Приймальна комісія: тел: +38 (056) 746-27-21 , +38 (096) 651-73-94 udhtu@udhtu.edu.ua
Обрати сторінку

КАФЕДРА ТЕХНОЛОГІЙ ПАЛИВ, ПОЛІМЕРНИХ ТА ПОЛІГРАФІЧНИХ МАТЕРІАЛІВ

ДВНЗ „Український державний хіміко-технологічний університет” є єдиним в Україні спеціалізованим вищим навчальним закладом в галузі хімії та хімічної технології. За час його існування з 1930 року підготовлено близько 60 тисяч висококваліфікованих фахівців. З них понад 50 стали академіками різних академій, 15 – лауреатами державних премій.

Головні наукові напрямки кафедри “технологій палива, полімерних та поліграфічних матеріалів” сформовані в рамках наукової школи “Полімери, поліелектроліти, полімерні композиційні матеріали”, заснованої в 1996 р. д.х.н., професором Бурмістром М.В, та мають 3 сектори: 

Сектор - Переробки полімерних матеріалів та матеріалів видавничо-поліграфічних виробництв

  • синтез елементоорганічних полімерів;
  • структура, теплофізичні властивості та релаксаційні характеристики іоногенних полімерів;
  • полімерні електроліти для електрохімічних пристроїв;
  • наноматеріали на основі полііоненів та силікатів;
  • композиційні матеріали спеціального призначення;
  • утилізація вторинних полімерів;
  • модифікація полімерних композиційних матеріалів.

Одним з перспективних і прогресивних напрямків сектору “Переробки полімерних матеріалів та матеріалів видавничо-поліграфічних виробництв” є синтез елементоорганічних сполук. Так, розроблені нові поліфункціональні елементоорганічні мономери і олігомери, а також композиційні матеріали на їх основі, в тому числі новий клас карбофункціональних кремнійорганічних спиртів для одержання поліуретанових матеріалів, що мають фізико-хімічні показники, які не поступаються світовим стандартам. Розроблено методики синтезу та вивчений вплив структури і характеру замісників на фізико-хімічні та модифікувальні властивості отриманих сполук.

Визначені області використання нових елементоорганічних низькомолекулярних та олігомерних сполук, в якості стабілізаторів полімерів, електролітичних та модифікувальних добавок. Проведені розширені дослідження оптимальних рецептур композиційних сумішей на основі синтезованих сполук. Дослідження підтверджені відповідними актами розширених досліджень.

Останнім часом зусилля вчених і технологів направлені на створення полімерних матеріалів з іонною провідністю. На основі таких матеріалів можливо створення потужних первинних (батареї) та вторинних (акумулятори) джерел електроенергії з великою ємністю і незначною вагою, електрохромних дисплеїв нового покоління та різних за призначенням сенсорів. Бажаними характеристиками твердих полімерних електролітів (ТПЕ) з метал-іонною провідністю є високий рівень питомої провідності (переважно катіонної), можливість промислової переробки у плівки з високими механічними показниками, низька температура склування, хімічна стабільність в контакті з матеріалами і широке вікно електрохімічної стабільності. На кафедрі розроблені методики синтезу ряду нових оксіетилен-аліфатичних і оксіетилен-алкілароматичних полііоненів різної іонної концентрації з високими значеннями молекулярної маси, здійснені синтези й охарактеризовані 25 різних полімерів з відповідними молекулярними структурами.

