“Bentonitlar va polimerlar asosida polifunksional kompozitsion materiallar yaratish va ularning xossalarini tadqiq etish”

BUXORO DAVLAT UNIVERSITETI

TABIIY FANLAR FAKULTETI

KIMYO KAFEDRASI

“ Bentonitlar va polimerlar asosida polifunksional kompozitsion materiallar yaratish va ularning xossalarini tadqiq etish ”

Ilmiy rahbar : t . f . n ., dost . Sharipov M.S

• O`simlik o`sishi va undan mo`l hosil olishda suv muhim omil hisoblanadi, lekin tirik mavjudodning suvga bo`lgan ehtiyoji nihoyatda katta , shu bilan bir qatorda atmosferada turli gazlar kontsentratsiyasining ortishi suvning tez bug’lanishiga sabab bo`lmoqda. Demak, tuproq va h avo tarkibidagi namlikni yutuvchi polimer-gidrogellar sinez qilish dolzarb vazifalardan hisoblanadi.
• Shuni inobatga olib, poliakrilamid, PAA, PAK, stirol-akrilamid sopolimerlari, poliakrilonitril, akril kislota tuzlarining turli absorbsiyalovchi moddalar bilan olingan kompozitsion mahsulotlari asosida gidrogellar olish ham ekologik jihatdan ham, iqtisodiy jihatdan samarali bo’lib, dolzarb masalalardan biri hisoblanadi.

• Bu masalalarni hal qilishda asosiy maqsad modifikatsiyalangan polimer kompozitsion materiallar olish hisoblanadi. Ularni olishda modifikator sifatida turli bentonitlar yoki shu asosdagi gil tuproqlar qo’shilishi, olinayotgan yangi “intelektual” polimer kompozitsion materialning fizik-mexanik xossalari, belgilangan geometrik formalari hosil bo’lishining yaxshilanishiga olib keladi.
• Ishda akrilamid va stirol asosida olingan sopolimer matritsasini modifikatsiyalash maqsadida modifikator sifatida, suv yutuvchi ya’ni suvni absorbsiyalovchi bentonitlardan foydalanilganda, ularning mustahkamligi va termik xossalari, hamda spektr chiziqlardagi olingan natijalari Stirol-AA+bentonit polifunksional kompozitining gidrogellar sifatida qo’llanilishini belgilab berdi.

• Respublikamiz kimyo sanoatida ishlab chiqariladigan stirol va akrilamid asosida olingan sopolimerlarni bentonit bilan modifikatsiyalash, yuqori bo’kish qobiliyatiga ega bo’lgan gidrogellar tarkibini ishlab chiqish, uning fizk-mexanik , sorbsion xosslarini o’rganish va ishlab-chiqarishda qo’llash.

• -s tirol va akrilamid mono merlar asosida sopolimer olish texnologiyasini ishlab chiqish;
• - stirol va akrilamid asosida olingan sopolimerlarning bentonit bilan modifikatsiyalash ;
• - yuqori bo’kuvchan polimer gidrogellar tarkibini ishlab chiqish;
• - stirol-akrilamid+bentonit dan iborat bo’lgan polimer kompozitsion moddalar - gidrogellarning fizik-kimyoviy xossalarini o’rganish;
• -ishlab chiqilgan tarkib asosida gidrogellarning qishloq xo’jalik ekinlariga qo’llash va uni kuzatish;

• Tadqiqot usullari. I Q spektroskopiya, RSA (rentgenstrukturaviy analiz), ellipsometriya, gidrogellarning fizik –kimyoviy xossalarini o’rganish usullari

Tadqiqot metodlari:

• Gidrogellarning fizik- kimyoviy xossalarini o’rganish, ishlab chiqilgan gidrogellarning bo’kish qobiliyatini turli omillarga ta`sirini o`rganish.

Tadqiqot natijalarining ilmiy jihatdan yangilik darajasi .

• Ilk bor stirol va akrilamid asosida olingan sopolimerlarning bentonit bilan modifikat - siyalash natijasida olingan gidrogellarning tarkibini ishlab-chiqish, suvdan samarali foydalanish yuqori bo’kish qobiliyatiga ega bo’lgan va ko’p miqdorda suvni saqlash xususiyati bo’lgan stirol-akrilamid va bentonitdan iborat bo’lgan polimer kompozitsion moddalar - gidrogellar yaratish, qishloq xo’jaligi mahsulotlari yetishtirishda gidrogellarni ishlab chiqarishda qo’llash.

