Термінова допомога студентам
Дипломи, курсові, реферати, контрольні...

Модификация біологічно активними системами синтетичного полиизопрена

РефератДопомога в написанніДізнатися вартістьмоєї роботи

Проте безпосереднє хімічне взаємодія полиизопрена з амінокислотами й білків здійснити вдасться, через відсутність реакционноспособности щодо одне одного. Такі взаємодії можна реалізувати різними непрямими шляхами. активированием молекул білка і амінокислот введенням у до їхнього складу функціональних груп, реакционноспособных стосовно макромолекулам полиизопрена. Для посилення реакційної… Читати ще >

Модификация біологічно активними системами синтетичного полиизопрена (реферат, курсова, диплом, контрольна)

Федеральное агентство за освітою по Російської Федерации.

Московська Державна Академия.

Тонкої Хімічної Технології їм. М. В. Ломоносова.

Факультет: Хімії, фізики та технології переработки.

полимеров.

Специальность: 71 000 «Матеріалознавство й технологія нових матеріалів «.

Кафедра: Хімія, фізика полімерів і полімерних матеріалів їм. Б. А. Догаткина.

На правах рукописи.

Кваліфікаційна работа.

Модифікація біологічно активними системами синтетичного полиизопрена.

Завідувач кафедри ХФП і ЛМ, проф., д.х.н. Шершнев В.А.

Руководитель к.х.н. Гончарова Ю.Э.

Консультанты:

по охорони праці і промислової ст. преп. Вареник О. Н. экологии,.

в економічній частині, доцент к.т.н. Аристов O.В.

Студентка грн. ПС-64.

Киркина О.В.

МОСКВА 2005 г.

1.

Введение

…3.

2. Літературний обзор…4.

2.1. Будова і склад НК…4.

2.2. Структура латексу гевеи…6.

2.3. Роль липидной компоненти у структурі і властивості натурального каучука…8.

2.4. Модифікація синтетичних каучуков біологічно активними не каучуковими компонентами НК та його аналогами…10.

3. Об'єкти исследования…17.

4. Методи исследования…26.

5. Експериментальна часть…30.

5.1. Вплив ліпідів на властивості СКИ-3 і гумових сумішей з їхньої основе…30.

5.2. Дослідження властивостей гумових сумішей з урахуванням СКИ-3, містять соєвий белок…36.

5.3. Вивчення впливу соєвої борошна на властивості гумових сумішей на основе.

СКИ-3…40.

6. Обговорення результатов…44.

7. Охорона труда…50.

8. Промислова экология…71.

9. Економічна часть…81.

10. Выводы…92.

11.

Список литературы

…94.

1.

Введение

.

Нині в гумової промисловості застосовують широкий, спектр каучуков, проте більшу частину промислового споживання становлять натуральний і синтетичний полиизопрены. До цього часу натуральний каучук (НК) залишається еталоном каучуку загального призначення, які мають комплексом властивостей. Високий рівень властивостей виробів із НК значною мірою обумовлений наявністю у складі білкових веществ.

З технічних параметрів, як-от когезионная міцність, термомеханическая стабільність, опірність раздиру та інших., НК поколишньому немає аналогів, й забезпечення потреб багатьох областей техніки та східної медицини, Україна змушена одержувати там натуральний каучук і латекс натурального каучука.

Основними споживачами НК сьогодні є шинна промисловість, авіація, медицина і медична промышленность.

Відсутність біля нашої країни кліматичних зон, придатних для проростання каучуконосных рослин, робить найперспективніших пошук шляхів спрямованої модифікації синтетичних каучукоподобных полімерів з з метою отримання матеріалу, що може замінити НК по технічно важливим фізико-хімічним параметрам.

Модифікація синтетичного каучуку мають забезпечувати поліпшення властивостей сумішей і гум за цілою низкою показників: когезионных властивостей сумішей, упруго-гистерезисных, адгезионных і усталостных властивостей гум. Тому, модифікація СПИ білковими фрагментами, представляється, однією з найперспективніших способів поліпшення споживчих властивостей СПИ. Це підтверджується наявними, поки недостатніми для практичної реалізації спробами модификации.

Метою нашого дослідження, було дослідження ліпідів і білкових фрагментів на властивості СПИ і збереження одержаних эластомерных композицій з його основе.

2. Літературний обзор

1.. Будова і склад НК.

Натуральний каучук (НК) — биополимер изопреноидной природи, типовий представник широкого класу изопреноидов рослинного походження, він виробляється в рослинах, які ростуть у регіонах світу (бразильська гевея, американська гваюла, середньоазіатський кок-сагыз) [1], є на 98 — 100% стереорегулярный циз-полиизопрен. По даним Танакі [2] будова природного НК то, можливо представлено як наступній формулы:

[pic].

w — кінець молекули дуже високого молекулярного ваги представлений аллильным й трьома транс-изопреновыми ланками, далі йде протяжний цисполиизопреновый ділянку ланцюга, молекула закінчується аллильной спиртової групою на (-кінці, що у ході біосинтезу пов’язані з пирофосфатной групою, отщепляемой із приєднання наступного циc-изопренового ланки чи помирають після закінчення биосинтеза. 3,4].

У природних латексах з гевеї і гваюлы завжди, ще, присутні пирофосфаты мономерів і олигомеров пренолов — попередники полиизопрена [5,6].

[pic].

ДМАПФ.

ИППФ.

[pic].

Морапренол пирофосфат.

Біосинтез каучуку в рослинних клітинах пов’язані з мембранами, які переважно побудовано з ліпідів і білків. Основний компонент мембранних ліпідів в рослинних клітинах є лецитин (фосфатидилхолин):

R, R — нормальна ланцюг С15 — С17 різного рівня не насыщенности.

З білків, присутніх в латексе НК, найбільша увага дослідників приваблює полимераза каучуку — фермент, провідний полімеризацію, який присутній як і що з каучуком стані, і у розчині. Зв’язок із полиизопреновой ланцюжком здійснюється може бути через пірофосфат на кінці зростання ланцюга чи з ?-ланці через приєднання на подвійну зв’язок [7]. У патенті США [8] описані виділення очищення цього ферменту, його молекулярна маса виявилася порядку 44−36 кДж. Швидше за все, саме його присутність серед НК пов’язаного білка і становить той залишковий білок у кількості 1%, який знаходять у НК марки RSS, например.

Про структурі інших компонентів НК нічого достовірного на молекулярному рівні не известно.

2.. Структура латексу гевеи.

Як відомо, біосинтез НК відбувається у латексе каучуконосных рослин, причому полімеризація мономера ИППФ протікає лежить на поверхні дрібних структур, оточених мембраною, що з білків і ліпідів [9]. Передбачається, що зросла гидрофобная ланцюг каучуку проникає всередину мембранної структури, а гидрофильный ?-кінець звернений назовні, у серум де відбувається взаємодію Космосу з ИИПФ з допомогою що за мембрані білкового каталізатора — ферменту полимеразы каучуку. В міру накопичення каучуку всередині мембранних структур вони збільшуються у вигляді і перетворюються на великі каучукові глобулы [10]. Огортаючи каучукову глобулу, речовини мембрани (ліпіди, білки) виконують додаткову функцію стабілізації латексу, запобігають злипання глобул (коагуляцию латексу). Показано, більшість ліпідів, які у латексе НК, пов’язані з глобулами каучуку [9].

Інший аспект у тому, що фосфоліпіди може бути найважливішими чинниками для каучуковою полимеразы у її функціонуванні у процесі зростання частинок, і фосфоліпіди можуть бути присутні у складі латексных частинок як складової частини апарату біосинтезу каучука[11,12]. У зв’язку з цим цікаво, що виділення частинок, провідних активний біосинтез каучуку з латексу гваюлы успішно використовували гель-фильтрацию, як крок очищення при виділенні каучук — синтезують глобул латексу [7].

У специфічному будову каучукових глобул, попередніх формуванню коагулированного латексу НК, закладено, очевидно, ключі до поясненню його унікальних фізико-механічних параметрів як матеріалу для шинних гум [13].

Потрапляючи всередину НК і будучи рівномірно розподіленими, за обсягом каучуку, речовини мембран мусять надавати певного впливу різноманітним параметрам цього унікального природного матеріалу. Правильно підібрати склад добавок, їх природу і рівень диспергирования в полиизопрене — ось завдання, яку, з погляду, слід було ставити під час розробки методу модифікації синтетичного полиизопрена із єдиною метою наближення властивостей, до властивостями НК.

2.3. Роль липидной компоненти у структурі і властивості натурального каучуку Ліпіди є велику групу природних сполук, вони перебувають у складі клітинних структур всіх живих організмів. Ліпіди свіжого латексу натурального каучуку складаються з жирів, триглициридов, восків, стиролов та його ефірів, фосфоліпідів та інших. Ліпіди не розчиняються в воді, частково розчиняються в ацетоні чи спирті, і деякі лише у суміші хлороформ-метанол. Загальне зміст ліпідів натурального латексу близько 0,9%, більшість із яких становлять фосфоліпіди — 0,6%. Молекула будь-якого фосфолипида і двох частин: гидрофильной «голови», освіченою полярними залишками жирною кислоти і азотистого підстави чи спирту, і гидрофильного «хвоста», освіченого довгими алифатическими ланцюгами залишків жирних кислот (позаяк у підставі фосфоліпідів лежать многоатомные спирти, то таких «хвостів» зазвичай два), завдяки чому фосфоліпіди добре розчиняються у багатьох органічних розчинниках й у теж час наявність полярних груп надає фосфолипидам спорідненість до води, в якому вони утворюють колоїдні розчини і мицеллярные структури. Фосфоліпіди мають поверхностно-активными властивостями (легко створюють плівкові структури та монослой за українсько-словацьким кордоном розділу фаз), З’являються хорошими эмульгаторами і легко утворюють комплекси з різними сполуками, в частковості з белками.

Фосфоліпіди — ефективні посередники, котрі пов’язують білок і каучук. Більшість фосфолипида в латексе Hevea асоціюється із часточками каучуку [13], йому зазвичай приписується роль колоїдного стабілізатора, проте може надавати значний вплив на процес синтезу натурального каучука.

Сучасні біохімічні уявлення про структуру клітинних органел і такі складу поверхневих структур латексных частинок дозволяють зробити припущення щодо мембранном будову оболонок латекса.

Біологічні мембрани включають, загалом, 60% білків і 40% ліпідів, хоча можливі й значні коливання у складі. Бєлки, що входять до склад мембран, різняться за своїми функцій. Зовнішні - структурні білки разом із містками металів (Ca і Mg) сприяють збереженню цілісності ліпідного шару, внутрішні - інтегральні білки входить у гидрофильную частина ліпідного шару і є ферментами, переносниками речовин, можуть виконувати та інші функции.

Мембранні структури не містять ковалентних зв’язків, але мають певної механічної сталістю з допомогою іонних, водневих, гидрофобных зв’язків і своєю комплементарности.

