Публикации автора

В статье представлены основные направления исследований по комплексному использованию отходов борного производства, рассмотренные в коллективной монографии авторов, вышедшей в 2024 г. Предложен ряд способов и технологических схем получения функциональных веществ и материалов на основе отходов (аморфный диоксид кремния («белая сажа»), силикаты кальция, сорбенты, наполнители в строительной, полимерной, лакокрасочной отрасли).

Статья посвящена исследованию возможности получения сорбционных материалов на основе силикатов кальция из отходов производства борной кислоты (борогипса). В зависимости от условий синтеза силикатно-кальциевых сорбентов (различная температура и продолжительность) получены данные по их фазовому составу, плотности и удельной поверхности. Установлено, что основным механизмом сорбции ионов тяжелых металлов является катионный обмен, что подтверждено методами рентгенофазового анализа, атомно-абсорбционной спектрометрии и элементного анализа. Показано, что сорбция метиленового синего протекает по монослойному механизму и удовлетворительно описывается моделью Ленгмюра, а кинетика процесса - моделью псевдо-второго порядка. Исследована эффективность адсорбции патогенных и условно-патогенных микроорганизмов (Escherichia coli, Bacillus subtilis) синтетическими силикатами кальция: наибольшая сорбционная способность (>90 %) достигнута по отношению к Escherichia coli, при этом образцы из борогипса превосходят известный энтеросорбент «Белый уголь». Полученные результаты свидетельствуют о перспективности использования отходов борного производства для создания сорбентов для очистки водных сред от тяжелых металлов, красителей и микроорганизмов.

В работе рассмотрено влияние борполимера в вязкотекучем состоянии на физико-механические, триботехнические и термодинамические сверхвысокомолекулярного полиэтилена. Полученные результаты обосновываются и дополняются исследованиями структуры композитов методом ИК-спектроскопии и сканирующей электронной микроскопии. Борполимер был переведен в вязкотекучее состояние с помощью органического растворителя на основе эпоксиангидридного связующего. Методом ИК-спектроскопии установили, что растворитель в основном содержит эпоксидные, формальдегидные, альдегидные и гидроксильные группы. Порошок полимера и навеску вязкого борполимера смешивали в лопастном смесителе, далее полученные смеси перерабатывали методом горячего прессования с последующим получением образцов. Результаты исследований свойств образцов свидетельствуют о том, что введение вязкотекучего борполимера приводит к повышению их механических свойств. Отмечено, что композиты, содержащие борполимер, характеризуются повышением прочности при растяжении на 44 % и модуля упругости на 62 % относительно исходного сверхвысокомолекулярного полиэтилена. Полученные результаты объяснили структурными исследованиями. Надмолекулярная структура образцов при меньшем содержании борполимера характеризуется формированием сферолитной структуры, а с увеличением концентрации происходит разрыхление и разупорядочивание структуры («аморфизация»). Это подтверждается результатами исследования дифференциально-сканирующей калориметрии, в котором отмечено снижение степени кристалличности на 7-12 % и энтальпии плавления на 6-12 % относительно полимерной матрицы. Трибологические испытания показывают снижение коэффициента трения на 21 %, что обусловлено влиянием борполимера как смазочного материала в процессах трения, облегчая скольжение материала по поверхности стального контртела. Морфология поверхности трения и их ИК-спектры подтверждают полученные результаты, так показано, что борполимер активно участвует в трибохимических процессах и формирует вторичную структуру на поверхности трения композита.