Ще одним напрямом роботи сектору “Переробки полімерних матеріалів та матеріалів видавничо-поліграфічних виробництв” є вирішення науково-технічних проблем сучасних технологій у електрохімії, актуальність яких обумовлена необхідністю синтезу нових термостабільних низькотемпературних йонних рідин, працездатних у діапазоні температур від –65 0С до +65 0С, з високою йонною провідністю. Важливість науково-дослідної роботи є також у вирішенні актуальної проблеми хімії високомолекулярних сполук – зменшення вартості та екологічної чистоти синтезованих мономерів, можливості створення на їх основі полімерних матеріалів з високою йонною провідністю. У роботі розглянуто сучасний стан і основні тенденції розвитку йонних рідин для вирішення науково-технічних проблем хімії і хімічної технології. Здійснено направлений синтез та системне дослідження властивостей йонних рідин на основі похідних морфоліну. Синтезовані низькотемпературні йонні рідини на основі похідних морфоліну з високою йонною провідністю є перспективними сполуками нового типу, які можуть бути використані в якості: компонент рідких і полімерних електролітів для різних електрохімічних пристроїв (сонячних батарей, джерел струму, конденсаторів, літієвих батарей тощо); для мембран паливних елементів на основі поліелектролітних комплексів; екстрагентів, розчинників і каталітичних середовищ у органічному синтезі та синтезі полімерів; імерсійних середовищ у рефрактометрії; чутливих елементів для рефрактометричного аналізу тощо. Йонні рідини нового типу на основі похідних морфоліну мають значно більшу (ефективнішу) порівняно з раніше відомими сполуками йонну провідність при значно меншій температурі склування.

На кафедрі мають розвиток наукові напрямки, що вирішують проблеми промисловості переробки пластмас, шинної та гумо-технічної промисловості.

Одержано нові полімерні композицийні матеріали з підвищеними технологічними механічними і триботехнічними властивостями на основі поліпропілену і гібридного наповнювача.

Розроблено полімерні композиційні матеріали на основі поліпропілену та модифікованого базальтового волокна. Отримані матеріали відрізняються підвищеним рівнем фізико-механічних те теплофізичних властивостей та можуть застосовуватись майже в усіх галузях промисловості.

Запропоновано ефективний спосіб модифікації вторинних полімерних матеріалів ряду поліолефінів (поліетилен, поліпропілен) в процесі їх переробки. Встановлено, що використовуючи розроблені у секторі “Переробки полімерних матеріалів та матеріалів видавничо-поліграфічних виробництв”  модифікуючи системи дозволяють підвищити фізико-механічні властивості до рівня первинних полімерів.

Як полімерної матриці для полімерних композиційних матеріалів в процесі реакційної екструзії вдосконалено технологію модифікації первинного поліпропілену. Результати проведеної роботи показали, що армування модифікованого поліпропілену мінеральними та синтетичними волокнами є перспективним напрямком в отриманні ПКМ на основі поліпропілену. Застосування запропонованих методів модифікації значно збільшує ряд фізико-механічних та теплофізичних властивостей.

Розроблено ефективні методи переробки відходів з вторинного поліетилентерефталату(ПЕТФ).

Кафедрами виконувались держбюджетні науково-дослідні роботи згідно з планом НДР Міністерства освіти і науки України. Серед найбільш важливих робіт слід відзначити:

  • Проект Державного Фонду Фундаментальних Досліджень МОН України № 03.07/164 “Синтез нових гетероланцюгових сполук та полімерів, дослідження фізико-хімічних основ модифікації ними еластомерних та полімерних матеріалів”
  • Грант Президента України GP/F11/0043 “Розробка нанокомпозитів на основі шаруватих силікатів і полімерних четвертинних амонієвих солей (ПЧАС) як носіїв модифікуючих добавок з регульованим комплексом властивостей для використання в процесах гумового виробництва”.- Українсько-угорський проект М100-2007 “Розробка полімерних композитів, армованих базальтовими волокнами” (фінансування МОН України)
  • Українсько-болгарський проект “Тверді полімерні електроліти на основі полімерних четвертинних амонієвих солей для літієвих джерел струму “(фінансування МОН України).

За період з 2007-2020 рр. держбюджетні науково-дослідні роботи виконувалися з залученням студентів 3-5 курсів. Підсумком такої співпраці є щорічний захист дипломних науково-дослідних робіт (не менш десяти), участь студентів у Міжнародних конференціях молодих вчених, аспірантів і студентів та у Всеукраїнському галузевому конкурсі кращих дипломних проектів і робіт.

