СОТРУДНИЧЕСТВО – КАТАЛИЗАТОР ИННОВАЦИОННОГО РОСТАСБОРНИК МАТЕРИАЛОВ 4-го БЕЛОРУССКО-БАЛТИЙСКОГО ФОРУМА Минск, 31 мая – 1 июня 2018 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ Белорусский национальный технический университет Научно-технологический парк БНТУ «Политехник» СОТРУДНИЧЕСТВО – КАТАЛИЗАТОР ИННОВАЦИОННОГО РОСТА Сборник материалов 4-го Белорусско-Балтийского форума Минск, 31 мая–1 июня 2018 года Минск БНТУ 2018 УДК 082 (476+474) (06) ББК 72я43 С 67 В сборник включены материалы 4-го Белорусско-Балтийского форума «Сотрудничество – катали- затор инновационного роста» по следующим направлениям: инновационные технологии в сельском хо- зяйстве; новые материалы и технологии, химические продукты; медицинская техника и технологии, фармация, профилактика и здоровый образ жизни; экология, рациональное природопользование, сорти- ровка и переработка отходов, водоочистка; социально-гуманитарные исследования. ISBN 978-985-583-225-7 © Белорусский национальный технический университет, 2018 3 СОДЕРЖАНИЕ Инновационные технологии в сельском хозяйстве ……………………....... 7 AndriusGarbaras, Aleksey Meliaschenia, Tatiana Senchenko, Tatiana Smoliak, Maria Ivanko, Raminta Skipityte, Darius Germanas, Vidmantas Remeikis. Application of nuclear techniques in food authenticity studies ……………………………………………………………..... 7 С.Л. Кравцов, Ф.И. Привалов, Д.В. Голубцов, А.П. Гвоздов, Е.В. Лепесевич, В.В. Холодинский, С.А. Лапаник, Д.Г. Симченков, А.Л. Козел, Г.И. Радюкевич. Система мониторинга состояния сельскохозяйственных культур в масштабе сельскохозяйственного предприятия по информации временного ряда разнородных данных дистанционного зондирования земли ……………………………….................. 8 А.Г. Гривачевский, Р.Л. Кулик, Б.М. Штейн. Автоматизация разработки технологических процессов механической обработки на предприятиях сельскохозяйственного машиностроения …………………………………..… 10 Т.В. Никонович, Н.В. Дыдышко, М.М. Добродькин. Принципы органического земледелия в селекции и семеноводстве перца острого ........ 12 Новые материалы и технологии, химические продукты …….…....... 14 Ю.М. Кротюк, А.Г. Гривачевский. САПР оснастки поперечно-клиновой прокатки на основе инструментальных программных средств …………….. 14 А.Ю. Королёв, А.С. Будницкий, Дай Вэньци. Формообразование волочением ступенчатых поверхностей ультразвуковых концентраторов-волноводов трубчатого типа для устранения непроходимости кровеносных сосудов …. 16 В.С. Нисс, А.Ю. Королёв, Г.М. Сенченко, А.Э. Паршуто, Е.В. Сорока. Влияние коаксиальной системы изделия и противоэлектрода на равномерность нанесения гальванических покрытий с использованием импульсных электрических режимов …………………..... 18 Ю.Г. Алексеев, В.С. Нисс, А.Ю. Королёв, А.Э. Паршуто, А.С. Будницкий. Полирование матричных стентов из коррозионностойкой стали методом импульсной биполярной электрохимической обработки ………………….... 20 Ю.Г. Алексеев, А.Ю. Королёв, В.С. Нисс, А.Э. Паршуто, А.С. Будницкий. Влияние электрических режимов электролитно-плазменной обработки на качество полирования титана и ниобия …………………………….…….. 22 В.А.Калиниченко. Металлические композиционные материалы для эксплуатации в высокотемпературных узлах трения энергетической отрасли ……………………………………………………...... 24 В.А. Калиниченко. Свойства компонентов литых композиционные материалы для работы в тяжелонагруженных узлах трения ………….......... 25 М.Л. Калиниченко. Ряд аспектов применения склеивания металлических и неметаллических материалов для замены иных методов крепления …..... 27 И.А. Латышевич, Е.И. Гапанькова, А.Ю. Клюев, Н.Г. Козлов Диспропорционированная канифоль – перспективный компонент модельных составов для точного литья ……………………………................ 29 4 И.А. Белов, Н.П. Богданова, К.С. Сенатова, Л.П. Олецкая. Получение фиброцементных изделий по экструзионной технологии ……... 31 Е.И. Барановская, А.А. Мечай, И.А. Белов, М.В. Попова, Р. Шяучюнас, А. Эйсинас. Синтез и исследование свойств быстротвердеющих высокопрочных сульфоалюмоферритных цементов с использованием техногенного сырья …………………………… 33 Н.М. Шалухо, М.И. Кузьменков, В.В. Бабицкий. Пути повышения энергоэффективности при производстве бетона и железобетона ………...... 35 А.В. Должонок, А.А. Бакатович. Стеновые материалы на заполнителе из костросоломенной смеси ...……………………………………………….... 37 Е.М.Дятлова, Р.Ю.Попов, Е.О. Богдан. Теплоизоляционные керамические материалы на основе глинистого сырья Республики Беларусь и утилизируемых пенообразователей ……………........................................... 39 Ю.А. Климош, Ю.Г. Павлюкевич, В.Кизиниевич, Н.Н. Гундилович, Б.П. Жих, П.С. Ларионов, А.П. Кравчук. Разработка составов, исследование свойств и структуры геополимерных материалов строительного назначе- ния на основе техногенных отходов Беларуси и Литвы ……………………….. 41 В.И. Лобачевский, Н.А. Бедик, А.Г. Губская, Г.С. Гарнашевич. Теплоизоляционные материалы на основе техногенных отходов ………..... 43 В.И. Лобачевский, Н.А. Бедик, Ж.П. Чигринова, Л.Н. Махленкова. Пенокерамический теплоизоляционный материал на основе тугоплавких глин с улучшенными эксплуатационными свойствами …….... 45 В.И. Лобачевский, Н.А. Бедик, А.Г. Губская, Г.С. Гарнашевич. Теплоизоляционные материалы на основе скопа – отхода целлюлозно-бумажной промышленности ……………………………….…… 47 М.И. Кузьменков, Н.М. Шалухо, А.А. Сакович, Д.Вайчюкинене, Д. Низевичене. Перспективные направления использования фосфогипса в производстве минеральных вяжущих ………………….……….. 49 М.А. Комаров, М.И. Кузьменков, Н.Г. Короб, Т.В. Камлюк. Исследование процесса сушки и помола высокопрочного гипсового вяжущего на основе синтетического дигидрата сульфата кальция ………... 51 В.В. Кузьмич, Н.Г. Козлов, Ю.С. Почанин, Т.Ф. Балабанова. Разработка упаковочных материалов с бактерицидными свойствами для медицинских изделий и пищевых продуктов ………………………….... 53 С.Д. Латушкина, В.М. Комаровская. Многокомпонентные вакуумные покрытия ………………………………..... 55 А.И. Сумич, Л.С. Ещенко. Новый подход к получению многокомпонентных солевых композиций для моющих средств ………...... 57 Е.П. Шишаков, В.В. Коваль, Н.В. Черная. Получение катионированных крахмалов для целлюлозно-бумажной промышленности ………………….. 59 О.В. Кичкайло, И.А. Левицкий, Л.В. Кузьбар. Получение термостойкой литийалюмосиликатной керамики ……………………………………….….. 61 5 Ю.А. Булавка, С.Ф. Якубовский, В.А. Ляхович. Получение нафталина – нового для белорусского рынка продукта малотоннажной химии …….…... 62 Е.И. Гапанькова, И.А. Латышевич, А.Ю. Клюев, Н.Г. Козлов. Водорастворимые смазочно-охлаждающие жидкости на основе терпеноидного сырья ………………………………………………………...... 64 Е.М. Дятлова, О.А. Сергиевич. Термостойкая муллито-тиалитовая керамика для обжига деталей электронной техники ………………………... 66 С.В. Выдумчик, О.О. Гавриленко, М.А. Ксенофонтов,Т.Г. Павлюкевич, С.А. Чупрынский. Технология и оборудование для производства вспененных эпоксидных компаундов ……………………………………….... 68 И.А. Левицкий, А.Н. Шиманская. Биоцидные металлизированные глазури для керамогранита …………………………………………………….…..... 70 И.А. Левицкий, А.Н. Шиманская. Глушеные глазури для бытовой керамики со сниженной миграцией вредных веществ при контакте с пищевыми средами ……………………………………………………………………………………………………........ 72 Н.А. Бедик, Л.С. Ещенко, Е.В. Коробко. Электрореологически активные суспензии на основе гидратированных оксидов металлов ………………..... 74 Р.Ю. Попов, В.И. Мухлядо. Защитные покрытия для футеровки тепловых агрегатов с улучшенными термомеханическими свойствами ……….……... 76 А.А. Фарино, М.И. Фурсанов. Антигололёдное ультразвуковое устройство на воздушных ЛЭП – как запатентованная модель по снижению гололёдных аварий в электроэнергетике ……………….…..... 78 А.Г. Гривачевский, В.А. Карабанович, А.В. Тузиков. Информационные технологии как ключевой фактор развития инновационных процессов в Республике Беларусь …………………….…… 80 Медицинская техника и технологии, фармация, профилактика и здоровый образ жизни ……………………………………………….… 82 В.Н. Леонтьев, Е.В. Феськова, О.С. Игнатовец, О.Г. Совастей Хромато-масс-спектрометрический анализ биологически активных веществ в лекарственном растительном сырье ………………………….…... 82 Г.В. Вашкевич, Н.В. Лушпа, Е.В. Чернякова , И.А. Врублевский Использование компьютерной обработки изображений для анализа снимков оптической когерентной томографии переднего отрезка глаза ...... 84 Т.А. Мадзиевкая. Фитосоли для коррекции порога вкусовой чувствительности к поваренной соли с целью предотвращения развития артериальной гипертонии для улучшения здоровья широких слоев населения ……………………………………………….…...... 86 Т.А. Мадзиевкая. Витаминные и минеральные комплексы, предназначенные для реализации и промышленного применения при производстве хлебобулочных и экструзионных продуктов повышенной пищевой и биологической ценности для беременных и кормящих женщин …………………………………………………………... 88 Е.О. Гузик. Продвижение деятельности по сохранению здоровья учащихся на основе межведомственного взаимодействия ……………….… 90 6 В.Р. Стемпицкий, В.А. Скачкова, М.С.Баранова, Д.Ч. Гвоздовский, О.Л. Канделинская, Е. Тамулене. Соединения «Наноалмаз - лектин» в качестве контрастных агентов для МРТ мониторинга рака поджелудочной железы ……………………………………………………………………………………………………… 92 Н.М. Шалухо, М.И. Кузьменков, Г.Г. Чистякова, Г.Г. Сахар. Получение композиционного стоматологического материала химического отверждения …………………………………………………...... 94 Экология, рациональное природопользование, сортировка и переработка отходов, водоочистка ……………………………………….... 96 А.В. Вавилов. О получении щебня для строительства дорог низких технических категорий из камней, собираемых с сельскохозяйственных угодий ………………………………………….…… 96 П.И. Волович Защитное лесоразведение в рациональном природопользовании Беларуси …………………………………………….….. 98 С.А. Коваленко, И.М. Почицкая, И.В. Бордок. Hericium erinaceus – ценный источник биологически активных веществ ……………………....... 100 В.С. Васильева, Л.Н. Василевская, М.А. Ксенофонтов, Л.Е. Островская. Высокоэффективный сорбент нефтепродуктов и оборудование для его производства …………………………………………………………... 102 О.С. Дубовик, В.В. Сороговец, Р.М. Маркевич. Превращения азота аммонийного при очистке сточных вод, содержащих нефтепродукты ……. 104 А.Н Никитин, А.В. Зубарева, А.Г. Кравцов. Перспективные волокнисто-пористые системы в очистке воды от долгоживущих радионуклидов …..................................................................................................106 Ю.А. Климош, С.Е. Баранцева. Разделительные покрытия для кокильного литья алюминиевых сплавов с использованием минерального сырья Беларуси …………………………………………….….. 108 М.И. Кузьменков, Н.Г. Короб, М.К. Анкуда, М.А. Комаров. Утилизация техногенного шламового отхода ОАО «Гомельский химический завод» ……………………………………………………………………………………………………………... 110 В.А. Глущенков, И.А. Беляева, В.А. Миронов, Ю.С. Ушеренко Разработка технологии утилизации и переработки волокнистого композиционного материала "AL-W-B" ………………………………………………………………….… 112 О.А. Шуранкова, А.Н. Никитин. Почвоулучшающая добавка «Бокаши ОП» для повышения продуктивности растений ………………….. 114 Социально-гуманитарные исследования …………………………………... 116 А.Н. Панков. Роль конкурентных преимуществ в развитии национальной экономики ………………………………………………………………………………………………….  116 Н.Н. Панков. Роль инвестиционного процесса в инновационном развитии экономики Республике Беларусь ……………………………………………... 118 7 ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ APPLICATION OF NUCLEAR TECHNIQUES IN FOOD AUTHENTICITY STUDIES Andrius Garbaras1, Aleksey Meliaschenia2, Tatiana Senchenko2, Tatiana Smoliak2, Maria Ivanko2, Raminta Skipityte1, Darius Germanas1, Vidmantas Remeikis1 1Mass Spectrometry Laboratory, Center for Physical Sciences and Technology, Vilnius, Lithuania 2Meat and Dairy Industry Institute, Minsk, Republic of Belarus e-mail: andrius.garbaras@ftmc.lt The stable isotope ratio in milk of cow (and other mammals) is governed by the food, the water isotope pattern as well as by the environmental conditions (temperature, humidity, stress). Knowing the distribution of the source (food, water) isotopic pattern it is possible to predict the stable isotope signature in milk. The set or database of the stable isotope ratio makes possible to distinguish the geographical origin of dairy prod- ucts.This feature is important for struggling against the trade fraudulence as well as it strengthens dairy producers to confirm the origin of their own production. The aim of this study is to make the first attempt to create a database of stable isotope ratios in Belorussian milk. For this purpose milk, water and forage samples were collected across Belarus during summer and winter seasons. Carbon and nitrogen isotope ratios were measured in milk, while the oxygen isotope ratio was measured in drinking water and milk water. The stable isotope ratios of light elements (carbon, nitrogen, oxygen) in Belorus- sian milk and farm water were reported for the first time. δ13C and δ15N values in the milk ranged from -30.2 ‰ to -20 ‰ and from +3.63 ‰ to +5.66 ‰, respectively. The Mogilev region was characterized by the most negative δ13C values. It can be related to the pasture type, when cows were fed in the field on the C3 type plants. Figure 1. – δ18O values in the water and milk water from different regions in Belarus Cows in other regions had some amount of C4 plants in their diet. It is confirmed by the δ13C values of the forage, where δ13C values reached -14.57 ‰. Nitrogen isotope 8 values showed no visible trend and were scattered across the investigated geographical regions. δ18O values in the drinking water were of the similar values, with the mean value of -9.83±0.63 ‰. Milk water δ18O values were distributed differently across re- gions, with the most positive ones registered in the Mogilev region (Fig. 1). This could be related to the feeding regime, when part of the water came to the animal from the grass, which usually had enriched δ18O values. δ13C values in the milk are different for the summer and winter seasons in the same geographical region. It can be related to the change of the diet, when cows were kept in the shelter during the winter season and had a different forage composition compared to the summer season. Acknowledgement This research was funded by a grant (No. S-LB-2017-7) from the Research Coun- cil of Lithuania. СИСТЕМА МОНИТОРИНГА СОСТОЯНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР В МАСШТАБЕ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ ПО ИНФОРМАЦИИ ВРЕМЕННОГО РЯДА РАЗНОРОДНЫХ ДАННЫХ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ С.Л. Кравцов1, Ф.И. Привалов2, Д.В. Голубцов1, А.П. Гвоздов2, Е.В. Лепесевич1, В.В. Холодинский2, С.А. Лапаник1, Д.Г. Симченков2, А.Л. Козел1, Г.И. Радюкевич1 1ГНУ «Объединенный институт проблем информатики Национальной академии наук Беларуси» e-mail: Krautsou_sl@rambler.ru 2РУП «Научно-практический центр НАН Беларуси по земледелию» e-mail: adaptiv@tut.by Особенностями растениеводства Республики Беларусь (по отношению, например, к странам Европейского Союза, Северной Америки) являются: сопо- ставимая норма внесения минеральных удобрений при более низкой (не менее чем в два раза) средней урожайности сельскохозяйственных культур; малые раз- меры полей (средний размер составляет около 10 га), что обуславливает более низкую эффективность применения сельскохозяйственной техники. Как след- ствие, повышение (или по крайней мере поддержание на приемлемом уровне) рентабельности растениеводства является одной из ключевых задач сельскохо- зяйственного производства Республики Беларусь. Решение указанной задачи во многом зависит от внедрения инновационных разработок, направленных на более рациональное использование имеющихся ре- сурсов. Одним из таких инновационных направлений и является применение технологий дистанционного зондирования. Цель достигается за счет адаптации технологий возделывания и уборки сельскохозяйственных культур к реально 9 сложившимся условиям по результатам оперативного дистанционного монито- ринга. Таким образом, предлагаемый инновационный подход повышения рента- бельности растениеводства за счет использования информации временного ряда разнородных данных дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), направлен на решение одной из важнейших проблем растениеводства в Республике Беларусь. Потенциально, разработанный экспериментальный образец системы дистанци- онного мониторинга может быть использован в каждом из 1509 сельскохозяй- ственном предприятии. С учетом все возрастающей роли сельского хозяйства в экономике Республики Беларусь (в настоящее время около 8,5 % валового внут- реннего продукта) данное направление использования данных ДЗЗ со всем осно- ванием претендует на роль приоритетного. Ориентация разработанного инновационного подхода на использование вре- менного ряда разнородных данных ДЗЗ (данных с беспилотных летательных ап- паратов в совокупности с данными со спутников) и применение непосредственно в самом сельскохозяйственном предприятии отражает последние мировые тен- денции дистанционного мониторинга в области сельского хозяйства. Действи- тельно, постепенное расширение свободного доступа к данным со спутников среднего пространственного разрешения (в частности, серии Sentinel-2 про- граммы «Copernicus» Европейского космического агентства с пространственным разрешением 10 м и периодичностью 5 дней), в совокупности со стремительным совершенствованием технических характеристик и снижением стоимости беспи- лотных летательных аппаратов приводит к переориентации дистанционного сель- скохозяйственного мониторинга с уровня страна-мир на уровень сельскохозяй- ственного предприятия. Разрабатываемая система мониторинга состояния сельскохозяйственных культур в масштабе сельскохозяйственного предприятия включает подсистемы: оценки повреждения сельскохозяйственных культур вследствие неблагоприятных факторов, мониторинга фитосанитарного состояния сельскохозяйственных куль- тур, прогноза урожайности сельскохозяйственных культур (пшеницы, ячменя и рапса – как озимых, так и яровых форм), картографирования сельскохозяйствен- ных культур. Планируется также разработка подсистемы определения доз внесе- ния минеральных удобрений (приведения в соответствие нормы внесения мине- ральных удобрений с потребностью сельскохозяйственных культур в минераль- ных элементах). В качестве исходной наземной информации система использует электронную картосхему полей, а также непосредственно данные полевого обсле- дования полей. В качестве исходной информации ДЗЗ система использует данные с беспилотных летательных аппаратов, а также спутниковые данные (Sentinel-2, белорусского спутника, Landsat-8 и др.). Полученные результаты сопоставимы с известными зарубежными анало- гами и могут быть перенесены как на уровень точного земледелия, так и на уро- вень района, области и страны. В настоящее время система мониторинга состоя- ния сельскохозяйственных культур в масштабе сельскохозяйственного предпри- ятия проходит опытную эксплуатацию в республиканское унитарное предприя- тие «Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по зем- леделию». 10 УДК 004.89:004.4; 621:658.011.56; 658.511.4:621.7 АВТОМАТИЗАЦИЯ РАЗРАБОТКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ А.Г. Гривачевский, Р.Л. Кулик, Б.М. Штейн ГНУ «Объединенный институт проблем информатики НАН Беларуси» e-mail: griva@newman.bas-net.by В рамках ГНТП «Интеллектуальные информационные технологии» ведется разработка комплекса программных средств, в состав которого входит модуль, предусматривающий автоматизацию разработки технологических процессов ме- ханической обработки на предприятиях сельскохозяйственного машинострое- ния. Модуль механической обработки предназначен для решения следующих задач: - подготовка и ввод данных о геометрической форме, размерах, материале и других характеристиках детали; - формирование компьютерной модели геометрической формы детали; - расчет и выбор заготовки; - проектирование маршрута обработки; - проектирование технологических переходов; - расчет припусков и межоперационных размеров; - выбор оснастки; - нормирование переходов и операций, формирование режимов резания; - формирование данных для выходных документов. На этапе подготовки исходных данных для проектирования технологиче- ских процессов наиболее трудоемким является подготовка на основании чертежа цифровой модели геометрической формы детали, которая осуществляется с по- мощью графического пакета «Компас». Этот этап значительно упрощается при наличии готовой компьютерной модели, сформированной конструкторским под- разделением предприятия. Модуль обеспечивает следующие режимы проектирования: автоматиче- ский, полуавтоматический, по аналогу, диалоговый. Проектирование технологических процессов в автоматическом режиме производится в соответствии с комплексными технологическими процессами (КТП), размещенными в базе знаний модуля и реализовано для следующих типов деталей: - валики, оси, болты, шпильки (D<=50 мм, L<=160 мм); - валы (D 20 ... 200 мм, L160 ... 2000 мм); - крышки, фланцы, втулки; - шестерни цилиндрические; - гильзы; - валы червячные; 11 - колеса червячные; - шестерни конические; - планки; - направляющие; -детали из профильного проката. Проектирование в полуавтоматическом режиме предполагает возмож- ность вмешательства технолога в процесс проектирования путем редактирова- ния: - введение новой операции с оборудованием и переходами; - введение в операцию нового перехода; - замена операции, оборудования или перехода; - копирование операции или комплекса переходов (с их пометкой) и указа- нием места копирования; - удаление перехода или всей операции. После реализации этих процедур в автоматическом режиме выбирается оснастка, формируются нормы времени и рассчитываются режимы резания. Проектирование технологических процессов в диалоговом режиме реали- зуется для особо сложных деталей или при отсутствии КТП на данный тип де- тали в базе знаний модуля. При этом имеется возможность просмотра характе- ристик оборудования и оснастки. Проектирование технологических процессов по аналогу производится ре- дактированием техпроцесса-аналога, найденного в архиве модуля по заданным признакам поиска. Комплекс программных средств включает в себя следующие основные компоненты: - CAD - систему (графический пакет «Компас» и др.); - программный модуль для графического ввода геометрической информа- ции с электронных чертежей и 3D-моделей; В качестве операционных систем для рабочих мест пользователей должны использоваться Windows 7 и выше. В качестве СУБД для работы используется СУБД MS SQL Server. Внедрение комплекса производится на предприятиях: ОАО «Минский Аг- росервис», ОАО «Светлогорский Агросервис». Показатели эффективности от реализации проекта следующие: - сокращение сроков разработки техпроцессов 45-50 %; - экономия металлопроката 5 – 10%; - повышение загрузки оборудования 15 – 20 %. 12 ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЧЕСКОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ В СЕЛЕКЦИИ И СЕМЕНОВОДСТВЕ ПЕРЦА ОСТРОГО Т.В. Никонович, Н.В. Дыдышко, М.М. Добродькин Белорусская государственная орденов Октябрьской Революции и Трудового Красного Знамени сельскохозяйственная академия e-mail: tvnikonovich@gmail.com Производство органической продукции предусмотрено программой социально-экономического развития Беларуси на 2016–2020 годы. Развитие этой отрасли способствует обеспечению продовольственной безопасности страны, открытию новых возможностей для торговли такой продукцией с другими государствами мира. Органические семена - это семена, полученные от экологически чистых растений, то есть тех, которые выращивались без применения минеральных удобрений, пестицидов, стимуляторов роста и любых других агрохимических продуктов Популярность органического земледелия и растущая экологическая осведомленность общественности привели к изменению потребительских предпочтений в продуктах питания. Однако, не- хватка высококачественных и сертифицированных органических семян является одним из важныхфакторов, который негативно скажется как на региональном и на мировом рынке в течение следующих лет. Перец острый (Capsicum annum L.) является одной из важнейших овощных культур. Ценность его обусловлена высокими пищевыми, диетическими и лекар- ственными свойствами. В плодах перца накапливается большое количество ви- таминов, в том числе аскорбиновой кислоты, каротина, Р-активных веществ, кап- саицина. Нами выполняются исследования по созданию новых сортов и гибри- дов перца острого для органического земледелия. Эффективность этого процесса связана, в том числе и с получением качественных семян на каждом этапе селек- ционного процесса. Объектом исследований послужили константные образцы перца острого. Исследования проводились на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве опытного поля кафедры сельскохозяйственной биотехнологии, экологии и ра- диологии БГСХА. Изучена коллекция перца острого, состоящая из 35 образцов. Оценка исходного материала позволила выделить сортообразцы для гибридизации. Главными признаками отбора являлись: совпадение фаз цветения, скороспелость, продуктивность и качество плодов [1]. В результате скрещиваний по схеме топкросса были получены гибриды, ко- торые как и исходные образцы выращивались по принципам органического земледелия. Для перца острого нами отработаны основные технологические при- емы, соответствующие требованиям при получении органической продукции. Обработка почвы начинается с лущения в два следа с внесением перегноя 40-60 т/га. Весной перед посадкой рассады почва боронуется и два-три раза культиви- руется. Рассада высаживается двухстрочным способом. Уход заключается в мульчировании, которое улучшает свойства почвы и поддерживает иммунитет растений. В почве, покрытой мульчей, развиваются полезные бактерии, обитают многие почвенные организмы, делающие почву плодородной [3]. На развитие 13 растений перца острого благоприятно влияет мульчированние соломой. Отличительной чертой такой мульчи является уникальная способность отражать солнце, быстро охлаждать почву, сохранять влагу и подавлять рост сорняков.После первой уборки урожая в междурядья следует сеять сидераты, которые насыщают почву необходимыми макро- и микроэлементами. Корни растений способствуют разрыхлению почвы, предотвращают вымывание из грунта питательных веществ, а также сидераты дезинфицируют почву, уничтожая болезнетворные бактерии, помогают избавиться от проволочника, нематод и других вредителей, вызывающих заболевание и гибель перца острого. Многие сидераты – отличные медоносы, благодаря яркому цвету их цветков,что привлекает пчел и шмелей для опыления и при этом опыляются выращиваемые рядом растения перца острого. Рекомендуется использование сидеративной смеси и как почвопокровной культуры. К основному ингредиенту (овес, вика яровая, белая горчица, рапс) добавляется ферментированная органика. После уборки урожая сидераты запахиваются.В органическом земледелии широкое распространение получили биопрепараты. Это специальные препараты, изготовленные на основе природных микроорганизмов, грибов, трав, которые применяются для замачивания семян растений для дезинфицирования и ускорения их прорастания, поливают и опрыскивают рассаду для повышения ее иммунитета, делают подкормки и опрыскивания от болезней и вредителей растений, применяют для приготовления компоста. Предпосевную обработку се- мян целесообразно проводить планризом в сочетании с триходермином, это поз- волит защитить их от почвенных патогенов, стимулирует энергию прорастания семян. Регулярные опрыскивания вегетирующих растений с интервалом 10-20 дней препаратами планриз, триходермин и пентофаг-«С» защищает от болезней листового аппарата, стимулирует иммунные функции растений, повышает уро- жайность и качество продукции. В результате селекции перца острого с соблюдением принципов органического земледелия возможно получать экологически чистую продукцию и посевной материал для дальнейшего использования в органическом земледе- лии. Список использованных источников 1. Никонович Т.В., Дыдышко Н.В. «Оценка исходного материала перца острого для создания гибридов в органическом земледелии» / Н.В. Никонович, Н.В. Дыдышко // МГЭИ им. А.Д, Сахарова БГУ Материалы 17-й. межд. конф. Мн., 2017г.: Экологические проблемы 21 века.- Часть 1 С. 56. 2. Никонович Т.В., Дыдышко Н.В., Василькова С.Л. «Органическое земле- делие – перспективы развития» / Т.В. Никонович, Н.В. Дыдышко, С.Л. Василь- кова //БГСХА Материалы науч.-практ. конф.Технологические аспекты возделы- вания сельскохозяйственных культур Горки 2018 С. 175. 3. Органические семена [Электронный ресурс]. – 2018. – Режим доступа: https://www.agroxxi.ru/gazeta-zaschita-rastenii/novosti/k-2022-godu-mirovoi-ryno korganicheskih-semjan-dostignet-4-59-mlrd-dollarov.ht/. Дата доступа: 19.04.2018. 14 НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ, ХИМИЧЕСКИЕ ПРОДУКТЫ УДК 004.4;658.512:004;631.3 САПР ОСНАСТКИ ПОПЕРЕЧНО-КЛИНОВОЙ ПРОКАТКИ НА ОСНОВЕ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ Ю.М. Кротюк, А.Г. Гривачевский ГНУ «Объединенный институт проблем информатики НАН Беларуси» e-mail: krotiouk@newman.bas-net.by Повышение эффективности информационных систем, направленных на ав- томатизацию труда инженеров - конструкторов связано с объединением всех ис- пользуемых при проектировании приложений, то есть с применением интегри- рованной среды информационной поддержки процессов проектирования и ин- женерного анализа конструкции изделий (ИСППИА) [1]. Актуальность создания такой среды обусловлена необходимостью согласования технологических схем проектирования с методологиями проектирования и инженерного анализа, реа- лизованными в составе различных программных приложений. ИСППИА пред- ставляет собой операционную среду с набором инструментальных средств (про- граммных компонентов) для компьютеризации инженерной деятельности при конструкторско- технологическом проектировании. В составе ГПНИ «ИНФОР- МАТИКА, КОСМОС И БЕЗОПАСНОСТЬ», Подпрограмма 1 «Информатика и космические исследования» были разработаны инструментальные программные средства для построения ИСППИА. На базе этих программных средств была разработана САПР оснастки (кли- нового инструмента) для изготовления осесимметричных деталей методом попе- речно - клиновой прокатки (ПКП). В докладе рассматриваются методический подход и особенности построе- ния САПР на основе инструментальных программных средств. Процесс проектирования клинового инструмента в рамках предлагаемого подхода может быть разделен на ряд взаимосвязанных задач синтеза геометрии элементов клинового инструмента с последующим решением задачи сборки кли- нового инструмента из выделенных элементов. Координирующие условия вырабатываются на основе геометрической свя- занности элементов прокатываемой детали. Проектирование инструмента для ПКП предполагает решение задач: конструирования отдельных элементов клинового инструмента; компоновки инструмента из конструктивных элементов. К первому типу относятся задачи определения геометрических параметров инструмента и элементов инструмента с учетом технологических режимов про- катки. Элементарными геометрическими объектами при этом являются унифи- цированные модели элементов клинового инструмента. 15 Ко второму типу относятся задачи компоновки и размещения элементов ин- струмента на «обойме». При этом компоновка конструктивных элементов явля- ется в большинстве случаев достаточно трудоемкой частью конструкторского проектирования. Для построения САПР в составе ИСППИА была создана БД нормативных параметров, необходимых для расчетов геометрии инструмента для ПКП, а также библиотеки параметризованных моделей элементов прокатываемых дета- лей и параметризованных моделей элементов клинового инструмента. Основные этапы технологии проектирования инструмента. Перед началом проектирования задаются технологические параметры процесса прокатки, после чего осуществляется формирование структуры проекта. Структура проекта фор- мируется путем последовательного выбора (слева направо при горизонтальном расположении оси детали) элемента детали, для которого указываются набор элементов инструмента (выбор элементов инструмента осуществляется из име- ющейся библиотеки унифицированных моделей элементов инструмента) и базо- вые параметры прокатываемого элемента детали (диаметры начального и конеч- ного элементов). После этого осуществляются расчет параметров элементов ин- струмента и синтез унифицированных моделей элементов инструмента и инстру- мента в сборе. Предлагаемая методология и программные средства позволили обеспечить: - сбор и хранение данных об элементах конструкций инструмента (геомет- рические параметры, сведения о применяемых материалах, сортаменте, назнача- емых допусках и отклонениях и др.); - организацию и ведение базы данных с библиотеками моделей унифициро- ванных элементов конструкции инструмента; - автоматизацию процессов расчета параметров инструмента; - автоматизацию процессов формирования моделей деталей инструмента; - визуализацию промежуточных результатов проектирования и др. Использование инструментальных программных средств ИСППИА для по- строения САПР ПКП позволило: - сократить затраты на проектирование САПР за счет автоматизации про- цессов проектирования, формирования геометрических моделей элементов кон- струкции инструмента, формирования сборочных узлов и спецификаций и оформления документации; - сократить сроки проектирования САПР в 2 раза. Список использованных источников 1. Кротюк, Ю.М. Опыт создания САПР на базе средств автоматизирован- ного проектирования и инженерного анализа рабочих органов машин для ухода за мелиоративными каналами / Кротюк Ю.М., Гривачевский А.Г., Абра- мов А.А. // Информационные технологии в промышленности, логистике и соци- альной сфере – Сб. материалов Девятой международной научно-технической конференции (23-24 мая 2017 года, Минск).. – Минск, ОИПИ НАН Беларуси, 2017. – С. 84–85. 16 УДК 621.77 ФОРМООБРАЗОВАНИЕ ВОЛОЧЕНИЕМ СТУПЕНЧАТЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОНЦЕНТРАТОРОВ-ВОЛНОВОДОВ ТРУБЧАТОГО ТИПА ДЛЯ УСТРАНЕНИЯ НЕПРОХОДИМОСТИ КРОВЕНОСНЫХ СОСУДОВ А.Ю. Королёв, А.