Цели. Исследование закономерностей процесса совместного получения эпоксициклогексана, циклогексанола, циклогексанона реакцией эпоксидирования циклогексена гидропероксидом циклогексила в присутствии катализатора ― парамолибдата аммония. Разрабатываемый процесс является альтернативой способу синтеза циклогексанола и циклогексанона щелочно-каталитическим разложением гидропероксида циклогексила.

Методы. Определение качественного и количественного анализа полученных промежуточных и целевых соединений осуществлялось с применением газожидкостной хроматографии на аппаратно-программном комплексе «Хроматек-Кристалл 5000.2» с пламенно-ионизационным детектором, инфракрасной спектроскопией на приборе ИК Фурье RX-1. Содержание гидропероксида в продуктах окисления проводилось с использованием йодометрического титрования, а содержание карбоновых кислот ― титриметрическим методом на основе реакции нейтрализации.

Результаты. Экспериментально обоснован метод получения циклогексанола и циклогексанона совместно с эпоксициклогексаном реакцией эпоксидирования циклогексена гидропероксидом циклогексила, содержащимся в продуктах высокотемпературного жидкофазного окисления циклогексана. Исследовано влияние различных технологических параметров на процесс жидкофазного окисления циклогексана до гидропероксида. Определены условия проведения данной реакции, обеспечивающие достижение содержания гидро-пероксида циклогексила 1.5 мас. % в продуктах окисления. Изучены закономерности реакции эпоксидирования синтезированного гидропероксида циклогексила с циклогексеном в присутствии парамолибдата аммония в качестве катализатора.

Выводы. Эпоксидированием циклогексена гидропероксидом циклогексила получен эпоксициклогексан с выходом 80–90% при конверсии гидропероксида циклогексана 85%.

Цели. Сегнетоэлектрик триглицинсульфат (ТГС) относится к группе кристаллов, свойства которых чувствительны даже к незначительным изменениям условий получения. Механизм возникновения спонтанной поляризации в ТГС связан с упорядочением протонов, участвующих в образовании водородных связей, поэтому при формировании кристалла важна роль состояния маточного водного раствора. Цель работы — изучить структурные особенности кристаллов ТГС, выращенных с применением водно-спиртового раствора технологически обработанных антител к интерферону-гамма, по сравнению с таковыми у кристаллов, выращенных  с применением  контрольных растворов (технологически-обработанного раствора фосфатно-солевого буфера и интактного водно-спиртового раствора).

Методы. Рентгеноструктурный анализ и спектроскопия комбинационного рассеяния света.

Результаты. Показано влияние растворов технологически обработанных антител к интерферону-гамма, применявшихся при изготовлении маточных растворов, использованных при выращивании кристаллов ТГС, на структурные особенности этих кристаллов. Данное влияние выражается в изменении заселенностей протонной подрешетки кристаллов, выращенных из раствора, содержащего технологически обработанные антитела к интерферону-гамма, по сравнению с кристаллами, выращенными из контрольных растворов, и проявляется в увеличении длины связей N2–C3.

Выводы. Добавление технологически обработанных антител к маточному раствору, используемому для выращивания кристаллов, способно оказывать влияние на структуру кристаллов ТГС.

Цели. Исследование набухания основных типов каучуков, применяющихся в резиновой промышленности, в диоксиде углерода, находящемся в сверхкритическом состоянии (СК-СО₂), для оценки возможности получения на их основе эластомерных материалов с пористыми структурами с использованием флюидной технологии.

Методы. Процесс набухания каучуков в СК-СО₂ и последующее их вспенивание проводили по специально разработанной методике на оригинальной установке, представляющей собой аппарат высокого давления с прозрачными окнами, позволяющими использовать оптическую методику непосредственного измерения геометрических размеров образцов в процессе набухания и вспенивания с помощью цифровой видео-камеры. Исследование пористой структуры вспененных каучуков проводили с помощью сканирующей электронной микроскопии.