Туторский І.А. з працівниками виходячи з дослідження освіти упорядкованих структури НК встановив, у процесі отримання й зберігання плівок з натуральної латексу ліпіди утворюють окрему фазу, а молекули білка чи його фрагменти, ковалентно пов’язані з полиизопреном, асоціюються з формуванням белково-полиизопренового комплексу. Високе опір раздиру плівок натурального латексу зумовлено освітою специфічної структури, стабільність якої забезпечена белково-липидной оболочкой.

Вагомий внесок у формування властивостей НК вносять пов’язані білки, у те час як вільні білкові фрагменти грають роль активного наповнювача, забезпечує опосередковану зв’язку з функціональними групами пов’язаних білків і макромолекул НК.

2.4. Модифікація синтетичних каучуков біологічно активними не каучуковими компонентами НК та його аналогами.

Необхідність вдосконалення властивостей синтетичного полиизопрена підштовхує до пошуку шляхів його модифікації. Однією з актуальних напрямів є отримання синтетичного аналога натурального каучуку. Вочевидь, що «одержання аналога НК не рівнозначно отриманню ідентичної вуглеводнів. У комплексної структурі природного полиизопрена важлива роль належить некаучуковым речовин, більшість яких становлять ліпіди, пов’язаний і непов’язаний білок, мають вплив все комплекс властивостей натурального каучука.

Нині у західних країнах проводяться дослідження з вивченню механізму біосинтезу НК в рослинах із єдиною метою моделювання даного процесу у промисловості для одержання синтетичного аналога натурального каучуку [14]. Также триває робота з надання биокаталитических систем із застосуванням біотехнологічних приемов[15]. Ці дослідження мають велику теоретичну цінність, проте, через їх надзвичайної складності, носять пошуковий характер.

У нашій країні також проводили дослідження біосинтезу каучуку в культурі клітин та тканин растений-каучуконосов [16]. Отримане речовина містив незначну частину полиизопрена. У цілому нині, отримано низкомолекулярное окислене з'єднання [17].

Однією з шляхів розв’язання завдання вдосконалення синтетичного полиизопрена, зближення Росії з НК, може бути хімічна модифікація СКИ-3. Правомірність такого завдання підтверджується наявністю функціональних груп у молекулярних ланцюгах НК, позитивний вплив яких властивості каучуку відомо [18,19,20]. Фізична модифікація — суміщення эластомера з хімічно інертними речовинами — неспроможна вважатися перспективної для підвищення загального комплексу властивостей таких матеріалів, оскільки цьому поліпшення одних властивостей, зазвичай, призводить до погіршення інших. Найкращого ефекту можна домогтися спільним застосуванням хімічної промисловості та фізичної модификаций.

Особливу увагу цьому плані є хімічна модифікація каучуку на стадії її виготовлення з допомогою запровадження полімерні ланцюга реакционоспособных функціональних групп.

Для вибору найбільш раціональних шляхів хімічної модифікації проводили дослідження з виявлення загальних закономірностей впливу функціональних груп різних типів на структуру й поліпшуючи властивості гум і впливу чинників, відповідальних за поліпшення низки характеристик гумових сумішей і вулканизаторов. У цьому специфіка дії модифицирующих функціональних груп слабко від молекулярної основи полімеру [21], а визначається переважно їх природою, яка впливає на характер хімічного і фізико-хімічного взаємодії між компонентами гумової суміші, визначального технологічні і експлуатаційні властивості гум: міжфазне взаємодія эластомера з наповнювачем, енергетичний спектр вулканизационных зв’язків, швидкість і ступінь зшивання, стабільність эластомерных композицій при переробки й эксплуатации.

Найперспективнішим представляється запровадження груп, які мають полифункциональным дією, які забезпечують позитивний вплив попри всі чинники. Отримано позитивні результати по модифікації СПИ бінарним системам функціональних груп (аминоароматических і ангидридных), які забезпечують підвищення когезии сумішей, яка наближається до рівню НК, модуля пружності гум, їх адгезії до корду, усталостной витривалості [22].

Особливо важливим є взаємодія модифікованого эластомера з технічним вуглецем, оскільки це відіграє в посиленні гум, що обумовлено освітою як фізичних, і хімічних зв’язків, кількість і співвідношення яких не може змінюватися залежно від властивостей взаємодіючих компонентів. Введення у полімерну структуру амидных, аминоэфирных, нитроаминоароматических і ангидридных груп посилює взаємодія эластомера із технічною вуглецем, а сложноэфирные групи не надають такого впливу [21].

Однією з таких шляхів модифікації синтетичного полиизопрена може бути введення у эластомерную матрицю білкових фрагментів, які є у НК, чи найпростішому разі, амінокислот входять до складу білків НК. Спроби модифікувати синтетичний полиизопрен білками, і амінокислотами робляться давно, проте, ці досліди не за стадію лабораторних випробувань [23].

У ВНИИСКе що з НИИШПом було проведено дослідження зразків СКИ-3, модифікованих різними типами білкових фрагментів при різних умови їх запровадження: при синтезі на стадії виділення з розчину [24]. Підвищений вміст азоту, знайдене після екстракції ацетоном і водою, свідчить стосовно приєднання білкових фрагментів до каучуку.

Ведення в каучук білкових речовин дозволило трохи підвищити когезионные властивості, модуль пружності, опір раздиру [25]. Проте, більшість зразків за умов запровадження білкових фрагментів спостерігалося підвищення структурування каучуков, що призводило погіршення технологічних свойств[24].

Ефективним способом модифікації синтетичного цис-1,4 полиизопрена може бути хімічна іммобілізація на эластомерной матриці білкових фрагментів [26].

Бєлки можуть розпочинати реакцію радикальної полімеризації з мономерами типу стиролу, метилметакрилата, акрилонитрила та інші [27]. Відома прищеплена сополимеризация кератина з винильными сполуками [28]. Дані приклади спільної полімеризації ставляться до типу прищеплену сополимеризации мономерів на белки.

Проте безпосереднє хімічне взаємодія полиизопрена з амінокислотами й білків здійснити вдасться, через відсутність реакционноспособности щодо одне одного. Такі взаємодії можна реалізувати різними непрямими шляхами [29].. активированием молекул білка і амінокислот введенням у до їхнього складу функціональних груп, реакционноспособных стосовно макромолекулам полиизопрена [22]. Для посилення реакційної здібності білків їх попередньо можна обробити галогенами чи диазосоединениями [30];. активированием полиизопреновой матриці введенням у її структуру функціональних груп, реакционноспособных стосовно білкам і аминокислотам. Цього варіанта представляє найбільше зацікавлення, оскільки він, очевидно, реалізується у процесі біосинтезу НК і відданість забезпечує фіксацію білкових фрагментів на полиизопреновой матриці. У структурі НК виявлено різні функціональні групи, зокрема альдегидные і эпоксидные [22], реакционноспособные стосовно білкам і аминокислотам, що, мабуть, і уможливлює перебіг цього процесу;. використанням сполук, активуючих процеси взаємодії між білками, амінокислотами і полиизопреном, наприклад, окислительновостановительных систем, ініціюючих процеси щеплення фрагментів білка на молекулу полиизопрена [31];. використанням амінокислот і білків з функціональними групами, здатними в специфічних умовах переробки, наприклад, при латексної технології, взаємодіяти з макромолекулами полиизопрена [32].

З метою пошуку оптимальних умов проведення процесу була зроблено спробу систематичного дослідження зазначених вище можливих способів іммобілізації білків і аминокислот.

При модифікації синтетичного полиизопрена амінокислотами і білками ефективно попереднє активування эластомерной матриці введенням у неї ангидридных груп з допомогою взаємодії з малеиновым ангідридом. Це обумовлена тим, що способи іммобілізації низки білків і ферментів на даних функціональних групах широковідомі і докладно досліджені [33,34]. Вище були описані властивості модифікованих цими функціональними групами эластомеров, гумових сумішей і вулканизатов з їхньої основе.

Під час розробки промышленно-перспективных способів модифікації СКИ-3 білками, і амінокислотами необхідно вибирати такі сполуки, які забезпечують введення у эластомерную матрицю невеликих кількостей функціональних груп, не погіршуючи її властивостей. Прикладом такі групи є эпоксидные групи [35]. Вивчення взаємодії полиизопрена, що містить эпоксидные групи, з амінокислотами цікавить оскільки у роботах, присвячених дослідженню біосинтезу НК в рослинах, теоретично розглядається етап, що полягає у взаємодії эпоксидных груп НК з білковими компонентами клітин [23]. Збільшення реакційної здібності деяких специфічних амінокислот в складі білкової фракції НК, до яких ставляться, зокрема цистин, може статися в латексе.

Серед функціональних груп амінокислот особливу увагу привертають сульфгидрильная, чи тиоловая SH-группа цистеина і дисульфидная S-S-группа цистину. Це з високої хімічної реакційної здатністю цих груп, легко йдуть на різноманітні реакції із багатьма типами сполук, і можна пояснити великим значенням SHі S-S-групп для специфічних функцій низки ферментів (як, наприклад Ко-фермента) та інших біологічно активних белков.

Використання серосодержащих амінокислот, як-от цистин, в промисловому масштабі пов’язане з труднощами економічного характеру. У час проводяться пошуки технологій отримання біологічно активних речовин, отримуваних з відходів м’ясомолочної промисловості [36]. Пошук дешевших і доступних модифікаторів призвів до вивченню можливості використання газу як модифицирующей добавки гідролізату кератинового білка (ДКБ) [37]. Змісту у ньому серосодержащих амінокислот сягає 11%. Дослідження модифікації ввідна дисперсії СКИ-3 ДКБ показали, у результаті модифікації відбувається взаємодія кератинового білка з полиизопреновой дисперсией. Значно поліпшуються фізико-механічні властивості плівок з модифікованого ДСКИ-3.

Механічне запровадження білка в матрицю синтетичного полиизопрена надає незначне впливом геть властивості сумішей його основі. Запровадження 1,6% мас. білка (кількості, близького до змісту їх у НК) викликає на зміну структури синтетичного каучуку, наближаючи її до структури матриці НК. Проте, остання термодинамічно більш стабільна, ніж структура системи СКИ-3 — незв’язаний белок.

У товарному НК білок можна розділити втричі виду: білок, пов’язані з молекулою каучуку через пірофосфат у процесі синтезу, чи продукт ферментативного гідролізу білка, утворюючись під час процесі обробки НК; білок, навколишній каучукову глобулу і пов’язані з каучуком через посередник — молекулу фосфолипида; білок серума, обложений разом із каучуком в процесі коагуляції латексу, але хімічно з нею не пов’язаний. Перший вид білка змоделювати важко, однак отримати другий вид білка, що з каучуком через молекулу фосфолипида. Джерелом подібних комплексів можуть бути мікроорганізми, містять подібні комплекси (наприклад, липопротеины) у мембраннах, чи синтетичний комплекс, причому замість фосфоліпідів можуть виступати деяких інших ПАР [38].

Відомі роботи [39] по іммобілізації ліпідів та його аналогів на полімери, у своїй треба сказати можливість адсорбційної іммобілізації липидов.