С. Будницкий, Дай Вэньци Белорусский национальный технический университет e-mail: korolyov@park.bntu.by В качестве альтернативы дорогостоящим и травматическим процедурам устранения непроходимости артерий нижних конечностей у больных сдиабетом предложен новый метод разрушения внутрисосудистых образований. Метод основан на применении ультразвукового оборудования, основным компонентом которого является ступенчатый концентратор-волновод трубчатого типа, обеспечивающий возможность подачи жидкости в зону обработки через внутреннюю полость. Диаметры ступеней разработанного трубчатого концентратора-волновода составляют – 1,5 мм, 1,3 мм и 1,0 мм. В качестве исходной заготовки для формообразования ступенчатого трубчатого элемента концентратора-волновода (рисунок 1) целесообразно использовать трубку диаметром 1,5 мм с толщиной стенки 0,25 мм из коррозионностойкой стали 12Х18Н10Т. Анализ конструкции трубчатого элемента показывает, что наиболее приемлемым методом формирования требуемого количества ступеней на заготовке в виде трубки малого диаметра с толщиной стенки 0,25 мм является волочение. В случае, когда требуется только уменьшение диаметра трубки без изменения толщины стенки применяется безоправочное волочение. При безоправочном волочении вытяжка за один проход составляет 1,1–1,5 и ограничивается устойчивостью профиля или прочностью выходящей трубы. Рисунок 1 – Конструкция ступенчатого трубчатого элемента концентратора-волновода Целью данной работы являлось исследование процесса формообразования ступенчатых поверхностей концентраторов-волноводов методом волочения. В результате исследования режимов формообразования ступенчатых поверхностей трубчатого концентратора-волноводаустанавливались зависимости режимов волочения образцов на изменение усилия волочения имикротвердость материала. В соответствии с разработанным маршрутом выполнялось волочение пяти экспериментальных образцов. Кроме того, дополнительно выполнялось волочение образцов с единичными обжатиями, значительно превышающими рекомендованные значения: 1,4–1,2 мм, 1,3–1,1 мм, 1,2–1,0 мм. Каждый образец предварительно отжигался при температуре 1100С. 17 Зависимости, характеризующие влияние расчетных и экспериментальных значений усилия волочения от характеристик деформации, представлены на рисунке2. С повышением степени деформации и коэффициента обжатия происходит постепенное повышение усилия волочения. При увеличении степени обжатия с 0,08 до 0,21 усилие волочения увеличивается в 1,5 раза. Полученные экспериментальные значения усилия волочения хорошо согласуются с расчетными. а б а – от степени обжатия; б – от коэффициента вытяжки Рисунок 2 – Влияние усилия волочения от степени обжатия и коэффициента вытяжки Повышение степени обжатия приводит к существенному повышению микротвердости и, соответственно, прочности материала (рисунок 3). При степени деформации 0,08 микротвердость исследуемого материала повышается на 25 % относительно исходного отожженного состояния, а при степени деформации 0,21 – на 44 %. Таким образом, для достижения высоких прочностных характеристик материала целесообразно выполнять обработку с высокой степенью деформации, однако при этом необходимо учитывать, что прикладываемое для волочения усилие не должно вызывать появление напряжений, превышающих предел текучести. Рисунок 3 – Влияние степени обжатия на микротвердость образцов полученных волочением 18 УДК 544.654.2 ВЛИЯНИЕ КОАКСИАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ИЗДЕЛИЯ И ПРОТИВОЭЛЕКТРОДА НА РАВНОМЕРНОСТЬ НАНЕСЕНИЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИМПУЛЬСНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ В.С. Нисс, А.Ю. Королёв, Г.М. Сенченко, А.Э. Паршуто, Е.В. Сорока Белорусский национальный технический университет e-mail: korolyov@park.bntu.by Качество и свойства гальванических покрытий определяются равномерно- стью распределения металла по толщине слоя на поверхности покрываемых из- делий. Фактическая плотность тока и толщина покрытия на различных участках катода отличаются. Это отрицательно сказывается на функциональных свой- ствах покрытия, поскольку на отдельных участках толщина покрытия может быть меньше допустимых значений. В работе исследовалось влияние коаксиальной системы обрабатываемого изделия и противоэлектрода на равномерность нанесения гальванических по- крытий с использованием импульсных электрических режимов. Схема располо- жения электрода-образца относительно противоэлектрода-анода в ванне обра- ботки представлена на рисунке1. Первоначально электрод-образец располагался соосно с анодом-противоэлектродом в центре ванны, следующее положение ха- рактеризовалось смещением оси электрода-образца на 25 мм относительно цен- тра, в третьем положении расстояние от центра электрода-образца до образую- щей анода-противоэлектрода составляло 9,6 мм. Для измерения толщины покры- тия по высоте электрода-образца выбирались точки с шагом 5 мм от торца об- разца. а б а – вид сверху, б – вид сбоку Рисунок 1 – Схема расположения электрода-образца относительно противоэлектрода-анода в ванне обработки При оценке параметров электрохимических процессов формирования по- крытий применялись численные методы интегрирования краевой задачи для по- тенциала электролита в области между электродами и толщины наносимого по- 19 крытия на постоянном токе, в частности, программа Comsol. Графические ре- зультаты с расчетом распределения электрического потенциала и толщины по- крытия в системе двух круглых коаксиальных электродов с использованием по- стоянного тока представлены на рисунке2. а б в а – 0 мм; б – 25 мм; в – 40,4 мм Рисунок 2 – Конфигурация электрического потенциала электролита при смещении осей электродов Исследования проводились при следующих параметрах: материал образцов –сталь Ст3; диаметр электрода-образца – 9,2 мм, диаметр противоэлектрода – 100 мм; площадь образцов – 0,09 дм2; амплитудная плотность тока – до 8,5 А/дм2; отношение амплитуд отрицательного и положительного импульсов – 100%; пе- риод следования импульсов – 2,0 мс; длительность положительных импульсов – 0,2 мс; длительность отрицательных импульсов – 1,2 мс. Обработку выполняли в цинкатном электролите следующего состава: NaOH – 80 г/л; ZnO – 10 г/л [1]. По результатам выполненных исследований установлено, что при импульс- ном токе обеспечивается существенное снижение влияния расположения об- разца на толщину покрытия в коаксиальной системе электродов – отличие тол- щины покрытия в наиболее близкой к аноду точке 1 и наиболее удаленной точке 3 составляют 1% для смещения от оси 0 мм, 7% для смещения от оси 25 мм и – 1% для смещения от оси 40,4 мм. Кроме того, использование импульсного тока позволяет повысить плотность тока покрытия с 1 А/дм2 до 8,5 А/дм2 и получить увеличение толщины покрытия с 5,8 мкм до 10,2 мкм без образования дендритов. Использование импульсных режимов для коаксиальной системы с диаметром противоэлектрода 100 мм обеспечивает уменьшение неравномерности толщины покрытия: при смещении образца от оси на 25 мм – с 60 % до 7 %, при смещении образца от оси на 40,4 мм с 92 % до 1 %. Список использованных источников 1. Исследование и разработка процессов нанесения гальванических покрытий с использованием миллисекундных импульсных электрических режимов / Ю.Г. Алексеев, В.С. Нисс, А.Ю. Королёв, А.Э. Паршуто // Технология - Оборудо- вание – Инструмент – Качество : тезисы докл. 32-й междун. научн.-практич. конф. (Минск, 7-8 апреля 2016 г.) / редкол.: В.К. Шелег (отв. ред.) [и др.]. – Минск: Биз- несофсет, 2016, - С. 17 – 18. 20 УДК 621.923 ПОЛИРОВАНИЕ МАТРИЧНЫХ СТЕНТОВ ИЗ КОРРОЗИОННОСТОЙКОЙ СТАЛИ МЕТОДОМ ИМПУЛЬСНОЙ БИПОЛЯРНОЙ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ Ю.Г. Алексеев, В.С. Нисс, А.Ю. Королёв, А.Э. Паршуто, А.С. Будницкий Белорусский национальный технический университет e-mail: korolyov@park.bntu.by Стенты используются для увеличения биологического просвета, главным образом пораженных артерий, и для поддержания проходимости кровеносного сосуда после чрескожнойтранслюминальной коронарной ангиопластики. Одним из материалов для изготовления стентов является имплантантная нержавеющая сталь 316LVM. Для исключения тромбоза поверхность стента должна быть гладкой (иметь низкую шероховатость), на поверхности не должны присутствовать инородные частицы, острые кромки должны быть скруглены. Гладкая поверхность может помочь предотвратить активацию и агрегацию тромбоцитов, которая признана одним из компонентов процесса тромбоза. Поэтому полировка поверхности имеет первостепенное значение при производстве и применении стентов. Для повышения качества поверхности стентов обычно используются ме- тоды электрохимического полирования на постоянном токе. Применение посто- янного тока не позволяет в полной мере контролировать процесс полирования. Для достижения требуемой шероховатости и скругления острых кромок часто требуется обработка с большой продолжительностью, что приводит к чрезмер- ному съему материала с поверхности и, соответственно, к потере радиальной жесткости и изменению геометрии. Так, для правильного функционирования стента процесс электрохимического полирования должен обеспечивать финиш- ную обработку со следующими характеристиками обработанной поверхности: шероховатость обработанной поверхности – не более Ra 0,2 мкм; съем металла – не более 30% исходной массы; радиус закругления острых кромок – до 20мкм. Поэтому для устранения недостатков электрохимического полирования на по- стоянном токе предложен метод импульсного биполярного электрохимического полирования стентов. Исследования проводили на образцах коронарных стентов с размерами 1,8х22х0,15 мм. Обработку образцов стентов выполняли при следующих диапа- зонах изменения действующих факторов:период следования импульсов – 40–320 мс;длительность импульсов 20– 80 мс; отношение амплитуд отрицательного и положительного импульсов – 33%; коэффициент заполнения – 25 %.Обработка выполнялась в электролите следующего состава: H3PO4 – 50%, H2SO4 – 25%, гли- церин C3H8O3 – 20%, H2O – 5% (об.). Температура электролита находилась в пре- делах 25±5оС; Продолжительность обработки всех образцов составляла 60–720 с. 21 Зависимости шероховатости поверхности стентов и радиуса скругления кромок от продолжительности, представлены на рисунке 1. а б Рисунок 1 – Влияние продолжительности отработки на изменение шероховатости поверхности образцов (а) и на изменение радиуса скругления (б) На рисунке 2 представлены SEM-фотографии поверхности образца стента, полученные при длительности импульсов 40 мс и продолжительности обработки 240 мс. а б в а – увеличение х100; б – увеличение х700; в – увеличение х1500 Рисунок 2 – SEMфотографии поверхности стента По результатам выполненных исследований установлено, что изменение- продолжительности обработки образцов коронарныхстентовс 60 до 420 с приво- дит к относительному изменению массы обработанного стента с 2,5 до 20 %, уве- личению радиуса скругления с 2 до 11 мкм. Достигаемая после обработки мини- мальная шероховатость поверхности стента составляет Ra 0,15 мкм при 60 с и Ra 0,08 мкм при 420 с. Оптимальное значение продолжительности обработки со- ставляет 240 с, при этом шероховатость достигает Ra 0,09 мкм, а съем 10 %. 22 УДК 621.9.047.7 ВЛИЯНИE ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ ЭЛЕКТРОЛИТНО-ПЛАЗМЕННОЙ ОБРАБОТКИ НА КАЧЕСТВО ПОЛИРОВАНИЯ ТИТАНА И НИОБИЯ Ю.Г. Алексеев, А.Ю. Королёв, В.С. Нисс, А.Э. Паршуто, А.С. Будницкий Белорусский национальный технический университет e-mail: korolyov@park.bntu.by Традиционно электрохимическое полирование титановых и ниобиевых сплавов осуществляют в кислотных электролитах, состоящих из токсичной пла- виковой (20–25 %), серной азотной и хлорной кислот. Недостатком таких рас- творов является их высокая агрессивность и токсичность. Предлагается исполь- зовать принципиально новые разработанные нами режимы электролитно-плаз- менной обработки с целью полирования изделий из титановых и ниобиевых сплавов с применением электролитов простого состава на основе водного рас- твора фторида аммония, обеспечивающие существенное повышение качества поверхности с высокой отражательной способностью. В данной работе приводятся результаты исследования влияния электриче- ских режимов процесса электролитно-плазменного полирования титана и ниобия на качество поверхности. Исследования проводили на плоских образцах техни- чески чистого титана ВТ1-0 с размерами 30х15х1,5 мм и технически чистого ни- обия ВН с размерами 20х30х2 мм. Среднее значение шероховатости поверхности Ra исходных образцов из титана и ниобия составило 0,365 и 0,706 мкм соответ- ственно. Обработку образцов выполняли в водном растворе фторида аммония (NH4F) концентрацией 4 %. Значение рабочего напряжения изменялось в диапазоне от 260 до 300 В с шагом 10 В. При исследовании влияния плотности тока на каче- ство поверхности его регулирование осуществлялось путём изменения темпера- туры электролита в диапазоне от 75 до 95 С. Фотографии образцов титана и ни- обия до и после обработки представлены на рисунке1. а б a – титан; б – ниобий Рисунок1 – Внешний вид образцов титана и ниобия до и после электролитно-плазменного полирования 23 На рисунке2 представлены экспериментальные зависимости, характеризу- ющие динамику изменения шероховатости поверхности Ra при обработке образ- цов из титана и ниобия. Из полученных зависимостей следует, что с увеличением рабочего напряжения в исследуемом диапазоне (от 260 до 300 В) обеспечивается снижение достигаемых значений параметра шероховатости поверхности Ra. При этом в результате обработки ниобия при значении напряжения 260 В вместо по- лирования происходит растравливание поверхности с увеличением шероховато- сти, а значение параметра шероховатости Ra интенсивно увеличивается с повы- шением продолжительности обработки (рисунок2б). а б а – титан; б – ниобий Рисунок 2 – Влияние продолжительности обработки на шероховатость поверхности образцов при различных значения напряжения На рисунке3 представлены зависимости изменения шероховатости поверх- ности образцов титана и ниобия от плотности тока. В исследуемом диапазоне значений плотности тока (для титана – 0,18–0,45 А/см2, для ниобия – 0,19–0,48 А/см2) экспериментально установленные значения величины изменения шерохо- ватости поверхности Ra имеют существенный разброс как для образцов из ти- тана, так и для образцов из ниобия. При этом наблюдается тенденция к незначи- тельному росту величины изменения шероховатости поверхности с увеличением плотности тока. Значения Ra для ниобия существенно выше аналогичных зна- чений для титана. Рисунок 3 – Влияние плотности тока на изменение шероховатости поверхности титана и ниобия 24 МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ В ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ УЗЛАХ ТРЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ОТРАСЛИ В.А. Калиниченко Белорусский национальный технический университет e-mail: kvlad@bntu.by При проектировании и изготовлении различных типов котельного оборудо- вания следует учитывать, что ряд трущихся пар (части колосниковых решеток, механизмы дверей и т.д.) работают в зоне повышенных или высоких температур- ных нагрузок. В Белорусском национальном техническом университете на базе НИИЛ ПТФ по заказу одного из крупнейших производителей данного типа обо- рудования компании NEST-Baltija, Литва, г. Каунас были разработаны компози- ционные материалы с макрогетерогенной структурой на основе матрицы из спла- вов меди, армированные железоуглеродистыми гранулами. Данный тип матери- алов применяется для тяжелонагруженных пар трения, работающих в тяжелых условиях эксплуатации (высокая температура, запыленность, влажность, нали- чие агрессивных сред и т.д.). При этом необходимо отметить, что из разработан- ных материалов могут изготавливаться изделия практически любой геометриче- ской формы и размера, включая биметаллические (рис. 1). Например, могут быть изготовлены направляющие различного назначения, червячные колеса, втулки, подшипники скольжения и т.д. При этом необходимо отметить, что данный тип материалов может эксплуатироваться в ряде агрессивных сред, таких как высо- кая запылённость, высокие температуры или влажность и др., где использование аналогичных материалов не представляется возможным. Температура эксплуа- тации изделий из разработанных материалов – до 500 оС, сохраняя такие свой- ства как предел прочности при сжатии > 1500 МПа, коэффициент трения при сухом режиме 0,06-0,1. Рисунок 1 – Примеры различных типов литых композиционных материалов (втулки для NEST-Baltija, биметаллическая втулка и шестерня) В качестве аспектов применения разработанного материала необходимо добавить, что из данного типа композиционного материала можно изготавливать подшипники практически для любых узлов трения с малыми угловыми скоро- 25 стями. Разработанные композиционные материалы были использованы для изго- товления линейных подшипников скольжения при ремонте турбоагрегатов типа Т-250, К-300, ТК-330, Т-100, Т-180, ПТ-65 для нормализации тепломеханиче- ского состояния турбоагрегата (пластины под поверхности скольжения корпусов подшипников турбины, продольные и поперечные шпонки, самоустанавливаю- щиеся опоры под лапы ЦСД), а также для замены подшипников качения в систе- мах парораспределения. Разработки внедрены на Минских ТЭЦ-3, ТЭЦ-4 и ТЭЦ- 5, Лукомльской ГРЭС, Новополоцкой ТЭЦ-2 и других тепловых станциях Рес- публики Беларусь используются для реконструкции турбинных агрегатов ОАО «БелЭнергоРемНаладка». Разработанные материалы использованы при ремонте и реконструкции более 30 турбоагрегатов. СВОЙСТВА КОМПОНЕНТОВ ЛИТЫХ КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ РАБОТЫ В ТЯЖЕЛОНАГРУЖЕННЫХ УЗЛАХ ТРЕНИЯ В.А. Калиниченко Белорусский национальный технический университет e-mail: kvlad@bntu.by Повышение износостойкости поверхностей деталей в узлах трения является одной из приоритетных задач машиностроения. Для решения данной задачи це- лесообразно переходить на управление процессом формирования микрострук- туры на микро и нано уровнях. Данные материалы показали высокие эксплуата- ционные свойства при использовании в тяжелонагруженных узлах трения [1, 2]. В силу особенностей структуры и состава эти композиционные материалы пока- зали наиболее эффективное применение при низких скоростях относительного движения в узлах трения и высокой удельной нагрузке [3]. Композиционные материалы на основе меди разрабатывают, главным обра- зом, триботехнического назначения, так как они обладают повышенными меха- ническими свойствами. Для макрогетерогенных композиционных материалов, применяемых в узлах трения, важную роль имеет состав матрицы и армирую- щего элемента. В качестве армирующего элемента, в основном, используется ли- тые гранулы из литейной чугунной дроби марки ДЛЧ диаметром порядка 1 мм, то в отношении состава матрицы имеется широкий спектр подходящих матери- алов, которые удовлетворяют поставленной задаче (повышенная прочность на сжатие, низкий коэффициент трения и высокая износостойкость). По результа- там ранее проведенных испытаний наиболее эффективно использование безоло- вянистых бронз. Среди них, особое значение в качестве основы играют кремни- стые бронзы (содержание кремния до 3,5%). Наибольшее распространение полу- чили бронзы, дополнительно легированные никелем и марганцем, которые улуч- шают механические и коррозионные свойства. 26 При изготовлении (литье и термическая обработка) деталей узлов трения из литых КМ на основе литых гранул чугунов марки ДЛЧ с матрицей из бронзы БрКЗМц1 установлено образование массивной прослойки интерметаллида (200- 500мкм). При таких толщинах этот интерметаллид должен разрушаться уже при минимальных динамических нагрузках. Однако в действительности этого не происходит. С появлением данного интерметаллида можно связать высокую из- носостойкость этого КМ в различных условиях по сравнению с другими матери- алами подобного типа. Он уже применяется для тяжелонагруженных пар трения, в различных областях промышленности. Был проведен анализ армирующего элемента составляющего тело КМ. Для макрогетерогенных композиционных материалов, применяемых в узлах трения, важную роль имеет состав матрицы и армирующего элемента. Если в качестве армирующего элемента, в основном, используется литые гранулы чугунная дробь марки ДЛЧ диаметром порядка 1 мм, то в отношении состава матрицы имеется широкий спектр подходящих материалов, которые удовлетворяют по- ставленной задаче (повышенная прочность на сжатие, низкий коэффициент тре- ния и высокая износостойкость). Однако прочностные характеристики дроби, во многом определяют срок службы и работоспособность изделия из ЛКМ. Для прогнозирования свойств синтезируемых материалов было принято решение об оценке прочностных свойств дроби ДЛЧ поставляемой заводом производителем и такой же дроби термически обработанной по методике разработанной на базе БНТУ. Исследования на прочность при сжатии проводились по 10 образцам (дробина диаметром 1 мм), и показали практически одинаковую картину разру- шения. а б а – не обработанная дробь, б – обработанная дробь Рисунок 1 – Диаграммы нагружения чугунной дроби на сжатие Как видно из рисунка 1 дробь с заводской закалкой полностью разрушилась (раскололась) при нагрузке в 90 кг, в то время как обработанная дробь выдержи- вала нагрузку около 120 кг. после чего начинала пластически деформироваться. Данные исследования показали, что процесс термической обработки дроби принципиален при использовании ее в трибоэлементах. 27 Список использованных источников 1. Kalinichenko A.S., Kezik V.Ya., Bergmann H.W., Kalinitchenko V.A. Struc- ture of surface layers of metal matrix composites // Materialswissenshaft und Werkstofftechnik. - 1999, V. 30. Р. 136-144. 2. Калиниченко А.С., Кобзарь Ю.В., Воронов Е.О. Опыт применения ком- позиционных материалов с макрогетерогенной структурой для нормализации тепломеханического состояния паровых турбин // Энергетика – Изв. Вузов и энерг. объединений СНГ. - 2013. -№3. С. 79 – 86. 3. Калиниченко А.С., Кезик В.Я., Иванова Р.К. Формирование структуры поверхностного объема литых макрогетерогенных композиционных материалов в условиях низкоскоростного трения без смазки // Литье и металлургия. - 2003, №2. С. 118-123. РЯД АСПЕКТОВ ПРИМЕНЕНИЯ СКЛЕИВАНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ И НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ЗАМЕНЫ ИНЫХ МЕТОДОВ КРЕПЛЕНИЯ М.Л. Калиниченко Белорусский национальный технический университет e-mail: M.Kalinichenko@mail.ru Склеивание – процесс получения неразъемного соединения деталей путем адгезионного взаимодействия клея с субстратами благодаря отвержению (за- твердеванию) клеевого слоя. Технология склеивания включает следующие ос- новные операции: подготовку поверхностей, нанесения клея, открытую вы- держку (в случае необходимости), отверждение клея, контроль качества соеди- нения. [1]. Области применения клеев весьма разнообразны также как многообразны и теоретические подходы к определению критериев, определяющих целесооб- разность склеивания и обоснования механизмов адгезионного взаимодействия [2]. В настоящее время отмечен как существенный рост производства полимер- ных клеев, так и применения технологии склеивания. Например, в Европе каж- дые 10 лет их выпуск увеличивается в 2 раза, в Китае за последние 15 лет произ- водство клеевых материалов увеличилось более чем в 5 раз. Сегодня в мире насчитывается более 1500 крупных производителей клеевых материалов, кото- рые выпускают более 250 000 наименований различных клеев [3]. В настоящее время среди различных способов получения неразъемных соединений склеива- ние составляет более 10%. При этом в целом ряде случаев альтернативных спо- собов соединения двух или более деталей нет [2]. При соединении двух или более конструкционных элементов прежде всего необходимо определить наиболее 28 перспективный, с точки зрения технико-экономических показателей, метод со- единения. Например, склеивание, клепка, сварка, пайка и т.д. При выборе метода необходимо знать преимущества и недостатки каждого из наиболее перспектив- ных. В целом ряде случаев склеивание оказывается наиболее перспективным ме- тодом соединения деталей [3]. Основнымипреимуществами технологии склеивания перед другими извест- ными способами получения неразъемных соединений являются: способность со- единять самые разнообразные материалы, которые могут существенно отли- чаться по свойствам, модулю упругости и толщине; более равномерное распре- деление напряжений в склеиваемых элементах по всей площади, чем при сварке, клепке, или в резьбовых соединениях; возможность экономичной и быстрой сборки многих элементов конструкции, замены нескольких видов сборки эле- ментов в агрегате единым методом склеивания, возможность осуществления од- новременной сборки многих элементов конструкции. Многообразие клеевых и герметизирующих материалов по форме и способам нанесения позволяет успешно применять их во многих производственных процессах [3]. В зависимо- сти от составов клеевые материалы могут быть проводниками или изоляторами, характеризоваться теплопроводными или теплоизоляционными свойствами [2]. К основнымнедостаткам технологии склеивания можно отнести: необходи- мость объективного анализа традиционных технологий; большое разнообразие клеевых материалов и проблемы их выбора, сложность в препарировании скле- иваемых поверхностей; недостаточная теплостойкость клеевого шва ограничи- вает применение клеевых конструкций до температуры 500°С; возможное ухуд- шение прочностных характеристик соединения при действии химических реа- гентов и других эксплуатационных факторов, отсутствие информации о долго- вечности клеевых соединений в условиях реальной эксплуатации [3]. На основании выше изложенного были подготовлены чертежи и технологи- ческие карты сборки (рис. 1) для образцов щелевого фильтра с целью замены сварных работ по соединению деталей на клеевые. Рисунок 1 – Сборочная схема щелевого фильтра Выбор клея основывался на ранее проведенных экспериментальных дан- ных, применимого к влажным условиям эксплуатации и для соединения нержа- веющей стали с использованием адгезива компании 3М марки DP 8805NS. В ре- зультате были получены ряд испытательных образцов для проведения гидроди- 29 намических испытаний на базе участка водоподготовки ОАО «Белэнергорем- наладка» (рис. 6а) и последующих промышленных испытаний на базе ОАО «Минскводоканал». Список использованных источников 1. Склеиваниев машиностроении. Справочник в 2 томах. Т.2 / Д. А. Ароно- вич, В. П. Варламов, В. А Войтович и др.; Под общ. ред. Г. В. Малышевой. — М.: Наука и технологии, 2005. — 544c. 2. Ж.-Ж. Вильнав. Клеевые соединения. Перевод с французского Л.В. Си- негубовой. — М.: Техносфера, 2007. — 385с. 3. Склеиваниев машиностроении. Справочник в 2 томах. Т.1 / Д. А. Ароно- вич, В. П. Варламов, В. А Войтович и др.; Под общ. ред. Г. В. Малышевой. — М.: Наука и технологии, 2005. — 544c. ДИСПРОПОРЦИОНИРОВАННАЯ КАНИФОЛЬ – ПЕРСПЕКТИВНЫЙ КОМПОНЕНТ МОДЕЛЬНЫХ СОСТАВОВ ДЛЯ ТОЧНОГО ЛИТЬЯ И.А. Латышевич, Е.И. Гапанькова, А.Ю. Клюев, Н.Г. Козлов Государственное научное учреждение «Институт физико-органической химии НАН Беларуси» e-mail: irinalatyshevitch@gmail.com Жесткая конкуренция в литейном производстве с быстрым обновлением продукции вызывает спрос на гибкие технологии отливок высокой точности и сложности. Метод литья по выплавляемым моделям по-прежнему лучший спо- соб получения сложных по форме изделий из различных металлов. Производственный потенциал технологии литья по выплавляемым моделям далеко не исчерпан, поэтому совершенствование рецептур модельных составов (МС) является актуальной задачей и может способствовать коммерческому успеху при продвижении улучшенных материалов, как на внутреннем, так и на внешних рынках. Для разработки и промышленного производства новых конкурентоспособ- ных МС с улучшенными эксплуатационными свойствами важнейшим аргумен- том является то, что точное литье всегда будет востребовано машиностроением Республики Беларусь, стран СНГ, США, Германии, Франции и т.д. В настоящее время на рынке стран СНГ и ближнего зарубежья присут- ствуют высокоэффективные МС, представленные фирмами «Кинд Коллинз» (США) и «Паракаст» (Германия), АО «Московское машиностроительное пред- приятие им. В.В. Чернышева» (РФ), АО «НПЦ газотурбостроения «Салют» (РФ), ЧНПП «Карион-Сервис» (Украина) и т.д. В Республике Беларусь единственным производителем МС является ОАО «Завод горного воска» (г.п. Свислочь). Про- изводимые им МС являются экспортоориентированными и поставляются на 30 авиационно-машиностроительные предприятия Российской Федерации. Они применяются для получения сложных по конфигурации отливок из любых ли- тейных сплавов без механической обработки или с минимальной доводкой. С целью повышения эксплуатационных свойств МС нами было предложено использование в композициях модифицированных канифолей. Впервые для получения МС была использована диспропорционированная канифоль (ДЖК) с Тр = 65,0ºС и КЧ = 163,0 мг КОН/г, модифицированная три- этаноламином (ТАСДЖК) с Тр< 30ºС и КЧ = 3,0 мг КОН/г. Для определения величины параметров термоокислительной деструкции ДЖК и ТАСДЖК соли был использован метод динамической термогравиметрии (таблица 1). Как видно из данных таблицы 1, модифицирование ДЖК триэтаноламином значительно повышает устойчивость к термоокислительной деструкции. Так Тдср для ТАСДЖК в среднем на 45С выше аналогичного значения Тдср для сосновой живичной канифоли (СЖК) модифицированной триэтаноламином (ТАССЖК). Таблица 1 – Параметры термостойкости по данным динамической термогравиметрии Образец ТД ДТГ ТДДТА ТДср ЕД, кДж·моль-1 ºС СЖК 230 210 220 70 ТАССЖК 314 310 312 90 ДЖК 272 290 281 100 ТАСДЖК 324 389 357 120 Полученный с использованием ТАСДЖК МС по своим эксплуатационным свойствам значительно превосходит существующий аналог ЗГВ-103: предел прочности при статическом изгибе, МПа – 7,1 (6,0); теплоустойчивость, ºС – 46,0 (38,0); температура каплепадения, ºС – 89,0 (85-95). Полученные результаты исследования легли в основу рецептуры и техноло- гии ЗГВ-103 «М» [1, 2]. C 2012 г. состав ЗГВ-103 «М» внедрен в производство на ОАО «Завод горного воска» [3]. Список использованных источников 1. Модельный состав для точного литья и способ его получения : пат. 18054 Респ. Беларусь, МПК B 22 C 7/02 / Р.В. Титенкова, А.Ю. Клюев, Н.Р. Прокоп- чук, В.В. Мулярчик, И.А. Латышевич [и др.] ; заявители ОАО «Завод горного воска», ГНУ «Институт физико-органической химии НАН Беларуси». – № а 20120409 ; заявл. 21.03.12 ; опубл. 30.10.13 // Афiцыйны бюл. / Нац. Цэнтр iнтэлектуал. уласнасцi. – 2014. – № 1. – С. 10. 2. Модельный состав для точного литья и способ его получения : пат. 22719 ЕПВ, МПК B 22 C 7/02 / Р.В. Титенкова, А.Ю. Клюев, Н.Р. Прокопчук, В.В. Му- лярчик, И.А. Латышевич [и др.] ; заявители ОАО «Завод горного воска», ГНУ 31 «Институт физико-органической химии НАН Беларуси». – № 201200782 ; заявл. 20.04.12 ; опубл. 29.02.16. 3. Состав модельный ЗГВ-103М: ТУ ВУ 600125053.058-2011. Введ. 15.07.2011. – Свислочь: ОАО «Завод горного воска», 2011. – Номер регистрации 032559 от 14.07.2011 (БелГИСС). ПОЛУЧЕНИЕ ФИБРОЦЕМЕНТНЫХ ИЗДЕЛИЙ ПО ЭКСТРУЗИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ И.А. Белов, Н.П. Богданова, К.С. Сенатова, Л.П. Олецкая Государственное предприятие «Институт НИИСМ» Е-mail: info@niism.by, nbedik@gmail.com Технологический способ изготовления изделий по экструзионной техноло- гии обеспечивает возможность получения продукции сложной конфигурации и точных геометрических размеров с физико-механическими свойствами на поря- док выше, чем у изделий, полученных методом проката. Сам процесс является непрерывным и весьма производительным. В Государственном предприятии «Институт НИИСМ» проведены исследо- вания сырьевых материалов РБ для производства фиброцементных изделий. Установлено, что для фиброцементных изделий в качестве вяжущих материалов предпочтительно использование песчанистого цемента, выпускаемого цемент- ными заводами по СТБ 2115-2010.В качестве заполнителей рекомендуется при- менение измельченных строительных песков или тонкомолотых минеральных наполнителей типа доломитовой муки. В качестве армирующих компонентов могут использоваться щелочестойкие стеклянные армирующие волокна стекла марки Е производства ОАО "Полоцк-Стекловолокно", микрокремнезем. Обяза- тельными компонентами в составе фиброцементных смесей должны быть и хи- мические добавки – гидромодификаторы на основе высокомолекулярных поли- меров. Минеральные армирующие добавки, такие как стекловолокно и микро- кремнезем, повышают вязкость сырьевой смеси и сокращают сроки схватыва- ния, активно взаимодействуют с цементом при автоклавной обработке и значи- тельно повышают прочность изделий на растяжение при изгибе. Формование образцов проводилось на лабораторном экструдере из сырье- вой смеси с определенной влажностью, обеспечивающей получение плотного и однородного по плотности сырца. Оптимальный состав фиброцементной смеси: портландцемент песчанистый 67-70%; тонкодисперсный заполнитель (молотый песок) 10-12%; минеральный наполнитель (доломитовая мука, микрокремнезем, перлитовая пыль) 9-12 %, целлюлозное волокно 1,5-2,0 %, минеральное волокно – 2-5%, комплексные до- бавки 0,5-2,0%. Прочностные свойства образцов определены после автоклавной обработки, после пропаривания, при нормальном твердении в возрасте 28 суток. Установ- лено, что при твердении образцов в камере нормального твердения прочность в 32 возрасте 28 суток на 15-20 % ниже, чем после автоклавирования. Пропаривание образов не обеспечивает набор прочности в сроки, предусмотренные технологи- ческим процессом непрерывного производства. Прочностные характеристики фиброцементных смесей представлены в таб- лице 1. Таблица 1– Прочностные характеристики фиброцементных смесей № со- става Предел прочности, МПа В возрасте 28 суток После автоклавирования После пропаривания изгиб сжатие изгиб сжатие изгиб сжатие 1 20,74 36,0 23,06 47,2 20,51 46,6 2 15,45 37,36 19,33 44,4 15,63 36,2 3 14,95 26,6 18,41 30,4 15,62 28,5 4 11,41 24,6 16,00 28,5 13,69 24,5 Результаты экспериментальных исследований физических свойств опытных образцов фиброцементных составов приведены в таблице 2. Таблица 2 – Физические свойства опытных образцов фиброцементных составов № со- става Сред- няя плот- ность, кг/м3 Истинная плот- ность, кг/м3 Водо-по- глощение по массе, % Водо-по- глощение по объему, W0, % Пори- стость полная, % Условно- закрытая пори- стость, % Открытая ка- пиллярная пористость, Пк= W0, % 1 1850 2631 15,5 25,3 29,7 4,4 25,3 2 1824 2630 15,9 25,7 30,64 4,94 25,7 3 1517 2626 18,7 28,6 41,8 13,2 28,6 4 1369 2626 19,6 29,9 47,8 20,9 26,9 По результатам теплофизических исследований опытных образцов фибро- цементных составов определен коэффициент теплопроводности. Для образцов плотностью 1800 кг/м3 он составляет - 0,505 Вт/м оС, для образцов плотностью 1400 – 0,325 Вт/м оС соответственно. Экспериментально определено значение коэффициента паропроницаемо- сти. Расчетный коэффициент паропроницаемости для плотности 1800 кг/м3 со- ставляет 0,068 мг/мчПа, для образцов плотностью 1400 – 0,098 мг/мчПа. Сорбционная влажность образцов фиброцементных составов при относи- тельной влажности 80 % изменяется от 6,2 до 8,3 %. Проведенные экспериментальные исследования подтверждают принципи- альную возможность применения местных сырьевых материалов для получения фиброцементных изделий с высокими техническими показателями. 33 СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ БЫСТРОТВЕРДЕЮЩИХ ВЫСОКОПРОЧНЫХ СУЛЬФОАЛЮМОФЕРРИТНЫХ ЦЕМЕНТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕХНОГЕННОГО СЫРЬЯ Е.И. Барановская1, А.А. Мечай1, И.А. Белов2, М.В. Попова1, Р. Шяучюнас3, А. Эйсинас3 1Белорусский государственный технологический университет 2Государственное предприятие «Институт НИИСМ» 3Каунасский технологический университет e-mail: AA_m@tut.by1, beton2007@yandex.ru2, raimundas.siauciunas@ktu.lt3 Актуальность исследований, посвященных получению быстротвердеющих высокопрочных сульфоалюмоферритных цементов, обусловлена их востребо- ванностью в монолитном строительстве при быстром возведении массивных бе- тонных конструкций, где жесткими требованиями являются отсутствие усадоч- ных деформаций, сульфатостойкость, повышенная водонепроницаемость. По- скольку технология получения таких материалов достаточно сложная, требует использования дефицитного дорогостоящего сырья (бокситов), что значительно ограничивает объемы выпуска (около 1 % от общего выпуска цемента) и обу- словливает высокую стоимость (около 1000 – 1500 € за 1 т), число мировых ли- деров по их производству ограничено. К главным качественным характеристикам алюминатного, сульфоалюмо- ферритного и белито-сульфоалюминатного цементов можно отнести высокую морозостойкость и стойкость ко всем видам агрессивных сред по сравнению с бетонами на обычном портландцементе, что обусловлено повышенной плотно- стью и прочностью цементного камня. Кроме того, такие цементы обладают спо- собностью к быстрому нарастанию прочности (до 40–50 МПа в возрасте 2 сут.).