Сектор - Хімічної технології палива

Сектор – Хімічної технології палива” протягом багатьох років проводить наукові дослідження по раціональному використанню горючих копалин та продуктів їх переробки, розробці альтернативних видів палив та вирішенню екологічних проблем автотранспорту. Ці дослідження є актуальними та відповідають пріоритетному напряму ресурсозбереження в технології, енергетиці, промисловості та агропромисловому комплексі.

Науково-дослідною лабораторією синтетичних палив та паливно-мастильних матеріалів (НДЛ), яка існує на кафедрі протягом 22 років, була розроблена технологія одержання синтетичних палив з відпрацьованих газів металургійних та хімічних підприємств. Створені рецептури синтетичного автомобільного палива, розроблені технології газифікації низькосортного вугілля України щодо виробництва хімічних продуктів.

З 1999 року при секторі на госпрозрахункових засадах працює акредитована в УкрСЕПРО Випробувальна лабораторія нафтопродуктів, яка виконує різноманітні аналізи нафтопродуктів і надаються консультації по зберіганню, підвищенню експлуатаційних властивостей та раціональному використанню паливно-мастильних матеріалів (з 2010 року підпорядковується НДЧ УДХТУ).

Співробітниками сектору постійно ведуться розробки рецептур присадок та компонентів для поліпшення експлуатаційних та екологічних властивостей палив і мастил. Розроблено технологію, технологічний регламент і технічні умови отримання депресорної присадки “ПДП” з диспергуючим компонентом НКТ до літніх дизельних палив. Дослідні партії цієї присадки апробовані в умовах ПАТ “Укртатнафта” (м. Кременчук, Полтавська обл.) і надані рекомендації по її застосуванню для зниження температури застигання.

Розроблена сектором комплексна миюча присадка до автомобільних палив “Мототонік” дозволяє повністю очистити систему живлення автомобіля, значно знизити викиди СО в атмосферу і скоротити витрати палива на 7-10%.

Розроблені технології регенерації відпрацьованих олив дозволяє забезпечити збільшення строку їх служби приблизно на 30-40% за рахунок їх повторного застосування.

Отримані палива на основі суміші спиртів з традиційними автомобільними бензинами, а також дизельні біопалива. В розвиток цієї тематики сумісно з кафедрою технології органічних речовин та фармацевтичних препаратів виконана держбюджетна НДР №17070890 «Дослідження теоретичних основ виробництва біодизельних палив та засобів їх застосування» (2007-2009 рр.). В період з 2006 до 2010 р. дослідження проводилися за держбюджетною темою RK 17060399 «Дослідження  процесів одержання та вивчення властивостей палив з ненафтової сировини» (керівник – О.В. Харченко), а з 2010 р. розпочата тема RK 17060399 «Альтернативні палива, їх властивості та вплив на конструкційні матеріали» (керівник – Л.О. Сніжко).

Кафедра має наукові стосунки Національним технічним університетом «Харківський політехнічний інститут» та Вуглехімічним інститутом (м. Харків), Національним авіаційним університетом (м. Київ), УНДІ НП “МАСМА” (м. Київ), Національним університетом “Львівська політехніка” (м. Львів).

Результатом такої співдружності є участь співробітників кафедри в Міжнародних науково-технічних конференціях, навчально-наукове співробітництво з ПАТ “Укртатнафта”, ПАТ “Одеський НПЗ”, Міжнародним виданням “OilMarket”.

За період з 2008-2012 роки держбюджетні науково-дослідні роботи виконувалися з залученням студентів 3-5 курсів. Підсумком такої співпраці є щорічний захист дипломних науково-дослідних робіт, участь студентів у Міжнародних конференціях та у Всеукраїнському галузевому конкурсі кращих дипломних проектів і робіт.