У працях проведених у МИТХТ що з НИИШП засвідчили, що добавки природних біополімерів в СКИ-3 надають останньому физикомеханічні властивості, прийдешні до властивостями НК [39].

У першому етапі роботи було виконано якісний аналіз по речовин, що їх у латексе НК було встановлено й будову що досить достовірно доведено. Як таких речовин були обрані: гидрофобный білок з латексу гевеї, розчинні білки серума того ж латексу, лецитины різного походження, синтетичні олигопренолфосфаты і пирофосфаты, і навіть гидрофобные білки, й липиднобілкові суміші мікробіологічного й тварини походження. Депротеинизацию торгових сортів НК (вихідних, не піддавалися пластификации) проводили в розбавлених розчинах (розчинники — гексан, толуолу) шляхом обробки активними добавками з наступним відділенням білкової компоненти методом препаративного ультрицентрифугирования, потім депротеинизированный каучук виділяли сушінням під вакуумом в м’яких умовах [40]. Про змісті білка судили з визначення азоту з допомогою приладу Кельдаля та аналізу ИК-спектров.

Изомеризацию здійснювали в розчині толуолу та блоці шляхом обробки каучуку оксидом сірки, варіюючи тривалість і температуру. Про зміни микроструктутры судили по появі сигналів, відповідних поглинання протонів trans — конфігурації ланки изопренов в спектрах ЯМР, прилад Bruker — 500, ММР характеризували методом ГПХ.

Кінетика кристалізації є повільної для фракції з низьким змістом білка проти нефракционированными зразками [41]. Проте основне впливом геть кінетику статичної кристалізації (напівперіод кристалізації) надає не зміст білка, а зміст карбонових кислот.

Вивчення кристалізації показало, що депротеинизированные зразки демонструють ориентационные ефекти при значно більшій відносному подовженні (500 — 700%) замість 200 — 300%для вихідних, проте температура плавлення кристалічною фази депротеинизированных зразків у дослідах по статичної кристалізації у своїй мало змінюється і як Тпл = 10−12оС.

Кінетика кристалізації зразків із меншим змістом білка є більш повільної, проте збільшення вміст білків вище 2−3% мас. майже важить надалі на кінетику кристаллизации.

3. Об'єкти исследования.

Натуральний каучук.

[pic].

Натуральный каучук (НК) — биополимер изопреноидной природи, типовий представник широкого класу изопреноидов рослинного походження, він виробляється в рослинах, які ростуть у регіонах світу (бразильська гевея, американська гваюла, середньоазіатський кок-сагыз) [1], є на 98 — 100% стереорегулярный циз-полиизопрен. Технічні характеристики використаного у цій роботі натурального каучуку представлені у таблиці 3.1.

Таблица 3.1.

Технічні характеристики НК RSS1.

|Загрязнённость,|Начальная |Показник |Зміст |Зміст | |певна на|пластичность |збереження |летючих |золи, %, не | |ситі 45 мкм, %,|по Уоллесові, |пластичності |речовин, %, |більш | |трохи більше |щонайменше |(ПСП), не |трохи більше | | | | |менш | | | |0,5 |33−47 |40 |1,0 |1,0 | | |тип 40 | | | |.

СКИ-3.

[pic] Изопреновый каучук отримують шляхом стереоспецифической полімеризації изопрена в розчині на катализаторах Циглера-Натта за нормальної температури 30- 50 оС. Структура і хімічний склад: Зміст цис-1,4-звеньев транс-1,4 — 0−4% Зміст Ланок 1.2 і 3.4 у сумі 1−5% Загальна непредельность — 94−98% Средневязкостная маса М? — (350−1300)*103. Фізичні властивості СКИ подібні властивостями НК. Изопреновый каучук кристалізується при -25оС. Найкоротший відносне подовження, у якому спостерігається освіту кристалічною фази при 20оС, становить 300−400%. Параметр розчинності ?р дорівнює 16.8 (МДж/М3)½ [42].

Для вивчення впливу біологічно активних систем на той комплекс властивостей синтетичних каучуков і гум з їхньої основі було обрано такі продукты:

Ліпідний залишок біомаси Rhodobacter capsulatus.

З біомаси Rhodobacter сapsulatus (представник аноксигенных фотосинтезирующих мікроорганізмів) цілеспрямовано отримують бактериопурпурин для медичних цілей. З іншого боку, біомаса Rhodobacter capsulatus може бути джерелом інших цінних біологічно активних соединений.

Біотехнологічний спосіб отримання бактериопурпурина дозволяє отримувати це цінне речовина після виходу не перевищують 1% на суху біомасу. У цьому утворюються липидные відходи, які використовують і може бути джерелами цінних БАС, зокрема, ВЖК (насичених і ненасыщенных).

Після завершення якісного аналізу ліпідного залишку, виходячи з порівняння хроматографічної рухливості, складових його речовин з хроматографическими характкристиками стандартних зразків і з урахуванням літературних даних, дійшли висновку склад ліпідного відходу біотехнологічного процесу переробки біомаси Rhodobacter capsulatus.

Ідентифікацію компонентів в липидном залишку Rhodobacter capsulatus проводили виходячи з результатів ТСХ порівняно із свідками (зразки вільних жирних кислот і ацилглицеридов, токоферолу, фитола) і підставі літературних данных.

На хроматограмме виявили: каротиноидные вуглеводні, токоферолы, кислотосодержащие каротиноїди, вищі жирні кислоти, вищі жирні спирти. Для ТСХ аналізу використовували систему петролейный ефір — этилацетат, 9:1.

Виконане дослідження, спрямоване на виявлення полярних ліпідів показав їх виправдатись нібито відсутністю складі ліпідного залишку, що підтверджує гидролитическое розщеплення фосфоліпідів при лужної обробці біомаси, в ході якого виділяється бактериопурпурин, де серед зразка порівняння використовували комерційний лецитин, а детекцию проводили з допомогою обробки хроматограммы, молибденовым синім [43].

Для кількісного аналізу інших компонентів ліпідного залишку було проведено поділ компонентів суміші методом колоночной адсорбційної хроматографії на силикагеле. З використанням як элюента бензолу отримали концентрати, збагачені БАС різної природы.

Таблица 3.2.

Відсотковий склад виділених концентратів з ліпідного залишку біомаси Rh.

Cap.

|Склад концентратів |Зміст, % | |каротиноидные вуглеводні |3.9 | |токоферолы |5 | |кислородосодержащие каротиноїди та вищі жирні |65.5 | |кислоти (ВЖК) | | |ВЖК |5 | |ВЖК і фитол |19.7 |.

Далее проведене з допомогою ТСХ і ГЖХ фракціонування концентратів, дозволило встановити домінуючі ВЖК після попередньої їх этерификации метиловым спиртом (табл. 3.3). З ГЖХ аналізу можна дійти невтішного висновку, що ліпідний відхід збагачений ВЖК, склад яких після переробки біомаси залишився незмінним, а кількість мало зменшилося. Отже, ліпідний відхід є цінним джерелом БАС. Виділення фракції, кисневмісних каротинойдов показало, що переважно переважають в липидном залишку сфероидены. Загальний, вихід якого, від ліпідного залишку становив 14%.

Таблица 3.3.

Дані ГЖХ аналізу метилових ефірів ВЖК ліпідного залишку биомассы.

Rhodobacter capsulatus. |№ |Позначення |Назва |Час |Зміст | |пика|ВЖК |ВЖК |утримування |ВЖК, %* | | | | |хв | | |1 |Cl4:0 |миристиновая |1.5 |0.98 | |2 |С16:0 |пальмитиновая |3.7 |3.5 | |3 |Cl6:l |пальмитолеиновая |5.2 |3.9 | |4 |Cl8:0 |стеаринова |6.8 |2.2 | |5 |C18:l |олеиновая |8.2 |90.1 |.

*-Середнє із трьох измерений.

Вибір білкової компоненти для модифікації синтетичного полиизопрена пов’язана з тим, що ці білки мають склад парламенту й зміст амінокислот, близька до складу білка НК. Соєвий білковий ізолят PROFAM 974 Профам 974 — ізольований соєвий білок — розчинну диспергируемый продукт, розроблений від використання у харчових системах, де потрібно высокофункциональный белок.

Таблиця 3.4.

Щодо хімічного складу соєвого изолята PROFAM 974.

| Щодо хімічного складу, % | |Волога, максимум |6,5 | |Білок, мінімум |90 | |жир (по экстрагированию ефіром) |1 | |зола, максимум |5 | |рН (при диспергировании у питній воді 1:10) |6,8 — 7,3 |.

Таблица 3.5.

Мікробіологічний склад соєвого изолята PROFAM 974.

|Мікробіологічні дані | |Загальна бактеріальна обсемененность, максимум |30 000/г | |Сальмонелла (клас П) |негативно | |Є Coli |негативно |.

Таблиця 3.6.

Основні амінокислоти соєвого изолята PROFAM 974.

|Аминокислоты (г/100г білка) | |Лізин |6,4 | |Треонин |4.4 | |Лейцин |7,8 | |Изолейцин |4,8 | |Валин |4,9 | |Триптофан |1,3 | |Фенилаланин |5,1 | |Тирозин |3,4 | |Метіонін |1,3 | |Цистин |1,4 | |Гистидин |2,7 |.

Таблица 3.7.

Мінеральні речовини соєвого изолята PROFAM 974.

|Мінеральні речовини (Мг/100 Г) | |Натрій |1300 | |Калій |150 | |Кальцій |100 | |Фосфор |850 | |Залізо |15 | |Магній |50 |.

Мука соєве дезодорированная полуобезжиренная.

Борошно соєве дезодорированная полуобезжиренная (ГОСТ 3898−56) робиться з генетично немодифікованій сої, підвищує біологічну й поживну цінність будь-якого продукту, збагачуючи його білками, вітамінами A, B1, B2, РР, жиром, лецитин. У харчових системах соєве борошно має унікальними функціональними властивості і (освіту емульсій, сорбція жиру та води, пенообразующая здатність, гелеобразование). Таблиця 3.8.

Щодо хімічного складу соєвої борошна, % |Білок (щонайменше) |43 | |Жир (трохи більше) |8 | |Волога (трохи більше) |9 | |Вуглеводи (трохи більше) |28 | |Дієтична клітковина |16 |.

Таблица 3.9.

Амінокислотний склад соєвої муки.

| Амінокислоти (г/100г протеїну) | |Лізин |6,2 | |Треонин |4,3 | |Лейцин |7,9 | |Изолейцин |4,2 | |Валин |4,6 | |Триптофан |1,2 | |Фенилалнин |5,1 | |Тирозин |4,1 | |Метіонін |1,5 | |Цистин |1,4 | |Гистидин |2,4 |.

Таблица 3.10.

Кількість изофлавонов в соєвої муке.

|Изофлавоны (мкг/г) | |Дайдзеин |2100 | |Генистеин |1850 | |Глицетеин |221 |.

Таблица 3.12.

