Убыль массы мдац волокон После 6-часового нагрева

 

Содержание фурагина в волокне, % (от массы ДАЦ)	Однофакторные аппроксимирующие зависимости термодеструкции волокон вида Δm= f(t), где t=180-210 ˚С	R²	ε, %
Без фурагина	Δm	0,996	4,30
1,0	Δm	0,971	7,00
2,0	Δm	0,986	4,62
2,2	Δm	0,969	8,09

 

Математическое описание влияния концентрации фурагина

 на убыль массы МДАЦ волокон после 6-часового нагрева

 

Температура нагрева волокон, °С	Однофакторные аппроксимирующие зависимости термодеструкции волокон вида Δm= f(с), где с=0-2,2 % (от массы ДАЦ)	R²	ε, %	Сфур(эфф), % (от массы ДАЦ)
180	Δm =0,424с^2-1,382с+4,904	0,946	2,24	1,63
190	Δm =1,648с^2-4,763с+8,133	0,941	4,99	1,45
200	Δm =1,631с^2-5,673с+11,83	0,989	2,33	1,74
210	Δm =-0,441с^2-2,183с+16,28	0,998	0,93	-

 

 

 

Однако зависимость (1) трудно использовать для расчета константы скорости К и других постоянных, которые входят в кинетическое уравнение Аррениуса и количественно характеризуют особенности протекания реакции терморазложения МДАЦ волокон.

Поэтому для оценки К мы применили уравнение химической кинетики Аврами-Колмогорова-Ерофеева вида  в линейных координатах                 lg[lg(1-α)]=f(lgτ), где α степень превращения (убыли) вещества, τ – время, k – постоянная, определяющая константу скорости реакции, n – коэффициент, зависящий от температуры, чистоты полимера и его предыстории. Полученные низкие значения параметра n (n<1) для МДАЦ, содержащих 2 и 2,2 % фурагина – следствие того, что в принятых условиях изотермического нагрева имеет место диффузионно-контролируемый перенос продуктов разложения в окружающую среду [6] (табл 4). Именно для диффузионных процессов константу скорости К термоокислительного разложения волокон рассчитывали из значений k, используя для этого соотношение К=nk^1/n, предложенное Г.В. Саковичем [7].

 

 

Кинетические характеристики деструкции МДАЦ волокон при 200 °С

 

Сфур, % (от массы ДАЦ)	Однофакторные аппроксимирующие зависимости термодеструкции волокон вида lg[-lg(1-α)]= f(lgτ), где τ=0-12 ч; у = lg[-lg(1-α)]; х = lgτ	R²	ε, %	n	k	K, ч^-1
-	у=1,057х-2,116	0,976	4,11	1,057	17,6*10^-3	23,2*10^-3
1,0	у =1,024х-2,150	0,975	3,93	1,024	16,3*10^-3	18,4*10^-3
2,0	у =0,565х-1,891	0,986	1,43	0,565	29,6*10^-3	1,1*10^-3
2,2	у=0,568х-1,845	0,986	1,47	0,568	32,9*10^-3	1,4*10^-3

 

Эффективность действия фурагина в торможении радикальных процессов термоокисления МДАЦ волокон, по-видимому, определяется подвижностью атома водорода амидной группы гидантоинового цикла, которая усиливается благодаря наличию в химической структуре этого соединения сильнополярной NO₂ -группы.

 

Выводы

 

Установлено, что ДАЦ волокна, модифицированные фурагином, по термоокислительной устойчивости в изотермических условиях в диапазоне 180-210°С значительно превосходят обычные волокна.

Кинетические зависимости термодеструкции МДАЦ волокон при 200°С удовлетворительно описываются логарифмической функцией.

Показано, что МДАЦ волокна, имеющие в составе 2 % фурагина, характеризуются минимальным значением константы скорости К реакции терморазложения при 200 °С.

 

Ñïèñîê ëèòåðàòóðû

 

1. Малинин Л.Н. Этролы// Энциклопедия полимеров. Редколлегия: В.А.Кабанов (глав. ред.) - М.: Советская энциклопедия, 1977. - Т. 3. - С. - 1030-1032.

2. Авт. свид. 313830 СССР МПК С 08 в 27/68. Способ модификации сложных эфиров целлюлозы/ Л.А. Вольф, Б.О. Полищук, В.В. Котецкий, С.В.Виноградов, В.К.Беляков, Л.Н. Малинин (СССР); № 1348351/23-5; заявл. 14. VII.1969. опубл. 07. IX.1971, бюл. № 27.

3. Патент на изобретение № 2155831 РФ, МПК⁶ D 01 F 2/28. Формовочный раствор для получения термостабилизированных волокон из триацетата целлюлозы/ Б.О. Полищук (РФ); Заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «Тюменский государственный нефтегазовый университет». - № 97120388/04; заявл. 10.12.1997; опубл. 10.09.2000, бюл. № 25.

4. Бытенский В.Я., Кузнецова Е.П. Производство эфиров целлюлозы. Под ред. докт. хим. наук Н.И.Кленковой. - Л.: Химия, 1974. - 208 с.

5. Эгерт В.Е., Страдынь Я.П., Шиманская М.В. Методы аналитического определения соединений 5-нитрофуранового ряда. Под. ред. акад. С.А.Гиллера. - Рига: Издательство «Зинатне», 1968. - 175 с.

6. Булгакова Т.И. Реакции в твердых фазах. - М.: МГУ, 1972. - 54 с.

7. Сакович Г.В. Уч. зап. Томск. ун-та, Изд. ТГУ, 1955. - Вып. 26. - С. 103.

 

 

Сведения об авторах

 

Полищук Б.О., д.т.н., профессор, заведующий кафедрой «Текстильное производство», Тюменский государственный нефтегазовый университет, тел.: [phone]

Мезина Т.В., аспирант, кафедра «Текстильное производство», Тюменский государственный нефтегазовый университет, тел.:[phone]

Polyschuk B.O., Doctor of Technical Sciences, professor, Head of Department “Textile Manufacture”, Tyumen Oil and Gas University, phone: [phone]

Mezina T.V., graduate student at Department «Textile Manufacture» of the Tyumen State Oil and Gas University, phone: [phone]

 

(24) Тема 2010-3-17 С. Математическое моделирование оценки эффективности гидравлического разрыва пласта.

Иванов С.А., Галкин В.И., Растегаев А.В

Прогноз эффективности гидравлического разрыва пласта по геолого-технологическим показателям // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. 2010. № 3. С. 17 – 23

УДК 553.98:622.275.1/.4