимерлік реагенттерді жер қыртыстарынан мұнайды
қайталап алу технологиясында, суды қоюландару үшін пайдалану
АҚШ- да ОПЕК елдерінде және мұнайды экспорттайтын
мемлекеттердің мұнайалу өндірістерінде анағұрлым озық
технология болып саналады. Тәжірибе жүзінде, Қазақстан мұнай
саласында қолданып жүрген әдістеме бойынша, теңіз суларын
жіберу арқылы, не болмаса сай келмейтін химиялық реагенттерді
қосып жер қыртыстарының ішкі қысымын көтеру арқылы, жаңа мұнай
қорынан 20 – 30% - тен артық емес мұнайды сорып ала алады.
Бұдан басқа, агентсіз бұрғылау қауіпті экология – экономикалық
жағдайларды, әсіресе скажиналарды суландыру, суды мұнайдан
бөліп алу шығынын, (тұндырма пайда болады және су – мұнай
эмульсиясы бұзылады) бұлақ сулары мен жер беті суларының
кірленуін тудырады. Осыған байланысты, жер асты қыртыстарынан
мұнай алуды жоғарлату мәселесі (ПНП) және қоршаған ортаның
кірленуін болдырмау Қазақстан мұнай алу компаниялары үшін және
жер қыртыстарынан мұнай алудың экологияға зиянсыз жаңа
әдістерін табу – бірінші дәрежедегі өзекті мәселе болып отыр.
Жаңа технологиялардың көмегімен, мұнай жерқыртыстарынан
мұнай алуды жоғарлатуға болады, мәселен тұздың құрамы 200гл –
ге дейін болатын минералды ортада ісінуге қаблетті амфотерлі
гидрогельді мұнай қыртыстарына жіберу арқылы суды қоюлату,
мұнай жер қабатының жағдайындағы су мен мұнайдың тұтқырлық
қатынасын азайту арқылы . Жер қабаттардың жағдайына
байланысты, екідайлы гидрогелді пайдалану, мұнай беру жер
қабатындағы мұнай алуды 50 -60 % - ке дейін жоғарлатуға болады,
(за счет перераспределения фильтрационных потоков) выравниавния
профиля профиля приемистости нагнетатальных скважин и снижения
обводненности продукции добывающих скважин)
Қыртыс плапстовый суларында әр – түрлі минералданған
екідайлы гидрогелдерді дайындауға болады. Үлгі қалыптағы
құралды пайдаланып бұрғылау скважинасымен екідайлы гидрогелді
қыртыстарға айдайды. Бұл технологияны КР мұнай алу
компанияларына пайдалануына болады.
Қазақстанның негізгі экономикасын мұнай алу секторы
құрайды және бүтіндей елдің дамуы экономикалық жағдайға
байланысты. Қыртыстардан мұнайды алуды жоғарлату өзекті
мәселелердің бірі, былайша айтқанда, Қазақстан 2015 жылы
мұнайды экспорттаудағы дүниежүзілік бестікке кірмекші. Осы 15
жыл ішінде Республиканың мұнай алу саласына инвесторлар АҚШ –
тың 80 млд долларына салмақшы. 2005 жылы ҚазМұнайГаз ұлттық
компаниясының бірлестігі өңдірістің негізгі өсу қарқынын
динамикасын сақтады. Мұнай және газ конденсациясын алудың
кемелденуі ҚазМұнайГаз ҰҚ АҚ - қоғамында 9 млн. 364мың
тоннаға жетті, бұл 2004 жылға салыстырғанда деңгейі 445 мың.