TADQIQOT NATIJALARINING AMALIY AHAMIYATI:

• Kimyo sanoatida ishlab chiqariyotgan moddalar ishtirokida olingan stirol-akrilamid+bentonitdan iborat bo’lgan polimer kompozitlar – gidrogellarni qishloq xo’jaligida oziq-ovqat mahsulotlari yetishtirishda suv sarf xarajatini keskin kamaytirish maqsadida qo`llash .

DISSERTATSIYA TARKIBINING QISQACHA TAVSIFI .

• Kirish qismida mavzuning dolzarbligi asoslab beriladi, o`tkazilgan tadqiqotlarning maqsad va vazifalari shakllantirilib, ishning ilmiy yangiligi va amaliy ahamiyati ko`rsatil gan .
• Dissertatsiyaning I bob i da mamlakatimiz va chet elda qo`llaniladigan bentonitlar hamda sinetitik polimerlar asosidagi kompozitsion gidrogel materiallarni olishda hozirgi kunda olib borilayotgan holat va rivojlanish tendentsiyasi haqidagi ilmiy - texnik ishlarning tahlili beril gan .

• Dissertatsiyaning I I bob i da tadqiqot usullari tavsiflandi va qo`llanilgan materiallar haqida ma`lumotlar keltiril gan .
• Dissertatsiyaning III bobda ilmiy texnik adabiyotlar tahlili natijasida shakllantirilgan, mahalliy xom-ashyolarga asoslangan kompozit materiallarning olinishi, hamda ularning fizik-kimyoviy, mexanik va sorbtsion xossalari o`rganiladi, ishlab-chiqilgan polimer kompozit tarkiblar i ning tuzilishi va xususiyatlari orasidagi bog’liqlik turli tadqiqot usullarida o`rganil gan .
• Mazkur dissertastiya 103 betda bayon etilgan, 33 rasm va18 jadvalni o’z ichiga olgan, kirish qismi, uch bob, asosiy xulosalari, 113 nomdan iborat adabiyotlar ro’yxati va ilovadan iborat.

OLINGAN NATIJALAR TAHLILI

• Yuqori molekulyar birikmalar kimyosining dolzarb muammolaridan biri bu polimerlarni barqarorlashtirish jarayoni bo’lib, u asosiy monomerlarga tarkibida barqarorlashtiruvchi guruhlar saqlovchi boshqa bir monomerdan kichik miqdorini qo’shib, sopolimerlash orqali oshiriladi.
• Akrilamid bilan stirolning sopolimerlanish natijasida qator fizik – kimyoviy xossalarga ega bo’lgan yangi polimer moddalarini olish mumkin.
• Sopolimerlanish jarayoni erkin radikal mexanizm bo’yicha organik erituvchi muhitda (benzol, dioksan, DMFA, DMSO, TGF) o’rganildi.
• Sintez qilingan sopolimer oq rangli, kukunsimon amorf modda bo’lib, dioksanda DMFA, DMSO, TGF da yaxshi eriydi. To’yingan uglevodorodlarda, suvda va spirtlarda erimaydi.

Stirol bilan akrilamidning radikal suspenzion sopolimerlanish jarayoniga harorat va vaqtning ta’siri Stironing akrilamid bilan radikal sopolimerlanish jarayoni dioksan muhitida inistiator ammoniy persulfat yoki DAK ishtirokida erkin radikalli mexanizm bo’yicha quyidagi umumiy sxema ko’rinishida amalga oshirildi.