Несмотря на актуальность и указанные преимущества существуют опреде- ленные проблемы при получении и применении специальных цементов. Име- ются значительные разногласия в вопросах фазо- и структурообразования при синтезе клинкеров для алюминатных и белито-сульфоалюминатных цементов. Минералы клинкера отличаются неустойчивостью структуры, склонностью к об- разованию твердых растворов с различными оксидами, к полиморфным превра- щениям. Фазовая и структурная нестабильность клинкерных минералов приво- дит к изменению их гидратационной активности. Продукты их гидратации при эксплуатации могут вести себя достаточно непредсказуемо, так как являются чувствительными к изменению параметров окружающей среды. На сегодняшний день не установлен механизм перекристаллизации продуктов гидратации в суль- фоалюминатных и сульфоалюмоферритных системах, что затрудняет предупре- ждение отрицательных явлений при твердении, приводящих к резким измене- ниям прочности структуры материала. Целью работы являлась разработка составов клинкеров на основе техноген- ного сырья для получения быстротвердеющих высокопрочных сульфоалюмо- ферритных цементов и изучение их основных свойств. 34 В отличие от зарубежных исследований, предполагающих применение де- фицитного дорогостоящего сырья, в работе использовались такие источники CaO, Al2O3, Fe2O3, CaSO4, как фосфогипс, осадок (шлам) химической водоподго- товки, известь-недопал, железистый кек, шлаки литья алюминиевых сплавов, лом и бой огнеупоров силикатной группы. В настоящее время в Беларуси и ЕС указанные отходы складируются, загрязняя окружающую среду, либо перераба- тываются в незначительных количествах. Был осуществлен синтез клинкеров с различным соотношением используе- мых сырьевых компонентов – фосфогипса, мела и бокситовой глины (состав 1 и состав 2).Синтез клинкеров проводили в лабораторных условиях при температу- рах обжига 1150°С и 1200°С для состава 1 и состава 2 соответственно. Время обжига – 2 часа, скорость нагрева – 5°С/мин. Клинкер подвергался помолу в ла- бораторной шаровой мельнице. С помощью рентгенофазового анализа были ис- следованы состав и структура полученных клинкеров. Главными фазами, обу- словливающими характерные свойства быстротвердеющих цементов, являются сульфоалюминат кальция – йеленит (3CaO∙3Al2O3∙ СаSO4) и сульфоалюмофер- рит кальция (3Ca4((Al(1-х)Feх))6O12(SO)4). Указанные соединения гидратируются с образованием эттрингита, а также его железистых аналогов, характеризующихся игольчатым габитусом кристаллов, что обеспечивает так называемое микроар- мирование структуры и высокую прочность образцов уже в первые сутки твер- дения. Были проведены исследования по определению основных свойств получен- ных цементов. С помощью суперпластификатора С-3 было снижено водоцемент- ное отношение до 0,25 – для состава 1, до 0,2 – для состава 2.В таблице 1 пред- ставлены результаты исследования основных физико-механических свойств це- ментов. Таблица 1 – Основныефизико-механических свойств цементов Состав Предел прочности при сжа- тии, МПа Сроки схватывания, мин 3 сут 7сут начало конец Состав 1 (В/Ц = 0,3) 20 25 – – Состав 2 (В/Ц = 0,3) 30 34 – – Состав 1 (В/Ц = 0,25) 28 32 10 16,5 Состав 2 (В/Ц = 0,2) 50 53 10,5 13,5 Исходя из данных, полученных на основании испытаний цементов в соот- ветствии с европейскими стандартами EN 13454 и EN13279, установлено, что- синтезированные составы сульфоалюмоферритного цемента удовлетворяют всем требованиям европейских стандартов и могут успешно применяться в Рес- публике Беларусь и за рубежом. Работа выполнялась при финансовой поддержке Белорусского республи- канского фонда фундаментальных исследований (проект № Х17ЛИТГ-005) и Научного совета Литвы. 35 ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ БЕТОНА И ЖЕЛЕЗОБЕТОНА Н.М. Шалухо1, М.И. Кузьменков1, В.В. Бабицкий2 УО «Белорусский государственный технологический университет»1 Белорусский национальный технический университет2 e-mail: shalukho@belstu.by Актуальность проблемы ресурсосбережения возрастает в связи с нарастающим дефицитом и стоимостью компонентов бетонных смесей, а также ценой теплоноси- телей. Одним из основных направлений ресурсосбережения на предприятиях по про- изводству бетонной продукции является утилизация некондиционного бетона и же- лезобетона путем их использования вместо дорогостоящего гранитного щебня. Во- просам утилизации отходов бетона и некондиционного железобетона и применения продуктов их переработки (рециклирования) в качестве вторичных строительных материалов с целью экономии природных (первичных) ресурсов серьезное внимание уделяется в странах дальнего и ближнего зарубежья. Так, например, в Германии ос- новная часть бетонного лома после дробления и рассева на щебень и песок исполь- зуется в качестве крупного и мелкого заполнителей в бетонах и строительных рас- творах, а часть песчаной фракции, полученной из дробленых бетонных отходов, под- вергается помолу. Полученный тонкодисперсный продукт применяется в составе сы- рьевой смеси при производстве цемента. Вторым направлением является применение отечественных химических доба- вок-ускорителей твердения бетона, производство которых налажено на ЧПУП «Бел- Химос» (г. Лепель, Витебская обл.). С целью апробации указанных направлений выполнены комплексные исследо- вания по изучению физико-механических характеристик бетонов с использованием рециклированных заполнителей из дробленых отходов бетона и железобетона. Для приготовления бетонных образцов использовался цемент марки ПЦ 500-ДО.В се- риях 2–4 использовался щебень, полученный дроблением бетонного лома фракции 5–20 мм, а в сериях 6–8 – тех же фракций, но без отсева частиц размером менее 5 мм. Марка бетонной смеси по удобоукладываемости – П2. Применялся следующий ре- жим тепловлажностной обработки бетона: 2+3+6+2 при температуре изотермиче- ской выдержки 80 оС с последующим твердением образцов в нормальных условиях. Полученные результаты (табл. 1) свидетельствуют о возможности полной замены гранитного щебня фракционированным продуктом дробления бетонного лома для бетона класса по прочности на сжатие С20/25 (серии 1–4). Вместе с тем, наличие в продукте частиц размером менее 5 мм повышает водопотребность и, соответственно, водоцементное отношение бетонной смеси и ограничивает применимость такого щебня даже в низкомарочных бетонах (серии 5–8). Для снижения расхода тепловой энергии при производстве бетона и железобе- тона используют эффективные ускорители твердения бетона, однако применение их ограничивается стоимостью таких добавок. 36 Таблица 1 – Влияние содержания крупного заполнителя из отходов дробления бетона на прочность при сжатии Номер серии 1 2 3 4 5 6 7 8 Расход цемента, кг/м3 409 408 400 400 336 322 320 320 Расход щебня из дробленого бетона в % от содержания гранитного щебня 0 20 50 100 0 20 50 100 В/Ц 0,46 0,46 0,48 0,46 0,57 0,55 0,58 0,60 Прочность бетона на сжатие, МПа: – после тепловой обработки 15,0 14,7 12,8 10,9 11,9 11,0 8,6 7,0 – после тепловой обработки в возрасте 7 суток 26,3 26,2 24,0 22,1 19,0 17,5 14,8 13,3 – после тепловой обработки в возрасте 28 суток 34,4 34,2 32,5 31,0 25,4 24,3 21,9 19,9 В связи с этим, актуальным является применение добавок-ускорителей на ос- нове отходов химических производств. В качестве такой добавки использовали от- ход производства полиамидного волокна на ОАО «Химволокно» (г. Гродно), кото- рая представляет собой обезвоженную смесь нитрита и карбоната натрия в соотно- шении 70:30 и содержит до 1 % механических примесей (далее – ОХП). Для оценки ее эффективности проведены исследования, в которых варьировали расходом це- мента в пределах от 250 до 450 кг/м3 и концентрацией добавки 0,75 и 1,5 % от массы цемента. Сравнивалась прочность на сжатие стандартных кубов с ребром 100 мм с добавкой и без добавки в возрасте 1, 2, 3, 7 и 28 суток твердения в нормальных условиях. Сопоставление эффективности добавки ОХП с другими распространен- ными ускорителями твердения бетона показано в табл. 2. Таблица 2 – Сравнительная эффективность ускорителей твердения бетона* Вид добавки Увеличение прочности бетона с добавками-ускорите- лями твердения, раз, в возрасте, сутки 1 3 28 Хлорид кальция 1,5–2,0 1,5–1,9 1,1–1,2 Сульфат натрия 1,3–1,6 1,2–1,6 1,05–1,1 Нитрит-нитрат-хлорид кальция 1,3–1,6 1,2–1,5 1,1–1,2 Нитрит-нитрат кальция 1,2–1,4 1,2–1,4 1,05–1,1 Полиметаллический водный концентрат 1,4–1,8 1,2–1,4 1,05–1,1 ОХП 1,4–2,1 1,1–1,5 0,93–1,13 * прочность бетона без добавок в соответствующем возрасте принята за 1. Согласно полученным данным, добавка ОХП весьма эффективна в ранние сроки твердения, что позволяет рекомендовать ее для использования с целью сни- жения расхода теплоносителя при тепловлажностной обработке бетонных и желе- зобетонных изделий в ямных пропарочных камерах. Кроме того, важным резер- вом на пути снижения энергопотребления является эффективная санация пропа- рочных камер, позволяющая снизить потери теплоты в окружающую среду. Ука- занные технические решения были успешно апробированы на производственных предприятиях по выпуску железобетонной продукции. 37 СТЕНОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ЗАПОЛНИТЕЛЕ ИЗ КОСТРОСОЛОМЕННОЙ СМЕСИ А.В. Должонок, А.А. Бакатович УО «Полоцкий государственный университет» e-mail:a.dalzhonak@psu.by, a.bakatovich@psu.by В настоящее время рациональное использование отходов растениеводства, становится весьма актуальным, так как большинство отходов не используется должным образом, а в основном сжигается или закапывается в отвалы. С целью экономии средств требуется разработка и совершенствование технологических процессов при производстве материалов из сельскохозяйственных растительных отходов. Используя данные отходы как легкий заполнитель возможно получение композиционных стеновых материалов с применением органического или неор- ганического вяжущего. В лаборатории кафедры строительного производства Полоцкого государ- ственного университета разработаны стеновые блоки на основе смеси соломы с кострой льна. При плотности 530 кг/м3 обеспечивается прочность на сжатие 2,2 МПа, а коэффициент теплопроводности достигает 0,075 Вт/м∙°С в сухом состоя- нии. Полученные результаты обусловлены формированием из крупного и мел- кого заполнителя двух взаимопроникающих структурных систем образующих прочную структуру «каркас в каркасе». Ограничение по расходу вяжущего не позволяет получить максимально плотную структуру материала на основе со- ломы. Костра заполняет пустотное пространство, образуемое в каркасе из со- ломы и формирует второй каркас, препятствующий перемещению воздушных потоков в пустотах композита и тем самым, понижает конвективный перенос тепла, что уменьшает теплопроводность материала. Важной характеристикой стеновых материалов наряду с прочностными по- казателями является теплоизолирующая способность. Во время эксплуатации на теплопроводность значительное влияние оказывает влажность материала, посто- янно изменяющаяся во времени. Проведены исследования по установлению вли- яния показателя влажности на коэффициент теплопроводности стеновых блоков. Образцы помещали в герметичную камеру на сетчатую подставку над водой и выдерживали определенное время (2, 5, 10, 25, 60 суток) при влажности 97%. Наибольшая продолжительность выдержки образцов в камере 60 суток обуслов- лена достижением образцами максимального влагонасыщения. По результатам эксперимента получены эмпирические зависимости, с помощью которых воз- можно прогнозировать увеличение или понижение коэффициента теплопровод- ности в зависимости от влажностного режима эксплуатации стеновых огражде- ний зданий. Из анализа экспериментальных данных следует, что коэффициент теплопроводности по истечении 60 суток стенового материала на основе смеси соломы с кострой составляет 0,104 Вт/(м∙°С), что меньше на 15% показателя об- 38 разца на основе соломы равного 0,119 Вт/(м∙°С). Влажность соломенного об- разца составила 14,8%, что на 36% выше показателя влажности костросоломен- ного образца, составляющего 10,9%. Более высокие показатели влажности образцов на основе соломы объясня- ются большей сорбционной влажностью соломы по сравнению с кострой льна. По этой же причине скорость насыщения влагой материала с заполнителем из соломы увеличивается, что ухудшает теплофизические характеристики соломен- ных блоков. С целью изучения теплофизических характеристик стеновых композиционных материалов на основе соломы и соломы с кострой льна проведены испытания образ- цов в виде блоков толщиной 300 мм плотностью 530 кг/м3 в климатической камере. С понижением температуры в холодном отделении камеры у экспериментальных стеновых блоков наблюдается характерное для эффективных теплоизоляцион- ных материалов постепенное включение в работу проявляющееся в понижении значений коэффициента теплопроводности и повышения сопротивления тепло- передаче. Таким образом установленные изменения теплофизических показате- лей подтверждают, что костросоломенные и соломенные стеновые блоки спо- собны обеспечивать эффективную работу по тепловой изоляции наружных стен. Основываясь на зафиксированных показателях температур по толще и на поверхности блоков построены графики распределения температур. При темпе- ратуре +5°С в холодном отделении камеры амплитуды температур внутренней и наружной поверхности находились в пределах 9 – 14°С. Амплитуда соломенного блока достигла 32°С при темпертатуре -20°С в холодном отделении, а для ко- стросоломенного блока составила 35°С и возросла в 2,3 и 2,5 раза соответственно в сравнении с амплитудой при температуре +5°С. Анализ полученных данных показывает, что при температуре -20°С и влажности воздуха 55 - 65% образцы на заполнителе из смеси соломы и костры льна обладают более высокими теплотехническими характеристиками λ = 0,079 Вт/(м·°С), Q = 9,47 Вт/м2, что на 19% и 18% ниже показателей стеновых блоков на основе соломы λ = 0,098 Вт/(м·°С), Q = 11,5 Вт/м2. Среднее значение влажности соломенного блока соот- ветствует 7,5%, что превышает на 36% показатель влажности блока из костросоломен- ной смеси равный 5,5%. При температуре -20°С сопротивление теплопередаче блоков из смеси со- ломы и костры выше нормативного показателя на 19%, а на основе соломы по- казывает результат ниже нормативного значения. Полученные результаты испытаний подтверждают, что стеновые блоки на основе соломы и костры льна выполняют не только функцию стенового ограж- дения, воспринимающего нагрузку, но и одновременно обеспечивают высокие теплоизолирующие свойства наружных стен. 39 УДК 666.766:[666.321+614.842.615] ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ КЕРАМИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ ГЛИНИСТОГО СЫРЬЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ И УТИЛИЗИРУЕМЫХ ПЕНООБРАЗОВАТЕЛЕЙ Е.М. Дятлова, Р.Ю. Попов, Е.О. Богдан УО «Белорусский государственный технологический университет» e-mail: Bohdan_Ekaterina@mail.ru В настоящее время в Республике Беларусь теплоизоляционные керамиче- ские изделия не выпускаются и являются предметом импорта из стран СНГ и ближнего зарубежья. В связи с этим, весьма актуальными являются исследова- ния, направленные на установление возможности и целесообразности примене- ния местного огнеупорного и тугоплавкого глинистого сырья для получения ука- занных материалов. Первая серия составов разрабатывалась на основе следующих компонентов: глина «Керамик-Веско» в количестве 10%, шамот алюмосиликатный 60–80% и обогащенный каолин «Дедовка» 10–30%. Составы второй серии получали на ос- нове местного тугоплавкого глинистого сырья месторождений «Городок» или «Городное» с введением отощающих добавок. Содержание глины варьировалось в пределах 30–60%. Количество вводимого отощителя (кварцевый песок, дегид- ратированная глина «Городное», гранитоидные отсевы и алюмосиликатный ша- мот) составляло 40–70%. Для создания ячеистой структуры использовался пенообразователь «Барьер- пленкообразующий», применяющийся для получения пены при тушении пожа- ров, с истекшим сроком годности. Согласно данным Научно-исследовательского института пожарной безопасности и проблем чрезвычайных ситуаций, ежегодно в Республике Беларусь образуется порядка 70–100 т пенообразователей, подле- жащих утилизации, поскольку их показатели качества не соответствуют требо- ваниям ТНПА. В качестве крепителей пеномассы использовались портландце- мент М400 и гипсовое вяжущее марки Г-5 в количестве 10–20% (сверх 100%). Теплоизоляционные материалы получали по шликерной технологии при температуре обжига 1100–1300ºС в зависимости от химико-минералогического состава массы. Рентгенофазовый анализ, проведенный с помощью рентгеновского дифрак- тометра D8 Advance фирмы Bruker (Германия), позволил установить, что фазо- вый состав синтезированных материалов представлен преимущественно мулли- том (3Al2О3∙2SiО2), кварцем (α-SiO2) и кристобалитом (SiO2). Результаты исследования микроструктуры синтезированных материалов, вы- полненного на сканирующем электронном микроскопе «Mira» фирмы «Tescan» (Чехия), представлены на рисунке 1. 40 Анализ полученных микрофотографий позволил установить, что материал обладает значительной пористостью, причем присутствуют как открытые, так и закрытые поры. Рисунок 1 – ЭМ-изображение поверхности синтезированных материалов, полученных на основе составов первой серии (а) и второй серии (б) Равномерно распределенные по объему материала поры имеют изометрич- ную форму и характеризуются размером от 5 до 1000 мкм. Некоторые поры со- общаются между собой, в перемычках крупных пор существуют более мелкие поры. По результатам проведенных комплексных исследований разработаны теп- лоизоляционные керамические материалы на основе огнеупорного и тугоплав- кого глинистого сырья Беларуси. Сравнительная характеристика физико-хими- ческих свойств полученных материалов оптимальных составов представлены в таблице 1. Таблица 1 – Физико-химические свойства разработанных теплоизоляционных материалов Наименование свойства Теплоизоляционный материал, полу- ченный на основе составов первой серии второй серии Пористость общая, % 68 73 Плотность кажущаяся, кг/м3 860 722 Водопоглощение, % 69 76 Прочность при сжатии, МПа 2,79 2,54 Коэффициент теплопроводности, Вт/(м·К) 0,25 0,18 Температура эксплуатации, не более, °С 1300 1200 Проведенные исследования показали целесообразность применения глини- стого сырья Беларуси и пенообразователей с истекшим сроком годности для по- лучения теплоизоляционных керамических материалов, что позволит организо- вать их производство на предприятиях РБ, а также решить проблему утилизации пенообразователей для пожаротушения. ×1000 ×1000 а б 41 РАЗРАБОТКА СОСТАВОВ, ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ И СТРУКТУРЫ ГЕОПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ СТРОИТЕЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ НА ОСНОВЕ ТЕХНОГЕННЫХ ОТХОДОВ БЕЛАРУСИ И ЛИТВЫ Ю.А. Климош1, Ю.Г. Павлюкевич1, В. Кизиниевич2, Н.Н. Гундилович1, Б.П. Жих1, П.С. Ларионов1, А.П. Кравчук1 УО «Белорусский государственный технологический университет» e-mail: pauliukevich@belstu.by 2Вильнюсский технический университет имени Гедиминаса e-mail: viktor.kizinievic@vgtu.lt На протяжении последних лет значительное количество работ отечественных и зарубежных ученых посвящено поиску новых строительных материалов, которые отвечали бы современным техническим, экономическим и экологическим требованиям. Предпосылками послужило снижение конкурентоспособности традиционных строительных силикатных материалов, обусловленное ростом стоимости энергоносителей, а также необходимостью расширения минерально-сырьевой базы и утилизации отходов крупнотоннажных производств. По мнению многих исследователей, одними из наиболее перспективных новых строительных материалов массового применения являются геополимеры, которые представляют собой искусственно синтезированные неорганические материалы полимерной структуры с повторяющимися в цепях атомами кремния и алюминия [1–3]. При синтезе атомы кремния и алюминия образуют прочные разветвленные цепи Si-O-Al-O, благодаря которым геополимеры не уступают по физико-механическим свойствам обожженным керамическим материалам и некоторым горным породам [1, 2, 4]. Одним из важнейших преимуществ геополимерных материалов является возможность использования в качестве сырьевых компонентов местного минерального сырья и техногенных отходов: низкосортные глины, золы, шлаки, отсевы камнедробления, алюмосиликатные горные породы, неорганические отходы промышленных производств и др. [1–8]. Свойства и области применения геополимеров зависят от соотношения Si/Al и могут найти применение для получения керамических и огнестойких изделий, вяжущих материалов, изделий для литейных производств, герметизирующих покрытий, фиброматериалов и многих других [4–7]. Главным преимуществом технологии производства геополимерных строительных материалов является отсутствие энергозатратной операции их обжига, что делает продукцию на основе геополимеров значительно дешевле традиционных строительных материалов, таких как цемент, керамический кирпич, штукатурка и др. В сравнение с традиционными строительными материала (керамический кирпич, цемент, газосиликат и др.), геополимерные материалы обладают повышенной химической устойчивостью к действию кислот и солей, морозостойкостью, термо- и огнестойкостью [4, 5–8]. Кроме того, в отличии от 42 производства керамического кирпича и цемента, на которое приходится до 8 % выбросов углекислого газа в атмосферу, технология производства геополимерных материалов характеризуется отсутствием либо низкими выбросами CO2 [9, 10]. Несмотря на ряд преимуществ геополимерных материалов они до сих пор не получили широкого распространения, что связано с недостаточной изученностью материала (во многом из-за разнородного состава сырья) и отсутствием нормативной документации, регламентирующей обращение с геополимерными материалами. При этом не малое значение имеет широкий диапазон сырьевых материалов по химическому и фазовому составу. Основными направлениями исследования является изучение физико- химических характеристик геополимерных материалов на основе местных сырьевых ресурсов, изучение влияния технологических параметров получения на свойства материала. Географическая близость Беларуси и Литвы обусловила схожую минерально-сырьевую базу стран, а также задачи и проблемы в сфере производства строительных материалов, которые рационально решать совместными усилиями. Список использованных источников 1. Получение геополимерных материалов с применением природных компонентов / А.С. Чекмарев [и др.] // Вестник Казанского технологического университета. – 2012. – Т. 15. – № 20. – С. 50–55. 2. Formation of one-part-mixing geopolymers and geopolymer ceramics from ge- opolymer powder / Liew Y-M [et al.] // Construction and Building Materials. – Vol. 156. – P. 9–18. 3. Mechanical and thermal properties of fly ash based geopolymers / Fan F. [et al.] // Construction and Building Materials. – Vol. 160. – P. 66–81. 4. Григорьев, С.Н. Технология нанообработки / С.Н. Григорьев, А.А. Грибков, С.В. Алешин. – Старый Оскол: ТНТ, 2008. – 320 с. 5. The influence of dealumination/desilication on structural properties of me- takaolin-based geopolymers / K. Brylewska [et al.] // Ceramics International. – 2018. – P. 11–25. 6. Samantasinghar, S. Effect of synthesis parameters on compressive strength of fly ash-slag blended geopolymer / S. Samantasinghar, S. P. Singh // Construction and Building Materials. – Vol. 170. – 2018. – P. 225–234. 7. Экэда, К. Химия геополимеров и модификация заполнителей в зависимости от происхождения отходов / К. Икэда, А. Микуни // ALITinform: Цемент. Бетон. Сухиесмеси. – 2008. – № 3–4. – С. 72–82. 8. Mechanical and microstructural characterization of geopolymers derived from red mud and fly ashes / W.Hu [et al.] // Journal of Cleaner Production. – Vol.186. – 2018. – P. 799–806. 43 9. Zeolite-geopolymer composite materials: Production and characterization / E. Papa [et al.] // Journal of Cleaner Production. – Vol. 171. – 2018. – P. 76–4. 10. Фазообразование и свойства алюмосиликатных вяжущих негидратационного типа твердения с использованием перлита / Р.В. Чижов [и др.] // Строительные материалы. – 2015. – № 3. – С. 34–36. УДК 693.6 ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ ТЕХНОГЕННЫХ ОТХОДОВ В.И. Лобачевский, Н.А. Бедик, А.Г. Губская, Г.С. Гарнашевич Государственное предприятие «Институт НИИСМ» e-mail: info@niism.by; nbedik@gmail.com Проблема теплосбережения обостряется с увеличением стоимости энергоно- сителей, а также повышением требований к комфортности жилья. Решение этих проблем невозможно без использования новых эффективных теплоизоляционных материалов, которые должны обладать рядом качеств: иметь низкую плотность и теплопроводность, высокую паропроницаемость, огнестойкость - быть негорю- чими (НГ), быть экологически безопасными: в процессе эксплуатации не выделять вредных веществ, обладать достаточной прочностью – устойчивостью к механиче- ским воздействиям и долговечностью. В ряде случаев фактором, ограничивающим широкое использование тепло- изоляционных материалов, является их высокая стоимость. Одним из путей ре- шения этой проблемы является вовлечение в производство теплоизоляционных материалов местного сырья и техногенных отходов, что позволяет значительно снизить стоимость материала без потери его характеристик. Государственным предприятием «Институт НИИСМ» были проведены ис- следования по разработке нового вида теплоизоляционных материалов на основе вспененного жидкого стекла и техногенных отходов. Разработанная технология включает следующие технологические пере- делы: получение устойчивой пены, ввод связующего – жидкого стекла, ввод наполнителя и отвердителя, формование изделий, сушка изделий. а б Рисунок 1 – Структура свежесформованных образцов (а) и готовых образцов с наполнителем из текстильного шинного корда (б) 44 В качестве армирующих наполнителей мат- рицы из вспененного жидкого стекла исследованы волокнистые отходы природного и искусственного происхождения, а именно: опилки, отходы минера- ловатного производства, отходы переработки шин в виде текстильного шинного корда, верховой торф. Установлено, что свойства полученных тепло- изоляционных материалов в значительной степени определяются используемым для их производства наполнителем (таблица 1). Таблица 1 – Свойства теплоизоляционных материалов на основе жидкого стекла Заполнитель Свойства Прочность при изгибе, кПа Плотность, кг/м3 Теплопро- вод-ность, Вт/(м∙оС) Отходы минеральной ваты 232 180-200 0,053-0,055 Отходы минеральной ваты + опилки 160 140-170 0,049-0,052 Отходы шинного корда 180 160-190 0,051-0,053 Верховой торф+отходы шинного корда 140 190-210 0,054-0,057 Полученные теплоизоляционные материалы, в отличие от органических ма- териалов, негорючи и не дают усадку при эксплуатации. По теплопроводности разработанные материалы сопоставимы с традиционно используемыми тепло- изоляционными материалами - полистиролом и пеностеклом, однако в отличие от последних, имеют достаточно высокую паропроницаемость (0,20-0,15 мг/(м·ч·Па). Их использование позволит повысить долговечность ограждающих конструкций, обеспечить необходимый тепловлажностный режим, снизить топ- ливно-энергетические расходы. Разработанная технология прошла апробацию на технологической линии ОАО «ПМК-83 Водстрой», г.п. Круглое, Могилевская обл. (Рисунок 2). Таким образом, внедрение в производство предлагаемой технологии может обеспечить потребности республики в экологически безопасных при эксплуата- ции паропроницаемых теплоизоляционных материалах. Рисунок 2 – Оборудование для производства теплоизо- ляционных материалов на основе вспененного жидкого 45 ПЕНОКЕРАМИЧЕСКИЙ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ НА ОСНОВЕ ТУГОПЛАВКИХ ГЛИН С УЛУЧШЕННЫМИ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫМИ СВОЙСТВАМИ В.И. Лобачевский, Н.А. Бедик, Ж.П. Чигринова, Л.Н. Махленкова Государственное предприятие «Институт НИИСМ» e-mail: info@niism.by, nbedik@gmail.com Одним из актуальных направлений развития исследований в области произ- водства строительных материалов является создание новых негорючих, не выде- ляющих в процессе эксплуатации вредных веществ теплоизоляционных материа- лов, обладающих повышенными прочностными характеристиками. К таким мате- риалам относится пенокерамика – экологически чистый прочный, химически инертный неорганический материал, обладающий вследствие наличия большого количества пор высокими тепло- и звукоизоляционными свойствами, совмести- мый со всеми известными типами неорганических и органических вяжущих. Как правило, сырьем для получения пенокерамики является высокореактивный аморфный природный кремнезем в виде диатомита, опоки или трепела. Разведан- ные месторождения указанных осадочных пород сосредоточены, в основном, в России и Казахстане. Вследствие этого экономическая привлекательность органи- зации производства пенокерамики в Беларуси низкая. Целью настоящей работы являлось определение пригодности местных осадочных пород для получения пе- нокерамики путем разработки технологии вспенивания местных глин, позволяю- щей корректировать пористость материала в сторону увеличения количества за- мкнутых пор, обусловливающих пониженные значения водопоглощения конеч- ного продукта. Ниже представлены экспериментальные результаты по получению гранулиро- ванной пенокерамикина основе тугоплавкой глины месторождения «Городное», поскольку выбор исходных сырьевых компонентов был обусловлен, в том числе, необходимостью создания материала с повышенными прочностными и морозо- стойкими свойствами. Для обеспечения процесса вспенивания тугоплавких глин при нагревании, в подготовленную шихту (смесь глины 80-90 мас.%и молотого стеклобоя10-20 мас. %) вводилось расчетное количество силикатной или алюми- натной неорганической связки -концентрированного раствора неорганических по- лимеров [1]. Формование гранул осуществлялось пластическим методом на лабо- раторном прессе экструзионноготипа. Сформованные гранулы в течении суток под- сушивались при температуре 15-16 °С и относительной влажности 63%. Дальней- шая сушка образцов проводилась в сушильном шкафу при температуре 100 °С в те- чении 8 ч. Последующий обжиг образцов проводился в два этапа: подогрев при температуре 200°С в течении 20 мин. и непосредственно вспенивание в процессе обжига при температуре 1000°С в течении 3-4 мин. в лабораторных электриче- ских муфельных печах. Определение эксплуатационных свойств полученных об- разцов проводилось по ГОСТ 9758-12 «Заполнители пористые неорганические для строительных работ. Методы испытаний». В таблице представлена сравнительная характеристика основных физико- технических свойств полученных пенокерамических гранул(фракция 10-20 мм) и 46 широко известных теплоизоляционных гранулированных материалов в виде ке- рамзита(производства Петриковский керамзитовый з-д ОАО «Гомельский ДСК», фракция 10-20 мм, получен на основе глины месторождения «Кустиха») и пено- стекла(производства ООО «Пеноситал», г. Пермь, Россия). Таблица 1 – Характеристика сыпучих гранулированных теплоизоляционных материалов Из таблицы видно, что температуру вспенивания гранул пенокерамики удалось снизить на 200 °С по сравнению с температурой вспучивания керамзита, получен- ного из легкоплавкой глины «Кустиха». При этом образцы пенокерамики обладают более низкими значениями насыпной плотности (300 кг/м3), водопоглощения (8 %) и теплопроводности (0,078Вт/(м·К) по сравнению с керамзитовым гравием при од- новременном увеличении своих прочностных характеристик (П 125/3,0 МПа). Зна- чения коэффициента теплопроводности, водопоглощения и насыпной плотности об- разцов пенокерамики несколько уступают аналогичным показателям для пено- стекла, однако в данном случае преимуществом полученного материала является его более низкая стоимость и доступность исходного сырья по сравнению со стеклобоем – исходным сырьем для получения пеностекла,а также отсутствие на поверхности гранул пенокерамики щелочно-силикатной реакции (ASR), характерной для пено- стекла, что позволяет применять пенокерамический гравий в качестве легкого запол- нителя бетонных строительных блоков и строительных материалов на основе це- мента. Таким образом, разработка и внедрение технологии производства пенокера- мического гравия на основе местных тугоплавких глинистых пород, позволит вывести на рынок недорогой, негорючий, экологически чистый, многофункцио- нальный материал, обеспечивающий комфортный температурно-влажностный микроклимат внутри помещений, сочетающийся по своим адгезионным и фи- зико-химическим показателям с большинством известных строительных и отде- лочных материалов. Список использованных источников 1. М.М. Сычев. Неорганические клеи. – 2-е изд., перераб. и доп. – Л.: Химия, 1986. – 152 с. Вид матери- ала Физико-технические свойства Темп.об- жига, °С Насыпная плот-ностькг/м3 Проч- ность, Rсж, МПа Теплопро- водность, λ, Вт/(м·К) Водопо- глощение Пенокерамиче- ский гравий 293 3,0 0,078 8% 1000 Керамзитовый гравий 529 2,5 0,124 12 % 1200 Пеностекло Рекламно-техническое описание продукции (ресурс http://www.penosytal.com) 110-150 1,5 0,048 0-2% 750-850 47 УДК 693.6 ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ СКОПА – ОТХОДА ЦЕЛЛЮЛОЗНО-БУМАЖНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ В.И. Лобачевский, Н.А. Бедик, А.Г. Губская, Г.