Тоннаға артты. Жаңа технологияларды қолданудың есебінен,
қыртыстардан мұнай алудың деңгейі өсті. 2006 жылы Ұлттық
компания 9 млн. 450 мың тонна мұнай және газ конденсатын алуды
жоспарлап отыр. 2006 жылдын қаңтар – ақпан айларында
ҚазМұнайГаз Ұлттық компаниясы 1 млн 49 мың тонна мұнай
және газ конденсатын алды, былтырғы жылдың осындай уақыт
аралығындағыға қарағанда, 26 мың тонна артық. Ресми деректерге
қарап, қыртыстардан мұнайды алуды жоғарлатудың жаңа
технологиясын пайдаланудың әсерінен, Қазақстанда алынған
мұнайдың деңгейі өсті. Бұл жаңа технологиялардың жетістігін
білдіреді.
Сан жағынан кәсіби полимерлік (заводнение) бұрғылауды
жоспарлау, мұнайды алуды көбейтудің кең тараған әдістерінің
бірі. Бұл полимерлік бұрғылау технологиясы өте қарапайым және
көп капитал алуды керек етпейді.
Мұнай алу әдісін жоғарлату – заттарды пластарға айдау
арқылы мұнайды алу. Бұл анықтама мұнай алудағы барлық
аспектілерді қамтиды (ығыстыру, репрессивно – депрессивтік
режімді тудыру, және скважинаны өндеу және алу кезінде
пайдаланатын көптеген агенттер кіреді. Алғашқы алу –
механизмдерінің пластыдағы табиғи режімдердің жер әсер етуінен
мұнайды алу: еріген газ режімі, су ағысынын режімі,
газқысымының режімі, не болмаса пластынын гравитациялық режімі.
Екінші рет мұнай алу кезінде, пластыдағы қысымды ұстап тұру
үшін, газ немесе су айдау әдістері қолданылады. Үшінші рет
мұнай алу – бұл екінші алудан кейін қолданылатын алу әдісі.
Физико – химиялық әдістерді (повышение қыртыстардың
нефтеотдачи пластов) (ПНП) мұнай беруін жоғарлату үшін шартты
түрде үш үлкен топқа бөлуге болады:
• Ығыстыру коэффициентін жоғарлату әдісі;
• Бұрғылау арқылы қыртыстын қамту коэффициентін
жоғарлату әдісі;
• Ығыстыру және қамту коэффициенттері арқылы мұнай
беруді жоғарлату әдісі.
Анықтай келе, бірден ығыстыру және қамту
коэффициенттерін жоғарлататын, ығыстырғыш агентін ойлап табу ең
перспективті жолдардың бірі болуы мүмкін.
Ығыстыру коэффициентін жоғарлату әдісіне, беттік активті
заттардың ертінділерін пайдалану, мицеллярлық ерітінділерді
немесе микроэмульсияларды, сұйықтық көмірсутектерін пайдалану
жатады. (мысалы, жеңіл көмірсутегінің кеңінен фракциялануы)
Пластыдағы қамту коэффициентін жоғарлату технологиясында,
мұнайды ығыстырғыш агенті ретінде полимер ертінділері мен
тігілген полимерлік жүйелердің көбігі пайдаланады (көбінесе
гидрогел деп аталуда).
Мұнайлы мекен жайларды зерттеудің тиімділігіне себепкер
шарттардың ықпал етуін талдау барысында, қыртыстардың мұнай
беру өнімділігі бірқатар себепкер шарттардың қосылуымен
анықталады, оның ішінде су мен мұнайдың қозғалу қатынасы аса
маңызды . Суда еритін немесе суда ісінгіш полимердің
(гидрогелдің) қоюлатқыш әсерінен қозғалу қатынасының
өзгеруін, теориялық талдаудың тәжірбиелік және кәсіби
өндірістердің көрсеткіштерінен байқауға болады.