Мікробіологічний аналіз соєвої муки.

|Микробиологический аналіз | |Станд. чашковий підрахунок, max |25 000/г | |Сальмонелла |Отрицат | |Є. Coli |Отрицат. |.

Борошно соєве дезодорированная полуобезжиренная зареєстровано Мінздоров'ї РФ і має гігієнічний сертификат.

Ингредиенты гумових сумішей: Сірка — основний вулканизующий агент. Становить собою жовтий порошок високого рівня дисперсности, ?=3,0 кг/м3, tпл=114°C, ГОСТ 127–82 Оксид цинку. Білий порошок. Розчиняється в мінеральних кислотах, оцтової кислоті, водних лугах, не розчиняється у питній воді. Є активатором вулканізації. d=5,47−5,56 г/см, tпл=1800°С, М=80. ГОСТ 161–69 Стеаринова кислота (С17Н35СООН) Порошок чи пластівці білого, сірого чи ясно-коричневого кольору ще на залежність від сорти: ?=1060−1100 кг/м3, tпл=324,4°C. Є активатором вулканізації комплексно оксидом цинку. Для вулканізації гумової суміші використовували сірчану вулканизующую систему. Сульфенамид Т (ТББС). N-третбутил-2-бензтиазолсульфенамид. Призначений від використання як прискорювача сірчаної вулканізації. Відносна молекулярна маса 238,39. Порошок ясно-жовтого кольору. Температура плавлення 109 °C. Для здійснення ряду фізико-хімічних досліджень використовувався петролельный ефір — безбарвна, легкозаймиста рідина, що є саму низкокипящую фракцію бензину. Це суміш вуглеводнів яка містить ароматичних сполук. Склад й властивості непостійні. Щільність близько 685 кг/м3; щільність пара повітрям близько 2,5; у питній воді не розчинний. Ацетон — диметилкетон, пропанон. СН3СОСН3 — безбарвна легкозаймиста рідина з дуже характерною запахом. Молекулярний вагу 58,08; щільність 790,8 кг/м3; температура плавлення -95,35оС; температура кипіння 56,24оС, розчинність у питній воді необмежена. Для вулканізації гумових сумішей використовували сірчану вулканизационную систему. Як прискорювача застосовувався третбутил-2- бензтиазолилсульфенамид (ТББС). Склад гумової суміші приведено у табл.3.13.

Таблица 3.13.

Склад гумової суміші, мас. год. (ИСО 1658) |Каучук |100 | |Оксид цинку |6 | |Стеаринова кислота |0,5 | |Сірка |3,5 | |Сульфенамид Т |0,7 | |БАС |переменно |.

4. Методи дослідження Приготування гумою суміші і вулканізація зразків. Гумову суміш готували на лабораторних вальцах за нормальної температури 50оС. Вулканизацию проводили у пресі з электрообогревом за нормальної температури 150оС. Час вулканізації різна кожної суміші і вибиралося відповідно до оптимумом вулканізації. Стандартні методи дослідження.. Визначення упруго-прочностных властивостей каучуков, гумових сумішей і вулканизатов при розтягненні на динамометре INSTRON 1122 (ГОСТ270,.

ГОСТ262). Визначення прочностных властивостей гум при розтягненні (ГОСТ 270−75).

Випробування проводилися на розривної машині з малоинерционными силоизмерителями (ГОСТ 7762−74).Верхний затиск розривної машини пов’язані з силоизмерительным механізмом, нижній з електродвигуном, який наводить затиск в рух. При випробуванні по ГОСТ 270–75 швидкість руху нижнього затискача становить 500 мм/мин.

Зразки як лопаточек вирубувалися на вырубном пресі, з допомогою шанцевого ножа із шириною робочого ділянки 6,2 і 4,0 мм. Потім лопаточки маркірувалися і відзначався робочий ділянку довжиною l=20 мм, вимірювалася товщина зразків, а (мм). Після цього зразок прикріплювали в затискачі розривної машини та знімали такі характеристики: значення розривної міцності, значення навантаження що за різних удлинениях, відносне подовження при розриві і залишкове подовження. Напруга при подовженні обчислюється за такою формулою: f = P/S; [MПа] де P — навантаження при даному подовженні; P. S = a b — площа поперечного перерізу зразка; b — ширина робочого ділянки. Міцність розриву можна визначити за такою формулою: f = Pp/S; [МПа] де Рр — навантаження при розриві [44].

[pic].

Рис. 4.1 Розривна машина INSTRON 1122.

Визначення динамічних характеристик гумових сумішей проводилося на вібраційному сдвиговом реометре фірми «Монсанто «- роторном ODR. Застосування у тому приладі мікропроцесорної й комп’ютерної техніки, використання високочутливих датчиків забезпечує ефективний контроль якості і властивостей, його використання значно скорочує тривалість проведення іспиту, аналіз стану та проведення расчетов.

Реомерт ODR Тестований каучук вміщують у ущільнення порожнини тестера, під початкова пресування обслуговуванням мінливою температури. Двуконусный диск залягає серед пластів в тестируемом шматок і вібрує між малої амплітудою малого ротаційного типу. Ця акція посилюється зі сдвиговыми зусиллями, спрямованими на досліджуваний матеріал. І торсионная сила зумовлює коливання диска, залежить від рухливих, негнучких властивостей каучуку. Крутний момент записується автографически, як функція часу. Директивна пропорционалность між крутящим моментом і жорсткістю може бути очікуваної, попри всі умовах тесту. Амплітуда коливань становить 1, Апаратура приладу складається з таких основних частин: 1. амперметр 2. матрична полость (штамп) 3. матричний затвор (перегородки) 4. диск з міцної стали 5. дисковий колебатель (виброметр) 6. обертова вимірювальна система, що включає у собі окремі частини: вимірювач, перо, температурний вимірювач 7. колибрация крутящегося перетворюючого датчика і записыватель Такі прилади застосовують визначення швидкості вулканізації замість визначення фізико-механічних властивостей за серією зразків, вулканизованных час. Застосування реометров дозволяє досить вдало виявити зміни концентрації агента вулканізації чи складу вулканизующей системи, визначити час досягнення оптимуму й посвідку плато вулканізації, зміни вулканизата при перевулканизации.

[pic].

Рис. 4.2 Вібраційний сдвиговый реометр фірми «Монсанто «.

5. Експериментальна часть.

5.1. Вплив ліпідів на властивості СКИ-3 і гумових сумішей з їхньої основе.

Представляло інтерес досліджувати вплив ліпідного залишку Rh. Caps на когезионные властивості СКИ-3 тоді як НК. Ліпідний залишок біомаси Rh. Caps вводили в СКИ-3 як розчину в хлороформі у кількості 0,03, 0,075 і 0,120 мас. год. Показано, що з запровадження ліпідного залишку в каучук умовне напруга при 100%-ом розтягненні зменшується зі збільшенням її змісту (табл. 5.1).Также спостерігається зменшення умовної міцності при розтягненні зі зростанням змісту ліпідного залишку в каучуку СКИ- 3. У цьому, відносне подовження має екстремальний роки поведінка зі зміною змісту ліпідного залишку: максимальне значення відповідає зразкам із вмістом 0,075 мас. год. Також помітно, що відносне подовження у зразків з введённым липидным залишком вище, ніж у вихідного СКИ-3. Отже, запровадження даного ліпідного залишку не сприяє збільшення когезионной міцності гумових сумішей з урахуванням СКИ-3 рівня НК.

Таблица 5.1 Вплив ліпідного залишку біомаси Rh. Caps на когезионные властивості СКИ-3.

|Каучук |Зміст |Умовне |Умовна |Относитель-но| | |ліпідного остатка|напряжение при |міцність при |е подовження, | | |в каучуку, мас. |100%-ом |розтягненні, |% | | |год. |розтягненні, МПа |МПа | | |НК |- |0,33 |1,15 |650 | |СКИ-3 |- |0,23 |0,22 |225 | |СКИ-3 |0,03 |0,21 |0,20 |350 | |СКИ-3 |0,075 |0,20 |0,19 |400 | |СКИ-3 |0.120 |0,18 |0,16 |300 |.

За підсумками, модифікованого липидами СКИ-3 були приготовлені гумові суміші, склад яких приведено у таблиці 3.13 .Змішування проводилося на лабораторних вальцах. Вулканизацию гумових сумішей здійснювали при високих температурах 150 оС, 155 оС. На вібраційному роторном реометре фірми «Монсанто» оцінювали комплекс вулканизационных властивостей гумових сумішей. Запровадження ліпідного залишку біомаси Rhodobacter capsulatus істотно вплинув вулканизационные характеристики гумових сумішей. Знижується індукційний період вулканізації зі збільшенням змісту ліпідного залишку в каучуку, також знижується час досягнення оптимуму вулканізації по порівнянню з СКИ-3 (рис. 5.1). При запровадження у каучук 0,03 мас. год., мінімальний крутний момент кілька зменшується, однак за подальшому збільшенні змісту ліпідного залишку простежується зростання мінімального крутящего моменту. Введення у каучук 0,03 і 0,075 мас.ч. ліпідного залишку кілька збільшує максимальний крутний момент проти СКИ-3 (табл. 5.2). З іншого боку, запровадження ліпідного залишку у кількості 0,120 мас. год. призводить до істотного збільшення максимального крутящего моменту, що наближає його до максимальному моменту гум з урахуванням НК. Також простежується зростання ступеня вулканізації і швидкості вулканизации.

Таблица 5.2.

Вулканизационные характеристики сумішей з урахуванням СКИ-3, модифікованого липидным залишком біомаси Rhodobacter capsulatus (150о).

|каучук |Содержа|Индукци|Время |Крутний |Ступінь |Швидкість | | |ние |онный |достижения|момент, ф*дм |вулканизац|вулканизац| | |Л.О. в |період |оптимуму | |ії, ф*дм |ії | | |каучуке|вулкани|вулкани | |МmaxМmin|1 | | |, мас. |зации, |зации, хв| | |(ТС (90) — | | |год. |TS |ТС (90) | | |TS) | | | | | |Мmin |Мmax | | | |НК |- |7,5 |12,5 |4,6 |20,8 |16,2 |0,13 | |СКИ-3 |- |19 |25 |2,8 |17 |15,6 |0,17 | |СКИ-3 |0,03 |18,4 |24,5 |2,6 |17,6 |16,1 |0,16 | |СКИ-3 |0,075 |17,3 |23 |3 |17,3 |15,8 |0,17 | |СКИ-3 |0,120 |16,75 |21,5 |3 |18,3 |16,8 |0,21 |.

[pic].