С. Гарнашевич Государственное предприятие «Институт НИИСМ» e-mail: info@niism.by; nbedik@gmail.com В Республике Беларусь, как и в ряде стран ближнего зарубежья, отходы цел- люлозно-бумажной промышленности, включая СКОП – крупнотоннажный отход очистки сточных вод при производстве бумаги и картона, вывозятся в отвалы[1, 2]. Основным сдерживающим фактором использования отходов является отсут- ствие малоэнергоемких технологий их переработки. В свою очередь СКОП может быть использован для производства высококачественных изделий строительного назначения [1, 2]. Одним из направлений использование СКОПа, основа которого целлюлоза – природный безопасный продукт, может являться получение высоко- эффективных, экологически безопасных теплоизоляционных материалов Государственным предприятием «Институт НИИСМ» разработаны легкие гранулированные заполнители на основе СКОПа, а также теплоизоляционные материалы на их основе. Рисунок 1 – Внешний вид гранул заполнителя на основе СКОПа Установлена возможность получения гранул различной плотности: от М200 до М350. Гранулы М200 получены при сушке сырцовых гранул при температуре (100-150) оС, М250 – окатыванием сырцовых гранул в минеральном вяжущем (без термообра- ботки), М350 – окатыванием сырцовых гра- нул в минеральных порошках с последую- щей термообработкой при 800оС (рисунок 1, таблица 1). Таблица 1 – Свойства легких заполнителей на основе СКОПа № сос- тава Технология получения Физико-технические свойства Плотность, кг/м3, марка Проч- ность, МПа Теплопро- водность, Вт/(м·К) 1 Сушка сырцовых гранул при (100-150) оС 200 (М200) 1,6 0,062 2 Окатывание сырцовых гранулв минераль- номвяжущем (без термообработки) 235 (М250) 2,5 0,070 3 Окатывание сырцовых гранулв мине- ральных порошках с последующей термо- обработкой при 800оС 346 (М350) 2,5 0,076 Прочность полученных на основе СКОПа гранул близка к прочности керам- зита, а их теплопроводность в 5-7 раз ниже. 48 На основе полученных гранул, а также негранулированного СКОПа разрабо- таны теплоизоляционные материалы, внешний вид которых и основные физико- технические свойства отображены на рисунке 2 и в таблице 2. а) б) в) г) Рисунок 2 – Внешний вид образцов теплоизоляционных материалов на основе негранулированного СКОПа (а) и гранул из СКОПа (б, в, г) Таблица 2 – Свойства теплоизоляционных материалов на основе СКОПа Технология получения Физико-технические свойства Плотность, кг/м3 (марка) Прочность, МПа Теплопро-вод- ность, Вт/м·К На основе гранул состава №1 410 (D400) 2,5 0,100 На основе гранул состава №2 450 (D450) 1,8 0,112 На основе гранул состава №3 610 (D600) 2,8 0,142 На основе негранулированного СКОПа 327 (D350) 1,4 0,086 Прочность образцов теплоизоляционных материалов на основе гранул из СКОПа сопоставима с прочностью керамзитобетона, при этом полученные об- разцы обладают более низкими значениями теплопроводности (в 1,5-2 раза ниже) по сравнению с керамзитобетоном. Более легкие образцы на основе негранулиро- ванного СКОПа (плотность 327 кг/м3) при одинаковых с полистиролбетоном зна- чениях теплопроводности (0,086 Вт/м·К) в 2-4 раза превосходят его по прочност- ным характеристикам. Таким образом, внедрение разработанной технологии переработки СКОПа может отчасти решить проблему утилизации отходов, а также обеспечить по- требности республики (города, района) в недорогих и качественных теплоизоля- ционных материалах. Список использованных источников 1. Козлов И. А. Новые конструкционно-теплоизоляционные материалы на основе скопа – отхода целлюлозно-бумажной промышленности: Автореф. дис- серт.: Специальность 05.23.05 - «Строительные материалы и изделия» / И.А. Коз- лов. – Челябинск, 2009. 2. Плышевский С.В. Ковш А.Л. Мельникова Р.Я. Салита А.В. Отходы скопа: состав, свойства и пути утилизации // Экология на предприятии. – 2016. – №4 (58). – с. 35-47. 49 ПЕСПЕКТИВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ФОСФОГИПСА В ПРОИЗВОДСТВЕ МИНЕРАЛЬНЫХ ВЯЖУЩИХ М.И. Кузьменков1, Н.М. Шалухо1, А.А. Сакович1, Д. Вайчюкинене2, Д. Низевичене2 УО «Белорусский государственный технологический университет»1 Каунасский технологический университет2 e-mail: kuzmenkov.bgtu@mail.ru1; danute.vaiciukyniene@ktu.lt2 К сожалению, приходится констатировать, что один из крупнотоннажных отходов, каким является фосфогипс, до сих пор практически во всех странах накапливается в отвалах. Под действием атмосферных осадков происходит вымывание из него растворимых солей фторидов, фосфатов, сульфатов, которые попадают в водоносные слои. Для предотвращения этого крайне негативного явления на химических предприятиях вынуждены предпринимать довольно дорогостоящий мониторинг для предотвращения указанного негативного явления. В последнее время все большую популярность приобретает технология переработки апатитового концентрата на экстракционную фосфорную кислоту по полугидратному способу, в результате чего фосфогипс образуется в форме CaSO4·0,5Н2О. В отличие от фосфогипса в дигидратной форме, полугидратная модификация его может быть пригодной для переработки его на гипс с целью замены природного гипса, используемого на цементных заводах в качестве регулятора сроков схватывания цемента. Сущность предлагаемого способа состоит в складировании на бетонированной заводской площадке полугидрата сульфата кальция в бурты, укатываемые (уплотняемые) с помощью тяжелой строительной техники. В течение примерно одной-двух недель под действием адсорбированной влаги происходит конверсия полугидрата в дигидрат сульфата кальция. Одновременное введение на этой стадии нейтрализующего агента позволяет обезвредить указанные вредные примеси, переводя их в нерастворимые соединения. Материал приобретает прочность наравне с природным гипсом, что позволяет подвергать его дроблению и перевозить на цементные заводы в открытых полувагонах [1]. Такие промышленные исследования были выполнены на Балаковском химическом заводе (Саратовская обл., РФ). Дробленый гипс вместо природного гипса был успешно испытан в производственных условиях на Ульяновском и Вольском цементных заводах. Испытания цементов на указанных заводах показали, что их качество соответствует требованиям действующих стандартов. Аналогичный технологический процесс запроектирован для ОАО «Гомельский химический завод», на котором один из цехов по производству экстракционной фосфорной кислоты переведен на полугидратный режим работы. 50 В основе другого перспективного направления переработки фосфогипса лежит способность ряда химических продуктов, за счет заключенной в них эксэргии, обезвоживать частично или полностью дигидрат сульфата кальция [2]. Поисковые исследования, выполненные в Белорусском государственном технологическом университете в этом направлении, показали возможность получения полиминерального гипсового вяжущего с использованием доступного недорогого водоотнимающего средства. Целевой продукт представляет собой смесь быстро и медленнотвердеющих разновидностей гипсовых вяжущих. Такое их сочетание в целевом продукте открывает перспективу его использования в сухих строительных смесях, в частности для самонивелирующихся наливных полов [3]. Помимо указанных крупнотоннажных областей применения фосфогипса могут быть и другие, в частности в качестве минерализатора для интенсификации твердофазового взаимодействия при обжиге портландцемента [4]. Список использованных источников 1. Трошин, М.А., Терсин, В.А., Кержнер, А.М., Давыденко, В.В., Кузьменков, М.И. / О применении фосфогипсового камня в производстве цемента в Республике Беларусь / Новейшие достижения в области импортозамещения в химической промышленности и производстве строительных материалов и перспективы их развития : сборник материалов, Минск, 25–27 ноября 2009 г. – Минск : БГТУ, 2009. – С. 288–293. 2. Кузьменков, М.И., Стародубенко, Н.Г., Беланович, О.В., Новиков, B.C., Кузьменков, Д.М., Ларионова, Е.С.Способ переработки фосфогипса. Патент № 19233 BY, МПК С 04 В 11/26; № а 20121496; заявл. 29.10.2012; опубл. 30.06.2014. 3. Дубовик,Н.А., Сакович, А.А. Метод химической дегидратации для получения полиминеральных гипсовых вяжущих / [Электронный ресурс],Химическая технология и техника, Минск : БГТУ, 2014, С. 82. 4. Шалухо, Н.М.,Кузьменков, М.И., Сушкевич, А.В., Заранко, А.В. Исследование минерализующего действия фосфогипса при обжиге цементного клинкера / Вес. Нац. акад. навук Беларусi. Сер. хiм. навук. – 2014. − № 2. – С. 120−122. 51 УДК 691.215.1:691.5:661.25 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА СУШКИ И ПОМОЛА ВЫСОКОПРОЧНОГО ГИПСОВОГО ВЯЖУЩЕГО НА ОСНОВЕ СИНТЕТИЧЕСКОГО ДИГИДРАТА СУЛЬФАТА КАЛЬЦИЯ М.А. Комаров, М.И. Кузьменков, Н.Г. Короб, Т.В. Камлюк УО «Белорусский государственный технологический университет» Заключительным этапом термической обработки полученного высокопрочного гипсового вяжущего является его сушка. Дегидратация и перекристаллизация изменяет структуру материала в процессе гидротермальной обработки плотных брикетов дигидрата сульфата кальция, превращая ее из плотной в капиллярно-пористую с высокоразвитой внутренней поверхностью. Вода, которая интенсивно удаляется из материала при понижении давления в автоклаве, частично еще остается в порах материала. Возможность гидратации полуводного гипса в этом случае может привести к значительной неравномерности получаемого материала по составу, что отразится на основных технических характеристиках вяжущего. Для исследования параметров сушки на качество вяжущего, запаренный по оптимальному режиму материал подвергался тепловой обработке в сушильном шкафу; при этом варьировали температурой в диапазоне от 70 до 150 °С и временем сушки от 60 до 120 минут. По окончании процесса сушки материал подвергался помолу, после чего определялось содержание гидратной воды в продукте и его физико-механические свойства. Анализ полученных результатов показывает, что сушка при температуре от 70 до 90 °С при любой продолжительности процесса приводит к образованию вторичного дигидрата сульфата кальция в продукте, содержание гидратной воды в нем составляет от 11,0 до 19,4%, что соответствует содержанию CaS04·2Н20 в количестве от 35 до 80%. Повышение температуры до 90°С уже значительно улучшает качество вяжущего, причем при выдержке запаренного материала в сушильном шкафу в течение 30 минут его фазовый состав представлен полугидратом сульфата кальция, а также содержит в своем составе до 5% CaS04·2Н20, что существенно ухудшает физико-механические свойства вяжущего: сокращаются сроки схватывания, увеличиваются водогипсовое отношение, уменьшается предел прочности при сжатии. Однако после сушки при 120 оС в течение 100-150 минут материал уже представлен исключительно полугидратом сульфата кальция. Вяжущие при этом имеют максимальную прочность и минимальную водопотребность. Однако дальнейшее повышение температуры сушки до 150 °С приводит уже к образованию нерастворимого ангидрита в продукте, что уменьшает прочность вяжущего и удлиняет сроки схватывания. Таким образом, подвергать термообработке материал после запаривания можно в достаточно широком диапазоне температур (от 80 до 150 °С); при 52 использовании более высоких температур процесс сушки значительно ускоряется. Считается, что между прочностью затвердевшего материала и размером составляющих его кристаллов нет однозначной зависимости; решающую роль имеют условия срастания этих кристаллов. Известно также, что на формирование структуры гипсового камня влияют такие параметры затворения, как удельная поверхность вяжущего, водогипсовое отношение, температура воды затворения, относительная влажность воздуха и др. По поводу влияния этих факторов на процесс твердения гипса нет единого мнения. Кроме этого, объяснить факт повышения прочности при сжатии вяжущего при увеличении размера частиц можно тем фактом, что при уменьшении дисперсности вяжущего увеличивается пересыщение гипсового раствора при гидратации за счет лучшей растворимости кристаллов гипса, что приводит к увеличению количества поверхностных контактов срастания между кристаллами, а, следовательно, к увеличению прочности затвердевшего гипса. Одним из наиболее важных параметров является размер частиц гипсового вяжущего. Для изучения влияния этого показателя на прочность затвердевшего материала осуществлялся помол высушенного гипсового вяжущего в течении 5- 20 минут. При помоле вяжущего сверх оптимального значения происходит агрегирование частиц порошка, что вызывает увеличение водопотребности вяжущего, а это, в свою очередь, отрицательно сказывается на его прочностных показателях. В данном случае в макропорах твердеющей системы скашивается много воды, которая при высыхании затвердевшего гипса уменьшает ее объемную массу и разупрочняет структуру. Таким образом, характер процессов, лежащих в основе образования гипсового камня, подтверждает мнение многих исследователей о том, что процесс гидратационного твердения гипса на разных этапах сочетает в себе как коагуляционное, так и конденсационно-кристаллизационное структурообразование, т.е. процесс твердения протекает и в результате выкристаллизовывания дигидрата сульфата кальция из пересыщенного раствора, полуводного гипса и вследствие топохимического характера гидратации. Получение высокопрочного гипсового вяжущего из синтетического дигидрата сульфата кальция открывает перспективу импортазамещения высокопрочного гипса для предприятий специализирующихся на производстве сухих строительных смесей. 53 УДК 620.75 РАЗРАБОТКА УПАКОВОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ С БАКТЕРИЦИДНЫМИ СВОЙСТВАМИ ДЛЯ МЕДИЦИНСКИХ ИЗДЕЛИЙ И ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ В.В. Кузьмич, Н.Г. Козлов, Ю.С. Почанин, Т.Ф. Балабанова Белорусский национальный технический университет В последнее время наблюдается растущий интерес к антимикробным поли- мерным материалам, особенно, в медицинской и пищевой промышленности. Не- смотря на достаточно большой выбор антисептических составов, проблема за- щиты материалов, изделий и пищевых продуктов от биологического поврежде- ния по-прежнему является актуальной, так как только учтенные потери от биоповреждений составляют 5–7% стоимости мировой продукции и имеют тенденцию к ро- сту. Бактерицидные материалы, содержащие антимик- робные препараты, обладают свойством задерживать размножение микроорганизмов (бактериостатическое действие) и убивать их (бактерицидное действие). В настоящее время создание бактерицидных материалов ведется в следующих направлениях: путем присоедине- ния к материалам антимикробных препаратов с помо- щью химической реакции, путем пропитывания матери- алов растворами бактерицидных соединений, путем до- бавления бактерицидных веществ, обладающих длитель- ным остаточным действием, в материал при его изготов- лении или путем нанесения бактерицидной пленки. В БНТУ на кафедре «Промышленный дизайн и упа- ковка» проведена серия экспериментов по созданию био- цидных добавок и отработана технология получения по- лимерных материалов с бактерицидными свойствам ме- тодом экструзии. В зависимости от применяемого сырья и условий получения синтезировались антисептики с широким диапазоном биоцидных, физико-механических и других свойств. В результате исследований получены антисептики на основе канифоли, скипидара и таллово- гопека. Разработан способ получения фунгицидной до- бавки, на основе взаимодействия терпеноидов при повы- шенной температуре с аминосоединением. В качестве тер- пиноидов использовали сосновую живичную или диспропорционированную ка- нифоль, а в качестве аминосоединения – этилендиамин или диэтилентриадмин. 14 84 Рисунок 1 – Экструдер Рисунок 2 – Фото образца в после 14 и 84 суток испытания 54 В качестве антисептичеких добавок были также выбраны препарат – ката- мин АБ, который является высокоэффективным антимикробным дезинфектан- том в отношении бактерий, плесневых грибов, дрожжей и применяется в пище- вой и медицинской промышленности для дезинфекции и такая азотсодержащая субстанция, как гуанидин, которая обладает широким спектром антимикробного ифунгицидного действия и обладает пролонгированным бактерицидным дей- ствием, поскольку образуют на обработанной поверхности тончайшую полимер- ную пленку, обеспечивающую длительную защиту поверхности от атаки микро- организмов. В качестве основного материала, обладающего повышенной стойкостью к повреждению плесневыми грибами, был выбран широко применяемый полиэти- лен высокого давления. Разработана одноэтапная и двухэтапная технологии по- лучения полимерной упаковочной пленки с бактерицидными свойствами, на пленочном экструдере серии SJ-M (рукавный агрегат), рисунок1. Оценку фунгицидных свойств пленок проводили согласно ГОСТ 9.049 «Единая система защиты от коррозии и старения (ЕСЗКС). Материалы полимерные и их компоненты. Методы лабораторных испыта- ний на стойкость к воздействию плесневых грибов». В соответствии со стандар- том устанавливается наличие фунгицидных и фунгистатических свойств и гри- бостойкость материалов и их компонентов в условиях, имитирующих минераль- ные и органические загрязнения. Фото образца после 14 и 84 суток испытания представлены на рисунке 2. Проведенные испытания показали, что полимерные упаковочные матери- алы с биоцидными добавками обладают высокой способностью противостоять поражению образцов плесневыми грибами. Список использованных источников 1. Козлов Н.Г., Клюев А.Ю, Прокопчук Н.Р, Рожкова Е.И. Антисептики на основе терпиноидных соединений: получение, свойства и применение. Труды БГТУ. Химия, технология органических веществ, биотехнология, №4, стр. 48-54, 2014 г. 2. Патент РБ 15028 «Способ получения фунгицидной добавки». 55 МНОГОКОМПОНЕНТНЫЕ ВАКУУМНЫЕ ПОКРЫТИЯ С.Д. Латушкина1, В.М. Комаровская2 1Физико-технический институт НАН Беларуси 2Белорусский национальный технический университет e-mail: vikt-ipf@rambler.ru Известно, что эксплуатационные характеристики изделий, такие как износо- и коррозионная стойкость, усталостная прочность, предел текучести, ударная вязкость зависят от структуры и физико-механических свойств поверхностного слоя материала. Разрушение изделия начинается с поверхности, поэтому для уве- личения срока эксплуатации изделий большой интерес представляют методы формирования покрытия на основе соединений тугоплавких металлов. При этом, как показывает опыт последних лет многокомпонентные ((TiAl)N, (TiCr)N, (TiCu)N) и многослойные (Ti-TiN-TiCN; TiN-(TiCr)N; TiN-Ti-TiN) покрытия обладают высокой стабильностью физико-механических свойств и эксплуатационных характеристик и превосходят по свойствам одно- компонентные покрытия. Перспективной технологией получения покрытий яв- ляется метод вакуумно-электродугового осаждения за счет высокой степени ионизации вакуумно-дуговой плазмы (20-100 %), широкого диапазона рабочего давления (10-4 – 1 Па) и возможности регулировки параметров процесса синтеза покрытий в широком диапазоне (ток разряда, давление рабочего газа, напряже- ние смещения и др.), что позволяет целенаправленно воздействовать на струк- турные и физико-механические характеристики получаемых конденсатов. Не- смотря на значительное количество научных исследований в области формиро- вания многокомпонентных и многослойных покрытий отсутствуют научно- обоснованные технологические решения, позволяющие получать покрытия с прогнозируемыми физико-механическими и эксплуатационными характеристи- ками. Получения таких покрытий возможно при научно-теоретическом и экспе- риментальном подборе технологических параметров процесса осаждения с уче- том свойств материала основы и покрытия, условий работы изделия с покры- тием, а также установлении механизмов формирования покрытий в условиях осаждения потоков многокомпонентной металлической плазмы. Целью настоящей работы является разработка технологии формирования многокомпонентных покрытий (TiCu)Nметодом вакуумно-дугового осаждения и изучение влияния технологических параметров процесса осаждения на форми- рование структуры и физико-механические свойства покрытия. Известно, что медь не вступает в химическую реакцию с азотом, также за- труднено ее взаимодействие с титаном. Поэтому, было сделано предположение, что для системы (TiCu)N может наблюдаться эффект наноразмерного упрочне- ния. Известно, что в зависимости от количества легирующих элементов в покры- тии, их структуры и фазового состава существенно изменяются физико-механи- ческие свойства, а значит и служебные характеристики работы изделий с покры- тиями. 56 Для формирования многокомпонентных покрытий использовали ваку- умно-дуговую модернизированную установку УРМ 3.279.048, оснащенную се- паратором макрочастиц, что позволяет получать покрытия без содержания мак- рочастиц отрицательно влияющих на физико-механические свойства конден- сата. Для получения покрытий распыляли катоды из титана и меди в среде азота. На физико-механические свойства форми- руемых покрытий определяющее влияние оказы- вают условия синтеза и выбор соотношений кон- центраций компонентов в покрытии. Как показали исследования структуры и мор- фологии осажденных покрытий, предложен-ный способ позволил осаждать многокомпонентные мелкозернистые покрытия без макрочастиц, отри- цательно влияющих на физико-механические свойства конденсата (см. рисунок 1). В результате рентгенографических исследований установлено, что для по- крытий TiN/Cu, осажденных при различных токах дуги медного испарителя, ха- рактерны дифракционные пики кубического TiN со структурой В1 NaCl. Так ре- гистрируется наиболее сильное отражение от кристаллографической плоскости (111), при этом интенсивность пика значительно уменьшается с увеличением содержания меди. Однако рефлексов, относящихся к меди или ее соединениям, при малых концентрациях (2–4 ат. %) зарегистрировано не было. По-видимому, в этом случае атомы меди не образуют собственной кристаллической фазы и находятся в аморфном состоянии на границах зерен. Только при концентрации легирующего элемента 16 % в составе покрытия на дифрактограмме регистрируется дополнительно пик Cu. При этом, как пока- зали расчеты, с увеличением концентрации меди в покрытии от 2 до 16 ат. % размер зерна TiN остается практически неизменным. Ограниченная смешиваемость титана и меди при температурных условиях осаждения (не выше 500С) должна препятствовать миграции границ и росту зерен. В нашей работе установлено влияние содержания меди в покрытиях на существенное повышение микротвердости покрытий при определенных усло- виях осаждения (таблица 1). Таблица 1 – Структурные и механические характеристики (TiCu)N покрытий P10–3, Па ITi, А ICu, А Ti, ат. % Cu, ат. % d, Å L, нм Н, ГПа 6,0 55 40 97,93 2,07 4,3046 7,5 40,3 50 95,73 4,21 4,3056 6,9 39,8 60 92,17 7,83 4,3048 8,2 26,5 70 88,66 11,34 4,3045 8,1 24,3 80 84,28 15,72 4,3044 7,6 17,6 Рисунок 1– Морфология поверхно- сти осаждаемых (TiCu)N покрытий 57 УДК 661.185.6 НОВЫЙ ПОДХОД К ПОЛУЧЕНИЮ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СОЛЕВЫХ КОМПОЗИЦИЙ ДЛЯ МОЮЩИХ СРЕДСТВ А.И. Сумич, Л.С. Ещенко УО «Белорусский государственный технологический университет» E-mail: detergent@tut.by, yeshchаnko@belstu.by Синтетические моющие средства (СМС) включают соли неорганических и органических кислот – солевую композицию, основное назначение которой сво- дится к снижению общей жесткости воды, регулированию рН и повышению ион- ной силы моющих растворов, диспергации загрязнений, что обеспечивает увели- чение моющей способности СМС. Известен башенный способ, основанный на приготовлении суспензии, включающей солевую композицию, и распылении ее в потоке подогретого до 300–400°С воздуха. Способ имеет ряд недостатков, среди которых наиболее зна- чимым является энергоемкость, обуславливающая увеличение себестоимости продукта. Распространение получило механическое смешение сырьевых компо- нентов моющих средств в смесителях-грануляторах, при котором образующиеся СМС характеризуются неравномерностью состава, широким распределением гранул по размеру. Рисунок 1 – Схема образования гранулы В настоящее время активно ведутся поиски новых энерго- и ресурсосбере- гающих способов получения моющих средств. Наиболее перспективным явля- ется способ, основанный на «сухой» нейтрализации протонсодержащих реаген- тов нейтрализующими веществами, при котором агломерация частиц порошко- образных компонентов протекает за счет синтеза связующих. Образующиеся по мере нейтрализации кислот соответствующие соли играют роль связующего в агрегации частиц и образовании гранул. Наличие данных веществ обеспечивает агрегацию частиц с образованием зародышей гранулообразования, на поверхно- сти которых в дальнейшем и происходит рост гранул, как показано на рисунке. Сведения о получении моющих средств «сухой» нейтрализацией протонсо- держащих реагентов, в частности, кислот HxAn, нейтрализующими веществами (карбонатами, силикатами щелочных металлов) весьма ограниченны. Следует Нейтрализующее вещество Протонсодержащий реагент 58 отметить, что варьируя типом HxAn можно осуществлять синтез таких компо- нентов СМС, как цитраты, фосфаты, сукцинаты, глюконаты натрия, устраняю- щие общую жесткость воды; олеаты, стеараты натрия, являющиеся поверх- ностно-активными веществами; хлориды, сульфаты натрия, повышающие ион- ную силу моющих растворов. Данная работа посвящена разработке агломерационного способа получения солевых композиций для моющих средств путем «сухой» нейтрализации кислот карбонатом натрия. В качестве HxAn использовали ортофосфорную, лимонную, серную, уксусную, щавелевую и соляную кислоты. Синтез осуществляли в лабо- раторном блендере при 2–4-хкратном избытке Na2CO3. На поверхность частиц карбоната натрия при интенсивном перемешивании напыляли раствор HxAn. При этом отмечался интенсивный разогрев реакционной массы до 45–50°С, обу- словленный протеканием процессов гидратации Na2CO3 и нейтрализации кис- лоты, и увлажнение солевой композиции. По мере понижения температуры до 20°С смесь становилась сыпучей. В таблице на примере ортофосфорной и ли- монной кислот представлен состав солевых композиций, образующихся при «су- хой» нейтрализации карбонатом натрия. Таблица – Состав солевых композиций, полученных «сухой» нейтрализацией HxAn карбонатом натрия Тип HxAn Содержа- ние HxAn, мас.% Состав солевой композиции, мас.% H3PO4 20 карбонатсодержащие со- единения Na2CO3·NaHCO3·2H2O 58 Na2CO3·H2O 1 производные НxAn Na3PO4·12H2O 14* Na3PO4·8H2O Н2О свободная 10 Н3С6Н5О7 40 карбонатсодержащие со- единения Na2CO3∙NaHCO3∙2H2O 56 Na2CO3∙H2O 4 Na2CO3∙7H2O 6 NaHCO3 4 производные НxAn Na3(C6H5O7)∙2H2O 25 H2O свободная 5 Примечание. Содержание фосфатов дано в пересчете на безводную соль. В составе продуктов «сухой» нейтрализации преобладают гидратированные карбонатсодержащие соединения (до 60 мас.%) в виде Na2CO3·NaHCO3·2H2O, Na2CO3·H2O, Na2CO3·7H2O. Образующаяся соль Na2CO3·NaHCO3·2H2O (сескви- карбонат натрия) является гипоаллергенным соединением. Производные кислот представлены кристаллогидратами солей HxAn, содержание которых находится на уровне 20–40 мас.%. Их наличие приводит к протеканию процесса агломера- ции и образованию гранул с размером 0,1–1,0 мм, что обеспечивает получение гранулированного продукта заданного состава. 59 ПОЛУЧЕНИЕ КАТИОНИРОВАННЫХ КРАХМАЛОВ ДЛЯ ЦЕЛЛЮЛОЗНО-БУМАЖНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ Е.П. Шишаков, В.В. Коваль, Н.В. Черная УО «Белорусский государственный технологический университет» e-mail: eshishakov@mail.ru Крахмал является одним из самых распространенных природных соединений. Промышленным источником крахмалов служит зерно злаковых растений, а также клубни растений. Основными культурами для производства крахмала являются: кар- тофель, кукуруза, рис, пшеница. В целлюлозно-бумажной промышленности используются как природный крах- мал, так и его производные: катионированный, окисленный, гидролизованный. Особенно широко используется катионированный крахмал, имеющий ряд цен- ных технологических свойств. Введение катионных, преимущественно аминных, групп в макромолекулу крахмала можно осуществлять несколькими способами. Элементарное звено крахмала содержит 3 реакционноспособных гидроксиль- ных группы, что определяет его способность вступать в химические реакции и при- соединять азотсодержащие соединения. Реакция катионирования происходит по схеме: Степень замещения катионированного крахмала составляет 0,03 − 0,07. Кати- онный крахмал имеет положительный заряд макромолекулы, что обеспечивает его электростатическое взаимодействие и удержание на отрицательно заряженных во- локнах целлюлозы. Для снижения водопоглощения бумаги применяют проклеиваю- щие вещества: димеры алкилкетенов или канифольные клея, полученные на основе талловой или живичной канифоли. В качестве проклеивающих веществ также может использоваться талловое масло – побочный продукт сульфатной варки целлюлозы. Промышленная партия крахмала в количестве 3000 кг была изготовлена на про- мышленном оборудовании одного из предприятий Могилевской области в октябре 2017 г. Промышленные испытания по использованию катионного крахмала прово- дились на ОАО «Бумажная фабрика «Спартак» (г. Шклов, Могилевская обл.) в но- ябре 2017 г. O O CH2OH OH OH O NaOH O O CH2OH OH ONa O H2O O O CH2OH OH ONa O Cl CH2 CH OH CH2 N CH3 CH3 CH3 O O CH2OH OH O O CH2 CH OH CH2 N CH3 CH3 CH3 NaCl 60 Подача крахмала в производство проводилась следующим образом: в заварной бак объемом 1 м3 заливалась холодная технологическая вода в количестве 700-800 дм3. Затем включалась мешалка и в бак засыпали 8 ведер (40 кг) катионного крах- мала. Суспензия крахмала перемешивалась 3-5 минут, а затем в заварной бак пода- вался острый пар и содержимое бака нагревалось до 80°С. По результатам визуаль- ных наблюдений клейстеризация крахмала начиналась при 60-65°С и заканчивалась при 70°С. Заваренный крахмал самотеком сливался в одну из двух промежуточных емкостей объемом 5 м3. Из промежуточной емкости клейстер с помощью центробеж- ного насоса подавался в смеситель, где смешивался с холодной технологической во- дой до концентрации 2±0,2%. При проведении технологической операции заварива- ния было отмечено, что вязкость клейстера значительно ниже, чем у применяюще- гося ранее катионного крахмала «Б-140» производства ООО «АСТОН Крахмало- Продукты» (Рязанская область, РФ). Это обстоятельство создавало предпосылки для повышения концентрации рабочего раствора клейстера до концентрации 3±0,2% и соответственно снижения расхода пара и воды. Однако изменения технологии не проводили из-за необходимости перенастройки оборудования и возможного риска значительного изменения расхода крахмала. Разбавленный крахмальный клейстер подавался в расходный бак, а из него – с помощью двух насосов в рабочие бассейны верхнего и нижнего сеточных столов. Приготовление и подача клея АКД, флоку- лянта и коагулянта проводилась по действующим схемам. В соответствии с запро- сами покупателей производилась бумага для гофрирования массой 125, 112 и 100 г/м2. Первые партии бумаги, полученной с использованием крахмала «КАТ 2», имели значительный запас по показателю «впитываемость Кобб30» (32−36 г/м2), что позволило снизить расход клея АКД. За весь период испытаний выпущено 495540 кг бумаги, в т.ч. 258644 кг мас- сой 125 г/м2, 111377 кг массой 112 г/м2, 117064 кг массой 100 г/м2 и 8455 кг мас- сой 90 г/м2. За время испытаний израсходовано 3000 кг катионного крахмала и 1950 кг клея АКД. Средний расход крахмала составил 6,06 кг на 1 тонну бумаги, клея АКД – 4,0 кг/т. За время испытаний достигнуто снижение расхода катионного крахмала на 22 % от установленной нормы и клея АКД на 20 % от установленной нормы без снижения качества бумаги. Произведенная бумага полностью соответствовала требованиям ГОСТ 7377-85 марка Б-2. Оборотная вода, образующаяся при производстве бумаги, имела следующие показатели: подсеточная вода − ХПК – 3580 мг О2 /л, очищенная вода после фло- татора − 1710 мг О2 /л. Содержание взвешенных веществ в подсеточной воде БДМ − 1930 мг/л, очищенной воды – 60 мг/л. Таким образом, катионный крахмал, производимый в Республике Беларусь, полностью удовлетворяет требованиям технологии бумаги. По своим потреби- тельским свойствам катионный крахмал марки КАТ-2 превосходит импортные аналоги. 61 ПОЛУЧЕНИЕ ТЕРМОСТОЙКОЙ ЛИТИЙАЛЮМОСИЛИКАТНОЙ КЕРАМИКИ О.В. Кичкайло, И.А. Левицкий, Л.В. Кузьбар УО «Белорусский государственный технологический университет» E-mail: kichkailo@belstu.by Целью настоящего исследования является разработка керамических ли- тийалюмосиликатных материалов с близкими к нулю значениями температур- ного коэффициента линейного расширения (ТКЛР) для изготовления как кухон- ной посуды, предназначенной для приготовления пищи на любых источниках нагрева, так и для конструкционных элементов, способных работать в современ- ных установках (индукторах, печах сопротивления, лазерах, плазмотронах, атом- ных реакторах и т.п.) в условиях резких температурных перепадов, не разруша- ясь при этом и сохраняя высокие эксплуатационные свойства. В ходе работы на сновании изученных теоретических и экспериментальных данных были спроектированы и исследованы составы керамических материалов с повышенными термомеханическими характеристиками на основе системы Li2O – Al2O3 – SiO2. Исследования проводились в системе компонентов: глина огнеупорная – каолин – песок кварцевый – карбонат лития – технический глино- зем. В целях активизации спекания использовались апатитовый концентрат, ор- тофосфат кальция и ортофосфат магния, которые вводились в количестве 2, 4 и 6 мас. % сверх 100 мас. % при помоле компонентов. Опытные образцы изготав- ливались по технологии полусухого прессования со шликерной подготовкой массы и последующим обжигом в электрической печи в температурном интер- вале (1100–1200)10 °С с выдержкой в течение 1 ч. Опытные образцы, полученные в результате термообработки в диапазоне температур 1100–1200 С, характеризовались равномерной окраской от бело-мо- лочной до светло-бежевой цветовой гаммы. Установлено, что добавки 6 мас. % апатитового концентрата и ортофосфата магния наиболее активно интенсифици- руют процесс спекания литийалюмосиликатной керамики, что позволяет при температуре обжига 1200 °С получить материалы со следующими физико-хими- ческими свойствами: водопоглощение – 0,1–0,9 %, открытая пористость – 0,2– 1,9 %, кажущаяся плотность – 2000–2160 кг/м3, ТКЛР – (0,29–0,43)·10–7 К–1, тер- мостойкость – более 100 теплосмен. Рентгенофазовым анализом установлено, что основной кристаллической фазой материалов являются β-сподуменовые твердые растворы. Получение ука- занной фазы наиболее целесообразно, так как именно она характеризуется низ- кими значениями ТКЛР, что обеспечивает высокую термостойкость изделий. Полученные данные свидетельствуют о перспективности и целесообразно- сти использования материалов данной системы, что обеспечивает возможность получения термостойких изделий многофункционального назначения. 62 ПОЛУЧЕНИЕ НАФТАЛИНА - НОВОГО ДЛЯ БЕЛОРУССКОГО РЫНКА ПРОДУКТА МАЛОТОННАЖНОЙ ХИМИИ Ю.А. Булавка, С.Ф. Якубовский, В.А. Ляхович Полоцкий государственный университет e-mail: ulia-1917@yandex.by Нафталин востребованный на рынке продукт, используемый для синтеза моно- и полисульфокислот, в производстве фталевого ангидрида, красителей и прочих продуктов и полупродуктов.Активно развивается направление получе- ния суперплатификаторов для бетона из нафталина. В настоящее время, в странах СНГ нафталин получают в основном из ка- менноугольной смолы, насыщенной гетероатомными соединениями, что требует дорогостоящих технологических операций, связанных с очисткой смолы от серо- , азот- и кислородсодержащих соединений. На рисунке 1 приведены основные производители нафталина расположенные в странах СНГ и стоимость выпуска- емого ими продукта. Рисунок 1 – Основные производители нафталина расположенные в странах СНГ. Цена за 1 тонну нафталина колеблется от 3800 долл. США до 4500 долл. США. На территории Беларуси производств по выпуску нафталина нет. В связи с сокращением добычи угля и производства каменноугольного кокса объемы производства нафталина не удовлетворяют потребностям химической промыш- ленности. В связи с этим, интерес представляет получение нафталина из других сырьевых источников, в том числе из отходов различным производств. В част- ности, тяжелая смола пиролиза (ТСП) является побочным продуктом пиролиза- углеводородного сырья, представляет из себя смесь различных групп углеводо- родов, преимущественно ароматических с температурой кипения выше 180°С, в которой практически отсутствуют гетероатомные соединения. В настоящее время тяжелая смола пиролиза используется не рационального как компонент котельного топлива. В Беларуси на заводе «Полимир» ОАО «Нафтан» объемы выработки ТСП составляют около 12 тысяч тонн в год. Вопрос рационального использования ТСП актуален для белорусского предприятия в связи с гряду- щими планами по увеличению мощности предприятия, что приведет к увеличе- нию количества побочных продуктов и обострению проблем, связанных с их сбытом. 