Так, молоді кандидати наук Н.Л. Гуревіна та Д.О. Міснянкін отримали Почесну грамоту Відділення хімії Національної Академії Наук України за роботу «Теорія і практика методу алозмового електролітичного оксидування металів» (протокол №1 $ 6 п.1.2 від 27 січня 2009 р. (науковий керівник – д.х.н., проф. Сніжко Л.О., 2008 р.), а колишній аспірант кафедри Макарчук О.В. отримав Почесну грамоту за участь в конкурсі організованому фондом Л.Д. Кучми “Зробимо Україну енергоощадною” за роботу «Ресурсозбереження у виробництві автомобільного палива» (науковий керівник – д.х.н., проф. Сніжко Л.О., 2010 р.).

Сектор - Хімічні технології переробки еластомерних матеріалів

Наукові дослідження проводяться під керівництвом докторів наук, професорів Ващенка Ю.М., Євдокименко Н.М., Ебіча Ю.Р., Овчарова В.І., кандидатів наук Терещук М.М., в таких напрямках:

  • Створення ресурсозберігаючих технологій при виробництві еластомерних матеріалів, в тому числі науково-технічні засади переробки відходів гум та створення інгредієнтів з використанням сировини тваринного та рослинного походження.
  • Фундаментальні дослідження з метою виявлення закономірностей функціювання полімерних матеріалів з широким діапазоном варіювання деформаційно-міцносних властивостей.
  • Розробка методики визначення функціональної дії основних інгредієнтів гумової суміші.
  • наукові засади використання екологічно безпечних природних і синтетичних дисперсних матеріалів в еластомерах;
  • модифікація властивостей еластомерних композицій речовинами з кватернізованим атомом нітрогену, отриманими з рослинної або вторинної сировини.
  • Фізико-хімічні основи регулювання фазової морфології еластомерно-олігомерних композицій адгезивного та спеціального призначення
  • Розробка полімерних клеїв, анаеробних клейових композицій та адгезивів різного призначення.
  • Науково-практичні основи створення композиційних інгредієнтів для еластомерних матеріалів різного призначення

На протязі існування сектору його колектив у співробітництві з галузевими інститутами та підприємствами гумової промисловості працює над вирішенням актуальних проблем в галузі створення нових типів гум та композиційних матеріалів на основі еластомерів.

Найбільш важливі теоретичні та практичні дослідження присвячені актуальним проблемам вулканізації каучуків, механізму дії прискорювачів вулканізації, пошуку нових вулканізуючих систем, модифікації каучуків, створення спеціальних типів гум для шинної, гумотехнічної, газової, металургійної , кабельної та інших галузей промисловості.

Вперше виконано роботи по впровадження системи білої сажі та комплексу РУ для значного підвищення міцності зв’язку обкладальних шинних гум з текстильним кордом. Розроблена система, яка отримала назву HRH, отримала широке розповсюдження у всьому світі.

На металургійних підприємствах впроваджений гумовий патрон-контейнер замість металевого  для транспортування гарячих зразків металу на експрес-аналіз від домни або мартену пневмопоштою по трубопроводу, що значно понизило вагу контейнеру та шум при його транспортуванні.

Розроблені науково-технічні основи застосування модифікуючи систем у багатошарових гумоармованих композитах (д.т.н. Ващенко Ю.М.). Визначені основні напрямки створення модифікуючих систем, які забезпечують концентрування функціональних агентів на границі розділу фаз в еластомерній матриці. Це дозволяє ефективно регулювати адгезійні та антиадгезійнні властивості гумоармованих систем, властивості композицій на основі каучуків різної полярності, характеристики багатошарових систем типу « вулканізат-гумова суміш». На підставі розроблених принципів створена ціла серія модифікуючи систем і технології їх застосування в еластомерних матеріалах, в тому числі і з вторинною сировиною, розроблені прошарово-клейові композиції для відбудовного ремонту автомобільних шин, у тому числі й СВГШ і ВГШ; розроблені модифікуючи композиції, що регенерують для обробки поверхні гумової крихти для її ефективного використання в складі шинних гум і гум для РТІ. Крім цього, використання принципів транспортного синергизму розроблені комплексні стабілізуючі добавки, що дозволяють суттєво знизити зміст традиційних інгредієнтів у складі шинних гум і гум для взуття й формових РТІ.