Як очевидно з малюнка 5.2 вулканізація пришвидшується майже двічі при збільшенні температури п’ять градусів. Слід зазначити посилення впливу змісту ліпідного залишку в каучуку на вулканизационные характеристики гумових сумішей з урахуванням СКИ-3: зменшився індукційний період вулканізації, збільшується значення максимального крутящего моменту з збільшенням змісту ліпідного залишку, найвища значення максимального крутящего моменту у каучуку СКИ-3 із вмістом 0,120 масових частин ліпідного залишку, але мінімальний крутний момент нижче, ніж ніж в інших зразків, отже найвища ступінь зшивання. Проте мінімальний крутний момент вище у зразка, з мінімальним змістом ліпідного залишку. Час досягнення оптимуму вулканізації істотно зменшується, як це можна бачити з малюнка 5.2 і таблиці 5.5. Ступінь вулканізації залишається незмінною (така сама, як і в СКИ-3) у зразків з липидным залишком 0,03 і 0,075,а під час введення 0,120 масс. ч ступінь вулканізації різко зростає. Спостерігається зниження часу досягнення оптимуму вулканізації, зі збільшенням змісту ліпідного залишку в гумової суміші, проте відбувається зростання швидкості вулканизации.

Таблиця 5.3 Вулканизационные характеристики сумішей з урахуванням СКИ-3, модифікованого липидным залишком біомаси Rhodobacter capsulatus (155о).

|каучук |Содержа|Индукци|Время |Крутний |Ступінь |Швидкість | | |ние |онный |достижения|момент, ф*дм |вулканизац|вулканизац| | |липидно|период |оптимуму | |ії, ф*дм |ії | | |го |вулкани|вулкани | |МmaxМmin|1 | | |остатка|зации, |зации, хв| | |(ТС (90) — | | |в |TS |ТС (90) | | |TS) | | |каучуку| | | | | | | |, мас. | | | | | | | |год. | | | | | | | | | | |Мmin |Мmax | | | |НК |- |4 |7,8 |5 |20 |14,9 |0,26 | |СКИ-3 |- |13 |17 |3,3 |17,5 |14,3 |0,25 | |СКИ-3 |0,03 |11,6 |14,3 |3,3 |17,5 |14,3 |0,37 | |СКИ-3 |0,075 |9,5 |11,8 |2,9 |17,3 |14,3 |0,43 | |СКИ-3 |0,120 |7,9 |10,5 |2,5 |18,1, |15,6 |0,42 |.

[pic].

Розглядаючи вплив ліпідного залишку біомаси Rhodobacter capsulatus на залежність напруги від деформації було встановлено, в усіх зразків гумових сумішей з урахуванням СКИ-3 спостерігається різкий стрибок пружнопрочностных характеристик практично за одного й тому самому значенні деформації (рис. 5.5), причому, найбільш помітно позитивний вплив 0,075 м. ч ліпідного залишку біомаси Rhodobacter capsulatus збільшення умовного напряжения.

[pic].

5.2. Дослідження властивостей гумових сумішей з урахуванням СКИ-3, містять соєвий белок.

Розглядаючи вплив соєвого білка на когезионные властивості гумовий сумішей з урахуванням СКИ-3, було встановлено, що умовне напруга при 100%- ом подовженні зростає зі збільшенням вміст білків в суміші; однак за збільшенні дозування соєвого білка понад 10 мас. год. умовне напруження у суміші залишається постійному рівні (табл. 5.4). Умовна міцність при розтягненні кілька знижується, при великому змісту соєвого білка в каучуку. Також простежується зростання відносного подовження зі збільшенням змісту масових частин соєвого білка в каучуке.

Таблиця 5.4 Вплив соєвого білка на когезионные властивості гумової суміші з урахуванням СКИ;

3.

|Каучук |Зміст |Умовне |Умовна |Относитель-но| | |соєвого білка в |напруга при |міцність при |е подовження, | | |каучуку, мас. год. |100%-ом |розтягненні, |% | | | |розтягненні, МПа |МПа | | |СКИ-3 |- |0,14 |0,06 |410 | |СКИ-3 |1 |0,14 |0,07 |340 | |СКИ-3 |3 |0,13 |0,05 |410 | |СКИ-3 |6 |0,15 |0,06 |375 | |СКИ-3 |10 |0,16 |0,06 |390 | |СКИ-3 |15 |0,16 |0,05 |480 |.

Порівнюючи вулканизационные характеристики сумішей з урахуванням СКИ-3 модифіковані соєвим білком з вулканизационными характеристиками СКИ-3 можна назвати що індукційний період вулканізації знижується зі збільшенням змісту масс.ч. соєвого білка. Проте запровадження дозування свыше10 масс.ч. недоцільно, т. к індукційний період залишається колишньому рівні. Істотно знижується час досягнення оптимуму вулканізації під час введення в каучук 1 масової частини соєвого білка, але за запровадження 3 масових частин час досягнення оптимуму вулканізації різко зростає й поступово починає знижуватися зі збільшенням змісту соєвого білка. Мінімальний крутний момент зменшується після запровадження 1 і трьох мас. год. соєвого білка, і з збільшенням змісту починає зростати. Максимальний крутний момент несуттєво збільшується зі збільшенням змісту соєвого білка в гумової суміші, також зростає ступінь вулканізації. Проте швидкість вулканізації зростає змістом 1 мас. год. соєвого білка, а при подальшому збільшенні дозування починає, снижается.

Таблица 5.5.

Вулканизационные характеристики гумових сумішей з урахуванням СКИ-3, модифікованого соєвим білком. (150оС).

|каучук |Содержан|Индукци|Время |Крутний |Ступінь |Швидкість | | |не |онный |достижен|момент, |вулканизац|вулканизац| | |соєвого |період |іє |ф*дм |ії, ф*дм |ії | | |білка в |вулкани|оптимума| |МmaxМmin|1 | | |каучуке,|зации, |вулкани | | |(ТС (90) — | | |мас. год. |TS |зации, | | |TS) | | | | |хв | | | | | | | |ТС (90) | | | | | | | | |Мmin |Мmax | | | |СКИ-3 |- |17,3 |20,5 |4,8 |18,5 |16,2 |0,31 | |СКИ-3 |1.мас.ч |15,9 |18,5 |1,7 |17,5 |16 |0,38 | |СКИ-3 |3.мас.ч |14,4 |17,8 |1,6 |17,9 |16,3 |0,29 | |СКИ-3 |6.мас.ч |12,5 |16,3 |2,2 |19 |17,2 |0,26 | |СКИ-3 |10.мас.ч|11 |14,8 |2 |20 |18,1 |0,26 | |СКИ-3 |15.мас.ч|11 |15 |2 |20,3 |18,3 |0,25 |.

[pic].

Аналізуючи вплив різного змісту соєвого білка на умовне напруга при 500%-ом подовженні (рис. 5.5), видно що зі збільшенням мас. год. соєвого білка в гумової суміші, умовне напруга зростає й сягає максимуму при змісті 10 мас. год., після чого спостерігається падіння даної характеристики. Проте умовна міцність гум з урахуванням НК з різними змістом соєвого білка падає, зі збільшенням її змісту. [pic].

5.3. Вивчення впливу соєвої борошна на властивості гумових сумішей на основе.

СКИ-3.

Розглядаючи вплив соєвої борошна на когезионные властивості гумовий сумішей з урахуванням СКИ-3, було встановлено, що умовне напруга при 100%- ом подовженні зростає зі збільшенням змісту соєвої борошна в суміші; (табл. 5.6). Умовна міцність при розтягненні починає зростати зі збільшенням змісту соєвої борошна в суміші понад 5 мас. год. Проте відносне подовження починає знижуватися зі збільшенням змісту соєвої борошна в гумової суміші з урахуванням СКИ-3.

Таблица 5.6. Вплив соєвої борошна на когезионные властивості гумової суміші з урахуванням СКИ;

3.

|Каучук |Зміст |Умовне |Умовна |Относитель-но| | |соєвої борошна в |напруга при |міцність при |е подовження, | | |каучуку, мас. год. |100%-ом |розтягненні, |% | | | |розтягненні, МПа |МПа | | |СКИ-3 |- |0,14 |0,06 |410 | |СКИ-3 |1 |0,12 |0,05 |450 | |СКИ-3 |3 |0,13 |0,05 |430 | |СКИ-3 |6 |0,13 |0,07 |320 | |СКИ-3 |10 |0,14 |0,07 |355 | |СКИ-3 |15 |0,15 |0,05 |450 |.

Розглядаючи вплив соєвої борошна на вулканизационные характеристики сумішей з урахуванням СКИ-3, можна назвати що індукційний період вулканізації знижується зі збільшенням змісту масс.ч. соєвої борошна. Час досягнення оптимуму вулканізації має неоднозначний характер з таблиці 5.7. Зі збільшенням змісту соєвої борошна в каучуку мінімальний крутний момент знижується. Максимальний крутний момент збільшується з запровадження 1 мас.ч., однак за запровадження 3 і шість мас. ч знижується, і за подальшому збільшенні змісту соєвої борошна в гумової суміші починає знову зростати. Ступінь вулканізації також зростає зі збільшенням змісту соєвої борошна в гумової суміші з урахуванням СКИ-3.С введенням у гумову суміш 1 мас. год. соєвої борошна швидкість вулканізації істотно зростає, а подальше запровадження соєвої борошна знижує цю характеристику.

Таблица 5.7.

Вулканизационные характеристики гумових сумішей з урахуванням СКИ-3, модифікованого соєвої борошном. (150оС).

|каучук |Содержа|Индукци|Время |Крутний |Ступінь |Швидкість | | |ние |онный |достижения|момент, |вулканизац|вулканизац| | |соєвої |період |оптимуму |ф*дм |ії, ф*дм |ії | | |борошна в |вулкани|вулкани- | |МmaxМmin|1 | | |каучуке|зации, |зации, хв| | |(ТС (90) — | | |, мас. |TS |ТС (90) | | |TS) | | |год. | | | | | | | | | | |Мmin |Мmax | | | |СКИ-3 |- |16,8 |19,5 |4,8 |18,5 |16,2 |0,37 | |СКИ-3 |1.мас.ч|13,8 |15,5 |2,7 |19,3 |16,6 |0,59 | |СКИ-3 |3.мас.ч|14 |16 |2,3 |18,8 |16,6 |0,5 | |СКИ-3 |6.мас.ч|11,3 |14 |2,2 |18,8 |16,7 |0,37 | |СКИ-3 |10.мас.|9,8 |16,5 |2,1 |19,2 |17 |0,14 | | |год | | | | | | | |СКИ-3 |15.мас.|8 |13 |2 |19,5 |17,5 |0,2 | | |год | | | | | | |.

[pic].

Розглядаючи вплив різного змісту соєвої борошна на умовну міцність, видно, що це величина знижується зі збільшенням змісту соєвої борошна в гумової суміші з урахуванням СКИ-3. Проте умовне напруга при 500%-ом подовженні зростає й сягає максимального значення при змісті соєвої борошна 10 мас. год., але з сягає рівня НК, після чого спостерігається незначне падение.

[pic].

6. Обговорення результатов.

Нині еталоном для каучуков загального призначення є натуральний каучук. У нашій країні велике поширення отримав його аналог — синтетичний ПІ, який, проте, поступається НК у властивостей: когезионной міцності, опору раздиру, теплостойкости і іншим. Необхідність поліпшення властивостей СПИ підштовхує до пошуку нових шляхів його модифікації. Оскільки, в природному ПІ важлива роль належить не каучуковим речовин, таких як пов’язаний і незв’язаний білок і ліпіди, введення у СПИ білкових фрагментів представляється однією з перспективних способів поліпшення її споживчих свойств.