4500 4200 3800 4100 3700 4500 4000 4050 0 1000 2000 3000 4000 5000 Ф ен ол ьн ы й за во д О О О «И нк ор и К о» О А О « За па дн о- С иб ир ск ий ме та лл ур ги че ск ий к ом би на т» О А О «А вд ее вс ки й К Х З» О А О «Г уб ах ин ск ий ко кс ох им ич ес ки й за во д» О А О «М аг ни то го рс ки й ме та лл ур ги че ск ий к ом би на т» О А О «Н иж не та ги ль ск ий ме та лл ур ги че ск ий к ом би на т» О А О «Н ов ол ип ец ки й ме та лл ур ги че ск ий к ом би на т» О А О «Е на ук ие вс ки й ко кс ох им ич ес ки й за во д» Ц ен а за т он ну , до лл .С Ш А 63 Выполненные нами исследования показали, что в жидком концентрате ТСП содержание нафталина доходит до 18 % масс. Т.е. потенциальный выход нафта- лина при существующей производительности на заводе «Полимир» ОАО «Нафтан» может составить более 1000 тонн в год. В настоящее время предложены различные технологические разработки, не нашедшие широкого промышленного применения, предусматривающие выделе- ние нафталина путем каталитической гидростабилизации, гидрогенизационной очисткой от непредельных углеводородов в присутствии катализатора; полиме- ризацией в присутствии катализатора, ректификации в двух вакуумных колоннах и другие способы. Недостатками указанных способов являются высокие энерго- затраты, использование водорода и дорогостоящих катализаторов и инициато- ров, либо низкая степень чистоты нафталина. Нами запатентован способ получе- ния нафталина из фракции жидких продуктов пиролизауглеводородного сырья [1], включающий простую атмосферную и затем вакуумную разгонку ТСП с вы- делением концентрата нафталина, который подвергают азеотропной ректифика- ции, а затем направляют на стадии кристаллизации и прессования с получением продукта соответствующего требованиям ГОСТ 16106 на «Нафталин-очищен- ный». Разработан бизнес-план проекта с горизонтом расчета на 5 лет, инвести- ционные затратами составляют около 3,1 млн долл. США, чистый дисконтиро- ванный доход 6,9 млн долл. США, внутренняя норма доходности 74 %, динами- ческий срок окупаемости 2,67 года, рентабельность продукции 28%, данные ре- зультаты подтверждают целесообразность инвестирования денежных средств в данный проект. Остаток ТСП, из которой извлечён нафталин предлагается использовать в качестве противосмерзающего средства для транспортировки при низких темпе- ратурах воздуха нефтяного кокса, полезных ископаемых и других рыхлых вскрышных пород с повышенной влажностью железнодорожным и прочими ви- дами транспорта [2]. Установлено, что предлагаемый продукт не уступает по фи- зико-химическим свойствам промышленному аналогу Ниогрину. Реализация процесса получения нафталина из ТСП с меньшими затратами и более высокой степенью частоты позволит повысить рентабельность этилено- вых производств и получить новый для белорусского рынка продукт. Список использованных источников 1. Инновационный подход к переработке тяжелой смолы пиролизауглево- дородного сырья /Булавка Ю.А., Якубовский С.Ф., Хохотов С.С., Ляхо- вич В.А.//Сборник трудов XII Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России». – М.: Изда- тельский центр РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, 2018. –с.23-26. 2. Противосмерзающего средства из отходов нефтехимии для транспорти- ровки топливного кокса /Ляхович В.А., Емельянова В.А., Булавка Ю.А.// Сбор- ник докладов 72-й Международной молодежной научной конференции «Нефть и газ – 2018» (23-26 апреля 2018 г. Москва). – Том 2.– М.: Издательский центр РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, 2018. –С.366 64 ВОДОРАСТВОРИМЫЕ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩИЕ ЖИДКОСТИ НА ОСНОВЕ ТЕРПЕНОИДНОГО СЫРЬЯ Е.И. Гапанькова, И.А. Латышевич, А.Ю. Клюев, Н.Г. Козлов ГНУ «Институт физико-органической химии НАН Беларуси» e-mail:elenagapankova@gmail.com В машиностроительной и металлообрабатывающей отраслях Республики Беларусь при механической обработке деталей из металлических сплавов ис- пользуются различные смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ). В самом тер- мине заложены основные назначения СОЖ – охлаждать и смазывать. Современ- ные технологии обработки металлов и оборудование высокой мощности позво- ляют проводить интенсивные процессы резания, выдавливания, прокатки, штам- повки, сверления, шлифования и других процессов. Использование СОЖ позво- ляет снижать температуру в зоне обработки деталей до приемлемой за счёт теп- лообмена и, достаточно часто, за счёт парообразования. Наличие у СОЖ смазы- вающих свойств снижает трение в зоне обработки, фрикционный износ инстру- мента, вероятность задира и повреждения поверхностей обрабатываемых дета- лей и инструмента. В Республике Беларусь ежегодно используются более 200 тыс. т. различных СОЖ. Производство СОЖ в Республике Беларусь носит ограниченный характер. СОЖ импортируется из стран дальнего и ближнего зарубежья, на что расходуются валютные средства. Анализ ассортимента СОЖ, используемого в металлообрабаты- вающей промышленности, показывает, что в основном применяются СОЖ, произ- водимые химическими предприятиями Российской Федерации (СОЖ СИНАПОЛ, НГЛ-205, ИКАМ-1 и др.), а также белорусским заводом ОАО «Завод горного воска» (СОЖ ЭМ-1, ЭМ-2, ЗГВ МР-3, ЗГВ МР-7, ЗГВ МР-10), ИХНМ НАН Беларуси (ЛХ- 2, ЛХ-2М) и частными фирмами. В настоящий момент основными крупными потре- бителями СОЖ являются: ОАО «Минский моторный завод», ОАО «Минский элек- тротехнический завод им. В.И. Козлова»,ЗАО «Атлант», ОАО «Минский автомо- бильный завод», ОАО «Торгмаш», ОАО «Борисовский завод «Автогидроусили- тель», ОАО «БАТЭ», ОАО "Могилёвлифтмаш", ОАО «АМКОДОР» – управляющая компания холдинга» и др. Различают масляные, водосмешиваемые и водорастворимые СОЖ. Масляные и водосмешиваемые СОЖ обладают хорошими смазочными свойствами, но этот класс имеет ряд недостатков: наличие масляного компо- нента (выделение продуктов деструкции масла (газа) в зону дыхания рабочего); повышенная загрязненность СОЖ в процессе её эксплуатации; повышенная био- поражаемость и, как следствие, более короткий срок эксплуатации; практическая невозможность регенерации; существенное снижение основных показателей СОЖ из-за накапливания продуктов разложения; расслоение на отдельные ком- поненты при длительном хранении; повышенная трудоемкость приготовления, контроля состояния и затраты, связанные с захоронением отработанных СОЖ в большом количестве. 65 Поэтому, актуальны исследования, посвященные разработкам водораство- римых СОЖ повышенной эффективности для обработки металлических сплавов, которые обеспечили бы: меньшую коррозионную агрессивность, лучшую чи- стоту обработки; меньший износ инструмента; снижение биопораженности; меньшую трудоемкость при использовании (исключение пожароопасности, спецсредств). Использование в рецептурах таких СОЖ лесохимических продук- тов: жирные кислоты, сосновая канифоль, талловое масло и аддукты терпенома- леиновых смол и др, – приводит к увеличению смазочных, поверхностно-актив- ных и моющих свойств. Недостатками водорастворимых СОЖ на основе терпе- ноидного сырья являются: быстрая вырабатываемость одного из компонентов СОЖ (соль лесохимического продукта) в рабочем растворе; коррозионная агрес- сивность при взаимодействии с поверхностями обрабатываемых изделий; повы- шенная биопораженность. Институтом физико-органической химии НАН Беларуси проводятся иссле- дования по нескольким взаимосвязанным направлениям: - разработка новых рецептур и технологии водорастворимых СОЖ путем повышения термостабильности компонентов СОЖ за счет использования в ре- цептурах алканоламиновых солей канифоли и жирных кислот; - повышение антикоррозионных свойств СОЖ за счет сбалансированности ее количественного состава и использования антикоррозионных присадок. Наличие в Республике Беларусь достаточной сырьевой базы для производ- ства канифоли, а также возможность ее переработки во вторичные продукты на ОАО «Лесохимик», ОАО «Завод горного воска» и других предприятиях химиче- ского профиля, делают актуальными исследования по созданию новых эффек- тивных терпеноидных продуктов и практически важных композиционных соста- вов целенаправленного назначения на ее основе. Использование в рецептуре раз- рабатываемого Институтом концентрата СОЖ конденсированных терпеноидных смол, растительного сырья и полиатомных спиртов удешевляет конечный про- дукт и подразумевает заинтересованность потребителя. Предполагаемые отличительные черты СОЖ по сравнению с аналогами: 1. Высокие технологические свойства, как при работе с быстрорежущим, так и твердосплавным и абразивным инструментом. 2. Высокая бактериологическая устойчивость, позволяющая сохранять вы- сокие технологические, антикоррозионные и санитарно-гигиенические свойства в процессе длительной эксплуатации. 3. Значительное уменьшение загрязнения частицами инструментального и обрабатываемого материалов (особенно при абразивной обработке); 4. Утилизация не потребует использования специальных методов разложе- ния и утилизации отработанных СОЖ. 66 ТЕРМОСТОЙКАЯ МУЛЛИТО-ТИАЛИТОВАЯ КЕРАМИКА ДЛЯ ОБЖИГА ДЕТАЛЕЙ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ Е.М. Дятлова, О.А. Сергиевич УО «Белорусский государственный технологический университет» e-mail: topochka.83@mail.ru Актуальным направлением современных исследований является сочетание раз- личных систем, синтез и изучение новых материалов, полученных на их основе. Представляет научно-практический интерес получение термостойких материалов с повышенными термомеханическими характеристиками на основе оксидной системы Al2O3–SiO2–ТiO2 с использованием модифицирующих добавок, способствующих ак- тивизации процессов спекания и фазообразования. Основной целью данной работы является разработка составов и технологиче- ских параметров синтеза керамических материалов на основе промышленных по- рошков оксидов, а также природных минеральных веществ с использованием моди- фицирующих добавок и наполнителей, исследование физико-химических и эксплу- атационных характеристик разработанных материалов для различных отраслей про- мышленности. Анализ исследований по химическому активированию спекания показывает, что кристаллохимическими условиями ускорения спекания оксидной керамики яв- ляются образование гетеровалентных твердых растворов с вводимыми минерализа- торами, разница степени окисления спекаемого оксида и катиона добавки, а также энергетическая константа (по Форсману), которая для катиона добавки должна быть выше по сравнению со спекаемым оксидом. В качестве объекта исследования вы- бран состав, содержащий, мас. %: Al2O3–30, SiO2–35, TiO2–35, исходными сырье- выми компонентами использованы огнеупорная глина Веселовского месторожде- ния, технический глинозем и диоксид титана. На основе литературных данных ми- нерализаторами выбраны оксиды ZrO2, SnO2, CeO2 и MnO2 (марка «ХЧ») с содержа- нием их в составах исходной массы от 2,5 до 10 мас. %. Измельчение и смешение сырьевых материалов по сухому способу проводи- лось в планетарной мельнице PM 100 в течение 10 мин с последующей магнитной сепарацией. Влажность пресс-порошка составляла 7–8 % с использованием в каче- стве связки клея ПВА. Прессование заготовок проводилось на гидравлическом прессе марки ПСУ-50. Образцы отпрессовывались в виде цилиндров ø 20 мм, высо- той 20 мм и балочек (55×8×8) мм при 30–40 МПа на гидравлическом прессе марки ПСУ-50. Высушенные при 100–120 °С образцы обжигались в электропечи SNOL 6,7/1300 при температуре 1300–1375 °С с выдержкой при максимальной 1ч и последующим инерционным охлаждением. Опытные образцы исследовались по стандартным методикам. Установлено, что введение оксидов RO2 в состав керамического материала ока- зывает влияние на степень спекания и физико-химические свойства, максимально активизируется процесс спекания при температуре 1375 оС и содержании добавок RO2 7,5 и 10 мас. %. Спекание в основном протекает по твердофазному механизму; 67 доля жидкофазного спекания незначительна и, обусловлена наличием примесей (CaO, MgO, R2O) в глинистой составляющей, образующих при спекании эвтектиче- ские расплавы. Добавки ZrO2, SnO2, CeO2 имеют высокую температуру плавления в сочетании с исследуемой системой, но могут изменять параметры кристаллической решетки оксидов спекаемой системы, образовывая твердые растворы замещения, свои кристаллические фазы, участвовать в окислительно-восстановительных про- цессах, что повлияет на фазовый состав и свойства синтезированных материалов. Наиболее эффективно повышает степень спекания муллито-тиалитовой керамики оксид олова. Водопоглощение опытных образцов при содержании SnO2 7,5 и 10 % и температуре обжига 1350 оС составляет менее 1 %. По эффективности влияния на процесс спекания далее идет СеО2, введение которого в количестве 7,5–10 % позво- ляет снизить водопоглощение до 2 %. ZrO2 имеет самую высокую температуру плав- ления, ионный радиус Zr4+ на 35 % выше, чем Ti4+, поэтому его минерализирующее действие проявляется в меньшей степени и только при более высокой температуре (1375 оС – 3,7–4,0 %). При введении MnO2 до 5 % водопоглощение образцов снижа- ется, а при дальнейшем увеличении до 7,5–10 % значительно повышается до 6–7,5 % вследствие развития окислительно-восстановительных процессов и повышенного газовыделения. При снижении пористости кажущаяся плотность увеличивается, со- гласно экспериментальным данным наблюдается полная корреляция критериальных показателей спекания. Максимальной кажущейся плотностью характеризуются об- разцы, содержащие добавки SnO2 и CeO2 (3650 и 3710 кг/м3). Все исследованные оксиды-минерализаторы способствуют увеличению ТКЛР, что можно объяснить образованием твердых растворов с меньшей степенью анизо- тропии кристаллической решетки, чем у Al2TiO5 и выделением других кристалличе- ских фаз с более высоким термическим расширением. Максимальные показатели ТКЛР образцов характерны при введении MnO2 (3,6–5,4·10–6К–1), что вероятно, обу- словлено наличием стеклофазы и марганецсодержащей кристаллической составля- ющей. При введении добавок от 2,5 до 5 % качественный фазовый состав изменяется незначительно. SnO2 и CeO2, вероятно, замещают Ti4+ в структуре Al2TiO5, при этом корундовая фаза является вспомогательной. ZrO2 формирует циркон (ZrSiO4), Al2TiO5 образуется в небольшом количестве. При введении MnO2 рутил и корунд присутствуют в виде непрореагировавших основных фаз наряду с муллитом, допол- нительными являются силикаты марганца (MnO∙SiO2). Таким образом, анализируя результаты исследования, можно сделать вывод, что наиболее эффективно ускоряют процесс спекания SnO2 и CeO2, не изменяя каче- ственный фазовый состав материалов. Внедрение катионов Sn4+ и Се4+ взамен иона Ti4+ в подрешетку тиалита вероятно снижает степень анизотропии его кристалличе- ской структуры, в результате чего повышается плотность материала, но при этом термическое расширение увеличивается. В качестве оптимальных выбраны опытные составы, модифицированные 5 % SnO2 и 7,5 % CeO2 и имеющие низкие значения водопоглощения и ТКЛР (соответственно 0,2 и 2,15 %; 0,2 и 2,15∙10–6 К– 1) при температуре синтеза 1375 °С. 68 ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ВСПЕНЕННЫХ ЭПОКСИДНЫХ КОМПАУНДОВ С.В. Выдумчик, О.О. Гавриленко, М.А. Ксенофонтов, Т.Г. Павлюкевич, С.А. Чупрынский Научно-исследовательское учреждение «Институт прикладных физических проблем имени А. Н. Севченко» БГУ e-mail: lab_dozator@mail.ru В работе представлено промышленное оборудование для подготовки, смешения и высокоточного дозирования многокомпонентных эпоксидных систем. Оборудование (рисунок 1) предназначено для дозирования, смешения и заливки двухкомпонентных эпоксидных пенопластов, которые применяются в приборостроении, радиотехнической, электронной, авиационной и других отраслях промышленности в качестве герметизирующего, электроизоляционного и конструкционного материала. Рисунок 1 – Оборудование для производства вспененных эпоксидных компаундов. Эпоксидные пенопласты характеризуются оптимальными физико- механическими характеристиками, минимальной усадкой в процессе и после отверждения, влагопроницаемостью, устойчивостью к воздействию абразивных веществ, а, соответственно, и износу. В основу работы оборудования положен принцип подачи дозированного количества двух компонентов (смолы и отвердителя) в смесительное устройство со статическим типом перемешивания и последующей заливкой смеси форму. В состав установки входят следующие основные функциональные узлы: емкости для смолы и отвердителя, дозаторы хладона, смолы и отвердителя, 69 смесительное устройство, система очистки смесителя, термобокс, система управления, вытяжной шкаф и рама. Емкость для смолы с мешалкой предназначена для подготовки многокомпонентной заливочной композиции под давлением 2 МПа и представляет собой сосуд из нержавеющей стали, состоящий из корпуса, крышки и перемешивающего устройства с магнитной муфтой, обеспечивающей герметичность реактора-смесителя. Принцип действия магнитной муфты основан на передаче крутящего момента за счет силы магнитного поля без механической связи вала привода и вала мешалки. При этом оба вала герметично разделены металлическим экраном, что исключает риски утечек и загрязнений. Смесительное устройство предназначено для перемешивания компонентов с помощью специального неподвижного лабиринтного устройства и состоит из корпуса, в котором расположены два впускных клапана с общим приводом от пневмоцилиндра, фланца и статического смесителя. Система управления осуществляет полный контроль работы узлов оборудования по заданным параметрам, что гарантирует качественную предварительную подготовку компонентов системы в соответствие с необходимым соотношением. Все сигналы выводятся на управляющий дисплей оператора, на котором отображаются уровни компонентов и параметры переработки. Оборудование обеспечивает разогрев, перемешивание и поддержание заданной температуры в установке; закачку программируемой порции эпоксидной смолы, отвердителя, ускорителя и других жидких компонентов из транспортной тары в реактор-смеситель; возможность поддержания температуры в реакторе-смесителе до фиксированной температуры; электронно- регулируемые соотношения компонентов и производительность. Также необходимо отметить, что установка оснащается современными дозирующими насосами с частотно-регулируемыми приводами и имеет простую и эффективную систему управления, которая осуществляет полный контроль работы узлов оборудования по заданным параметрам. Представленное оборудование оптимально подходит для переработки двухкомпонентных эпоксидных пенопластов и отличается высокой производительностью, компактными габаритными размерами, безопасностью при эксплуатации (при соблюдении условий производителя). Высокая функциональность позволяет значительно сократить время изготовления и облегчить сборку готовых изделий на производственных площадях клиента. 70 БИОЦИДНЫЕ МЕТАЛЛИЗИРОВАННЫЕ ГЛАЗУРИ ДЛЯ КЕРАМОГРАНИТА И.А. Левицкий, А.Н. Шиманская УО «Белорусский государственный технологический университет» e-mail:shimanskaya@belstu.by Одним из перспективных направлений в области получения декоративных покрытий керамических плиток является разработка составов металлизирован- ных глазурей, обладающих антибактериальным эффектом. Сырьевая композиция для получения металлизированных глазурей вклю- чала, мас. %: многокальциевую алюмоборосиликатную фритту 2/154 (производ- ственный состав, применяющийся на ОАО «Керамин», г. Минск, Республика Бе- ларусь) в количестве 20,0–30,0; оксид меди (II) – 10,0–20,0; полевой шпат – 25,0– 32,5; содержание остальных компонентов (глинозем, доломитовая мука, огне- упорная глина, кварцевый песок, каолин) не изменялось и в сумме составляло 35 мас.%. Глазурный шликер готовился совместным мокрым помолом компонентов глазурной шихты в шаровой мельнице (Speedy, Италия) до остатка на сите № 0063 в количестве 0,1–0,3 мас.% при соотношении материал : мелющие тела : вода, составляющим 1:1,5:0,5. Полученная суспензия влажностью 50±1 мас.% наносилась на высушенный до влажности не более 0,5 мас.% и покрытый анго- бом полуфабрикат керамогранита. Заглазурованные опытными составами об- разцы подвергались обжигу в газопламенной печи типа FMS-2500 (Италия) при температуре 1200±5 ºС в течение 50±2 мин в производственных условиях ОАО «Керамин». Исследование включало определение цвета покрытий по 1000–цветному ат- ласу ВНИИ им. Д.И. Менделеева, блеска на фотоэлектронном блескомере ФБ–2 (Россия) с использованием в качестве эталона увиолевого стекла. Температур- ный коэффициент линейного расширения (ТКЛР) синтезированных глазурей из- мерялся на электронном дилатометре DIL 402 PC фирмы Netzsch (Германия) в интервале температур 20–400 °С, микротвердость – на приборе Wolpert Wilson Instruments (Германия). Рентгенофазовый анализ проводился на установке D8 ADVANCE Brucker (Германия). Микроструктура глазурных покрытий изучалась с помощью сканирующего электронного микроскопа JSM–5610 LV с системой химического анализа EDX JED–2201 JEOL (Япония). Антимикробные свойства глазурных покрытий исследовались в лаборато- рии микробиологии РУП «Научно-практический центр гигиены» (г. Минск, Рес- публика Беларусь), аккредитованной в области определения антибактериальной активности строительных материалов, в том числе плитки керамической, в соот- ветствии с ИСО 22196:2011 «Измерение антибактериальной активности на по- верхности пластмасс и других непористых материалов». Визуальная оценка показала, что в изучаемой системе сырьевых материалов формируются качественные покрытия черного цвета с эффектом металлизации. 71 Значения физико-химических свойств глазурных покрытий измерялись в соот- ветствии с ГОСТ 27180-2001 (таблица 1). Таблица 1 – Физико-химические свойства металлизированных глазурей Свойства Показатели свойств покрытий Фактура поверхности Полуматовая, блестящая Блеск, % 45–100 Микротвердость, МПа 3900–6100 ТКЛР, α∙107, К−1 84,9–89,5 Термическая стойкость, ºС 100–200 Химическая стойкость Химически стойкие Степень износостойкости 1 Результаты микробиологических исследований глазурей приведены в таб- лице 2. Таблица 2 – Оценка антибактериальной активности образцов глазурованного керамогранита Тест-штамм Контрольный образец Опытный образец Антибактери- альная актив- ность 0 24 ч 24 ч Staphylococcus aureusATCC 6538 4,36 1) 3,70 0,81 2,89 Escherichia coli ATCC 8739 4,31 3,64 1,09 2,56 Примечание: 1) Количество микроорганизмов представлено как среднее арифметиче- ское по результатам трех повторностей в lg КОЕ/мл С помощью рентгенофазового анализа выявлено, что при введении в состав сырьевой композиции менее 12,5 мас.% CuO глазурь является рентгеноаморф- ным материалом, а дальнейшее увеличение количества оксида меди (II) от 12,5 до 20 мас.% приводит к появлению на поверхности покрытия кристаллов тено- рита. Микрозондовый анализ показал, что микроструктура глазурных покрытий представлена отдельными радиально-лучистыми агрегатами (10–100 мкм) сильно удлиненных, игольчатых кристаллов тенорита. Таким образом, благодаря антибактериальным свойствам керамогранит, де- корированный разработанными металлизированными покрытиями, рекоменду- ется использовать в медицинских и детских учреждениях, химических лаборато- риях, объектах пищевой промышленности, бассейнах и других. Проведенные ис- пытания в заводских условиях ОАО «Керамин» (г. Минск, Республика Беларусь) показали реальную возможность использования разработанных глазурей в про- мышленном производстве. 72 ГЛУШЕНЫЕ ГЛАЗУРИ ДЛЯ БЫТОВОЙ КЕРАМИКИ СО СНИЖЕННОЙ МИГРАЦИЕЙ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ ПРИ КОНТАКТЕ С ПИЩЕВЫМИ СРЕДАМИ И.А. Левицкий, А.Н. Шиманская УО «Белорусский государственный технологический университет» e-mail:levitskii@belstu.by В результате анализа составов глазурных покрытий, применяемых для декорирования майоликовых изделий посудной группы, а также учитывая опыт собственных исследований в данной области, в качестве основы для исследования выбрана система Na2O–K2O–CaO–ZnO–Al2O3–B2O3–SiO2–ZrO2. В данной системе изучено 19 составов глушеных глазурных покрытий серии Г и А. В глазурях серии Г оксиды варьировались в следующих пределах, мас. %: SiO2– 55–59; B2O3 – 12–16; ZnO – 4–8; Na2O – 3; K2O – 5; CaO – 5; ZrO2 – 6. Шаг варьирования содержания компонентов составлял 1 мас.%.Синтезирована также область составов серии А из 4-х глазурных стекол, содержащих компоненты в следующих пределах, мас. %: SiO2– 53–61; Al2O3– 2–10; B2O3– 14; ZnO– 6; CaO – 5; K2O – 5; ZnO – 4 и Na2O – 3 с шагом варьирования 2 мас.%. Анализ физико-химических характеристик позволил установить следующее. Все исследованные глазурные покрытия серии Гобеспечивают формирование качественных глушеных покрытий с отсутствием дефектов покрытий. Для глазурей серии А характерно снижение заглушенности покрытий с ростом количества введенного Al2O3. Белизна покрытий колеблется в широких интервалах и ее показатели возрастают с повышением температуры обжига от 1000±5 °С до 1080±5 °С и продолжительности выдержки при максимальной температуре, которая составляет 1,0 и 1,5 ч. Все исследованные покрытия характеризуются высоким блеском. Температурный коэффициент линейного расширения глазурных покрытий серии Г в температурном интервале 20–400 °С имеют значения (59,72–62,59)·10−7К−1, изменяясь в сравнительно узком температурном интервале. Для серии А эти значения ниже и составляют (48,4– 50,5)·10−7 К−1. Глазурные покрытия всех составов обеспечили термическую стойкость, равную 200 °С. Микротвердость глазурных покрытий находится в интервале 5369–5825 МПа и возрастает при повышении температуры обжига и выдержке при ней в указанном интервале исследованных значений. Изучена миграция химических веществ (бора, алюминия, цинка), выделяющих из глазурных покрытий, контактирующих с пищевыми продуктами, в соответствии с государственными нормами «Предельно допустимые количества химических веществ, выделяющихся из материалов, контактирующих с пищевыми продуктами», утвержденными постановлением Минздрава Республики Беларусь № 119 от 30.12.2014 г. (МВИ МН 3057 – 2008, инстр. № 2.3.3.10–15–64–2005). Установлено наличие миграции цинка в 2 %-ный раствор уксусной кислоты, содержащей 2 % NaCl, в количестве 0,253– 0,646 г/дм3. Цинк в 3 %-ный раствор молочной кислоты мигрирует в количестве 73 0,396–0,818 мг/дм3, а в 2 %-ный раствор лимонной кислоты – 0,213–0,663 мг/дм3 (рисунок). Эти значения находятся в соответствии с допустимыми нормами, которые для иона цинка составляют 1 мг/м3. Проведенные в аккредитованном центре ГУ «Минский государственный центр гигиены и эпидемиологии» исследования подтвердили достоверность полученных результатов. Рисунок 1 − Графики зависимости миграции цинка из глазурных покрытий, обожженных при, °С: 1 – 1000; 2 – 1080 в модельные среды: а) в 2 %-ный раствор уксусной кислоты, содержащей 2 % NaCl; б) в 3 %-ный раствор молочной кислоты; в) в 2 %-ный раствор лимонной кислоты Анализ содержания бора не обнаружил его наличие в лимонной и молочной кислоте при допустимойнорме 0,5 мг/дм3. Не установлено также наличие алюминия в водной вытяжке при допустимой норме 0,5 мг/дм3. На основании проведенных исследований определена область базовых составов фриттованных глушенных глазурей, обеспечивающих нормативные требования по миграции вредных веществ для глазурных покрытий, контактирующих с пищевыми продуктами. 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 2 4 6 8 М , г /д м3 Содержание ZnO, мас. % Содержание SiO2, мас. % а) 1 2 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 2 4 6 8 М , г /д м3 Содержание ZnO, мас. % Содержание SiO2, мас. % б) 1 2 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 2 4 6 8 М , г /д м3 Содержание ZnO, мас. % Содержание SiO2, мас. % в) 1 2 74 УДК 532.135:541.18 ЭЛЕКТРОРЕОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ СУСПЕНЗИИ НА ОСНОВЕ ГИДРАТИРОВАННЫХ ОКСИДОВ МЕТАЛЛОВ Н.А. Бедик, Л.С. Ещенко, Е.В. Коробко Государственное предприятие «Институт НИИСМ» Белорусский государственный университет ГНУ «Институт тепло- и массообмена им. А.В. Лыкова НАН Беларуси» e-mail: info@niism.by; nbedik@gmail.com Электрореологические суспензии (ЭРС) представляют собой материалы, обратимое изменение реологических свойств которых под воздействием элек- трического поля позволяет легко управлять их состоянием от жидкотекучего до твердообразного, а саму суспензию использовать как преобразователь электри- ческой энергии в механическую в таких современных устройствах, как гидро- приводы роботов, амортизаторы, автоматизированные суставы и кисти рук ро- ботов, тормоза, бесступенчатые коробки передач, клапаны без движущихся де- талей и др. Главную роль в обеспечении электрореологического эффекта играют ча- стицы дисперсной фазы, диэлектрическая проницаемость и поверхностная про- водимость которых должна быть на несколько порядков выше, чем у дисперси- онной среды. Благодаря этому в электрическом поле на границе раздела фаз возникает разность потенциалов, частицы наполнителя поляризуются, форми- руя мостиковые структуры между электродами вдоль силовых линий поля (ри- сунок 1). Рисунок 1 – Структурирование дисперсной фазы в электрическом поле Широкое распространение в качестве дисперсной фазы получили водосо- держащие неорганические соединения, применение которых позволяет достичь увеличения предела текучести и эффективной вязкости суспензий на несколько порядков. Достижению высокого электрореологического эффекта в таких сус- пензиях способствует вода, входящая в состав наполнителей и являющаяся ак- тиватором поляризационных процессов на межфазной поверхности. С этой точки зрения для разработки эффективных составов ЭРС интерес представляют гидратированные оксиды поливалентных металлов, в частности, алюминия и 75 хрома, характеризующиеся высокой дисперсностью, полиморфизмом и разнооб- разием форм связи воды, удерживаемой в объеме и на поверхности до относи- тельно высоких температур. Исследованы двухкомпонентные суспензии (наполнитель в минеральном масле), приготовленные на основе гидратированных оксидов алюминия и хрома, отличающихся фазовым, дисперсным составом, а также типом, количеством и энергетическим состоянием воды, входящей в их состав. Концентрация напол- нителя составляла 20 масс. %. Критерием оценки электрореологической актив- ности суспензий являлись значения прироста напряжения сдвига суспензий в электрическом поле. Зависимости напряжения сдвига от скорости сдвига опре- делялись на ротационном вискозиметре смодифицированной для подачи элек- трического поля ячейкой(рисунок 2). 1 – Е= 0 кВ/мм; 2 – 0,5; 3 – 1,0; 4 – 1,5; 5 – 2,0; 6 – 2,5; 7 – 3,0 Рисунок 2 – Зависимость напряжения сдвига от скорости сдвига ЭРС на основе гидратированного оксида алюминия (а) и хрома (б) Под воздействием электрического поля в суспензиях наблюдалось значи- тельное (на 2-3 порядка) увеличение значений напряжения сдвига , связанное с преодолением отрывного усилия вследствие структурирования частиц дисперс- ной фазы в межэлектродном зазоре. Наблюдаемые отличия в степени структури- рования суспензий связаны с различной природой электрореологической актив- ности наполнителей. Так, инициирование электроструктурирования в ЭРС на ос- нове гидратированного оксида алюминия связано с возникновением протонной проводимости, обусловленной диссоциацией неструктурных молекул H2O, лока- лизованных в межслоевом пространстве псевдобемита. В случае с ЭРС на основе гидратированного оксида хрома, протонная проводимость обусловлена наличием на поверхности рентгеноаморфногоCr2O3·nH2Oадсорбированных молекул Н2О, образующих стабилизированные дисперсионными силами полимолекулярные слои, по которым и мигрирует заряд Н+ – это так называемая «пленочная прово- димость». Таким образом, показана перспективность применения гидратированных оксидов алюминия и хрома для разработки электрореологических суспензий для робототехники и других интеллектуальных управляемых технологий. 0,1 1 10 100 1000 0 200 400 600 800 g, c-1 , П а 7 6 5 4 3 2 1 а 1 10 100 1000 0 50 100 150 g, c - 1 , П а 7 6 54321 б 76 ЗАЩИТНЫЕ ПОКРЫТИЯ ДЛЯ ФУТЕРОВКИ ТЕПЛОВЫХ АГРЕГАТОВ С УЛУЧШЕННЫМИ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ Р.Ю. Попов, В.И. Мухлядо УО «Белорусский государственный технологический университет» e-mail: rospopov@mail.ru Футеровочные изделия, использующиеся в высокотемпературных тепловых агрегатах при производстве строительных материалов, выплавке металлов и т.д., с течением времени разрушаются под действием термических и механических нагрузок. Остановка на ремонт и обслуживание тепловых установок приводит зачастую к снижению показателей производительности труда, низкой эффектив- ности работы предприятий. Использование покрытий, полученных по техноло- гии самовоспламеняющегося синтеза (СВС), способствует решению указанной проблемы. Весьма актуальной задачей является разработка защитных покрытий для поверхности футеровки, обеспечивающих высокую результативность их применения, сокращение цикла ремонтных работ, долговечность и низкую стоимость. Целью настоящей работы является разработка составов и технологии получения огнеупорных покрытий методом СВС для защиты конструкционных элементов печей обжига на основе сложных алюмосиликатных систем. Достоинство технологии СВС заложено в самом принципе – использование выделяющегося тепла химических реакций вместо нагрева вещества от внешнего источника, поэтому СВ – процессы успешно конкурируют с традиционными энергоемкими технологиями. Порошковую смесь (шихту) помещают в реактор и в газовой среде производят локальное инициирование процесса (зажигание). Затем происходит самопроизвольное распространение волны горения, охватывающую всю смесь, завершение реакции и остывание синтезированного продукта. Основными причинами применения технологии самовоспламеняющегося синтеза для получения покрытий являются: простота получения защитного слоя; повышение прочности футеровки; увеличение срока службы тепловых агрегатов; возможность ремонта тепловых агрегатов без полной замены футеровки; использование для материалов футеровки более дешевых огнеупоров, за счет их защиты при нанесении СВС покрытия; использование выделяющегося тепла химических реакций вместо нагрева вещества от внешнего источника. Достоинством данного метода является способность синтезировать огнеупорную керамику при незначительных энергетических затратах, необходимых только для инициализации процесса горения. Для большинства составов эта температура составляет 600 – 900°С. Обеспечение данного процесса предусматривает использования металлического алюминия или магния – металлов, способных поддерживать горение смеси при естественных условиях. Недостатками этого метода являются сложность и быстрота протекания 77 процесса, что не всегда позволяет достигать необходимых результатов. Существенная скорость процесса осложняет возможность его регулирования, а образующиеся при синтезе материала соединения в следствие развития высоких температур, достигающих порой 2000°С, а также быстроты их образования, зачастую, приводит к нарушению целостности изделий или образованию дефектов в их структуре. Экспериментальные композиции готовились с использованием следующих сырьевых материалов: алюминиевая пудра марки ПАП-1 или ПАП-2 (ГОСТ 5494 − 95), глина месторождения «Лукомль-1», натрий кремнефтористый (ГОСТ 87 – 77), оксид железа (III), электрокорунд (ГОСТ 28818 – 90), каолин месторождения «Просяновский» природный, гранитоидные отсевы (ГОСТ 8267- 93), нефелин-сиенит, бутылочный стеклобой (ГОСТ Р 52233-2004), кроме того в состав в состав вводился отход глазурей, образующийся на ОАО «Керамин». Установлено, что введение указанного отхода способствует не только спеканию покрытия, но и насыщению материала ZrO2, который может обеспечивать кристаллизацию полезных для прочностных свойств фаз, например, муллита. Важной составляющей массы является кремнефтористый натрий, являющийся активным компонентом смеси, обеспечивающий интенсивное формирование стекловидной фазы совместно с другими компонентами шихты (например, оксидом железа). Сырьевые смеси готовились путём смешения согласно рецептуре исходных сырьевых компонентов. Перемешивание смесей проводилось в валковой мельнице в течение 15–20 мин с использованием фарфоровых мелющих тел. Процесс смешивания производился до получения однородной массы, которая затем просеивается через сито с размерами ячейки 0,1 мм для повышения однородности. В подготовленную массу добавляли связующее, в качестве которого выступало жидкое стекло, а также добавлялась вода. Полученную суспензию с помощью кисти наносили на поверхность очищенного и увлажненного образца огнеупора. Толщина нанесенного покрытия составляла 1 – 2 мм. После сушки в естественных условиях, осуществлялся обжиг в электрических муфельных печах, скорость подъема температуры составляла 150 – 200 °C/ч. Образцы оптимального состава, полученные по указанной технологии и обожженные при температуре 1150 °C, характеризовались следующим набором свойств: водопоглощение – 16,0 %; открытая пористость – 21,0 %; кажущаяся плотность – 1348 кг/м3; твердость по шкале Мооса 8, теплопроводность (Т=200°C) находится в интервале 0,400–0,548 Вт/(м∙К). Анализ данных рентгенофазового исследования большинства образцов свидетельствует о том, что основными кристаллическими фазами покрытий являются α-кварц (или его разновидности), корунд, гематит, а также целый ряд твердых растворов криптокристаллической структуры (алюмосиликаты кальция и натрия) по своему химическому составу близкому к плагиоклазу. 