Результаты. Получены экспериментальные кривые кинетики набухания в СК-СО₂ изопренового, бутадиенового, бутадиен-стирольного, этиленпропиленового, хлоропренового, этилен-акрилатного, силоксанового и фторорганического каучуков. Исследовано влияние температуры и давления на скорость и равновесную степень набухания. Определены коэффициенты диффузии СК-СО₂ в каучуках различной химической природы.

Выводы. Показано, что степень равновесного набухания каучуков в СК-СО₂ зависит от химической природы каучуков, не коррелирует с величиной их параметров растворимости, изменяется прямо пропорционально коэффициенту диффузии и увеличивается с ростом температуры и давления. Установлено, что независимо от степени набухания в СК-СО₂ все исследованные каучуки интенсивно вспениваются при резком сбросе давления. Размер образующихся пор составляет десятки микрон, что существенно меньше размера пор, образующихся при использовании химических порообразователей.

Цели. Совершенствование технологии получения полимерных напыляемых покрытий на основе поликарбодиимидов (полимочевин), путем изучения закономерностей изменения технологических и эксплуатационных свойств при введении в состав композиции производных аспарагиновой кислоты (ПАК).

Методы. Процесс производства напыляемых и контактных полимочевин сопряжен с рядом трудностей, главной из которых является стоимость используемых компонентов и работа с высокопроизводительным оборудованием высокого давления, поэтому авторами было предложено использовать метод математического моделирования для оценки оптимального плана проведения эксперимента. Измерение времени жизни композиции проводили в условиях, приближенных к реальным условиям нанесения. Компоненты А и Б термостатировали, смешивали в заданных соотношениях. Затем замеряли время гелеобразования, которое считали временем жизни композиции. Твердость материала определяли по методу Шора по ГОСТ 24621-91. Прочность и относительное удлинение при растяжении определяли по стандартной методике (ГОСТ 30436-96).

Результаты. Исследовано влияние трех ПАК на свойства готовой полимочевины и показано, что введение в состав полимочевины двух из них (ПАК1 и ПАК2) в количестве до 40 мас. % дает возможность получить полимочевины со временем жизни >250 с, что позволяет перевести их в разряд «медленных», то есть способных наноситься вручную. Готовые продукты обладают физическими свойствами, аналогичными материалам, полученным методом машинной заливки (прочностью на разрыв >73 МПа, прочностью при растяжении >23 МПа и относительным удлинением >500%). Составлены уравнения регрессии, на основании которых построены графики равных уровней, показывающие возможные области направленной модификации исследуемых композиций.

Выводы. Применение ПАК в качестве модифицирующего компонента для полимочевинных систем позволяет получить «медленные» полимочевины с высокими эксплуатационными свойствами, которые можно целенаправленно регулировать, используя метод математического моделирования. Помимо прочего, полученные продукты несут в себе коммерческую ценность, так как обладают совокупностью нужных физико-механических свойств.

Цели. Разработать новый «зеленый» метод синтеза наноразмерных материалов оксида кобальта(II,III) с улучшенной поверхностной активностью, используя неопасные для окружающей среды прекурсоры и растворители.

Методы. Предложен новый метод выделения наноразмерных частиц Co₃O₄ с высоко-развитой поверхностью. В качестве матриц впервые применены природные сахариды ― гликоген, сахароза и глюкоза. В роли экологически чистого растворителя на всех стадиях процесса используется вода. Полиморфный состав синтезированных образцов определяли с помощью рентгенофазового анализа. Морфологию полученных кристаллитов изучали по микрофотографиям оксидных фаз. Для измерения размера наночастиц использовалось программное обеспечение Image Pro Plus 6. Поверхностную активность выделенных образцов изучали методом Брунауэра–Эммета–Теллера и методом Ленгмюра. Для определения диаметра, объема и распределения пор применялся метод Баррета–Джойнера–Халенды.

Результаты. Размеры кристаллитов синтезированных образцов составляют 23, 36 и 30 нм для матриц глюкозы, гликогена и сахарозы соответственно. Изотермы адсорбции– десорбции для образцов, полученных на основе комплексов глюкозы и сахарозы, соответствуют IV типу, что свидетельствует о сильном взаимодействии между адсорбентом и адсорбированным образцом. Изотерма для образца, выделенного на основе комплекса с гликогеном, относится к другому типу и, скорее всего, указывает на то, что этот образец почти полностью мезопористый. Радиус пор составляет 1.2–1.6 нм.