Модифікація СПИ білковими фрагментами, представляється, однією з найперспективніших способів поліпшення споживчих властивостей СПИ. Це підтверджується наявними, поки недостатніми для практичної реалізації спробами модификации.

Ведення в каучук білкових речовин дозволило трохи підвищити когезионные властивості, модуль пружності, опір раздиру. Проте, для більшості зразків за різноманітних умов запровадження білкових фрагментів спостерігалося підвищення структурування каучуков, що призводило погіршення технологічних свойств.

Ефективним способом модифікації синтетичного цис-1,4 полиизопрена може бути хімічна іммобілізація на эластомерной матриці білкових фрагментов.

Бєлки можуть розпочинати реакцію радикальної полімеризації з мономерами типу стиролу, метилметакрилата, акрилонитрила та інші. Відома прищеплена сополимеризация кератина з винильными сполуками. Дані приклади спільної полімеризації ставляться до типу прищеплену сополимеризации мономерів на белки.

Проте безпосереднє хімічне взаємодія полиизопрена з амінокислотами й білків здійснити вдається, через відсутність реакционноспособности щодо одне одного. Такі взаємодії могут быть реалізовані різними непрямими шляхами. При запровадження у каучук біологічно активних систем з урахуванням гидрофобизированного білка, що є продуктом по переробці вторинної сировини м’ясомолочної, харчової та фармацевтичної промисловості, можна істотно поліпшити властивості сумішей з урахуванням модифікованого в такий спосіб каучуку, ще, цей спосіб є екологічно й економічно перспективним способом модификации.

Отже, для модифікації СПИ биополимерами доцільно використовувати мікробні білки, й ліпіди, є джерелом комплексу ліпідів і белков.

Метою роботи була дослідження мікробних ліпідів і білкових фрагментів на властивості СПИ і збереження одержаних эластомерных композицій з його основі. Як об'єктів дослідження обрані біологічно активні соединения:

— Ліпідний залишок біомаси Rhodobacter capsulatus.

З біомаси Rhodobacter сapsulatus (представник аноксигенных фотосинтезирующих мікроорганізмів) цілеспрямовано отримують бактериопурпурин для медичних цілей. З іншого боку, біомаса Rhodobacter capsulatus може бути джерелом інших цінних біологічно активних сполук: каротиноидных вуглеводнів — 3.9%, токоферолов — 5%, кисневмісних каротиноїдів та вищих жирних кислот — 65.5%, ВЖК — 5%, ВЖК і фитолов — 19.7%. Виділення фракції, кисневмісних каротиноїдів показало, що переважають в липидном залишку сфероидены. Загальний вихід, якого від ліпідного залишку становив 14%. Відсотковий склад ВЖК від ліпідного залишку біомаси Rhodobacter capsulatus: миристиновой — 0,98%, пальмітинової - 3,5%, пальмитолеиновой — 3,9%, стеаринової - 2,2%, олеїнової - 90,1%,.

— Соєвий білок, має близький склад з білком НК і соєве борошно: Соєвий білковий ізолят PROFAM 9704. Профам 974 — ізольований соєвий білок — розчинну диспергируемый продукт, розроблений від використання у харчових системах, де потрібно высокофункциональный белок.

— Борошно соєве дезодорированная полуобезжиренная.

Борошно соєве дезодорированная полуобезжиренная (ГОСТ 3898−56) робиться з генетично немодифікованій сої, з метою підвищення біологічної та живильним цінності будь-якого продукту, збагачуючи його білками, вітамінами A, B1, B2, РР, жиром, лецитином.

Дослідження впливу біологічно активних сполук на когезионные властивості СКИ-3 і сумішей його основі, показало, що з запровадження ліпідного залишку біомаси Rhodobacter capsulatus в каучук умовне напруга при 100%-ом розтягненні зменшується зі збільшенням її змісту (табл. 5.1).Также спостерігається зменшення умовної міцності при розтягненні зі зростанням змісту ліпідного залишку в каучуку СКИ-3. У цьому, відносне подовження має екстремальний роки поведінка зі зміною змісту ліпідного залишку: максимальне значення відповідає зразкам із вмістом 0,075 мас. год. Також помітно, що відносне подовження у зразків з введённым липидным залишком вище, ніж в вихідного СКИ-3. Таким чином, запровадження даного ліпідного залишку не сприяє збільшення когезионной міцності гумової суміші з урахуванням СКИ-3 рівня НК, що може вказувати на пластифциирующий ефект ліпідів (табл. 5.1.).

Запровадження ліпідного залишку біомаси Rhodobacter capsulatus суттєво вплинула на вулканизационные характеристики гумових сумішей. Знижується індукційний період вулканізації зі збільшенням змісту ліпідного залишку в каучуку, також знижується час досягнення оптимуму вулканізації проти СКИ-3. Ліпіди збільшують швидкість вулканізації, для сумішей з урахуванням СКИ-3, що містить ліпідний залишок необхідна кількість прискорювачів вулканізації, ніж для немодифицированного каучуку очевидно, це пов’язано з найкращим диспергированием вулканизационной системи в каучуку і більш ефективною вулканизацией, оскільки ліпідний залишок Rhodobacter capsulatus містить переважно високомолекулярні каротиноидные вуглеводні та вищі жирні кислоти. Встановлено, в усіх зразків гумових сумішей з урахуванням СКИ-3, містять ліпідний залишок спостерігався різкий стрибок упруго-прочностных характеристик практично за одного й тому самому значенні деформації (рис. 5.5). У цьому вищої міцністю мають гуми з урахуванням СКИ-3, що містить 0,075 мас. год. ліпідного залишку. Подальше підвищення її змісту призводить до деякому погіршення властивостей, може бути пов’язані з посиленням пластифицирующего эффекта.

Порівнюючи вулканизационные характеристики сумішей з урахуванням СКИ-3 модифіковані соєвим білком з вулканизационными характеристиками СКИ-3 можна назвати що індукційний період вулканізації знижується зі збільшенням змісту масс.ч. соєвого білка. Проте запровадження дозування понад 10 масс.ч. недоцільно, т. к індукційний період залишається попередньому рівні. Істотно знижується час досягнення оптимуму вулканізації при запровадження у каучук 1 масової частини соєвого білка, але за запровадження 3 масових частин час досягнення оптимуму вулканізації різко зростає й помалу починає знижуватися зі збільшенням змісту соєвого білка. Мінімальний крутний момент зменшується після запровадження 1 і трьох мас. год. соєвого білка, і з збільшенням змісту починає зростати. Максимальний крутний момент несуттєво збільшується зі збільшенням змісту соєвого білка в гумової суміші, також зростає ступінь вулканізації. Бєлки збільшують швидкість вулканізації, з таблиці 5.5 видно, що з запровадження 1 мас. год. швидкість вулканізації збільшується, але за подальшому збільшення соєвого білка в гумової суміші пригальмовує вулканізації, оскільки білки є вторинними прискорювачами [44]. Також білки застосовуються й у суміші з неорганічними наповнювачами. Неорганічні наповнювачі, змішане із соєвим білком, можуть надавати вулканизованные і невулканизованные гуми з великим модулем та непорушністю. Прикладом може бути суміш 2000 р крейди і 600 р 10% суспензії соєвої борошна, застосовується наповнення бутадиен-стирольного каучуку [44].

У синтетичні білки соєвий білок можна вводити у кількості від 1 до 10 мас.ч. Але зміст соєвого білка в суміші СКИ-3, гірше механічні властивості полімеру. Так з малюнка 5.5 видно, що умовне напруга при 500%-ом подовженні зростає, проте за досягненні 10 мас. год. починає падать.

Дослідження соєвої борошна, як наповнювача гумових сумішей з урахуванням натурального каучуку показали перспективність її використання їх у ролі полуактивного наповнювача [45]. Соєве борошно істотно покращує механічні властивості гумових сумішей. За її запровадження у суміш на основі СКИ-3, спостерігалося зростання умовного напруги при 500% - ом подовженні зі збільшенням змісту соєвої борошна в гумової міси до 10 мас. год., але з сягає рівня НК, після чого спостерігається незначне падіння (рис. 5.7).

Розглядаючи вплив соєвої борошна на когезионные властивості гумовий сумішей з урахуванням СКИ-3, було встановлено, що умовне напруга при 100%- ом подовженні зростає зі збільшенням змісту соєвої борошна в суміші; (табл. 5.6). Умовна міцність при розтягненні починає зростати зі збільшенням змісту соєвої борошна в суміші понад 5 мас. год. Проте відносне подовження починає знижуватися з збільшення змісту соєвої борошна в гумової суміші з урахуванням СКИ-3.

Аналізуючи вплив соєвої борошна на вулканизационные характеристики сумішей з урахуванням СКИ-3, можна назвати що індукційний період вулканізації знижується зі збільшенням змісту масс.ч. соєвої борошна. Час досягнення оптимуму вулканізації має неоднозначний характер з таблиці 5.7. Зі збільшенням змісту соєвої борошна в каучуку мінімальний крутний момент знижується. Максимальний крутний момент збільшується з запровадження 1 мас.ч., однак за запровадження 3 і шість мас. ч знижується, і за подальшому збільшенні змісту соєвої борошна в гумової суміші начинает снова зростати. Ступінь вулканізації також зростає зі збільшенням змісту соєвої борошна в гумової суміші з урахуванням СКИ-3.С введенням у гумову суміш 1 мас. год. соєвої борошна швидкість вулканізації істотно зростає, а подальше запровадження соєвої борошна знижує цю характеристику.

Отже, дослідження ліпідів і білкових фрагментів на властивості СПИ і збереження одержаних эластомерных композицій його основі, показало, що ліпіди і білкові фрагменти, запроваджувані в гумову суміш на основі СКИ-3, дозволяють отримати каучук з поліпшеним комплексом властивостей, майбутніх до рівня НК.

7. Охорона труда.

Під охороною праці розуміють систему законодавчих актів і відповідних соціально-економічних, гігієнічних і організаційних заходів, які забезпечують безпеку, збереження здоров’я та перемоги працездатність людини під час труда.

За виконання роботи у лабораторії, необхідно приділяти велике увагу дотриманню і правил техніки безопасности.

Заходи з охорони праці намагаються: • Попередження виробничого травматизму; • Попередження професійних захворювань; • Підвищення продуктивності труда.

Робота виконувалася спеціалісти кафедри Хімії і фізики полімерів і процесів їх переробки (ХФП і ПП) МИТХТ им. М. В. Ломоносова.

Працюючи було використано пожароопасные і токсичні речовини, а також електрообладнання. Забезпечували охорону умов праці необхідні знання пожароопасных і токсичних властивостей речовин і матеріалів, заходів захисту та засобів першої допомоги, правил роботи з электрооборудовании.