78 АНТИГОЛОЛЁДНОЕ УЛЬТРАЗВУКОВОЕ УСТРОЙСТВО НА ВОЗДУШНЫХ ЛЭП – КАК ЗАПАТЕНТОВАННАЯ МОДЕЛЬ ПО СНИЖЕНИЮ ГОЛОЛЁДНЫХ АВАРИЙ В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ А.А. Фарино, М.И. Фурсанов Белорусский национальный технический университет e-mail: Farino-1964@yandex.by За последние десятилетия гололёд на высоковольтных электрических ли- ниях стал возникать всё чаще и чаще. Это достаточно опасное явление. В резуль- тате налипшего льда масса проводов увеличивается в несколько раз, что при сильных порывах ветра зачастую приводит к обрыву проводов, поломке траверс и опор, рис. 2. Рисунок 1 – Патент устройства ликвидации гололёда на ЛЭП Рисунок 2 – Разрушенная опора ЛЭП под воздействием голо лёда К опасным регионам с точки зрения образования гололёда на проводах ВЛ относят Северо-Запад, Поволжье, Северный Кавказ, районы Средней полосы и Юга России, территорию Беларуси, ряд Северных и Центральны стран Европы, где образование гололёда считалось раньше маловероятным. Рисунок 3 – Структурная блок-схема антигололёдного УЗУ -ЛЭП Участившиеся гололёдные аварии на ЛЭП связаны с общим потеплением климата и влекут за собой немало сил и средств на их предотвращение и ликви- дацию последствий. Поэтому проводить противоаварийные мероприятия необ- ходимо заранее. 79 Существующие традиционные способы и методы удаления гололёда на про- водах ВЛ малоэффективны, неудобны, дорогостоящи и порой опасны [1-2]. В связи с этим предлагается инновационный способ ликвидации гололёдно-из- морозевых образований на проводах воздушных электрических линий при по- мощи ультразвука: ультразвуковые колебания с резонансной частотой кристал- лической решётки льда, равной 22 кГц, образуют в ней множество микротрещин, которые накапливаясь, полностью разрушают образовавшийся гололёд. На рис. 3 представлена структурная блок-схема предлагаемого антигололёд- ного устройства для ЛЭП, на которой 1 - диспетчерское телеуправление (ТУ), 2 - блок питания, 3 - трансформатор собственных нужд (ТСН), 4 - блок управления ультразвуковым генератором, 5 - ультразвуковой генератор (УЗГ), 6 - блок управления коммутационным аппаратом УЗГ, 7 - источник речи, 8 - модулирую- щий ВЧ-преобразователь речи, 9 - разделительный фильтр, 10 – ВЧ-кабель, 11 – фильтр присоединения, 12 – вентильный разрядник, 13 – заземляющий нож, 14 – конденсатор связи, 15 – коммутационный аппарат УЗ-преобразователя, 16 – маг- нитострикционный УЗ-преобразователь, 17 – ВЧ-заградитель, 18 – УЗ-излуча- тель. Римскими цифрами показаны границы укрупненных устройств подстанций и ЛЭП, которые обеспечивают одновременную работу канала ВЧ-связи и канала УЗ-ликвидации гололёда на ЛЭП: І – шины подстанции 1 (П1), ІІ – шины под- станции 2 (П2), ІІІ – аппаратура уплотнения и обработки информации, ІV – ап- паратура присоединения П1, V – аппаратура присоединения П2, VІ – линейный тракт ЛЭП, VІІ – колебательный контур. Описанное устройство запатентовано как полезная модель под № 11388 от 15. 02. 2017 г., рис. 1. Дата публикации патента - 30. 06. 2017 г [3]. Список использованных источников 1. Глухов В.Г. Метеорологические условия образования гололёда на высот- ных сооружениях. – Л.: Гидрометеоиздат, 1972. - 100 с. 2. Каганов В. И. Борьба с гололёдом в линиях электропередач с помощью высокочастотной волны // Электро. - 2010. - No 5. - С. 41- 45. 3. Патент РБ №11388. Устройство ультразвуковой ликвидации гололёдно- изморозевых образований на проводах воздушных линий электропередач, прио- ритет от 30.06.2017. 80 УДК 004.9; 681.5 ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ КАК КЛЮЧЕВОЙ ФАКТОР РАЗВИТИЯ ИННОВАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ В РЕСПУБЛИКЕ БЕЛАРУСЬ А.Г. Гривачевский, В.А. Карабанович, А.В. Тузиков ГНУ «Объединенный институт проблем информатики НАН Беларуси» e-mail: griva@newman.bas-net.by На информационные технологии и системы возлагается роль двигателя со- циально-экономического прогресса, одного из ключевых факторов инновацион- ного развития экономики Республики Беларусь. Государственная поддержка та- ких технологий реализуется в течение 2016-2020 годов и в виде государственной научно-технической программы «Разработка и внедрение в отраслях экономики передовых интеллектуальных информационных технологий и систем» (ГНТП «Интеллектуальные информационные технологии», 2016-2020 годы). Задания программы ориентированы на решение задач реального сектора экономики, а также задач социальной сферы. Задачи первого направления свя- заны с решением проблем информационного и методического обеспечения дея- тельности крупных предприятий, холдингов и объединений, внедрения интел- лектуальных информационных технологий и систем для управления процессами и ресурсами организаций, направленное на повышение производительности труда, обеспечения конкурентоспособности новой продукции и услуг, сокраще- ние импорта. Задачи второго направления – разработка и внедрение наукоемких интеллектуальных технологий мониторинга состояния здоровья населения и факторов окружающей среды, внедрение наукоемких методов, алгоритмов и тех- нологий интеллектуального анализа молекулярно-генетических, клинических и лабораторных данных с созданием информационно-аналитических систем на их основе, а также разработка и внедрение наукоемких интеллектуальных техноло- гий и систем поддержки принятия решений для профилактики заболеваний, ди- агностики и определения лечебной тактики. Поскольку развитие информационных систем и технологий на большинстве предприятий РБ по этапам жизненного цикла производимой продукции прово- дилось неравномерно, то для создания интегрированной информационной среды предприятия требуется, прежде всего, ликвидировать разрывы в информацион- ных цепочках по всему жизненному циклу разработки, производства, сбыта про- дукции и сервисного обслуживания. Поэтому для ряда предприятий первосте- пенной задачей является внедрение современных средств компьютерного проек- тирования, анализа надежности и испытаний на соответствие требованиям нор- мативных актов, подготовки производства и реализации новых изделий с исполь- зованием электронного документооборота, т.к. без решения этих задач невоз- можно внедрить в полном объеме современные средства управления ресурсами предприятия. Необходим перевод действующих сегодня на предприятиях систем проектирования и производства изделий на новую техническую и программную платформу, обеспечив их интеграцию с современными CAD\CAM\CAE\PDM- 81 системами, Интернет-средой. Остается актуальной проблема разработки страте- гии и перехода на современные средства автоматизации, как отдельных произ- водственных задач, так и системы управления ресурсами всего предприятия с сохранением накопленных баз данных при оптимальном и эффективном управ- лении всеми сторонами деятельности предприятия. При современных тенденциях в области медицинских информационных си- стем и технологий на первом месте в списке задач информационных медицин- ских сервисов стоит необходимость внедрения средств клинической и лабора- торной аналитики, автоматизированного управления медучреждением. Поэтому развитие информационных технологий в здравоохранении Республики Беларусь идет в нескольких взаимосвязанных направлениях – от комплексной автомати- зации лечебных учреждений и специализированных служб здравоохранения с созданием единого информационного пространства системы здравоохранения до разработки интеллектуальных технологий и систем поддержки принятия ре- шений для профилактики заболеваний, диагностики и определения лечебной тактики на базе анализа медицинских изображений различной модальности и мо- лекулярно-генетических, клинических и лабораторных данных. Анализ накоп- ленных клинических данных позволяет лучше следить за расходованием ресур- сов, появляется возможность выяснить насколько экономически эффективны те или иные сложные и дорогостоящие диагностические и лечебные процедуры, лучше проводить организационные и административные решения. В докладе рассматриваются наиболее значимые для практики проекты, ори- ентированные на развитие инновационных процессов, выполненных в интересах таких предприятий как ОАО «КБТЭМ-ОМО» (Программный комплекс управле- ния оборудованием контроля критических размеров на базе систем машинного зрения позволяет сократить время проектирования и наладки прецизионного оборудования и обеспечить общее снижение затрат на разработку программного обеспечения до 20% по сравнению с существующим техпроцессом разработки и изготовления оборудования контроля); ОАО «Амкодор» (Информационная тех- нология компьютерного моделирования испытаний устройств защиты при опро- кидывании дорожных и лесохозяйственных машин позволяет проводить предва- рительную оценку конструкций на соответствие требованиям международных стандартов по безопасности, сокращает сроки проектирования до 50% и снижает затраты на изготовление опытных образцов кабин и проведение их стендовых испытаний на 30-50%); РНПЦ детской онкологии, гематологии и иммунологии (проект «Разработать модели прогноза, создать и внедрить интеллектуальную систему прогнозирования рисков ранних и поздних рецидивов детских острых лейкозов для своевременной коррекции терапии»). 82 МЕДИЦИНСКАЯ ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИИ, ФАРМАЦИЯ, ПРОФИЛАКТИКА И ЗДОРОВЫЙ ОБРАЗ ЖИЗНИ ХРОМАТО-МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ В ЛЕКАРСТВЕННОМ РАСТИТЕЛЬНОМ СЫРЬЕ В.Н. Леонтьев, Е.В. Феськова, О.С. Игнатовец, О.Г. Совастей УО «Белорусский государственный технологический университет» e-mail: leontiev@belstu.by Жидкостная хромато-масс-спектрометрия (ВЭЖХ-МС) представляет собой метод аналитической химии, который объединяет физические возможности раз- деления жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) с возможностями масс-спектро- метрии (МС). Метод ВЭЖХ-МС обладает очень высокой чувствительностью и специфичностью и широко используется в таких областях, как химия, биология, биотехнология, медицина, пищевая промышленность, охрана окружающей среды, производство лекарств и многие другие. Биологически активные вещества лекарственных растений представляют собой комплекс веществ со сложной структурой. Количественный и качествен- ный анализ данных веществ является достаточно непростой задачей. С этих по- зиций, наиболее приемлемым с точки зрения исполнения и информативности яв- ляется метод ВЭЖХ-МС, который позволяет не только количественно оценить содержание отдельных биологически активных веществ, но и подтвердить их структуру. Одним из классов биологически активных веществ лекарственных растений являются фенольные соединения. В связи с перспективами использования дан- ных веществ в медицине, число исследований в этой области ежегодно растет. Описание фенольных соединений и предполагаемые их биологические свойства присутствует в большинстве работ, в которых анализируется химический состав растений традиционной медицины [1]. Для идентификации фенольных соединений в лекарственном растительном сырье использовали метод обращенно-фазовой хроматографии на хроматомасс- спектрометре (Waters, США) с использованием колонки BDS HYPERSIL C18 250×4,6 мм, 5 мкм (Thermo Electron Corporation, США). Регистрацию хромато- графического разделения осуществляли с помощью диодно-матричного детек- тора в диапазоне длин волн 200–700 нм и масс-детектора с электроспрей иони- зацией (ESI). В качестве подвижной фазы использовали ацетонитрил: вода с 1% муравьиной кислоты в соотношении 20 : 80 в изократическом режиме при ско- рости элюирования 1 мл/мин. Регистрацию масс-спектров осуществляли в области положительных и от- рицательных ионов. Параметры ионизации были следующими: напряжение на капилляре – 3 кВ, напряжение на конусе – 30 В, напряжение на экстракторе – 83 4 В, температура десольватации – 400°С, температура источника – 130°С, расход инертного газа (азота) – 400 л/час. Обработку результатов проводили при помощи программного обеспечения «Mass Lynx». Идентификацию фенольных соединений проводили на основании масс- и электронных спектров. По результатам хромато-масс-спектрометриче- ского анализа идентифицированы фенольные соединения лекарственных расте- ний (30 образцов), представленные в таблице. Таблица – фенольные соединения, идентифицированные с использованием метода ВЭЖХ-МС в экстрактах лекарственных растений Идентифицированное со- единение Максимум поглоще- ния, нм (ESI)+ m/z Лекарственное растение изоориентин 232; 270; 349 431,54; 449,49 пажитник сенной ориентин 232; 268; 348 449,49 витексин 233; 268; 337 433,52 изовитексин 233; 270; 337 415,51; 433,52 диосмин 233; 270; 342 301,70; 609,62 тимьян обыкновенный байкалин 235; 267; 332 271,68; 447,58 эриодиктиол 235; 287 289,62 розмариновая кислота 235; 329 163,41; 361,61; 721,79 тимьян обыкновенный, душица обыкновенная, змееголовник молдавский кверцимеритрин 232; 255; 315; 374 465,65 ромашкааптечная герниарин 232; 321 177,53 кемпферол-3-β-D-глюко- пиранозид 264; 342 449,56; 287,64 ладанникшалфеелистный, цмин песчанный изокверцитрин 255; 353 465,65 воробейник лекарственный лютеолин-7-О-глюкуро- нид 254; 347 463,81; 287,64; 925,73 душица обыкновенная, шалфей лекарственный Таким образом, используя метод ВЭЖХ-МС, удалось идентифицировать ряд фенольных соединений в экстрактах лекарственных растений: пажитника сенного (изоориентин, ориентин, витексин, изовитексин), тимьяна обыкновен- ного (байкалин, розмариновая кислота, эриодиктиол), ромашки аптечной (квер- цимеритрин, герниарин), ладанника шалфеелистного (кемпферол-3-β-D-глюко- пиранозид), душицы обыкновенной (розмариновая кислота, лютеолин-7-О-глю- куронид), змееголовника молдавского (розмариновая кислота), воробейника ле- карственного (изокверцитрин), шалфея лекарственного (лютеолин-7-О-глюку- ронид), цмина песчанного (кемпферол-3-β-D-глюкопиранозид). Список использованных источников 1. Matei A.O. Analysis of Phenolic Compounds in Some Medicinal Herbs by LC–MS / A.O. Matei, F. Gatea, G.L. Radu // Journal of Chromatographic Science. – 2015. – Vol. 53, Issue 7. – P. 1147–1154. 84 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОМПЬЮТЕРНОЙ ОБРАБОТКИ ИЗОБРАЖЕНИЙ ДЛЯ АНАЛИЗА СНИМКОВ ОПТИЧЕСКОЙ КОГЕРЕНТНОЙ ТОМОГРАФИИ ПЕРЕДНЕГО ОТРЕЗКА ГЛАЗА Г.В. Вашкевич1, Н.В. Лушпа2, Е.В. Чернякова2 , И.А. Врублевский2 1ГУО «Белорусская медицинская академия последипломного образования» 2УО «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники» e-mail: g.vashkevich@gmail.com, nikita.95_@mail.ru В настоящее время оптическая когерентная томография (ОКТ) рассматривается как перспективный метод для оценки состояния фильтрационных подушечек (ФП) после антиглаукомных операций, при формах глаукомы, сопровождающихся высоким риском рубцевания в послеоперационный период. Однако, методу ОКТ переднего отрезка глаза присущ такой существенный недостаток, как отсутствие в современных аппаратах шкалы интенсивности сигнала, что затрудняет анализ и проведение оценки оптических свойств тканей. В работе показана возможность использования программы ImageJ для определения оптической плотности на различных участках тканей переднего глаза снимков ОКТ для фиксирования отличительных признаков функционирования фильтрационных подушек при различных формах глаукомы. Такая программа включает в себя все необходимыефункции для цифровой обработки изображений: коррекция яркости иконтрастности, выделение пределов изображения, высокочастотное инизкочастотное фильтровании и т. д.Программа ImageJ позволяет определить уровень сигнала, площади и статистические показатели пиксельных значений различных выделенных вручную или при помощи пороговых функций областей на изображениях.Эта программа поддерживает стандартные функции обработки изображений, такие как логические и арифметические операции междуизображениями, манипуляции с контрастностью, свертки, Фурье-анализ, повышение резкости, сглаживание, обнаружение границ. Программа позволяет также производить различные геометрические преобразования, масштабирование, поворот и отражение. Для ОКТ ФП использовали оптический когерентный томограф «VisanteOCT» («CarlZeissMeditec»). Сканирование выполняли в перпендикулярном и параллельном лимбу направлениях в режиме изображений высокого разрешения. При оценке состояния тканей использовались следующие качественные признаки: − структура ФП; − наличие субконъюнктивальных кист; − четкость краев склерального лоскута; − наличие интрасклеральной полости; 85 − внутренние фистулы; − отражающая способность тканей ФП по отношению к рефлектности склеры. а) б) Рисунок 1 – Области сканирования ФП методом ОКТ: а) до компьютерной обработки; б) после компьютерной обработки. На рис. 1 показано применение метода цифровой обработки изображений в программе ImageJ для области сканирования ФП методом ОКТ. Метод ОКТ переднего отрезка глаза позволяет установить отличительные признаки функционирования ФП при формах глаукомы, сопровождающихся вы- соким риском рубцевания в послеоперационный период. В свою очередь, ис- пользование компьютерной обработки изображений дает возможность выделить участки с различной оптической плотностью для области сканирования ФП ме- тодом ОКТ, что позволяет оценить положение дренажа и установить возможные причины послеоперационных осложнений, в частности таких как тампонада ин- трасклеральной полости корнем радужки. Список использованных источников 1. Вашкевич Г.В. Особенности оптической когерентной томографии филь- трационных подушечек при различных типах операций по поводу глаукомы с высоким риском рубцевания / Г.В. Вашкевич, Т.А. Имшенецкая, Г.В. Ситник // Здравоохранение. – 2010. –№1.– С.58–63. 2. Лушпа Н.В. Морфологический анализ нанопористой структуры пленок анодного оксида алюминия с помощью цифровой обработки СЭМ изображений / Н.В. Лушпа, Динь Хыу Тай, Е.В. Чернкова, И.А. Врублевкий // Современные электрохимические технологии и оборудование: мат. док. Международной научно-технической конференции. – Минск: БГТУ, 2017. – С. 126-129. 86 ФИТОСОЛИ ДЛЯ КОРРЕКЦИИ ПОРОГА ВКУСОВОЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ К ПОВАРЕННОЙ СОЛИ С ЦЕЛЬЮ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ РАЗВИТИЯ АРТЕРИАЛЬНОЙ ГИПЕРТОНИИ ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ ЗДОРОВЬЯ ШИРОКИХ СЛОЕВ НАСЕЛЕНИЯ Т.А. Мадзиевкая УП «Унитехпром БГУ» e-mail: matafa@mail.ru Избыточное употребление поваренной соли, характерное для питания современного человека влияет на патогенез артериальной гипертензии, способствует задержке в организме жидкости, увеличению объема циркулируемой крови, повышению системного артериального давления, увеличению силы и / или частоты сердечных сокращений. В настоящее время по всему миру активно ведутся разработки продуктов питания с пониженным содержанием поваренной соли, но с сохранением привычной солености и хорошей органолептики. Многочисленные исследования во многих странах направлены на то, чтобы сделать употребление продуктов со сниженным содержанием хлористого натрия более привлекательным, как для страдающих артериальной гипертонией, так и для населения в целом. В Республике Беларусь в рамках Государственной программы «Освоение в производстве новых и высоких технологии» по заданию «Разработка и освоение технологии производства фитосолей для коррекции повышенного порога вкусовой чувствительности к поваренной соли в целях предупреждения развития артериальной гипертонии» разработана серия фитосолей серии «Универсум». Участниками проекта были: Центр пищевых технологий УП «Унитехпром БГУ», РНПЦ «кардиологии», Фонд Научно-технологический парк, Институт Физико-органической химии НАН РБ, кафедра радиационной химии БГУ. Разработанные фитосоли («Универсум Арома», «Универсум Тонус», «Универсум Энерго», «Универсум Плюс») предназначены для замены поваренной соли с целью уменьшения ее потребления и профилактики гипертонии и других сердечнососудистых заболеваний. Фитосоли серии «Универсум» («Тонус», «Арома», «Энерго», «Плюс») – это натуральный пищевой продукт без химических усилителей вкуса, консервантов, красителей, обладающий комплексом свойств продукта для профилактики сердечно - сосудистых заболеваний. Содержание хлористого натрия уменьшено за счет введения в состав фитосолей хлорида калия, добавления различных гомогенных порошкообразных композиций из пряно-ароматического сырья, аминокислот, витаминов, обеспечивающих высокие органолептические характеристики и способствующих снижению порога вкусовой чувствительности к поваренной соли. Фитосоли предназначены для замены поваренной соли при приготовлении пищи, а также для создания линейки продуктов здорового питания с пониженным содержанием хлористого натрия. 87 Составы фитосолей серии «Универсум» («Тонус», «Арома», «Энерго», «Плюс») научно обоснованы с доказательным подтверждением эффективности действия в результате проведения клинических испытаний в РНПЦ «Кардиология» и медико-биологических испытаний на кафедре биофизики Белорусского Государственного Университета. В состав фитосоли «Универум Тонус» входит таурин, улучшающий кровообращение и обменные процессы в сердечной мышце, способствующий профилактике нарушений сердечного ритма, являющийся антиоксидантом окислительного стресса в сердечной мышце. В составе фитосоли «Универум Плюс» включен витамин В9 и инулин. Витамин В9 снижает уровень гомоцистеина в крови, увеличение которого провоцирует развитие инфаркта, нормализует биохимический состав крови. Природные магниевые и калиевые соединения инулина делают его не только эффективным, но и безопасным препаратом для лечения аритмии, гипертонии, ишемической болезни сердца, стенокардии различного происхождения, для предотвращения инфарктов и инсультов. Фитосоль «Универум Энерго» в своем составе содержит L-карнитин - аминокислоту, которая замедляет процессы развития атеросклероза, способствует снижению артериального давления и уменьшению проявлений симптомов сердечной недостаточности, снижает уровень «плохого» холестерина. Дегустационные исследования показали, что фитосоли серии «Универсум» при снижении на 10-30% NaCl обеспечивают высокие органолептические характеристики (уровень солености, вкус, запах) пищевых продуктов. Фитосоль серии "Универсум" признана лауреатам конкурса "Лучшие товары Республики Беларусь - 2017" и " Новинка года – 2017 ". На Петербургской технической ярмарке в номинации «Лучший инновационный проект в области технологии живых систем»фитосоли серии «Универсум» были награждены золотой медалью, а также стали лауреатом спецприза. Регулярное использование фитосолей позволит продлить активное долголетие и повысить качество жизни населения. 88 ВИТАМИННЫЕ И МИНЕРАЛЬНЫЕ КОМПЛЕКСЫ, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫЕ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ И ПРОМЫШЛЕННОГО ПРИМЕНЕНИЯ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ И ЭКСТРУЗИОННЫХ ПРОДУКТОВ ПОВЫШЕННОЙ ПИЩЕВОЙ И БИОЛОГИЧЕСКОЙ ЦЕННОСТИ ДЛЯ БЕРЕМЕННЫХ И КОРМЯЩИХ ЖЕНЩИН Т.А. Мадзиевкая УП «Унитехпром БГУ» e-mail: matafa@mail.ru Современные специализированные витаминно-минеральные комплексы являются важнейшим элементом питания беременных женщин и кормящих матерей. Недостаток витаминов и микроэлементов во время беременности отрицательным образом сказывается на здоровье не только самой женщины, но и плода. В первом триместре беременности недостаток микронутриентов может приводить к нарушениям нормального внутриутробного развития и даже гибели плода. Во втором и третьем триместрах может нарушаться формирование структуры и функции органов и систем. Результаты исследований, проведенные НИИ питания РАМН, свидетельствуют о широком распространении дефицита микронутриентов среди беременных женщин и кормящих матерей. Выявлен дефицит белка, витаминов (А, Е, С, В2, В6, В12, РР), полиненасыщенных жирных кислот, кальция, микроэлементов железа, меди, цинка, селена, йода и др. Унитарным предприятием «Унитехпром БГУ» в рамках Государственной Программы «Детское питание. Качество и безопасность, 2016-2020» выполнен кооперационный научно-технический проект: «Разработка составов и технологии производства витаминно-минеральных комплексов для хлебобулочных и экструзионных продуктов повышенной пищевой и биологической ценности для беременных и кормящих женщин». В рамках данного проекта: 1) разработаны составы и научно-обоснованная технология изготовления витаминных и минеральных комплексов; 2) проведены комплексные исследования влияния рецептурных ингредиентов на показатели качества хлебобулочных и экструзионных изделий и определения их оптимальных дозировок; 3)проведены комплексные исследования физико- химических свойств витаминных и минеральных комплексов; 4) изготовлены опытные образцы, которые прошли промышленные испытания; 5) разработан, согласован и утвержден полный пакет нормативно-технологической документации на витаминные и минеральные комплексы «Славяна» и «Лада»; 6) разработаны рецептуры на хлебобулочные изделия с использованием витаминных и минеральных комплексов; 7) проведены биологические исследования специализированных хлебобулочных и экструзионных изделий для питания беременных и кормящих женщин; 8) проведена оценка 89 потребительских свойств новых видов специализированных хлебобулочных и экструзионных изделий по показателям качества и безопасности. Витаминный комплекс «Славяна» содержит витамины группы В: В1 , В2, В9, В12 , РР. Витамин В1 помогает правильно развиваться центральной нервной системе плода, поддерживает нормальный энергетический и метаболический обмен, необходим для полноценного деления клеток и передачи генетической информации от матери будущему ребёнку. При нехватке этого витамина у беременной женщины могут наблюдаться повышенная утомляемость, раздражительность, нарушения сна, головные боли, неприятные ощущения в сердце, одышка или сердцебиение, тошнота. Витамин В2 помогает полноценно развиваться нервной и кроветворной системам плода, улучшает усвоение железа, способствует формированию нормального гормонального фона, а также закладке зрительного анализатора и зачатков кожи. При нехватке этого витамина при беременности могут формироваться аномалии развития этих органов и систем. Витамин В9 способствует созреванию здоровых полноценных яйцеклеток, правильному делению зародыша после зачатия, а в дальнейшем - формированию всех органов и систем плода, особенно нервной трубки. Витамин В12 участвует в формировании нервной, пищеварительной и сердечно-сосудистой систем плода, коррекции повреждений ДНК агрессивными факторами внешней среды. Витамин РР в организме ребенка способствует закладке эндокринных органов, сохранению от повреждающих факторов внешней среды. Если женщина недополучает витамин РР при беременности, то это может найти отражение в быстрой утомляемости, подверженности инфекциям, головных болях, нарушении мыслительных функций и памяти, гормональных сбоях. Минеральный комплекс «Лада» содержит инулин и кальций. Кальций укрепляет кости женщины, оказывает положительное воздействие на состояние нервной системы. Гипокальциемия (снижение уровня кальция в крови) повышает риск реализации рахита у ребенка после рождения. Поступление инулина в организм беременной женщины повышает абсорбацию кальция и минерализацию костей. Степень покрытия суточной потребности беременной и кормящей женщины в нутриенте при употреблении 100 г хлебобулочных изделий, %: Витаминный комплекс «Славяна»: В1=16,9, В2=17,8, В9=11,3, В12=35,3, РР=17,3 Минеральный комплекс «Лада»: Са=16,2. Использование специально разработанных продуктов, позволяющих женщине в ограниченном объеме получить основную часть необходимых микронутриентов в соотношениях, оптимальных как для развития плода, так и для поддержания устойчивой лактации и качества формируемого молока, является одним из наиболее приемлемых методов коррекции рациона питания женщин как при беременности, так и во время лактации. 90 ПРОДВИЖЕНИЕ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПО СОХРАНЕНИЮ ЗДОРОВЬЯ УЧАЩИХСЯ НА ОСНОВЕ МЕЖВЕДОМСТВЕННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ Е.О. Гузик ГУО «Белорусская медицинская академия последипломного образования» Произошедшие за последние десятилетия изменения окружающей среды (выраженная урбанизация), новый уклад и качество жизни детей и подростков, обусловленные повышенными учебными нагрузками, интенсификацией образо- вательного процесса, широким внедрением информационно-коммуникационных технологий, приводящими к психоэмоциональному напряжению организма, длительным статическим нагрузкам и гипокинезии обучающихся требуют по- иска и научного обоснования современных эффективных технологий профилак- тики заболеваний. Для создания единой системы здоровьесберегающих мероприятий, направ- ленных на обеспечение оптимального роста и развития ребенка и повышение устойчивости к воздействию неблагоприятных факторов внешней среды, необ- ходим действенный «инструмент», которым является реализация на базе учре- ждений общего среднего образования (УО) межведомственных информацион- ных проектов «Школа – территория здоровья», которые включены Государ- ственную программу «Здоровье народа и демографическая безопасность Респуб- лики Беларусь на 2016–2020 гг.». Следует учитывать, что этот проект касается всех участников образовательного процесса, к которым, согласно Кодексу Рес- публики Беларусь об образовании, относятся обучающиеся, законные предста- вители несовершеннолетних обучающихся и педагогические работники. Целесо- образно привлечение к участию в таких проектах так же общественных объеди- нений, межведомственных секторов, спонсоров. Реализация в Республике Бела- русь таких проектов способствует повышению эффективности проводимых са- нитарно-гигиенических мероприятий и созданию условий для сохранения и укрепления здоровья детей и подростков, что приведет к снижению удельного веса школьников, имеющих дисгармоничное физическое развитие, функцио- нальные отклонения и хронические болезни. Осуществление проекта «Школа – территория здоровья» соответствует международному опыту (45 стран европейского региона), где с 1991 г. под эги- дой Европейской комиссии, Совета Европы и Европейского регионального бюро ВОЗ функционирует сеть Школ здоровья (SchoolforhealthinEurope – SHE, www.schoolforhealth.eu). Реализация SHE свидетельствует, что обеспечение здо- ровья в школах, являясь неотъемлемой частью стратегии в области здравоохра- нения и образования в странах-членах ЕС, обеспечивает разработку и реализа- цию национальной политики в области укрепления здоровья населения страны. Школы SHE обеспечивают активное сотрудничество между секторами здраво- охранения, образования, родителями, общественными организациями, вовле- кают детей и подростков в активную деятельность по сохранению и укреплению здоровья, делая их полноправными партнерами в деятельности по здоровьесбе- режению. Республика Беларусь присоединена к группе SHE в декабре 2014 г. как 91 перспективная страна с учетом того, что в нашей республике проводится значи- тельная работа по сохранению здоровья учащихся. Позиционирование УО Республики Беларусь как «Школ − территорий здо- ровья» определяется тем, что практически во всех регионах имеются учрежде- ния, где проводится значительная работа по формированию у школьников навы- ков здорового жизни. Включение таких школ в единую сеть позволит путем ин- теграции и концентрации материально-технических, педагогических, информа- ционных, интеллектуальных ресурсов систематизировать разновекторные уси- лия, основанные на взаимодействии учащихся, законных представителей несо- вершеннолетних обучающихся, педагогических и медицинских работников при активном участии общественных объединений и межведомственных секторов. «Школы - территории здоровья» Республики Беларусь можно рассматри- вать как ресурсные центры по сохранению здоровья учащихся, которые активно поддерживают школьный подход к здоровью и инициативное участие всех чле- нов школьного сообщества, способствуя достижению образовательных и соци- альных целей. Работа по созданию «Школ – территорий здоровья» в нашей стране прово- дится в том числе в соответствии с Инструкциями по применению «Формирова- ние здоровьесберегающей среды в учреждениях общего среднего образования» (утверждена Министерством здравоохранения Республики Беларусь 21.03.2016 регистрационный № 019-1215), и «Организация ресурсных центров сохранения здоровья в учреждениях общего среднего образования» (утверждена Министер- ством здравоохранения Республики Беларусь 21.03.2016 регистрационный № 018-1215), которые размещены на сайте БелМАПО (https://belmapo.by/ assets/templates/files/oziz/hihiena). Экспертиза УО, проведенная специалистами центров гигиены и эпидемио- логии республики в 2017 году на придание статуса «Школа – территория здоро- вья» свидетельствует, что в настоящее время на базе 19,3% УО функционирует (11,5%) или только начата (7,8%) реализация межведомственных информацион- ных проектов «Школа – территория здоровья». Деятельностью по здоровьесбе- режению в 2016 – 2017 учебном году было охвачено 267070 учащихся, что со- ставляет 30,7% от общего количества учащихся. (218094 учащихся уже реали- зуют (25,0%), 48976 учащихся начата реализация (5,6%)). Для продвижения передового опыта здоровьесбережения в УО республики целесообразным является создание сайта по реализации межведомственных ин- формационных проектов «Школа ─ территория здоровья», где школы и гимна- зии могли бы сами регистрироваться как участники проекта, что способствовало бы формированию банка данных таких учреждений. На сайте возможно разме- щение рекомендаций по рациональному питанию, режиму дня, двигательной ак- тивности, профилактике вредных привычек, наиболее перспективных практик, методических материалов по сохранению здоровья учащихся в процессе обуче- ния, современного здоровьесберегающего оборудования для учебных помеще- ний, товаров для детей и подростков. 