Monomerlar nisbati

M 1

(ST)

0,7 5

M 2 ( AA )

Harorat

0,705

0 С

Vaqt

Unum

60

Minut

G

30

90

120

70

0,3467

0,5445

0,5875

%

30

90

120

2 3

3 4

37

0,4254

0,6977

0,7852

28

51

57

Akrilamid bilan stirol sopolimerlari tarkibining monomerlar dastlabki aralashuvidagi nisbatlariga bog’liqligi

Monomerlar nisbatlari, mol%

М 1

Sopolimerning unumi

М 2

Akrilamid - stirol

Azot miqdori

%

10

90

Sopolimer tarkibi mol%

%

20

80

30

6,2

m 1

50

m 2

6,0

Tavs i f i y qovushqoqlik

70

1,91

3,16

50

η. dl / g

17,27

70

7,1

80

30

7,8

3,92

82,73

33,32

66,68

4,70

20

6,2

45,98

90

0,35

6,0

5,37

54,62

62,32

0,31

10

37,67

5,59

80,18

0,29

6,9

19,81

87,06

5,74

0,24

12,93

92,11

0,22

0,215

7,88

0,21

Akrilamidning MBAA ishtirokida polimerlanishi.

Bentonitlar va akril sopolimerlar asosidagi kompozitsiyalarda gel hosil bo’lish jarayonlariga turli omillarning ta`siri

Kompozitsiya sinteziga gel hosil bo`lish boshlang`ich vaqtining bentonit konsentratsiyasiga bog`liqligi. Sintez sharoitlari: Sintez vaqti- 80 min, sintez harorati 45 o C, MBAA (N,N 1- metilen-bis-akrilamid) konsentratsiyasi- 0,20 mass, % monomer ulushi- 25 mass % , monomerlar nisbati AA-65%, St-35% AA neytrallanish darajasi -0,7 ammoniy persulfat- 1%

Polimer kompozitining suvda bo’kish kinetikasini ifodalovchi egri chiziqlardan ko’rinib turibdiki, reakstion aralashmada to’ldiruvchi sifatida qo’shilgan Navbahor bentonitining massa ulushi 10 % gacha ketma-ket kamaytirib borilganda, kompozitning suv yutuvchanligi dastlab pasayib, so’ng ortadi.

• Turli xil massa ulushlardagi bentonit ta’sirida olingan St-AA-bentonit kompozitining suvda bo’kish kinetikasi. harorat 25 0 C. Massa ulushlari tegishlicha (%): 1 - 60%, 2 - 40%, 3 - 30%, 4 -20%, 5 - 10%, 6 - 5%. Kompozit bo’lagining hajmi: 15 mm - uzunligi, 15 mm - eni, qalinligi - 7 mm ga teng.

Polimer kompozit hosil bo`lishida bentonit konsentratsiyasining ko`payishi zol – fraksiya ulushining ortishiga olib keladi. Buni shu bilan tushuntirish mumkinki,to`ldiruvchi zarrachalari jarayon ingibitori sifatida ishtirok etadi, natijada zanjir o`sishining tezligi kamayadi va zanjir uzilish tezligi ortadi.

Bentonit ulushi, mass . %

Zol – fraksiya ulushi, mass ,%

0

8, 4

Namlik miqdori , %

5

10

Zichlik ,

g / sm 3

4 3 , 6

9,3

1, 11

10, 2

Tiklanish darajasi

30

6 3,4

5 1 , 7

2,62

13, 7

4 0

1 ,14

Faol zanjirlar ulushi

1 6 , 9

1,1 7

0,56

60

3 5 , 2

2,34

2,39

0,51

1,2 1

1 7 , 8

4 1 , 9

0,52

1,2 6

1,9 8

3 2 , 8

1,69

0,44

1,3 2

0,36

1,65

0,35

Polimer strukturaning ba`zi parametrlari

Gelsimon akril kompoziti sintezining borishida haroratning ta’siri

* Quyidagi rasmda haroratga nisbatan 30 % bentonit saqlagan gel hosil bo’lish vaqti diagrammasi tasvirlangan.

* Bentonit saqlagan polimer kompozitsiyalarning sinteziga haroratning ta’siri ularning xossalari o’zgarishiga olib keladi

Polimer kompozitning absorbsion xossasiga initsiator konsentratsiyasining ta’siri

• 30 % bentonit saqlagan bentonit saqlagan polifunksional kompozitning initsiator konsentratsiyasiga bo`kish darajasi muvozanatining bog`liq holda o`zgarishi.
• Ushbu rasmdan ma`lumki initsiator konsentratsiyasini 1% dan oshirib borganda bo`kish muvozatiga kelishi 2 marta kamayishi tasvirlangan. Buni choklovchilarning choklanish nuqtalarida kichik molekulyar massadagi sopolimer hosil bo’lishi bilan izohlash mumkin .