2. Леонтьева А.И. Оптимизация режимов работы многосекционной ленточной сушилки / А.И. Леонтьева, А. А. Арзамасцев, В. Д. Михайлик, В.Б. Михайлов // Химическая технология. - 1990. -№ 5. - С. 66 - 68.
3. Леонтьева А.И. О возможностях повышения эффективности процесса сушки пастообразных полупродуктов органических красителей / А.И. Леонтьева, В.И. Коновалов, К.В. Брянкин, С.Ю. Чупрунов, Л.Н. Чемерчев, А.А. Чернов // Журнал прикладной химии. - 2000. - Т. 73, Вып. 3. - С. 456 - 458.
4. Леонтьева А.И. Исследование процесса производства Гамма-кислоты. Разработка мероприятий по повышению его эффективности (Отчет о научно-исследовательской работе № 34/90, № гос. рег. 01900020642) / А.И. Леонтьева, Л.И. Ильина. - 1990. - 4,4 п.л.
5. Леонтьева А.И. Сравнительный анализ кинетических характеристик процессов сушки полупродуктов органических красителей / А.И. Леонтьева, Н.П. Утробин, П.А. Фефелов, К.В. Брянкин, Е.А. Леонтьев // Проблемы химии и химической технологии: тезисы докл. 3-ей региональной научн.-техн. конф. - Воронеж, 1995. - С. 133 - 134.
6. Леонтьева А. И. Исследование кинетики процесса сушки полупродуктов красителей (Р - соли) на одиночной частице / А.И. Леонтьева, Н.П. Утробин, К.В. Брянкин, С.Ю. Чупрунов, П. А. Фефелов // Вестник Тамбовского государственного университета им. Г.Р. Державина. - 1996. - Т. 1. Вып. 2. -С. 163 - 165.
7. Брянкин К.В. Интенсификация процесса сушки термолабильных продуктов / К.В. Брянкин, А.И. Леонтьева, Н.П. Утробин, С.Ю. Чупрунов // Прогрессивные технологии и оборудование для пищевой промышленности: тезисы докл. международной научн.-техн. конф. - Воронеж, 1997. - С. 216 - 218.
8. Чупрунов С.Ю. Обезвоживание термолабильных продуктов (анилида ацетоуксусной кислоты) / С.Ю. Чупрунов, Л.Н. Чемерчев, Н.П. Утробин, А.А. Чернов // Труды ТГТУ: сборник научных статей молодых ученых и студентов. - Тамбов: Изд-во Тамб. гос. тех. ун-та, 1998. - Вып. 2. - С. 33 -36.
9. Утробин Н.П. Сравнительный анализ методов сушки органических продуктов в производстве красителей / Н.П. Утробин, С.Ю. Чупрунов, Л.Н. Чемерчев, А.А. Чернов // Проблемы химии и химической технологии: сборник докладов 6 - ой региональной научно - технической конференции. Т.3. - Воронеж, 1998. - С. 76 - 79.
10. Леонтьева А.И. Анализ и совершенствование технологии пара-фенилдиамина / А.И. Леонтьева, К.В. Брянкин, С.Ю. Чупрунов, Л.Н. Чемерчев, П.А. Фефелов, В.И. Коновалов // Химическая промышленность. - 1999. -№7. - С. 3 - 6.
УДК 66.066.2
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ УДАЛЕНИЯ ВОДОРАСТВОРИМЫХ СОЛЕЙ ИЗ ПАСТ АЗОПИГМЕНТОВ
А. И. Леонтьева, доктор технических наук, профессор М. Ю. Субочева, ассистент В. С. Орехов, кандидат технических наук, доцент ГОУ ВПО «Тамбовский государственный технический университет» ул. Советская, 106, г. Тамбов, 392000, Россия
Приведен метод повышения качественных показателей азопигментов на стадии удаления водорастворимых солей введением структурированной воды и наноматериалов.
Ключевые слова: водорастворимые соли, декантация, колористическая концентрация, наноструктурированные материалы, структурированная вода.
В связи с жесткой конкурентной борьбой на мировом рынке производства пигментов и красителей ставиться задача получения продуктов обладающих определенным набором качественных характеристик (колористическая концентрация, цвет, интенсивность, укрывистость и т.д.).
Основным качественным показателем выпускных форм пигментов и красителей является колористическая концентрация (относительная красящая способность),
представляющая собой способность пигмента при смешении с другими компонентами влиять на цвет полученного готового продукта.
Показатель - колористическая концентрация пигментов зависит от многих факторов: форма кристалла, состав химических элементов входящих в структурную формулу, пространственное строение молекулы, гранулометрический состав кристаллов, состав и концентрация примесей.
Органические пигменты являются кристаллическими веществами с определенной молекулярной структурой [1], в которой элементы в пространстве расположены в конкретном месте кристаллической решетки. В зависимости от кристаллической структуры, которая определяется условиями кристаллизации и существования кристалла, одни и те же химические вещества могут иметь различные кристаллические решетки, в результате чего, различаются по цвету, показателю преломления, плотности и т.д., а, следовательно, и по пигментным свойствам - колористической концентрации, интенсивности, светостойкости, укрывистости и т.д. [2]. Поэтому получение пигментов с необходимой кристаллической модификацией, с заданной формой и размерами частиц -важнейшая задача синтеза. Изменять свойства пигмента можно и варьируя кристаллические модификации, получаемые в результате синтеза и на заключительных стадиях получения пигмента как товарного продукта.