У цьому роботі не використовувалися радіоактивні речовини та інші джерела іонізуючих излучений.

7.1. Пожароопасные властивості горючих речовин і матеріалів й відчуття міри безпеки під час роботи з ними.

Ліпіди були попередньо растворены в розмірі 5 мл петролельного ефіру й отримані вже у рідкому вигляді. Пожароопасные властивості речовин представлені у таблиці 7.1 [46] Таблиця 7.1.

Пожароопасные властивості веществ.

|Наименование |Агрегат|Температура, °З |Межі |Нижній | |речовин |ное | |запалення |концентра| | |сосотоя| | |ционный | | |ние | | |межа | | | | | |воспламен| | | | | |ения | | | | | |аэровзвес| | | | | |і, г/м3 | | | |вспышк|самово|восплам|Концентра|Температ| | | | |і |спламе|енения |ционные ,|урные, | | | | | |нения | |% про. |°З | | |СКИ-3* |Тв. |320 |325 |290 |- |- |- | |НК** |Тв. |- |375 |129 |- |- |- | |Суль- |Тв. |140 |305 |140 |- |- |22,5 | |фенамид Т | | | | | | | | |Петро- |Ж. |-58… |280… |- |0,7…8,0 |- |- | |лельный ефір | |-18 |320 | | | | | |Стеаринова |Тв. |196 |320 |223 |- |- |- | |кислота | | | | | | | | |Ацетон |Ж. |-19 |485 |-5 |- |-19…+6 |- | |Сірка |Тв. |207 |232 |261 |- |- |2,3 | | |(пил) | | | | | | | |ZnO |тв |180 |230 |195 |- |- |13 |.

* - изопреновый синтетичний каучук ** - натуральний каучук.

Як кошти пожежогасіння для даних речовин, слід використовувати воду зі смачивателем і порошок ПФ.

Інші речовини (липидные білки) негорючие, невзрывоопасные продукти, пылевоздушные суміші не взрывоопасны.

7.2. Характеристики токсичних речовин й відчуття міри безопасности.

У результаті досліджень, виготовлення гумових виробів використовувалися такі речовини як сірка, сульфенамид Т, оксид цинку, стеаринова кислота, що викликають забрудненню довкілля. З іншого боку під час таких процесів як вулканізація відбувається виділення у повітря шкідливих сполук. Характеристика токсичних застосовуваних інгредієнтів приведено в таблиці 7.2 [47].

Таблица 7.2.

Токсикологічна характеристика веществ.

|Наименование|Агрегатное|Характер |Заходи |ГДК |Клас | |речовин |стан |дії на |предупреждения|р.з., |небезпеки | | | |організм |і кошти |мг/м3 | | | | | |першої допомоги | | | |1 |2 |3 |4 |5 |6 | |СКИ |Тв. |Головний біль, |Свіжий повітря |40 |3 | | | |порушення сну, | | | | | | |раздражительност| | | | | | |т | | | | |Сірка |Тв. (пыль)|Бронхолёгочные |Мытьё, |2 |1 | | | |захворювання, |респіратори | | | | | |запалення | | | | | | |слизової носа, | | | | | | |шкірні | | | | | | |захворювання | | | | |Сульфенамид |Тв. (пыль)|Вызывает |Мытьё |0,2 |2 | |Т | |дерматити, | | | | | | |алергію, | | | | | | |поразка | | | | | | |дихальних | | | | | | |шляхів | | | | |Петролельный|Ж. |Дані не знайдено | |ефір | | |.

|1 |2 |3 |4 |5 |6 | |ZnO |Тв. |Викликає |Лужні |5 |2 | | | |головну |ін'єкції, | | | | | |біль, сухий |Внутрішнє | | | | | |кашель |запровадження | | | | | | |глюкози з | | | | | | |аскорбінової| | | | | | |кислотою | | | |Ацетон |Ж. |Викликає |Свіжий |200 |1 | | | |роздратування |повітря, | | | | | |слизових |міцний | | | | | |оболонок |солодкий чай,| | | | | |носа, очей, |кави, | | | | | |горла, |інгаляція | | | | | |головну |киснем | | | | | |біль | | | | |Стеариновая|Тв. |Отруєння |Часто мытьё|1 |1 | |к-та | |дихальних | | | | | | |шляхів, | | | | | | |роздратування | | | | | | |шкіри | | | | |НК |Дані не знайдено | |.

продовження таблиці 7.2.

При здійсненні технологічного процесу навантаження доводиться в основному для м’язову і нервову системи людини. Навколишня виробнича середовище (температура, вологість, загрязнённость пилом інгредієнтів та інших.) викликає зміна функціонування органів дихання, зору, слуху, кровообігу. Інші вещества (липидные білки) — малотоксичні продукти, не надають токсичного дії на організм, і не мають кумулятивными свойствами.

У робочому приміщенні захисту від шкідливого впливу речовин необхідно використовувати спецодяг, гумові рукавички, респіратори, працювати під тягой.

7.3. Электробезопасность.

Класифікація приміщень по взрывопожароопасности відповідно до правилами устрою електроустановок (ПУЭ), представленій у таблиці 7.3 [48].

Таблица 7.3 Класифікація приміщень по взрывопожароопасности і вибір взрывозащищённого электрооборудования.

|Наименован|Класс приміщень |Характерис|Темпер|Уровень |Вигляд |Умовні | |не |(зони) |-тики по |атур-н|взрыво-з|взрыво-|обозначения | |приміщень | |ступеня |ый |ащиты |захисту |обраного | |і земельних ділянок| |небезпеки |клас | | |электро-обору| | | |поразки | | | |дования | | | |электричес| | | | | | | |кім струмом | | | | | | |По |По | | | | | | | |взрыво-|пожаро-| | | | | | | |опаснос|опаснос| | | | | | | |ти |ти | | | | | | |Лаборатори|В-1б |П-IIа |Приміщення |Т3 |2 |"е" |2Ех II АТ3 | |я кафедри | | |без | | | | | |ХФП і ПП | | |підвищеної| | | | | | | | |небезпеки | | | | |.

У взрывоі пожароопасных хімічних лабораторіях, особливо в працювати з вибухонебезпечними газами, парами, пылями, приміром, із ацетоном, диэтиловым ефіром, електроустановки можуть бути джерелами запалення. Так, при неправильної експлуатації чи несправності електроустаткування можливі його перегрів чи поява іскрових розрядів, які можуть викликати пожежа чи вибух займистою середовища, яка наносить великий матеріальним збиткам, інколи ж що призводить і загибель людей. Тому треба зазначити, які вимоги висуваються до електроустаткування, що працює у вибухонебезпечних середовищах. Це електрообладнання відрізняється від загальнопромислового як конструкцією, а й тим, що його виконано по спеціальним правилами і може експлуатуватися у вибухонебезпечних середовищах без небезпеки їх воспламенения.

Параметри електромережі 380/220 У, 50Гц.

Як заходів щодо забезпечення безпеки роботи з електроустаткуванням використовуються: — заземлення і зануление; - захист від випадкового торкнутися токоведущим частинам у вигляді застосування оболонок і блокування, незалежно від напряжения.

7.4. Аналіз потенційних небезпек і шкідливостей і під час експериментальних исследований.

Аналіз технологічних операцій із погляду потенційних небезпек і шкідливостей за її здійсненні приведён в таблиці 7.4 [47,48].

Таблиця 7.4.

Аналіз технологічних операций.

|Наимено-в|Оборудован|Реактивы, |Виявлення |Причини |Заходи, | |ание |не, на |использо-ва|опасности и|проявления |обеспечи-вающ| |техно-лог|котором |вшиеся при |шкідливості |даної |не безпечне| |ической |осуществля|проведении | |небезпеки |проведення | |операції |лася |операції | |чи |техноло-гичес| | |техноло-ги| | |шкідливості |дідька лисого операції | | |ческая | | | | | | |операція | | | | | |1 |2 |3 |4 |5 |6 | |Навішення |Электричес|СКИ, НК, |Потрапляння |Порушення | | |ингредиен|кие ваги |сірка, |пилу в |техніки |Використання| |тов | |сулфенамид |дыхательные|безопасност|спецодежды | | | |Т, ZnO, |шляху |і | | | | |стеаринова| | | | | | |к-та | | | | |Змішування |Вальцы | СКИ, НК, |Небезпека |Відкриті |Праця у | |гумових| |сірка, |повреждения|движущиеся |захисної | |сумішей | |сулфенамид |пензлів рук,|механизмы, |одязі, | | | |Т, ZnO, |підвищена |порушення |кнопка | | | |стеариновая|запылённост|работы |(важіль) | | | | |т повітря |вентиляцион|аварийной | | | |к-та | |-іншої |установки | | | | | |системи |вальцев. |.

Продолжение таблиці 7.4.

|1 |2 |3 |4 |5 |6 | |Вулканиз-|Электричес|СКИ, НК, |Поразка |Висока |Заземлення| |ация |київ прес |сірка, |электрическ|темпе-ратура |корпусу | |гумових| |сулфенамид Т,|им струмом; |робочих |преса, | |сумішей | |ZnO, |отруєння |камер, пробои|вытяжная | | | |стеаринова |шкідливими |электрической|вентиляция| | | |к-та |газами, |фази на |, | | | | |выделяю-щим|корпус |использова| | | | |ися в |электро-обору|ние | | | | |процесі |дова-ния, |захисних | | | | |вулканизаци|нарушение |рукавиць | | | | |і; |роботи | | | | | |потрапляння |місцевої | | | | | |рук в зазор|вытяжной | | | | | |між |вентиляції, | | | | | |закрываю-щи|нарушение | | | | | |мися |техніки | | | | | |плитами; |безпеки | | | | | |опік | | | | | | |відкритих | | | | | | |частин тіла| | | | | | |(гарячі | | | | | | |плити і | | | | | | |вулканиза-ц| | | | | | |іонні | | | | | | |форми), | | | | | | |пожежа | | | | | | |(ацетон) | | | |Определен|Реометр |Пресс-сованны|Опасность |Висока |Праця у | |не | |е зразки НК |отримання |температура |захисних | |в'язкості | |і |термическог|рабочих |рукавицях,| |і | |модифици-рова|о опіку, |камер, |застосування| |вулканиза| |нного СКИ-3 |небезпека |високе |щипців з | |-ционных | | |поразки |напруга |довгою | |характери| | |электрическ|электро-обору|ручкой | |стик | | |їм струмом |дования | | |Вирубування |Вырубной |Свулканизован|Травмиро-ва|Нарушение |Дотримання| |зразків |ніж |ные |ние |техніки |правил | | | |образцы (НК, |конечностей|безопасности |техніки | | | |модифици-рова| | |безопаснос| | | |нный СКИ-3) | | |ти | |Физико-ме|Разрывная |НК, |Шум, |Гвинтова |Регулярна| |ханически|машина |модифици-рова|травми-рова|поверхность |мастило | |е | |нный СКИ-3 |ние |приводу, |гвинтовій | |ипытания | | |конечностей|трансмиссион-|поверхност| | | | |, поражение|ная передача |і приводу,| | | | |электриче-с|машины, |предохра-н| | | | |кім струмом |високе |ительный | | | | | |напруги |кожух, | | | | | |электрообору-|заземление| | | | | |дования | |.