92 СОЕДИНЕНИЯ «НАНОАЛМАЗ - ЛЕКТИН»В КАЧЕСТВЕ КОНТРАСТНЫХ АГЕНТОВ ДЛЯ МРТ МОНИТОРИНГА РАКА ПОДЖЕЛУДОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ В. Р. Стемпицкий1, В.А. Скачкова1, М.С.Баранова1, Д.Ч. Гвоздовский1, О.Л. Канделинская2, Е. Тамулене3 1УО «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники» 2ГНУ «Институт экспериментальной ботаники им. В.Ф. Купревича» НАН Беларуси 3Вильнюсский Университет, Вильнюс, Литва e-mail: vstem@bsuir.by Рак поджелудочной железы (РПЖ) является второй по частоте опухолью желудочно-кишечного тракта и пятой по частоте причиной смерти от онкологи- ческих заболеваний. Из всех панкреатических заболеваний рак выявляется в 18% случаев, причем, согласно сводным данным зарубежных и отечественных авто- ров, в 67-82% случаев на терминальной стадии, а малые ранние формы рака ПЖ обнаруживаются лишь в 3,8% случаев. В связи с большим распространением, ма- лоутешительными результатами лечения РПЖ, выявленного на поздних стадия заболевания, поиск возможных путей ранней диагностики и улучшения ее каче- ства при данной онкопатологии является чрезвычайно актуальной проблемой. Среди современных диагностических методов визуализации РПЖ, помимо мультиспиральной компьютерной томографии, ультразвукового исследования, эндоскопических методов и ряда других, важное место занимает магнитно-резо- нансная томография (МРТ). Для визуализации процессов, происходящих на мо- лекулярном и клеточном уровне, визуализации патологии, дифференцирован- ного диагноза и оценки эффективности терапии недостаточно внутреннего МР- контраста тканей. Специфичность контраста может быть усилена при помощи вводимых внешних контрастных агентов, как правило, на основе солей гадоли- ния, которые изменяют интенсивность МР-сигнала. К контрастным агентам предъявляются высокие требования: растворимость в воде, химическая стабильность, низкая токсичность (свободный гадолиний об- ладает высокой токсичностью) и быстрое выведение агента из организма, опти- мальные фармакокинетические характеристики в зависимости от клинического приложения (специфичное связывание, маркировка клеток и т. д.). Разработка новых контрастных агентов для магнитно-резонансной томографии (МРТ) явля- ется быстро развивающимся исследовательским направлением на стыке несколь- ких наук – физики, химии, биохимии, биофизики, молекулярной биологии, фар- макологии. Одним из прорывных подходов для ранней диагностики онкопатологий яв- ляется применение нанобиотехнологий, которые открывают широкие перспек- тивы для раннего обнаружения, диагностики и лечения рака, что привело к фор- мированию нового раздела онкологии – наноонкологии. Для придания наноча- стицам требуемых функций их конъюгируют с различными биомолекулами, например, с адресными лигандами – для специфического связывания с клетками, 93 с лекарственными средствами – для хемотерапии, с генами – для генной терапии, а также с различными комбинациями таких агентов – для комбинированного воз- действия. Суммируя вышеизложенное, можно сказать, что агент контраста на ос- нове наночастиц должен одновременно обеспечивать возможности визуализа- ции патологического очага и его прижизненный имиджинг в процессе лечения, направленную доставку препарата к молекулярной мишени, а также эффектив- ное и селективное воздействие на молекулярную мишень. В этой связи, особое внимание привлекают наноалмазы, поскольку они яв- ляются нетоксичными наночастицами, обладают магнитными характеристи- ками, их производство не требует больших финансовых и временных затрат, что, как полагают, позволит значительно повысить чувствительность МРТ диагно- стики раковых заболеваний. На основании имеющихся данных литературы об успешном использовании наночастиц с лигандами, обладающими различным аффинитетом, и использование их как средства контрастирования, позволяю- щего визуализировать структуры доклеточного уровня in vivo, представляется весьма интересным и относительно малоизученным подход, при котором нано- частицы соединяют с белками гликопротеинами семейства фитолектинов, обла- дающих способностью избирательного связывания с углеводными детерминан- тами на поверхности клеток, в том числе злокачественно трансформированных. Компьютерное моделирование и экспериментальные исследования позво- лят теоретически обосновать и сформулировать практические рекомендации для создания новых контрастных агентов для МРТ мониторинга рака поджелудоч- ной железы на основе наноалмазов и растительных лектинов. В качестве основ- ных методов исследования морфологии, стабильности и магнитных свойств со- единения «наноалмаз – фитолектин», используемых в качестве контрастных агентов для МРТ мониторинга рака поджелудочной железы, будут применяться методы квантовой механики и квантовой химии, реализованные в специальном программном обеспечении. Новые агенты контраста на основе наноалмазов и гликопротеинов семей- ства лектинов характеризуется эффективностью и стабильностью действия и мо- гут быть перспективными для использования для ранней диагностики РПЖ по уровню экспрессии маркера СА 19-9 (например). Предлагаемые для разработки и исследования новые агенты контраста на основе наноалмазов и гликопротеи- нов семейства лектинов способны, как предполагается, обеспечить более ран- нюю диагностику РПЖ по аффинному связыванию с опухолевыми маркерами РПЖ (например, СА 19-9), что в будущем позволит интегрировать разработан- ную технологию в производство отечественных высокоэффективных агентов контраста для МРТ диагностики и мониторинга РПЖ. Есть основания полагать, что в перспективе их интеграция в технологию производства позволит обеспе- чить импортозамещение ряда дорогостоящих импортных аналогов и будет спо- собствовать дальнейшему совершенствованию диагностики онкологических за- болеваний, как в Республике Беларусь, так и в Литве. 94 ПОЛУЧЕНИЕ КОМПОЗИЦИОННОГО СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА ХИМИЧЕСКОГО ОТВЕРЖДЕНИЯ Н.М. Шалухо1, М.И. Кузьменков1, Г.Г. Чистякова2, Г.Г. Сахар2 УО «Белорусский государственный технологический университет»1 УО «Белорусский государственный медицинский университет»2 e-mail: shalukho@belstu.by Композиционный стоматологический материал химического отверждения состоит из полимерной матрицы, неорганического (стеклянного) наполнителя, инициатора, активатора полимеризации иотверждается под действием химических реагентов при комнатной температуре или температуре полости рта. Предназначен для восстановления дефектов твердых тканей зубов у взрослых и детей, где важен косметический результат. В настоящее время в Республике Беларусь применяют импортные стоматологические материалы химического отверждения и поэтому, разработка отечественного аналога является весьма актуальной задачей. Для получения стеклянного наполнителя компоненты шихты –кварцевый концентрат глубокого обогащения SiO2, алюминия оксид,борную кислоту,алюминия фторид, стронция фторид, вольфрама оксид отмеряли на весах и перемешивали в шаровой мельнице.Полученную шихту плавили в муфельной печи при температуре 1300–1500ºС. Стеклянный гранулят получали путем быстрого охлаждения расплава в холодной воде. Затем стекло сушили и измельчали в планетарной шаровой мельнице до нужного размера частиц, после чего обрабатывали силаном для лучшего сцепления наполнителя с органической матрицей.Помимо алюмофторсиликатного стекла в состав неорганического наполнителя вводили гидрофобный аэросил DT-4 и аэросил OX-50.Благодаря содержанию в составе стекла оксидов стронция и вольфрама повышается рентгеноконтрастность стекла.Кроме того, SrO увеличивает химическую стойкость и уменьшает токсичность стекол.Высокое содержание фтора (2–20 мас.%) снижает температуру плавления стекла, а также понижает показатель преломления и делает его близким к показателю преломления полимерной матрицы, что обеспечивает увеличение степени прозрачности композиционного стоматологического материала и улучшает его эстетические свойства. Кроме того фтор обладает высоким кариесстатическим эффектом. Разработанрежим помола стекла для композиционного материала в планетарной мельнице РМ400 и установлен оптимальный размер частиц стеклянного наполнителя (0,4 мкм). Основными компонентами при разработке состава полимерной матрицы служили метакрилатные мономеры. При свободно-радикальной полимеризации матричных мономеров образуется трехмерная сетка.Кроме того, для улучшения качества композиционного материала, его стабильности и устойчивости к внешним воздействиям в состав органической матрицы вводили различные добавки. 95 Разработка рецептуры полимерной матрицы для композиционного стоматологического материала химического отверждения включала следующие стадии:– синтез метакрилового мономера;– определение весового соотношения компонентов для получения полимера с заданными физико-техническими свойствами;– введение специальных добавок (антиокислители, светостабилизаторы, ингибиторы полимеризации, антисептики). Для эстетического восстановления коронки зуба необходима полная имитация его твёрдых тканей (дентина, эмали) не только по цветовым оттенкам, но и по степени их непрозрачности (прозрачности). Композиционные стоматологические материалы используются для эстетических реставраций зубов, поэтому они должны содержать набор различных цветовых оттенков с различной прозрачностью. Для подбора цветовых оттенков материалаиспользовали следующие неорганические железоокисные пигменты, предварительно обработанные органосилоксанами. Каждый пигмент смешивали с алюмофторсиликатным стеклом, используемым в составе наполнителя для композиционного материала в определенной концентрации. Результаты испытаний физико-механических свойств разработанного композиционного стоматологического материала химического отверждения, таких как предел прочности при изгибе и диаметральном разрыве, водорастворимость, водопоглощение в сравнении с лучшими импортными аналогами Германии («CharismaPPF»), США («Сomposite»), представлены на рисунке. Рисунок – Сопоставление свойств материала «Мигрофил ХО» с импортными аналогами Таким образом, полученные данные показывают, что композиционный материал химического отверждения «Мигрофил ХО» (РБ) не уступает тестируемым зарубежным аналогам, и может использоваться на клиническом приеме при пломбировании дефектов твердых тканей коронок зубов. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Composit Charisma PPF Мигрофил ХО 51,4 53,2 70,7 27,2 30,2 36,6 14,7 14,4 14,1 3,7 3,5 3,4 Gизг, МПа Gдиам.р, МПа Wп, мкг/мм3 Wp, мкг/мм3 96 ЭКОЛОГИЯ, РАЦИОНАЛЬНОЕ РИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ, СОРТИРОВКА И ПЕРЕРАБОТКА ОТХОДОВ, ВОДООЧИСТКА УДК 69.002.5-82 О ПОЛУЧЕНИИ ЩЕБНЯ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА ДОРОГ НИЗКИХ ТЕХНИЧЕСКИХ КАТЕГОРИЙ ИЗ КАМНЕЙ, СОБИРАЕМЫХ С СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ УГОДИЙ А.В. Вавилов Белорусский национальный технический университет e-mail: ftkcdm@bntu.by Для строительства дорог низких технических категорий постоянно ведется поиск более дешевых дорожно-строительных материалов, в частности щебня. Поскольку такие дороги являются местными, проходящие в основном через сельскую местность, где нет большой интенсивности движения и больших нагрузок на ось проходящего транспорта, для возведения оснований создавае- мых таких дорог с твердым покрытием можно задействовать щебень более низ- кого качества. Альтернативой может быть щебень, получаемый из камней, еже- годно собираемых с сельскохозяйственных полей. В Беларуси создан комплект камнеуборочной техники, который включает машины для выкорчевывания скрытых и полускрытых камней из пахотного слоя, их сбор и доставку к дробильным агрегатам [1-3]. Причем машины созда- вались в основном с учетом размеров убираемых камней. Машиной, совмещающей выполнение операций корчевания, сбора и по- грузки камней является корчеватель-собиратель-погрузчик КПТ-75 [2]. Отличи- тельными конструктивными особенностями этой машины являются телескопи- ческая толкающая рама, якорное устройство, являющееся одновременно проти- вовесом, и прижимным устройством. Корчевателем-собирателем-погрузчиком можно с помощью якоря и цилин- дров телескопической толкающей рамы развить большие усилия, надежно за- хватить камень и погрузить его в транспортные средства. Кроме того, телеско- пическая рама позволяет увеличить высоту погрузки. Для вывозки к месту дробления камней, собранных корчевателем-собирате- лем-погрузчиком при очистке сельскохозяйственных полей, рекомендовано применять специальные транспортные средства, например, лыжу-самосвал ЛС-4М [2]. Для извлечения скрытых камней рекомендован корчеватель, который разра- ботан к тракторам класса 50-60 кН [1].Он предназначен для извлечения скрытых камней из пахотного слоя почвы (средний диаметр 0,3-0,6 м), залегающих на глу- бине до 0,5 м. Корчеватель состоит из рамы, клинообразно расположенных корчующих лап – двух передних и трех задних пассивных, прицепного устройства, опорных колес с механизмом регулирования глубины обработки почвы. 97 После корчевателей для уборки средних и мелких поверхностных камней применяются прицепные машины типа УКП-0,6 [3]. Прицепная камнеуборочная машина УКП-0,6 используется для уборки камней размером 0,12...0,65 м и массой 10...300 кг с поверхности поля и скрытых в па- хотном слое на глубину до 0,12 м. Машина – одноосная, агрегатируется с трак- тором класса 14 кН. Уборку мелких камней с сельхозугодий из пахотного слоя рекомендуется выполнять машиной КБМ-1,4 и с ее помощью также подбирать камни из валков, созданных валкователем ВК-2, собирающим поверхностные камни в валок[1]. После прохода вышеописанных машин на поверхности почвы могут оста- ваться валуны (размер в поперечнике более 1 м), размер которых превышает до- пустимый размер убираемых камней, исходя из характеристик и конструкций уборочных машин. Остающиеся валуны рекомендуется дробить с помощью взрыва на куски, удобные для дальнейшего дробления на щебень механическим способом. Для этого в разрушаемом валуне при помощи бура или перфоратора готовятся шпуры, в которые закладывается взрывчатое вещество (ВВ), детона- ция которого происходит при помощи электродетонатора для электрического способа взрывания. Собранные с помощью выше описанных машин камни доставляются к ще- ковым дробильным серийно выпускаемым машинам, которые получили широ- кое применение в строительном комплексе республики [4]. Из последних приоб- ретений белорусскими предприятиями следует отметить щековую дробилку на гусеничном ходу ExtecC12. С помощью этих машин получают щебень. В последнее время приобретаются предприятиями строительного ком- плекса республики дробильные ковшиBF 90.3 – сменные рабочие органы к оте- чественным одноковшовым гидравлическим экскаваторам эксплуатационной массой от 20 до 28 тонн. Аналогичной конструкции дробильный ковш создается белорусскими ма- шиностроителями. Все вышеприведенные технические средства позволяют получить более дешевый щебень для строительства местных дорог. Список использованных источников 1. Хомяков А.Г. Технологии и средства механизации уборки камней с сель- скохозяйственных угодий / А.Г. Хомяков, А.Д. Лукьянов, А.В. Новиков. Сбор- ник научных трудов «Технология и механизация культуртехнических работ». СевНИИГиМ. Ленинград 1980, с. 90-97. 2.Вавилов А.В. Машины для подготовительных работ при лесовосстановле- нии / А.В. Вавилов – Минск: Ураджай, 1985 – 47 с. 3.Борщов Т.С. Культуртехника в Нечерноземной зоне / Т.С. Борщов, И.А. Гинтовт, М.: Колос, 1981 – 253 с. 4.Вавилов А.В. Дорожно-строительные машины / А.В. Вавилов, И.И. Лео- нович и др. – Минск: Технопринт, 2000 – 515 с. 98 ЗАЩИТНОЕ ЛЕСОРАЗВЕДЕНИЕ ВРАЦИОНАЛЬНОМ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИИ БЕЛАРУСИ Волович П.И. Государственное научное учреждение «Институт леса НАН Беларуси» e-mail: petr.volovich@mail.ru Рациональное природопользование как система ведения хозяйства преду- сматривает ряд мероприятий, направленных на охрану окружающей среды и оп- тимизацию экологического состояния в природных экосистемах. Однако с ин- тенсификацией сельскохозяйственного производства и освоением осушенных массивов земель, природные комплексы в большей части потеряли первоначаль- ную ценность. Удалена вся древесно-кустарниковая растительность, изменились ландшафты, что привело к коренному изменению экологической обстановки. На больших открытых территориях осушенных земель увеличилась скорость ветра, возросла испаряемость влаги и сухость воздуха, усилился снос снега, увеличи- лась промерзаемость почвы и повторяемость заморозков. Как известно, одним из путей сохранения плодородия и эффективности ис- пользования осушенных земель является создание на их территории защитных лесных насаждений (ЗЛН). Различные виды защитных насаждений (поле-садоза- щитные, противоэрозионные, прибалочные, приовражные и др.) создавались в период (1960-1990 гг.) крупномасштабного осушения белорусских болот, борьбы с водной и ветровой эрозией почв и развития промышленного садовод- ства, притом в относительно большом количестве (всего 7,5 тыс. га). По данным предприятий мелиоративных систем и результатов обследования ЗЛН, площадь полезащитных насаждений на 01.01.2018 г. сократилась и составляет 3952,44 га. В районах Брестской области ЗЛН занимают 1795 га, в Гомельской – 1331,3 га и наименьшая площадь(813,3 га) в Минской области. В отдельных администра- тивно-территориальных районах (Кобринский, Червенский, Хойникский) пло- щадь ЗЛН достигает 300 га, что свидетельствует о больших объемах осушитель- ной мелиорации. В агрохозяйствах Витебской области полезащитные насажде- ния не создавались. Созданные полезащитные насаждения различаются составом древесно-ку- старниковых пород, конструкцией, количеством рядов деревьев в полосе, состо- янием и, естественно, выполняемыми защитными функциями. В результате оценки полезащитных насаждений установлено, что среди них есть погибшие или уничтоженные (27,5%), требующие ремонта и реконструкции (30%), нужда- ющиеся в проведении лесохозяйственных мероприятий (27%) и выполняющие защитные функции удовлетворительно (15,5%). В настоящее время эти насаж- дения требуют проведения вполне определенных лесохозяйственных мероприя- тий по оздоровлению, реконструкции, частичному или полному восстановлению их в каждом конкретном случае. Защиту почв от водной и ветровой эрозии на постоянно действующей и надежной основе можно обеспечить путем формирования агролесомелиоратив- ных комплексов (АЛМК) различных уровней. С учетом ряда других защитных 99 насаждений (на склонах, откосах оврагов, садо-поселкозащитные, противоэро- зионные и др.), защитной и общей лесистости территорий, формируется инте- грированная система АЛМК. Первоначальными объектами такой системы должны быть очаги деградации и экологического напряжения в современны- хагроландшафтах, ранжированных соответствующим образом. Создание системы интегрированных противоэрозионных ЗЛН в Беларуси, характеризующейся разнообразием геоморфологических, почвенных, эрозион- ных, экологических и других условий, основывается на следующих принципах: – оптимизации природопользования, основными критериями оценки кото- рой, являются количественные показатели: защитная лесистость (ЗЛ) ланд- шафта, потенциальная эрозионная опасность, изменение температурного режима почвы и воздуха, количество выпадающих осадков за вегетационный и весенне- летний периоды, ассортимент деревьев и кустарников для ЗЛН. – почвенно-экологическом районировании территории Беларуси, разрабо- танном на основе ландшафтных особенностей территории страны, количествен- ной оценке противоэрозионной устойчивости почв и интенсивности проявления эрозионных процессов, других особенностях почв и их пригодности для возде- лывания сельскохозяйственных культур; – обусловленности выделения почвенно-экологических районов с высокой интенсивностью проявления водно-эрозионных процессов и с высокой и очень высокой дефляционной опасностью почв, характеризующихся различным удель- ным весом эродированных почв, но включающих группы хозяйств с однородным составом почвенного покрова и близким агроэкологическим их состоянием; – особенностях происходящих изменений климата и выделении в этой связи четвертой агроклиматической области, смещении теплых климатических зон в северном направлении. Проявления изменения климата в наибольшей степени выражены в южной части Беларуси – в Брестском и Гомельском Полесье, в мень- шей мере – в Центральной почвенно-экологической провинции Беларуси и слабо сказываются в Витебской области и северных районах Минской, Могилевской и Гродненской областей; – отборе устойчивых и жизнеспособных древесно-кустарниковых видов, адаптированных к почвенно-экологическим условиям районов деградации зе- мель, перспективных для защитного лесоразведения; – оценке эколого-экономической эффективности интегрированной системы агролесомелиоративной защиты почв. Экологический эффект достигается за счет оптимизации защитной лесистости территории эрозионных земель. Эконо- мическая эффективность складывается из предотвращенных потерь гумуса и элементов минерального питания. На основании изложенного, ГНУ «Институт леса НАН Беларуси» предла- гает сотрудничество в области защитного лесоразведения в регионе «Беларусь- Балтия», полагая, что вопросы экологической нормализации в наших странах нуждаются в современном их решении. 100 HERICIUM ERINACEUS – ЦЕННЫЙ ИСТОЧНИК БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ С.А. Коваленко1, И.М. Почицкая2, И.В. Бордок1 ГНУ «Институт леса НАН Беларуси» 2РУП «НПЦ НАН Беларуси по продовольствию» e-mail: snejana.kovalenko@mail.ru, pochitskaya@yandex.ru, bordok1957@mail.ru Герицийгребенчатый (Hericium erinaceus (Bull.) Pers.) относится к экологи- ческой группе дереворазрушающих базидиомицетов. Этот гриб привлекает к себе внимание содержанием в плодовых телах и мицелии полисахаридов и других био- логически активных соединений, которые обуславливают противоопухолевые, антивозрастные, антиоксидантные фармакологические свойства, а также пище- вую ценность плодовых тел (Белова, 2004; Соломко, 2011). Химический состав H. erinaceus,определяющий его пищевую ценность и органолептические показа- тели, зависит от штамма гриба, возраста плодового тела, субстрата, условий вы- ращивания. Объектом исследования являлись свежие плодовые тела штамма 287 H. erinaceus из коллекции штаммов грибов ГНУ «Институт леса НАН Беларуси».Биохимические анализы, проведенные в Республиканском контрольно-испытательном комплексе по качеству и безопасности продуктов питания РУП «НПЦ НАН Беларуси по продовольствию», показали высокую пи- щевую ценность гериция гребенчатого (таблица 1). Таблица 1 – Физико-химические показатели плодовых тел H. erinaceus Вид гриба Белок, % Зола, % Клет- чатка, % АОА, мг/100 г* Эргостерин, мг/100 г Витамин В2, мг/100 г H. erinaceus 3,75 1,5 0,1 12,0 41,21 0,261 *Примечание: антиоксидантная активность, выраженная в эквиваленте аскорбиновой кислоты. Биологически активные соединения в съедобных грибах представлены по- лисахаридами. Они могут быть использованы в качестве функциональных пище- вых ингредиентов или нутрицевтиков. Для более углубленного анализа полиса- харидного состава биомассы гриба были определены его моносахариды. В био- массе H. erinaceus определено количество фруктозы, глюкозы, ксилозы и галак- тозы. Фруктоза и ксилоза – главные компоненты полисахаридов гриба(28,2 и 11,2 г/кг сырого вещества соответственно). Содержание глюкозы и галактозы соста- вило соответственно 6,0 и 5,5 г/кг сырого вещества. В 90-х годах XX в. японскими исследователями Mizuno (1992), Kawagishi (1991), Kanayama (1986) впервые детально изучены биологически активные вещества H. erinaceus, выделены и идентифицированы 3 группы полисахаридов: β-глюкоксилан, глюкоксилан- протеиновый комплекс и галаксилоглюкан-протеиновый комплекс. Исследования, проведенные на мышах, показали, что все они обладаютпротивоопухолевой активностью [1-3]. 101 Минеральный состав грибов представлен в таблице 2, где показаны уровни содержания восьми макро- и микроэлементов (в мг/кг сырого вещества). Выяв- лено, что H. erinaceus аккумулирует больше калия (6040 мг/кг) и фосфора (1115 мг/кг). По данным Н.А. Гресь (2011), дефицит калия в организме жителей Бела- руси выявлен в 33-59 % исследованных случаев, причем чаще – у женщин. По- требление населением макромицетов может снизить риск заболеваний, обуслов- ленных дефицитом калия в рационе питания. Среди микроэлементов в тканях плодовых тел H. erinaceus преобладает железо (10 мг/кг). Таблица 2 – Минеральный состав плодовых тел H. erinaceus Белок H. erinaceus содержит все экзогенные аминокислоты: лизин – 135,7; лейцин – 171,1; изолейцин – 50,8; треонин – 91,3; валин – 61,6; метионин – 12,0; фенилаланин – 56,3; тирозин – 37,3 мг/100 г сырого вещества. Содержание незаменимых аминокислот в H. erinaceus составляет 33,48 % от общей суммы аминокислот.Кроме незаменимых аминокислот в белке гриба выявлены также значительные количества глутаминовой кислоты – 404,9; аспарагиновой кислоты – 201,4; аланина – 195,9; серина – 138,5; глицина – 126,6 мг/100 г сырого вещества. Лекарственные свойства H. erinaceus в Беларусиеще изучены недостаточно. Тем не менее, перспективность дальнейших исследований в этом направлении и целесообразность производства лекарственных препаратов и биодобавок из гериция гребенчатого очевидны.Проведенные исследования химического состава H. erinaceus показали, что данный вид грибов является ценным продовольствен- ным сырьем для получения низкокалорийных диетических продуктов, а также ис- точником биологически активных полисахаридов. Список использованной литературы 1. Lee, J.S.Hericium erinaceus enhances doxorubicin induced apoptosis in human hepatocellular carcinoma cells / J.S. Lee, E.K. Hong // Cancer Lett. – 2010. – Vol. 297 (2). – Р. 144-154. 2. Li, G. Anticancer potential of Hericium erinaceus extracts against human gas- trointestinal cancers/ G. Li [et al.] // J. Ethnopharmacol. – 2014. – Vol. 153 (2). – P. 521–530. 3. Wang, J.C. Antitumor and immuneenhancing activities of polysaccharide from culture broth of Hericium spp. Kaohsiung / J.C. Wang [et al.] // J. Med. Sci. – 2001. – Vol. 17 (9). – P. 461–467. Минеральный состав Содержание, мг/кг Суточная норма для людей старше 18 лет, мг Кальций 23 Магний 136 Фосфор 1115 Калий 6040 Натрий 44 Железо 10 Медь 2,1 Цинк 5,2 102 ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫЙ СОРБЕНТ НЕФТЕПРОДУКТОВ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ЕГО ПРОИЗВОДСТВА В.С. Васильева, Л.Н. Василевская, М.А. Ксенофонтов, Л.Е. Островская Научно-исследовательское учреждение «Институт прикладных физических проблем имени А. Н. Севченко» БГУ e-mail: lab_dozator@mail.ru Одним из самых эффективных методов уменьшений негативных послед- ствий техногенных воздействий на окружающую среду в результате аварийных разливов нефти и нефтепродуктов является использование специальных сорбци- онных материалов и изделий из них. В работе описан сорбционный материал Пенопурм® (ТУ РБ 100235722.124- 2002), который представляет собой пористый полимерный композит с мембран- ной структурой, обеспечивающей его уникальные свойства: низкая плотность (8- 15 кг/м3); нефтеемкость 35-70 кг/кг; универсальность (поглощает нефть и нефте- продукты, минеральные и растительные масла, растворители и т.д.); гидрофоб- ность (не впитывает воду) и олеофильность (впитывает масла); плавучесть, не тонет в сатурированном (полностью насыщенном) состоянии; нетоксичность для человека, флоры и фауны. Эффективность сорбента Пенопурм обусловлена особенностями физико- химического строения полимерной матрицы полиуретанов, состоящей из поли- мерных блоков различной химической природы, в которых содержатся гибкие сегменты полиэфира и жесткие ароматические уретановые участки, а также большое количество полярных групп. Наличие открытых пор в пенопласте обес- печивает доступ сорбируемого вещества внутрь сорбента, что приводит к извле- чению сорбата не только за счет адсорбции (поглощения поверхностью), но и в результате абсорбции (поглощения всем объемом пенополимера). Представлен автоматизированный комплекс оборудования для производ- ства изделий из сорбента Пенопурм(рисунок 1). 1 2 3 4 Рисунок 1 - Состав комплекса оборудования для производства сорбента Пенопурм В состав комплекса входят: смесительно-дозирующая установка высокого давления (1), формы для получения сорбента в виде блоков (2), установка для 103 резки блоков на пластины (3), установка для продольной и поперечной резки пластин на крошку(4). Технологический процесс получения сорбента Пенопурм осуществляют путем тщательного смешения в течение нескольких секунд смесительно-дозиру- ющей установкой двух реакционноспособных жидких композиций (одна из ко- торых представляет собой смесь компонентов на основе полиэфиров со специ- альными добавками, вторая – на основе изоцианатов) и последующей подачей активированной смеси в форму. Сразу после смешения компонентов полиурета- новая композиция в течение короткого времени вспенивается и отверждается, образуя в форме полужесткий пенополимер. Полученное изделие выдерживают в форме в течение 20 минут, извлекают и направляют на установку для резки блоков на пластины заданных размеров. В случае необходимости пластины направляются на установку для производства крошки. Смесительно-дозирующая установка высокого давления является основным элементом комплекса, которая используется для дозирования компонентов, их высококачественного смешения и последующего транспортирования реакцион- носпособной смеси в форму в соответствии с требуемыми температурными, напорно-расходными и временными режимами технологического процесса. В состав установки входят следующие функциональные блоки: дозирую- щий узел, смесительный узел, станция гидропривода, устройство термостабили- зации, поворотная стойка для перемещения смесительного узла, емкости для компонентов, пульт управления, контрольно-измерительные и регулирующие приборы. Достоинством установки высокого давления является использование в ней самоочищающегося смесительное устройство, не требующее промывочных жидкостей. Для индикации и контроля за режимами работы всех узлов, поддер- жания заданных технологических параметров и выполнения защитно-блокиро- вочных функций используются созданные оригинальные устройства системы ав- томатизированного управления с применением современных достижений элек- троники и специально разработанного программного обеспечения. Управление установкой осуществляется с помощью микропроцессорной системы, реализо- ванной на однокристальном микроконтроллере фирмы MICROCHIP. Изделия из сорбента Пенопурм® выпускаются в виде пластин, крошки, пла- стин в сетке, крошки в сетке, бонов-сорбентов со сменным поглощающим бло- ком и т.д., при этом каждое изделие эффективно при определенных условиях экс- плуатации. Разработанные технология и специализированное оборудование готовы для осуществления промышленного производства различных изделий из сорбента Пенопурм® и широкого внедрения их в локальных очистных сооружениях, от- стойниках и для ликвидации разливов нефтепродуктов и очистки твердых по- верхностей. 104 ПРЕВРАЩЕНИЯ АЗОТА АММОНИЙНОГО ПРИ ОЧИСТКЕ СТОЧНЫХ ВОД, СОДЕРЖАЩИХ НЕФТЕПРОДУКТЫ О.С. Дубовик1, В.В. Сороговец2, Р.М. Маркевич2 1УП «Минскводоканал» 2УО «Белорусский государственный технологический университет» e-mail: dubovik.volha@gmail.com1, marami@tut.by2 Удаление соединений азота и фосфора при очистке сточных вод в настоя- щее время задача не менее важная, чем деструкция основных органических и не- органических соединений. В процессе биологической очистки аммонийный азот ассимилируется организмами активного ила в процессе его прироста либо окис- ляется до нитритного и нитратного специфическими нитрифицирующими мик- роорганизмами. И в том, и в другом случае скорость снижения содержания в сточных водах аммонийного азота можно считать показателем эффективности протекания биологической очистки. Как правило, ингибирующие вещества ока- зывают более сильное воздействие на нитрифицирующие микроорганизмы, чем на гетеротрофные бактерии. Нефть – очень сложная смесь органических соединений переменного со- става, основанная часть которой состоит из парафина и нафтенов, в состав входят различные смолы, асфальтены, сера. Ввиду большого различия состава нефтя- ного сырья достаточно сильно разнится и состав получаемых нефтепродуктов. Кроме того, для улучшения антиденотационных и физико-химических свойств нефтепродуктов вводят добавки и присадки, ингибирующее действие которых на микроорганизмы биоценоза активного ила может быть более выраженным, чем самих компонентов нефти [1,2]. Цель исследования заключалась в оценке влияния нефтепродуктов на превра- щения азота аммонийного, объекты исследования – циркуляционный активный ил, осветленные сточные воды и смесь нефтепродуктов (бензин и дизельное топ- ливо в соотношении 1:1, плотность 0,75–0,77 г/см3). Использованы коммерческие нефтепродукты и прямогонные фракции нефти (без добавок и присадок). В смесь циркуляционного активного ила и осветленных сточных вод (соот- ношение 1:1) добавляли нефтепродукты в количестве 10, 50, 100 см3/дм3, остав- ляя контрольную пробу без добавления нефтепродуктов. Полученную смесь в колбах помещали в шейкер-инкубатор с рабочей частотой 150 мин-1, температу- рой 25˚С и инкубировали на протяжении 1,5 ч. Через каждые 0,5 ч проводили отбор проб, в которых определяли содержание азота аммонийного колориметри- ческим методом. На рисунках 1 и 2 приведено изменение концентрации азота аммонийного для всех вариантов инкубирования иловой смеси. В контрольных пробах через 1,5 ч инкубирования концентрация азота аммонийного находилась в диапазоне 6,6–8,1 мг/дм3. В пробах иловой смеси, в которую добавлены нефтепродукты без присадок (рисунок 2), конечные значения этого показателя составили от 8,9 до 105 13,4 мг/дм3, что существенно ниже, чем для проб с коммерческими нефтепродук- тами (от 15,7 до 17,5 мг/дм3). Ход кривых при высоком содержании нефтепродук- тов (100 см3/дм3) может быть следствием ухудшения массообмена вследствие не- достаточного диспергирования. Рисунок 1 – Изменение концентрации азота аммонийного при инкубировании иловой смеси с добавлением коммерческих нефтепродуктов Рисунок 2 – Изменение концентрации азота аммонийного при инкубировании иловой смеси с добавлением нефтепродуктов прямой перегонки нефти Таким образом, ингибирующее влияние нефтепродуктов на биологическую очистку сточных вод обусловлено в большей степени вводимыми добавками и присадками, чем количеством самих нефтепродуктов. Список использованных источников 1. Стахов Е.