Выводы. Разработан новый «зеленый» метод синтеза наноразмерных частиц оксида кобальта(II,III) с использованием природных сахаридов и деионизированной воды. Исследованы состав, морфология, строение и поверхностная активность полученных образцов. Показано, что природные сахариды благодаря полимерной структуре их металлокомплексов и способности связывать активный углерод на поверхности нано-частиц, могут быть использованы в качестве матриц при синтезе наноразмерных оксидов металлов с большой поверхностной активностью.

Цели. Исследование технологических особенностей новой фторидной технологии производства диоксида титана методом разложения титаномагнетитового концентрата с помощью фторидов аммония.

Методы. Формы нахождения титановых и железистых составляющих в процессе фторирования титаномагнетитового концентрата и сублимационного разделения компонентов определялись рентгенофазовым анализом и масс-спектрометрией с индуктивно-связанной плазмой. Кинетика сублимации титановой составляющей экспериментально изучена термическим разложением гексафторотитаната аммония.

Результаты. В результате фторирования титаномагнетитового концентрата дифторидом аммония образуются продукты реакции в виде соединений (NH₄)₂TiF₆ и (NH₄)₃FeF₆, что доказано химическим и рентгенофазовым анализом. С помощью последующего сублимационного отделения титановой составляющей получен целевой продукт, представленный смесью фторотитанатов аммония. Методом десублимации титансодержащей фракции выделена смесь NH₄TiF₅–(NH₄)₂TiF₆–(NH₄)₃TiF₇, содержание титана в которой находится на уровне 30.6%, а содержание примесей (Fe, V, Si) минимально (0.45%). Определена энергия активации гетерогенной реакции и лимитирующая стадия процесса.

Выводы. Получен высокочистый титановый продукт (смесь фторотитанатов аммония), который является ценным коммерческим продуктом для промышленного производства пигментного диоксида титана из титаномагнетитового концентрата и ильменита.

Цели. В настоящее время синтезированы и структурно охарактеризованы соединения нитратов редкоземельных элементов с мочевиной в соотношении 1:4 и индия ― в соотношении 1:6, однако практически не изучены подобные соединения с меньшим содержанием мочевины. Целью настоящей работы является продолжение поиска закономерностей образования и строения комплексов различных элементов с мочевиной.

Методы. Новые координационные соединения синтезированы и охарактеризованы методами рентгенофазового анализа, инфракрасной спектроскопии и рентгеноструктурного анализа.

Результаты. Взаимодействие нитратов гадолиния и эрбия с карбамидом (мочевиной, Ur) в водном растворе в условиях недостатка лиганда приводит к образованию ранее неизвестных координационных соединений цис-[In(Ur)₄(NO₃)₂]NO₃, [Gd(H₂O)₂(Ur)₂(NO₃)₃] и [Er(H₂O)₂(Ur)(NO₃)₃]. Показано, что комплекс индия имеет ионное, а комплексы гадолиния и эрбия ― молекулярное строение. Координационное число индия равно 6; комплексный катион имеет октаэдрическое строение с цис-расположением двух монодентатных нитратных групп. Вершины октаэдра заняты атомами кислорода четырех монодентатных молекул карбамида. Координационное число гадолиния равно 10, координационный полиэдр можно представить как искаженную пентагональную пирамиду, в вершинах которой расположены две молекулы воды, а в плоскости ― две мондентатные молекулы мочевины и три бидентатно-хелатирующие нитратные группы, ориентированные перпендикулярно плоскости бипирамиды. Координационное число эрбия равно 9, координационный полиэдр ― искаженная трехшапочная тригональная призма.

Выводы. При переходе от гадолиния к эрбию наблюдается координация одной молекулы мочевины вместо двух, координационное число уменьшается от 10 до 9. В комплексе индия координационное число равно шести; в отличие от комплексов гадолиния и эрбия комплексный катион не содержит воды, а нитратные группы являются не бидентатными, а монодентатными.