7.5. Санітарно-гігієнічні умови у робочому помещении.

7.5.1. Мікрокліматичні условия.

Щоб не допустити шкідливого впливу микроклиматических чинників на організм чоловіки й створення нормальні умови праці параметри повітряної середовища повинні відповідати СанПіН 2.2.4.548−96. Санітарні правил і норми СанПіН 2.2.4.548−96 «Гігієнічні вимоги до мікроклімату виробничих приміщень» встановлюють гігієнічні вимоги до показниками мікроклімату робочих місць виробничих приміщень із урахуванням інтенсивності енерговитрат працюючих, часу виконання роботи, періодів року й містять вимоги до методів вимірювання, і контролю микроклиматических условий.

Робота, проведена до лабораторій ХФП і ПП, належить до категорії легких робіт 1б. До легким роботам 1б (витрати енергії організму 140−174 Вт) відносять роботи, вироблені сидячи, стоячи чи пов’язані з ходьбою, але з потребують систематичного фізичної напруги чи підняття й переносу тягарів. Приміщення характеризується невеликим надлишком тепла (до 20 ккал/м3). У таблицях 7.5, 7.6, 7.7 наведено оптимальні, допустимі і інтегральні показники мікроклімату на робочих місць виробничих приміщень у відповідність до СанПіН 2.2.4.548−96.

Таблица 7.5.

Оптимальні величини показників мікроклімату на робочих місць виробничих приміщень (СанПіН 2.2.4.548−96).

|Период года|Категория |Температура|Температура |Относительна|Скорость | | |робіт з |повітря, °С|поверхностей|я вологість |руху | | |рівню | |, °З |повітря, % |повітря, | | |энергозатра| | | |м/с | | |т, Вт | | | | | |Холодний |1б |21−23 |20−24 |60−40 |0,1 | | |(140−174) | | | | |.

Таблица 7.6.

Допустимі величини показники мікроклімату на робочих місць виробничих приміщень (СанПіН 2.2.4.548−96).

|Сезон года|Катег|Температура |Темпер|Относи|Скорость руху | | |ория |повітря, °З |атура |тельна|воздуха, м/с | | |робіт| |поверх|я | | | |по | |ностей|влажно| | | |уровн| |, °З |сть | | | |ю | | |повітря| | | |энерг| | |а, % | | | |озатр| | | | | | |ат, | | | | | | |Вт | | | | | | | |диапазон|диапазон| | |для |для | | | |нижче |вище | | |діапазону |діапазону | | | |опти-мал|опти-мал| | |температур |температур | | | |ьных |ьных | | |повітря |повітря | | | |величин |величин | | |нижче |вище | | | | | | | |оптимальных|оптимальных| | | | | | | |величин, не|величин, не| | | | | | | |більш |більш | |Холодний |1б |19,0−20,|23,1−24,|18,0−2|15−75 |0,1 |0,2 | | |(140-|9 |0 |5,0 | | | | | |174) | | | | | | |.

Таблица 7.7.

Рекомендовані величини інтегрального показника теплової навантаження среды.

(ТНС-индекса) для профілактики перегрівання организма.

|Категория робіт з рівню |Величини інтегрального показника, °З | |енерговитрат, Вт | | |1б (140−174) |21,5−25,8 |.

Задля більшої нормальних микроклиматических умов необхідно поліпшення метеоумов в виробничих приміщеннях хімічних виробництв і, це технологічними засобами ще на стадії проектування — це автоматизація та механізація трудоёмких робіт, виробничих процесів. Забезпечення нормальних метеоумов досягається також у результаті зменшення теплових втрат, теплоізоляції апаратів і трубопроводів, екранізування устаткування й гарантування герметичності, раціональної організації воздухообмена.

Мікрокліматичні умови відповідають допустимим по СанПиНу з певними відхиленнями по вологості. Задля більшої нормальних кліматичних умов передбачена приточно-вытяжная вентиляція і отопление.

7.5.2. Вентиляція і отопление.

У лабораторії використовується механічна общеобменная приточно-вытяжная вентиляция.

Задля більшої припливу свіжого повітря на лабораторії використовується природна вентиляція. Норма подачі чистого повітря становить 20 м3/ч на человека.

У лабораторії є витяжною шафу із регульованою потужністю, в якому триває робота з токсичними речовинами. Витяжною шафу з'єднаний із системою воздухоотводов, через яку удаляемый повітря транспортується з приміщення доречно викиду. Зміст шкідливих речовин у выбрасываемом повітрі після розведення його зовнішнім повітрям на повинен перевищувати гранично допустимі концентрації. Призначення локальної вентиляції - уловлювання шкідливих парів з місць їх виділення, тож запобігання їх перемішування з повітрям робочої зони. Гігієнічний її призначення полягає у цьому, що вона дозволяє зменшити кількість виділених до приміщення шкідливих парів. З екологічної погляду шкідливі виділення відводяться інтенсивніше, аніж за общеобменной вентиляції, що скорочує необхідний повітрообмін та експлуатаційні витрати підготовка й очищення воздуха.

У лабораторії використовується центральне водне опалення. У процесі опалення можливо застосування обогревателей.

7.5.3. Освещение.

Правильна організація висвітлення робочих місць у лабораторії грає значної ролі задля збереження здоров’я дитини і безпеки праці. У лабораторії використовується декілька тисяч видів висвітлення: природне (висвітлення приміщень денним світлом (прямим чи отражённым), який проникає через світлові отвори в стінах), штучне (висвітлення електричними джерелами світла) і совмещённое (висвітлення, у якому недостатнє за нормами природне висвітлення доповнюється штучним). Приміщення висвітлюється світильниками типу ЛСП-01 з лампами денного світла ЛД-40.*.

Робота виконувалася у двох лабораторіях: 1) вулканизационный прес — VIII розряд зорової роботи; 2) лабораторія кафедри ХФП і ПП — I розряд зорової роботи; Норми освещённости у робочому приміщенні наведені у таблицях 7.8, 7.9 [49].

Таблица 7.8.

Норми совмещённого висвітлення робочих поверхонь в виробничих приміщеннях (СНиП 23−05−95*).

|Характеристик|Наименьший или|Разряд і |Норми КЕО е, % | |а зорової |еквівалентний |подразряд | | |роботи |розмір объекта|зрительной | | | |розрізнення, мм|работы | | | | | |При верхньому |При бічному | | | | |чи |висвітленні | | | | |комбіновано| | | | | |м висвітленні | | |Найвищою |Менш 0,15 |I |6,0 |2,0 | |точності | | | | | |Загальне стеження ходом |VIII в |0,2 |- | |виробничого процесу: | | | | |періодичне при | | | | |періодичному перебування | | | | |людей приміщенні | | | |.

* СНиП 23−05−95 «Норми проектування. Естественноеосвещение».

Таблиця 7.9.

Нормируемые величини штучної освещённости (у точці мінімального значення) для виробничих приміщень (СНиП 23−05−95).

|Характерис|Наименьший|Разр|Подраз|Контраст |Хар|Освещённость, лк | |тику |розмір |отрута |ряд |об'єкта з |акт| | |зрительной|объекта |зрит|зрител|фоном |ери| | |роботи |различения|ельн|ьной | |сті| | | |, мм |ой |роботи| |ка | | | | |рабо| | |фон| | | | |ти | | |а | | | | | | | | |При системі |При | | | | | | | |комбінованого |системі | | | | | | | |висвітлення |загального | | | | | | | | |висвітлення| |періодичне при |VIII|в |Незалежно від |- |50 |- | |періодичному | | |характеристик | | | | |перебування людей | | |фону і контрасту| | | | |приміщенні | | |об'єкта з тлом | | | |.

Розрахунок штучного висвітлення методом коефіцієнта використання світлового потока.

Освещённость в лабораторіях визначається за такою формулою [49]: Є= (F*n*?)/(S*k*Z).

(7.1) Де F — світловий потік однієї лампи, лм; для ламп типу ЛД-40 F=2500 лм; Є - нормативна освітленість, лк; Е1=50 лк; Е2=400 лк; P. S — площа статі приміщень, м2; S1=18; S2=21 до — коефіцієнт запасу освітленості; приймаємо к=1,5; n — кількість ламп, прим; Z — поправочний коефіцієнт світильника, враховує нерівномірність висвітлення, має значення Z=1,15;? — коефіцієнт використання світлового потоку, частки одиниці. Знаходимо індекс площі приміщень, що визначається за такою формулою: і = S/(h*(A+B)).

(7.2) де Проте й У — довжина і ширина приміщень, м; А1 = 6 м; В1 = 3 м; А2 = 7 м; В2 = 3 м h — висота розрахункова (відстань від світильника до робочої поверхні); h1=2,2 м; h2=2,5 м i1=3*6/(2,2(3+6))=0,9; i2=7*3/(2,5(3+7))=0,8 Даним індексам приміщень відповідає ?1=41%, ?1=38%, при коефіцієнти відображення стелі Рп = 70% і стін Рс = 50%. Отже, кількість ламп. n1=E*S*k*z/F*?=50*18*l, 5*l, 15 / 2500*0,41=1,51 n2=E*S*k*z/F*?=400*21*l, 5*l, 15 / 2500*0,38=15,25 Приймаємо перша лабораторії 2 лампи (1 светильнк), для другий лабораторії 16 (8 світильників) Робимо поверочные розрахунки: Е1 = 2500*2*0,41/(18*1,5*1,15) = 66 Е2 = 2500*8*0,38/(21*1,5*1,15) = 209 Розрахунок показав, що освещённость на другий лабораторії відповідає нормам СНиП 23−05−95.

Для першої лабораторії не доцільно використовувати 2 лампи (1 світильник), тому робимо перерахунок для ламп розжарювання по формулам 7.1 — 7.2: Вихідні дані розрахунку: Де F — світловий потік однієї лампи, лм; для ламп типу Б 215−225−40 F=415 лм; Е1=50 лк; S1=18; к=1,5; Z=0,9 (для ламп розжарювання)? — коефіцієнт використання світлового потоку, частки одиниці. При індексі приміщення i=0.9 для світильника типу НСП-01 відповідає ?=47%, при коефіцієнти відображення стелі Рп = 70% і стін Рс = 50%. Отже, кількість ламп. n1=E*S*k*z/F*?=50*18*1,5*0,9 / 415*0,47=6,2.

Приймаємо перша лабораторії 8 ламп (8 світильників, розташованих рівномірно по 4 удвічі низки). У світильнику НСП-01 — одна лампа Робимо поверочные розрахунок: Е1 = 415*8*0,47/(18*1,5*0,9)=64,2 перерасчёт показав, що освещённость У першій лабораторії відповідає нормам СНиП 23−05−95(50лк.

Показати весь текст
Заповнити форму поточною роботою