А. Очистка нефтесодержащих сточных вод предприятий хране- ния и транспорта нефтепродуктов. – Л.: Недра, 1983. – 263 с. 2. Капустин В.М. Нефтяные и альтернативные топлива с присадками и до- бавками. – М.: КолосС, 2008. – 232 с. К он це нт ра ци я аз от а ам м он ий но го , м г/ дм 3 Время, мин холостая проба содержание нефтепродуктов 10 см³/дм³ содержание нефтепродуктов 50 см³/дм³ содержание нефтепродуктов 100 см³/дм³ К он це нт ра ци я аз от а ам м он ий но го , м г/ дм 3 Время, мин холостая проба содержание нефтепродуктов 10 см³/дм³ содержание нефтепродуктов 50 см³/дм³ содержание нефтепродуктов 100 см³/дм³ 106 ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ВОЛОКНИСТО-ПОРИСТЫЕ СИСТЕМЫ В ОЧИСТКЕ ВОДЫ ОТ ДОЛГОЖИВУЩИХ РАДИОНУКЛИДОВ А.Н. Никитин1, А.В. Зубарева1, А.Г. Кравцов2 1ГНУ «Институт радиобиологии НАН Беларуси» e-mail: alesyazubareva@mail.ru 2Национальный научно-технологический парк «БелБиоград» НАН Беларуси e-mail: kravtsovag@tut.by Масштаб воздействия человека на окружающую среду непрерывно возрас- тает и с наступлением атомной эры стал глобальным. В частности, значительную проблему для общества представляет собой загрязнение биосферы радионукли- дами природного и искусственного происхождения. Одними из наиболее опасных загрязнителей водной среды являются ча- стицы, содержащие долгоживущие радионуклиды. Они могут быть найдены в следующих жидких средах: 1) водоемы на территориях, подвергшихся воздей- ствию аварийных ситуаций, связанных с выбросом или сливом радиоактивных веществ (в Беларуси зона Полесского государственного радиационно-экологиче- ского заповедника, на Украине области, непосредственно прилегающие к Черно- быльской АЭС, в России ряд населенных пунктов Брянской, Челябинской обла- стей, в т.ч. бассейн р. Теча, в Японии территория вблизи АЭС «Фукусима»); 2) сточные воды и несанкционированные сбросы некоторых предприятий оборон- ного и атомно-энергетического комплекса. Опасность представляет высокая спо- собность радионуклидов мигрировать с надземными и подземными водами, рас- ширяя свой ареал на значительные территории. Вследствие Чернобыльской катастрофы значительные территории в меж- граничном ареале Беларуси, Украины и России оказались загрязнены радио- нуклидами (В Беларуси – 46,45 тыс. км2, или 23% от общей площади [1]). Гло- бальный характер катастрофы обусловил интенсификацию работ по изучению радиоэкологической ситуации как в наиболее загрязненной 30-км зоне, так и в районах других аварий, включая сбросы сточных вод предприятий оружейного ядерного комплекса. Открытыми остаются вопросы разработки технических средств для локализации и ликвидации негативного воздействия радиоактивного загрязнения, возникшего в результате аварийной ситуации, с целью сохранения экосистем и их биоразнообразия. Перспективным представляется поиск решения этих проблем на стыке ра- диобиологии, экологии и технических наук с учетом опыта, накопленного при разработке полимерных волокнисто-пористых фильтрующих материалов. Разработано оригинальное техническое решение – комбинированный сор- бент для очистки воды от долгоживущих радионуклидов. Он содержит полимер- ный волокнисто-пористый melt-blown носитель. Этот носитель импрегнирован дисперсной взвесью гуминовых веществ или зеленой водоросли хлорелла (Chlorella vulgaris). Носитель, состоящий из переплетенных волокон микронных 107 размеров, сам по себе является неселективным сорбентом дисперсных частиц за- грязнений. В объеме носителя содержатся осажденные на волокнах и размещен- ные в межволоконном пространстве частицы гуминовых веществ. Носитель пол- ностью проницаем для воды, вследствие чего обеспечивается контакт всего объ- ема комбинированного сорбента с поверхностью очищаемого водоема и, тем са- мым, – гуминовых веществ с радионуклидами. Носитель способен задерживать зеленые водоросли. Комбинированные сорбенты разных типов погружали в воду объемом 1 л, взятую из оз. Персток (зона отчуждения Чернобыльской АЭС), после чего ана- лизировали эту воду (фильтрат). Удельная активность долгоживущих радио- нуклидов в воде до использования сорбента составляла: по 137Cs – 5,64 Бк/л; 239+240Pu – 2,02 Бк/л; 241Am – 2,42 Бк/л. При введении гуминовых веществ и водо- рослей в поры полимерного носителя удельная активность отфильтрованной воды оказалась ниже показателя минимально детектируемой активности (МДА) на следующих приборах: гамма-спектрометрический комплекс Canberra, автома- тизированный альфа-спектрометр Canberra Alpha Analyst (после радиохимиче- ского выделения Pu и Am). Предложенный способ извлечения радионуклидов из воды с помощью ком- бинированного сорбента (полимер + биоагент) разработан на стыке научных направлений и демонстрирует перспективность поиска средств реабилитации за- грязненных территорий с привлечением арсенала и методологии смежных наук. Полученные результаты позволяют рекомендовать применение сорбента для очистки и реабилитации водоемов, которые в результате аварии на ЧАЭС оказа- лись загрязненными долгоживущими радионуклидами. С помощью недорогого и несложного в конструктивном исполнении комбинированного сорбента, мате- риал которого химически стоек при любом составе очищаемой воды и техноло- гичен в эксплуатации, можно осуществлять эффективную фильтроадсорбцион- ную очистку поверхности водоемов. Список использованных источников 1. Васильченко, Д.Л. Радиационное состояние водоемов и водотоков 30- километровой зоны ЧАЭС / Д.Л. Васильченко, С.В. Казаков, Э.К. Тиханов // «Чернобыль-88»: доклады 1 Всесоюзного научно- технического совещания по итогам ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС. Миграция и со- стояние радионуклидов в природе. – Часть II. Т. 5. – 1989. – С. 3–5. 2. Радиоактивное загрязнение Днепра и его водохранилищ и некоторые гидроэкологические мероприятия после аварии на Чернобыльской АЭС / М.И. Кузьменко [и др.]. // Гидробиологический журнал. – 1992. – Т. 28, № 6. – С. 86–94. 108 РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЕ ПОКРЫТИЯ ДЛЯ КОКИЛЬНОГО ЛИТЬЯ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ БЕЛАРУСИ Ю.А. Климош, С.Е. Баранцева УО «Белорусский государственный технологический университет» e-mail: klim-aspir@mail.ru Непрерывно растущая потребность в разделительных покрытиях для кокиль- ного литья мало- и крупногабаритных изделий различной формы и конфигурации из алюминиевых сплавов, широко применяемых в современном машиностроении, обу- словлена совершенствованием технологии литья и повышением требований к каче- ству отливки. Требуются покрытия, отличающиеся высокой термостойкостью, удо- влетворительной кроющей способностью, хорошими теплоизолирующими свой- ствами, от которых зависит не только качество и чистота поверхности отливки, но и срок службы дорогостоящих крупногабаритных стальных кокилей [1–3]. Целью настоящего исследования является разработка составов разделительных покрытий для кокильного литья алюминиевых сплавов с использованием мине- рального сырья Беларуси. При выборе материалов и разработке составов покры- тий учитывали ряд требования, основными из которых являются: – доступность составляющих ингредиентов (связующего, наполнителя, сус- пензирующих и вспомогательных компонентов), высокая температура их плав- ления и размягчения, – химическая стойкость покрытий, минимизация химического взаимодей- ствия с поверхностью стальных кокилей и отливаемых изделий; – стабильные реологические свойства покрытий, способность к нанесению пульверизацией (распылением); устойчивость к осаждению наполнителя в про- цессе хранения приготовленных покрытий; – хорошее сцепление с поверхностью кокиля, способность покрывать ее тонким равномерным монолитным слоем; – стойкость покрытия, возможность многократного повторного использова- ния при литье изделий из алюминиевых сплавов; – простота технологического процесса приготовления покрытий. Анализ используемых разделительных покрытий в РБ и ближнем зарубежье по- казал, что при выборе связующего разделительных покрытий большое внимание уделяется фосфатным связкам. Поэтому нами было использовано алюмофосфатное связующее с соотношением Р2О5/А12О3 , равным3:1; 3,5:1; 4:1. В качестве наполнителя применяли магматические горные породы месторож- дений Республики Беларусь, химический состав которых приведен в таблице. Для улучшения реологических свойств разделительных покрытий в их составы вводи- лись добавки глинистых компонентов (бентонит, каолин, тугоплавкая глина). 109 Исследуемая валовая проба Содержание оксидов, % SiO2 Al2O3 CaO MgO FeO + Fe2O3 K2O + Na2O TiO2 Р2О5 MnO ппп Гранитоиды 61,64 14,86 4,38 3,32 8,94 2,52 0,93 0,35 0,19 2,87 Базальт 46,11 11,49 5,0 7,87 14,0 4,30 1,74 0,31 – 9,18 Диабаз 45,97 17,19 8,38 9,45 9,7 3,67 0,81 0,15 0,17 4,51 Экспериментальными исследованиями подтверждена целесообразность ис- пользования для защиты поверхности стальных кокилей разделительных покрытий следующего качественного состава: связка – алюмофосфатное связующее; наполни- тель – гранитоидные отсевы (некондиционная фракция при производстве дорож- ного щебня РУПП «Гранит»); растворитель – вода; добавка – каолин или бентонит. Установлено оптимальное количественное содержание вышеуказанных ингредиен- тов для получения разделительных покрытий с удовлетворительным комплексом требуемых свойств. Покрытия характеризуются хорошей адгезией, при отвержде- нии становятся монолитными и гладкими. Основным критерием определения пригодности покрытия для использования в качестве защиты кокилей от пригара является отсутствие прилипания охлажденного алюминиевого расплава к его поверхности. Были проведены испытания стальных заготовок Ст 45 с нанесенным разделительным покрытием на контакт с распла- вом алюминия. Испытания проводили как в лабораторных условиях, так и в усло- виях предприятия (ОАО «Минский моторный завод»). Результаты лабораторных и заводских испытаний показали, что функциональ- ные свойства разделительных покрытий сохранялись при многократной отливке алюминиевых расплавов на стальную подложку. В результате проведенного исследования установлена возможность син- теза качественных антипригарных покрытий на основе алюмофосфатного связу- ющего и неорганического наполнителя, в качестве которого наиболее эффек- тивно использование тонкомолотых гранитоидных отсевов. Список использованных источников 1. Валисовский, И. В. Пригар на отливах: монография. – М.: Машинострое- ние, 1983. – 192 с. 2. Васильев, В. А. Физико-химические основы литейного производства: учебник. – М.: Изд-во МГТУ, 1994. – 320 с. 3. Судакас, Л. Г. Фосфатные вяжущие системы. Санкт-Петербург. – 2008. – С. 45, 105-114. 110 УДК 666.9.046 УТИЛИЗАЦИЯ ТЕХНОГЕННОГО ШЛАМОВОГО ОТХОДА ОАО «ГОМЕЛЬСКИЙ ХИМИЧЕСКИЙ ЗАВОД» М.И. Кузьменков, Н.Г. Короб, М.К. Анкуда, М.А. Комаров УО «Белорусский государственный технологический университет» e-mail: kuzmenkov.bgtu@mail.ru Актуальность проблемы утилизации техногенных отходов промышленно- сти в настоящее время связана как с обострением общего экологического кризиса в мире, так и с возрастанием дефицита природных ресурсов. В странах СНГ еже- годно перерабатывается всего около 20% техногенных отходов, тогда как в мире этот показатель достигает 85 — 90%. Многие отходы по своему составу и свой- ствам близки к природному сырью. ОАО «Гомельский химический завод» является одним из ведущих предпри- ятий нефтехимической отрасли Беларуси и крупнейшим в стране, выпускающим фосфорсодержащие минеральные удобрения. В результате его производствен- ной деятельности образуются многотоннажные техногенные отходы, в числе ко- торых фосфогипс, шлам станции нейтрализации кислых стоков, кремнегель, что создает серьезную экологическую нагрузку в регионе. Проблема утилизации указанных отходов до настоящего времени не ре- шена.Наиболее опасным с экологической точки зрения можно считать шлам станции нейтрализации химического завода ввиду высокого содержания в нем фторидов и кремнефторидов ряда металлов. Указанный шлам образуется при нейтрализации известковым молоком кислых стоков из сернокислотных цехов, цехов производства фосфорной кислоты и цеха фторсолей. Накопление шламо- вого отхода на сегодняшний день составляет более 100 тыс. тонн. Промышленность строительных материалов является наиболее емкой из от- раслей, потребляющих промышленные отходы. Из литературных данных из- вестна высокая эффективность действия фторидов и фосфатов в качестве интен- сификаторов обжига цементного клинкера, что позволяет сделать вывод об эф- фективности использования шламового отхода химического завода в качестве минерализатора. Кафедрой «Химическая технология вяжущих материалов» Бе- лорусского государственного технологического университета были выявлены существенные возможности по применению шламового отхода ОАО «Гомель- ский химический завод» в качестве минерализатора при обжиге цементного клинкера. В работе использовали сырьевую муку следующего состава, мас. %: CaO − 43,1; SiO2 − 14,5; Al2O3 − 3,2; Fe2O3 − 2,9; MgO − 1; K2O − 0,7; SO3 − 0,4; Na2O − 0,2; ППП − 34. В качестве минерализаторов использовали отдельно отфильтро- ванные шламы: шлам цеха фосфорной кислоты (ЦФК), шлам цеха серной кис- лоты (СКЦ), шлам цеха фтористых солей (ЦФС). С целью исключения влияния примесей готовили сырьевую смесь различ- ного состава из реактивных компонентов, которую обжигали в электрической 111 печи в температурном интервале 1300–1440°С. Оценку минерализующего дей- ствия проводили по содержанию свободного оксида кальция в обожженном клинкере этилглицератным методом. Согласно полученным экспериментальным данным, все вышеуказанные шламы обладают значительной минерализующей способностью, при этом наибольшим интенсифицирующим действием обладает шлам ЦФС. По степени эффективности действия минерализаторы можно расположить в следующем по- рядке: ЦФС>СКЦ>ЦФК. Суть действия минерализаторов сводится к следующему: 1) при наличии их в сырьевой смеси образование жидкой фазы происходит при значительно более низких температурах, в связи с этим кристаллизация глав- нейших клинкерных минералов происходит намного раньше и значительно быстрее; 2) ускорительное действие минерализующей добавки, фторсодержащей в частности, обусловлена тем, что с появлением эвтектического расплава кремне- кислородные цепочки Si–O–Si деполимеризуются за счет вхождения фтора вме- сто мостикового кислорода. Это делает силикатный расплав менее вязким, что в свою очередь обеспечивает лучшую смачиваемость расплавом твердой фазы и обеспечит более быстрое протекание реакции в системе твердое–жидкость. Подводя итоги исследования всех трёх шламов, можно утверждать, что ис- пользование совместных шламов является лучшим минерализатором для полу- чения портландцементного клинкера. Согласно стандарту СТБ ЕН 197-I-2007, содержание свободной извести в цементе не должно превышать 5%. При использовании общего шлама солей этот показатель находится на уровне 1,5% при температуре обжига 1300°С, что гово- рит о целесообразности его использования для обжига цементно – сырьевой смеси. Снижение температуры обжига портландцементного клинкера на 100– 150°C положительно скажется на работе вращающихся печей в целом и умень- шит тепловые затраты на производство клинкера. Уменьшение влажности шлама с 60-63% до 3-5% путем замены используемых в настоящее время барабанных вакуумных фильтров на непрерывно работающие центрифуги может сделать шлам пригодным к транспортировке на цементные заводы Республики Беларусь. Кроме того, утилизация шламового отхода не только снизит финансовую нагрузку на ОАО «Гомельский химический завод», но и улучшит экологическую обстановку в регионе. Список использованных источников 1. Ситько, М.К. Исследование влияния минерализаторов на процесс обжига портландцементного клинкера. М.К. Ситько, Н.Г. Стародубенко// Труды БГТУ. – 2016. –№3: Химия и технология неорган. в-в. –С. 106 – 110. 112 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ УТИЛИЗАЦИИ И ПЕРЕРАБОТКИ ВОЛОКНИСТОГО КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА "AL-W-B" В.А. Глущенков1, И.А. Беляева1, В.А. Миронов2, Ю.С. Ушеренко3 1Самарский национальный исследовательский университет 2Рижский технический университет 3 Белорусский национальный технический университет e-mail: osher_yu@mail.ru Во многих отраслях машиностроения широко используются композицион- ные материалы, обладающие уникальными свойствами. Так, например, в авиастроении нашли применение волокнистые композиционные материалы (ВКМ) - боралюминиевые композиты (Al-W-B) с высокими удельными характе- ристиками (таблица 1). Из такого материала изготавливаются корпусные детали, лопатки турбин, силовой набор и другие. Имеются примеры успешного выпол- нения из такого композита ряда строительных конструкций. Однако после завершения эксплуатации изделий остается нерешенной эко- логическая проблема утилизации таких материалов. Сложность утилизации свя- зана со слишком большой разницей физических и механических свойств состав- ляющих композиционного материала : температура плавления Al-700°C; W- 3000°C; B-2200°C; так же бор обладает второй после алмаза твердостью, хорошо поглощает быстрые и медленные нейтроны. В составе ВКМ «Al-W-B» борные волокна могут составлять до 80%. Борные волокна обладают высокой твердо- стью. По этой характеристике – это второй после алмаза материал. а) б) Рисунок –а) Микроструктура исходного горячепрессованного ВКМ Al-W-B (1-слой бора, наружный диаметр 150 мкм; 2-проволока из вольфрама толщиной 20 мкм; 3-алюминиевая матрица); б) Микростуруктура переработанных и спеченных образцов после спекания при 900С - импульсное обжатие 4,0 кДж, 12,5 kV, усилие предварительного статического обжатия - 7 тонн Al B 113 В качестве объекта исследований были использованы технологические от- ходы композитов Al-W-B в виде труб, пластин и полос, полученные методом го- рячего прессования, а также технологических отходов, получаемых на стадии из- готовления композитов. Измельчение горячепрессованного волокнистого ком- позита требует значительных затрат энергии, что обусловлено его высокой проч- ностью и стойкостью к истиранию. Измельчение осуществлялось в несколько стадий на многофункциональном дезинтеграторе DS-серии, работающем в трёх различных режимах: прямого, сепарационного и селективного измельчения. Для изготовления образцов измельченные композитные порошки уплотня- лись в металлические оболочки с использованием гибридной технологии прес- сования порошков, сочетающей статическое прессование на гидравлическом прессе при осевом нагружении порошковой композиции и динамическое ради- альное воздействие на порошковую композицию путем магнитно-импульсного обжима в индукторе на магнитно-импульсной установке Для определения оптимальной температуры спекания использовались об- разцы из порошка Al-W-B (в %: 8%, 2%, 83% соответственно). По результатам исследования полученной микроструктуры образцов. Наиболее плотным после спекания оказался образец, спеченный при температуре 900С, т.о. для дальней- шего исследования была принята конечная температура спекания 900С. Металлографические исследования (после спекания образцов) позволили оценить особенности уплотнения порошковой композиции при различных схе- мах уплотнения. Установлено, что участки расположенные ближе к внутренней поверхности оболочки имеют меньший размер частиц, но большую пористость. Повышение уровня удельной энергии динамического нагружения обеспечивает повышение плотности материала. Наибольшая плотность материала была до- стигнута при использовании медных оболочек после их предварительного от- жига. Технология утилизации элементов техники из волокнистого композицион- ного материала «алюминий-бор», опробованная в лабораторных условиях, явля- ется реальной. Появилась возможность дробления и измельчения элементов из ВКМ в порошковую композицию с размерами частиц 50-100 нм. С помощью ин- новационных технологических схем статико-динамического уплотнения (прес- сования) порошковой композиции получены опытные образцы новой продук- ции. Исследованные режимы спекания и приведенные металлографические ис- следования показали высокое качество полученного материала. 114 ПОЧВОУЛУЧШАЮЩАЯ ДОБАВКА «БОКАШИ ОП» ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ПРОДУКТИВНОСТИ РАСТЕНИЙ О.А. Шуранкова, А.Н. Никитин Государственное научное учреждение «Институт радиобиологии Национальной академии наук Беларуси» e-mail: nikitinale@gmail.com Изменение морфометрических показателей растений зависит от условий их выращивания, в том числе от агрохимического состава почвенного субстрата. Улучшить состояние и структуру почвы можно с помощью удобрений и почво- улучшающих добавок. "Бокаши ОП" – органо-микробиологическая почвоулуч- шающая добавка из чистого экологического продукта. Предназначено для ре- культивации техногенно-нарушенных земель и повышения плодородия почв. Для испытания "Бокаши ОП" был поставлен эксперимент, схема которого включала следующие варианты: 1) контроль; 2) Внесение в почвенную смесь "Бокаши ОП" – 20 г/кг; 3) Внесение в почвенную смесь "Бокаши ОП" – 5 г/кг; 4) Внесение в почвенную смесь KCl – 0,4 г/кг; 5) Внесение в почвенную смесь KCl – 0,2 г/кг. Агрохимический анализ субстрата проводился после внесения хлорида ка- лия и "Бокаши ОП". Почва, использованная в эксперименте сильнокислая. Вне- сение калийного удобрения незначительно повлияло на данный показатель. "Бо- каши ОП" позволило увеличить рH субстрата на одну единицу. По количеству обменного магния используемый в эксперименте субстрат можно отнести к группе очень низкого содержания. Существенное влияние на изменение этого показателя оказывает внесение в почву "Бокаши ОП" – проис- ходит увеличение обменного магния на 60% по отношению к контролю. Содержание подвижных форм фосфора в субстрате характеризуется как очень низкое. Внесение удобрений увеличивает данный показатель – с "Бокаши ОП" на 220%. В данном субстрате отмечено очень низкое содержание органического ве- щества. Внесение "Бокаши ОП" и калия в почву даже несколько снижало данный показатель к моменту окончания эксперимента. Содержание водорастворимого калия в субстрате очень низкое. Внесение в почву "Бокаши ОП" увеличило данный показатель на 500% и вывело данную почву в группу с повышенным содержанием подвижного калия. Внесение хло- рида калия в почвенный субстрат в дозе 200 и 100 мг/г почвы увеличило содер- жание подвижных форм калия в почве по отношению к контролю на 380%, в результате чего почву в данном варианте опыта можно отнести к группе со сред- ним содержанием подвижного калия. Используемый в эксперименте субстрат характеризуется средними значениями гидролитической кислотности (Hr), емкости поглощения (Т), степени насыщенности основаниями (V) и суммой поглощенных оснований (S). 115 Внесение в почвенный субстрат "Бокаши ОП" и калия незначительно повлияли на данные показатели. Продуктивность растений пшеницы яровой рассчитывалась по накоплению сухого вещества растениями (таблица 1). Значительная прибавка фитомассы рас- тений пшеницы относительно контроля отмечена в варианте с добавлением в почвенный субстрат "Бокаши ОП" в концентрации 20 г/кг. В остальных вариан- тах опыта внесение калия и "Бокаши ОП" не повлияло на продуктивность расте- ний яровой пшеницы. Таблица 1 – Продуктивность растений яровой пшеницы (на сухую массу) Варианты Биомасса, n=3 Средняя, г/сосуд Прибавка, % Контроль 1,40±0,08 Внесение "Бокаши ОП", 20г/кг 3,02±0,11 116 Внесение "Бокаши ОП", 5г/кг 1,14±0,05 -18,6 Внесение калия, 0,4г/кг 1,37±0,06 -2,1 Внесение калия, 0,2г/кг 1,53±0,06 9,3 Внесение удобрений повлияло на увеличение длины листа, что вызвало прибавку биомассы опытных растений. Максимальные значения показателей биопродуктивности отмечены в варианте с внесением в почву "Бокаши ОП" в концентрации 20 г/кг. 116 СОЦИАЛЬНО-ГУМАНИТАРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РОЛЬ КОНКУРЕНТНЫХ ПРЕИМУЩЕСТВ В РАЗВИТИИ НАЦИОНАЛЬНОЙ ЭКОНОМИКИ А.Н. Панков ОАО «Белгазпромбанк» e-mail: pankov77an@gmail.com Природа конкурентных преимуществ до конца не изучена. Объяснений того, почему одни страны конкурентоспособны, а другие нет, – предостаточно, но эти объяснения нередко противоречат друг другу, и единой общепринятой теории нет. Начинать выяснять природу данного явления следует не с анализа влияю- щих на него факторов, а с определения его границ. Это сделать не составит осо- бого труда, если принять во внимание, во-первых, что конкуренция составляет необходимый элемент основ функционирования экономики страны, во-вторых, что внешнеэкономическая деятельность представляет собой продолжение этого функционирования в особой форме. Следовательно, конкурентные преимуще- ства являются существенным элементом последней. Или другими словами, в конкурентных преимуществах особым образом выражается необходимость кон- куренции – одной из главных составляющих основ рыночной экономики. Этим и определяются границы рассматриваемого явления. Нетрудно предположить, что в действительности оно, обладая сложным характером, находится под воз- действием ряда факторов. Поэтому, если ограничиваться рассмотрением кого-то одного из них и не учитывать конкретные условия их действия, различий во мне- ниях по вопросу о природе, конкурентных преимуществ не избежать. По всей видимости, данное обстоятельство не приняли во внимание многие экономисты. Одни из них, считая конкурентные преимущества макроэкономическим явле- нием, ставят его в зависимость от состояния бюджета, валютных курсов, про- центных ставок. Другие – связывают конкурентоспособность национальной эко- номики с большим количеством рабочей силы. Третьи – со значительным объё- мом природных ресурсов. Есть экономисты, которые объясняют конкурентные преимущества протекционистской политикой государства. Есть и те, кто строит свои доводы, основываясь на национальных особенностях практики управления, в том числе отношения «работник-работодатель». «Ясно, что вышеперечислен- ные варианты объяснения конкурентоспособности страны (равно, как и ряд дру- гих) не могут считаться полностью удовлетворительными: ни один из них не разъясняет достаточно убедительно, что же именно определяет успех или не- успех фирм данной страны в международной конкуренции. В каждом из них есть доля правды, но при ближайшем рассмотрении ни один из них не выдерживает строгой проверки. Похоже, действует более широкий и более комплексный набор сил. 117 С точки зрения происхождения эти силы или факторы можно объединить в две группы. Первую – составляют факторы, имеющие естественно-географи- ческие корни: наличие в стране значительных объёмов природных ресурсов, кли- матические условия, географическое положение. Во вторую группу входят фак- торы, имеющие культурно-историческое происхождение. Их диапазон доста- точно широк. Ими могут быть определённые черты национального характера, например, организованность или аккуратность; высокий уровень правовой куль- туры в стране; эффективная деятельность государственного аппарата и т.д. В настоящее время важнейшим из факторов второй группы является прогресс науки и техники. Сформированные усилиями общества, факторы данной группы имеют более высокий порядок, чем факторы естественного происхождения. Их действие приводится к своеобразному «общему знаменателю» – более высокой, чем у других стран, эффективности использования тех или иных производствен- ных возможностей, которыми обладает данная национальная экономика. Иначе говоря, страна добивается конкурентных преимуществ по определённым пози- циям, в конечном итоге, за счёт обеспечения более высокого результата при том же, что и у других стран, уровне затрат, или того же результата, но с меньшими затратами. Наличие в стране в значительных объёмах природных ресурсов, сегодня не является главным источником экономического прогресса. Исключение здесь мо- жет составлять ограниченное число стран-экспортёров нефти, которые, рацио- нально распорядившись своими конкурентными преимуществами, добились за счёт производства этого важнейшего вида сырья, относительно высокого уровня экономического развития, оставаясь, тем не менее, развивающимися странами. В современных условиях, в формировании конкурентных преимуществ, более значим опыт Японии. Как известно, она практически лишена собственных естественных ресурсов и имеет не очень благоприятное географическое положе- ние. Но, это не помешало данной стране к концу ХХ века занять второе место после США среди экономически развитых государств по объёму производимого ВВП (14%) и третье место в мире после США и Германии по объёму экспорта товаров и услуг (7%), т.е. стать одним из главных лидеров мировой экономики. Её преимущества перед многими другими странами сложились под воздей- ствием культурно-исторических факторов, в известном смысле, вопреки есте- ственным условиям жизни страны. При сопоставлении факторов, обусловливающих конкурентные преиму- щества, следует иметь в виду, что в настоящее время естественные (природные) факторы в чистом виде не действуют. Их действие модифицировано действием факторов исторического происхождения. Опыт не только Японии, но и многих других стран свидетельствует о том, что конкурентные преимущества – параметр национальной экономики, который не является раз и навсегда данным. Он меняется под воздействием процессов, происходящих в экономике страны. Эти процессы могут иметь различную направленность. Прогрессивные изменения ведут к наращиванию конкурентных преимуществ. Негативные процессы служат причиной их частичной или даже полной утраты. 118 РОЛЬ ИНВЕСТИЦИОННОГО ПРОЦЕССА В ИННОВАЦИОННОМ РАЗВИТИИ ЭКОНОМИКИ РЕСПУБЛИКЕ БЕЛАРУСЬ Н.Н. Панков Белорусский национальный технический университет e-mail: pankou_mikalai@mail.ru Инвестиционная деятельность белорусской экономики направлена на даль- нейшее формирование и развитие ее составляющих элементов, и, прежде всего, – инвестиционных процессов. Инвестиционный процесс в Республике Беларусь осуществляется в инве- стиционной среде. Ее суть состоит в движении инвестиционных ресурсов между субъектами. На субъект инвестиционного процесса существенное влияние ока- зывают как внешние, так и внутренние факторы. К внешним факторам следует относить: политика инвестиционных процес- сов в государстве, его традиции и тенденции. Внешние факторы инвестицион- ных процессов формируются на основе традиций в национальной экономике, ис- торических, экономических тенденций, определяются инвестиционной полити- кой, проводимой белорусским государством. Внешние факторы оказывают ак- тивное влияние на цели инвестиционного процесса у субъектов хозяйствования. К внутренним факторам, на наш взгляд, следует относить: стратегию и по- литику участников инвестиционного процесса, их интересы и потребности. Эко- номические критерии и цели участников инвестиционного процесса могут изме- няться под воздействием внутренних факторов, а именно – ввиду смены страте- гических и текущих потребностей участников. Потребности участников инвестиционного процесса носят нестабильный характер, поскольку потребности мотивируют желания участника инвестицион- ного процесса занять в нем свое место и способствуют выявлению его интересов. Потребности участников инвестиционного процесса можно разделить на стратегические и текущие. Стратегические потребности детерминируются целями развития белорус- ской экономики. В сфере баланса интересов стратегические потребности наибо- лее легко поддаются регулированию, поскольку, исходя из логики развития эко- номических законов, они совпадают. В стратегическом плане регулирование ба- ланса интересов опосредуется тем, что ведущее место начинают занимать такие показатели оценки эффективности инвестиций, которые не способствуют кон- фликту между ними. Главным моментом стратегического выбора инвестицион- ного процесса является то, что период его реализации, как правило, превышает срок деятельности физических лиц – участников инвестиционного процесса, что позволяет легче относиться к процессу принятия управленческого решения. Потребности участников инвестиционного процесса детерминируются краткосрочными целями. Данное обстоятельство приводит к более жесткому ре- гулированию процесса формирования баланса интересов его участников. К основным потребностям участников инвестиционного процесса, на наш взгляд, следует отнести: - политические; - экономические; - финансовые; - социальные; - экологические. Данные потребности в той или иной мере присущи каждому участнику ин- вестиционного процесса. Соотношение частей этих потребностей определяет стратегический интерес участника, который перерастает в стратегию субъекта хозяйствования и в инвестиционную политику государства. Приток инвестиций в Республику Беларусь позволит обновлять техническое оснащение предприятий, развитие инновационных программ, в полной мере про- водить политику импортозамещения, что наиболее важно для нашей страны, для дальнейшего развития экономики в целом. Механизм взаимодействия внутренней и внешней среды инвестиционного процесса позволяет сформировать представление о его источниках. Его внутрен- няя и внешняя среда объединены реализацией стратегических потребностей участников инвестиционного процесса. Потребности сформируются на основе реализации противоречий между формирующимися желаниями участников ин- вестиционного процесса. Желания и потребности участников инвестиционного процесса являются субъективной категорией, которая зависит от инвестора. Управление инвестици- онной деятельностью должно быть построено при учете данных факторов. Инвестиционная деятельность является мотивационной. Ее мотивами явля- ются экономические интересы субъектов. Инвестиционная деятельность страны зависит от привлекательности инве- стиционного климата и благоприятных условий для предпринимательской дея- тельности, правовых норм и защиты прав собственности. Экономические интересы – это осознанная потребность человека или группы лиц, а также общества в целом в экономических благах. В инвестиционной деятельности, на наш взгляд, следует выделить следую- щие интересы: - инвестиционные интересы инвестора; - инвестиционные интересы владельца имущества; - общественные инвестиционные интересы; - государственные инвестиционные интересы – это интересы Республики Беларусь, ее областей и регионов, направленные на рост уровня жизни населения и выполнения социальных программ. Научное издание СОТРУДНИЧЕСТВО – КАТАЛИЗАТОР ИННОВАЦИОННОГО РОСТА Сборник материалов 4-го Белорусско-Балтийского форума Минск, 31 мая–1 июня 2018 года Подписано в печать 25.05.2018. Формат 6084 1/8. Бумага офсетная. Ризография. Усл. печ. л. 13,95. Уч.-изд. л. 5,45. Тираж 100. Заказ 439. Издатель и полиграфическое исполнение: Белорусский национальный технический университет. Свидетельство о государственной регистрации издателя, изготовителя, распространителя печатных изданий № 1/173 от 12.02.2014. Пр. Независимости, 65. 220013, г. Минск. Государственный комитет по науке и технологиям Республики Беларусь www.gknt.gov.by Министерство образования Республики Беларусь www.edu.gov.by Белорусский национальный технический университет www.bntu.by Государственное предприятие «Научно-технологический парк БНТУ «Политехник» www.park.bntu.by Посольство Литовской Республики в Республике Беларусь www.by.mfa.lt Посольство Латвийской Республики в Республике Беларусь www.mfa.gov.lv Латвийское агентство инвестиций и развития www.liaa.gov.lv БЕЛОРУССКО-БАЛТИЙСКИЙ ФОРУМ 4й ISBN 978-985-583-225-7