Цветовая окраска пигмента определяется избирательным поглощением и отражением электромагнитных колебаний видимого диапазона с длинной волны от 0,4 до 0,7 мкм. Различные характеристики отражения и поглощения пигментов обусловлены расположением электронов в их молекулах, энергиями и частотами их колебаний. Установлено, что для органических пигментов цвет определяется, присутствуем в структуре определенных групп - хромофоров (К02, К=К и т.д.) и ауксохромов (ОН, КН2 и т.д.).
Цвет вещества характеризуется также способностью поглощать часть спектра с определенной длиной волны. Большое влияние на поглощение света органическими соединениями оказывают пространственные (стерические) факторы, приводящие к искажениям формы молекул. При этом существенное значение имеет характер этого искажения. Так нарушение плоскостности молекулы в результате свободного вращения вокруг простой связи или поворота вокруг простой связи под влиянием пространственных затруднений приводит к частичному или полному разобщению отдельных участков цепи сопряжения, что сопровождается сдвигом полосы поглощения в коротковолновую область спектра (повышением цвета). Изменение валентных углов между атомами под влиянием пространственных затруднений, происходящее без нарушения плоскостности молекулы, сопровождается сдвигом полосы поглощения в длинноволновую область (углублением цвета).
Форма и размер первичных частиц пигментов влияет на их способ упаковки в красочной пленке, а так же на оттенок цвета и другие качественные характеристики пигмента. Так, например, частицы размером менее 0,40 мкм дают более яркие цвета, с более чистым оттенком [1].
При производстве пигментов часто получают не химические соединения, а технические продукты, как правило, переменного состава, с определенной микро- и макроструктурой (кристаллической модификации, дисперсности и т.д.) [2]. Большое влияние на свойства пигментов оказывают и различного рода примеси.
Наличие солей в пастах пигментов влияет на интенсивность полос поглощения, следовательно, на колористическую концентрацию и приводит к снижению качественных показателей продукта, что недопустимо, поэтому необходимо найти технологические решения для удаления такого рода примесей.
Из всего многообразия методов удаления водорастворимых солей из осадков можно выделить следующие: репульпация, промывка на фильтре, декантация.
Декантация является одним из самых простых и бережных к структуре кристаллов методов очистки, суть которого заключается в разделении твердой и жидкой фаз отстаиванием. Для увеличения скорости разделения фаз и повышения растворимости солей нами применялась структурированная вода и наноструктурированные материалы (тонкодисперсные порошки металлов с размером частиц 50-100 нм и 3-5 нм в виде мицелярного раствора в органическом растворителе).
Структурированная вода - это вода с упорядоченными внутренними взаимодействиями или жидкий кристалл, в котором основным структурным компонентом является молекула воды (Н2О) [3]. За счёт возможности образования водородных связей, молекулы воды способны соединяться между собой в ассоциаты или более устойчивые кластеры. Вид элементарного кластера и определяет свойства воды, поэтому, меняя кластеры (структуру) воды с помощью различных воздействий можно изменять ее свойства [4]. В качестве исходного образца деструктурированной воды использовался дистиллят. Для формирования и изменения структуры воды применялись: замораживание, воздействие различными наноуглеродными структурами. В качестве контроля за процессом изменения структуры воды применялось измерение ее электрической проводимости [3].
Была проанализирована растворимость солей в следующих типах вод с различной структурой: дистиллированной воде; талой дистиллированной; дистиллированной воде, пропущенной через углеродный материал высокой реакционной способности (УСВР) и через УСВР, покрытый наносеребром. Применялся метод определения электрической проводимости на анализаторе жидкости РР-50 фирмы Sartorшs AG при температуре 22,90С.
Таблица 1
Растворимость солей в воде в зависимости от ее структуры
Поверхнотно е натяжение, 103 И/м Проводимость воды
Тип структуры воды Плотност ь, г/см3 До растворения ^/см После растворения ^/см Ша(г) на 100 мл. H2O
1 2 3 4 5 6
дистиллированная вода 72,75 1,0000 11,4 46960 35,2
талая
дистиллированная 75,86 0,9765 8,79 36000 35,0
вода
дистиллированная вода, пропущенная через УСВР 76,00 0,9783 12,2 43400 34,9
дистиллированная
вода, пропущенная через УСВР, 74,98 0,9652 27,4 44020 34,6
покрытый наносеребром
артезианская вода 72,86 0,9982 727 43700 30,4
Из данных таблицы 1 видно, что изменения таких физических характеристик воды, как электрическая проводимость, плотность, поверхностного натяжения подтверждает изменение структурного состояния воды под влиянием различных воздействий (замораживание, воздействие наноуглеродными структурами). Кроме того, подтверждает изменение растворимости солей в зависимости от кластерной структуры воды.
Экспериментальные исследования проводились на пастах следующих азопигментов: пигмент оранжевый Ж (pigment orange 13 №21110), пигмент зеленый Б (pigment green №10006), пигмент черный С, пигмент алый 2С, лак рубиновый 2СК (pigment re
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.