На підставі розроблених принципів створена ціла низка технологій, які дозволяють вирішувати екологічні проблеми за рахунок ефективної утилізації гумових відходів.

На кафедрі вперше визначені принципи формування геометричної фазової морфології еластомерних матеріалів. Вони стали основою розвитку нових вистав про визначальну роль геометричних параметрів у властивостях полімерних матеріалах (д.т.н. Євдокименко Н.М.). На підставі застосування моделі Ферхюльста з використанням перколяційного  аналізу вивчений вплив різних інгредієнтів гумових сумішей на фазову морфологію матеріалів. Розроблена методика оцінка параметрів морфологічної структури. Отримані дані дозволяють ефективно регулювати комплекс властивостей еластомерних матеріалів.

Інтенсивно розвивається напрямок, започаткований професором , д.т.н. Кутяніной В.С., щодо створення композиційних інгредієнтів різного призначення, які застосовуються для виготовлення гумових сумішей у шинній та гумовотехнічній промисловості. Використання таких компонентів дозволяє з одне сторони поліпшити комплекс технічних властивостей гум, а з іншого – частково або повністю замінити дефіцитні й коштовні інгредієнти в складі гумових сумішей. Такі добавки, як модифікатор БР, Амінол, Амінофен й ін. серійно випускаються для потреб гумової промисловості (к.т.н. Терещук М.М., к.т.н. Леванюк )

Одним з основних напрямків досліджень кафедри – клея й адгезиви різного призначення (д.х.н. Ебіч Ю.Р.,  к.т.н. Зибайло С.М.). Застосування нових підходів, у тому числі й розрахункових дозволив створити ряд клейових композицій для застосування в різних галузях промисловості на рівні кращих світових аналогів.

Крім цього, розроблені висококонцентровані клейові сполуки з низькою в’язкістю для застосування в меблевій промисловості (к.т.н. Ващенко Ю.М., д.т.н. Євдокименко Н.М.).

Продовженням робіт, розпочатих під керівництвом Г.А.Блоха, є розвиток уявлень про механізм дії поліфункціональних компонентів вулканізуючої групи  – сірко-, азот- і фосфоровмісних сполук (д.т.н. Овчаров В.І.).Розроблено рекомендації з використання ФОС як прискорювачів сірчаної вулканізації еластомерних композицій на основі дієнових каучуків з метою інтенсифікації вулканізаційних процесів й енергозбереження у виробництві більшякісних гумових виробів, зменшення утворення токсичних і канцерогенних з’єднань, розширення асортиментів інгредієнтів. Із застосуванням вивчених ФОС створені сірчані вулканізуючи системи для еластомерних композицій для виготовлення шин, гумовотехнічних  виробів, кабельної продукції, гумового взуття. Крім цього, продовжуються роботи із застосуванням природних наповнювачів та їх модифікацією поверхнево активними сполуками з утворенням наноструктур в еластомерних матеріалах.

За останні роки вивчена можливість використання в якості компонентів гумових сумішей широко спектру дії побічних продуктів виробництва фенолів з кам’яновугільної сировини, що містять в своєму складі різні похідні фенолів. Показана поліфункціональність продукту ФД на основі похідних фенолу та  позитивний вплив на властивості протекторних гум для шин різного призначення. Встановлено підвищення міцності та опору тепловому старінню, збільшення опору утворенню тріщин та  втомної витрівалості. Також визначена дія четвертинних амонієвих солей, синтезованих з доступної сировини (уротропіну і хлористого бензилу), а також на основі сировини рослинного походження (касторове масло або фурфурол). Показано, що сполуки з кватернізованним атомом нітрогену (четвертинні амонієві солі) є не лише складовою інтеркальованих шаруватих силікатів еластомерних нанокомпозитів, але й ефективними вулканізаційно-активними інгредієнтами еластомерних композицій на основі дієнових каучуків. Перспективним напрямком їх отримання є синтез на основі відновлюваної біосировини. Досліджено вплив карбоксилвміщуючих полігуанідинамінів на процеси, які проходять в гумо-металокордній системі. Показана висока ефективність дії карбоксилвмісних полігуанідинів  як промоторів адгезії гум до латунованого металокорду

Проведено дослідження щодо виявлення закономірностей взаємозв’язку деформаційно-міцнісних, триботехнічних та технологічних властивостей блокполіуретанів з параметрами структурної організації різних рівнів. Досліджено систему епоксидна + фенолформальдегідна смола для модифікації блокполіуретану. Досліджено системи тверднення для різних типів епоксидних олігомерів. Показано, що оцінку активності модифікованих поліамінів та їх сумішей при твердненні епоксидних смол треба проводити за максимальною температурою екзотермічної реакції взаємодії епоксидних груп смол та амінних груп твердників.

Розглянута можливість використання відходів при виробництві та експлуатації гум при застосування різних поліфункціональних сполук. Показана доцільність застосування модифікованих регенератів на основі відходів гум виробництва ГТВ на основі фтореластомерів, так як собівартість виробів зменшується, а стійкість до дії агресивних середовищ збільшується. Показано, що модифіковані регенерати можна ефективно використовувати у кількості до 50 мас.ч. для виготовлення ГТВ, які експлуатуються в умовах дії різних агресивних факторів, застосовуючі гуми на основі каучуку СКФ-26 як з амінною, так і бісфенольною вулканізацією, а також на основі каучук СКФ-32 з вулканізацією салицилальіміном та непероксидною радикального типу вулканізуючою системою.

Розроблено епоксидні зносостійкі композити та блок поліуретани з високими в’язкопружними властивостями та термостабільністю.

Розроблено гуми з використанням модифікованого регенерату, отриманого з відходів виробництва гумовотехнічних виробів на основі фтореластомерів, які мають підвищену термохімічну стійкість.

Досліджено вплив молекулярної будови кремнієвмісних апретів на міцність кріплення гуми на основі СКЕП до сталі Ст.3 в процесі вулканізації. Встановлено вплив порядку нанесення апрету та покривного клею на міцність гумометалевих з’єднань і рекомендовано застосовувати два шари покривного клею поверх шару кремнієвмісного апрету, що містить радикальний залишок поліоксипропиленгликолю з молекулярною масою 400.

Розглянуто технологічні особливості застосування метилових етерів жирних кислот, отриманих з сировини рослинного походження, для оброблення поверхні подрібненого вулканізату, які дозволяють регулювати як властивості композиційних матеріалів, так і обирати технологічну схему оброблення з врахуванням наявного обладнання та енергоспоживання.

Результати досліджень показали переваги дослідних активаторів на основі естерів жирних кислот, отриманих на основі сировини рослинного та тваринного походження, виготовлених за оптимальними технологічними параметрами,  в порівнянні з традиційною системою активаторів.

Наукова діяльність на кафедрі тісно пов’язана із творчими інтересами студентів. Найбільш здатні студенти залучаються до виконання дослідження з основних наукових напрямків кафедри, беруть участь у роботах республіканських і міжнародних конференцій студентів і молодих учених, приймають участь в різних конкурсах.

Результати досліджень співробітників кафедри постійно доповідаються на науково-технічних конференціях різних рівнів в Україні, Росії, Німеччині, Польщі, Болгарії. Актуальність проведених досліджень підтверджується отриманнм більш ніж 220 авторських свідотств та патентів. Співробітниками сектору опубліковано понад 900 статей та 20 монографій, деякі з яких видано в Великобританії.

Сектор є також організатором проведення традиційних Українських науково-технічних конференцій гумовиків, за роки незалежносьті України проведено 10 науково-техніних конференцій з міжнародною участю.