Американ және Япондық зерттеушілер, қоюлатқыш ретінде,
суда еритін полимер – біртіндеп гидрогелденген полиакриламид
(ПААГ) – ді пайдалануды ұсынады. Қоюлығы стандарттың әдіспен
өлшенген ертіндідіге сияқты күткеніміздей, ПААГ – тің өзіндік
өзгешелігі жоғары дәрежеде кеуекті ортада қозғалысты төмендету
қаблеті болады. Басқа сөзбен айтқанда, айдайтын судың
жылдамдығын төмендету үшін, аздап полимер қосу керек. ПААГ – ді
пайдалану арқылы ОПИ – да жүргізген тәжірбие нәтижесі
көрсеткендей , бұл әдіс көптен бері сынаудан тысқары шыққан
және өндірістік жағдайларда кеңінен қолданады. Мысалы, Құйбышев
облысында, Орлянскидегі мекен жайда ПААГ ертіндісін пайдаланған
кезде, салмақ тиімділігін 1800тоннаға дейін жоғары мұнайға 1
тонна жер қабатына айдалған ПААГ – ні құраған.
Мұнайды ығыстыруға байланысты жасалған әдістердің нәтижесін
салыстырғанда, жер қабатындағы суды пайдалануға қарағанда, суды
ПААГ - мен қоюлатқан жағдайда мұнай алу жоғарлаған.

Жер қабатындағы мұнай алуды жоғарлату
үшін.
Химия – мұнай институтында (Томск қаласында) физико –
химиялық әдістердің негізінде 4 технология жасалынды: екі
комплекстік технология, интенсификациялық зерттеу және бұрғылау
арқылы қыртысты қамту, екі технология, термотропный гельді
пайдалану арқылы, қоюлығы жоғары мұнай кеніне ыстық бумен әсер
ету, және БАЗ негізіндегі композиция мен негіздік буфер
қоспасы. ЛУКОЙЛ НК, ЮКОС және Роснефть мекен жайларында
өндірістік – тәжірбие сынақтары сәтті жүргізілді. ЛУКОЙЛ НК
көрсеткіштері бойынша, қосымша мұнай алу орта есеппен, бір рет
скважинамен өндеу 1630т мұнайды құрайды. Батыс Сібір мекен
жайларындағы өндеудің жалпы саны бір жылда 150 – 200 - ді
құрайды. Кейінгі бес жыл ішінде өндірісте институт
технологияларын пайдаланудың арқасында, қосымша 1 млн тоннадан
артық мұнай алынды. 2001 жылы Урьевскидің (Батыс Сібір) мекен
жайында институт технологиясы бойынша өндірістік – тәжірбие
сынағы сәтті өтті – бұл технология судың ағысын шектеу, айдағыш
және добывающие скважинаға термообратимыми гемобразующими
композициями на основе эфира целлюлозы, роданистого аммония и
карбамида (композиции РОМКА).(комлексті жинақтау арқылы әсер
ету.)
Дүние жүзілік тәжірбиеде суды қоюландыру үшін
синтетикалық ПААГ және (өндріс целлюлозасы) биологиялық жолмен
алынған полисахаридтер ... жалғасы
Ұқсас жұмыстар
Гидрогель
Полимерлік гель
Полимерлік материалдар
Органо–минералды композицияларды алу және сорбциялық қасиетін бағалау
Акриламид және метилакрилат негізіндегі жаңа термосезімтал сополимерлерін синтездеу және зерттеу
ПОЛИКАРБОН ҚЫШҚЫЛДАРЫ МЕН БЕНТОНИТ САЗЫ КОМПОЗИЦИЯЛЫҚ ГЕЛЬДЕРІНІҢ БЕТТІК БЕЛСЕНДІ ЗАТТАРМЕН ӘРЕКЕТТЕСУІ
Күрішті сабан және шелухадан биокомпосттарды алу технологиясы
Биоыдырайтын суда еритін полимерлер, заманауи мәселелері және оны шешу жолдары
Арал өңірінің тұзды батпақты шалғынды топырағында өсірілген күріш өніміне отандық препараттардың әсері
Ауыр металдарды сорбциялау үшін натрий карбоксиметилцеллюлоза (NaКМЦ) қасиеттерін зерттеу
Пәндер

Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор №1 болып табылады.

Байланыс

Qazaqstan
Phone: 777 614 50 20
WhatsApp: 777 614 50 20
Email: info@stud.kz
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь