Alfraganus
xalqaro ilmiy jurnal
17
UO‘K: 541.64: 661.725.844: 691.175.743
POLIVINILXLORID ASOSIDA OLINGAN
ANION ALMASHINUVCHI MATERIALLARNING
KIMYOVIY BARQARORLIGI
Babojonova G.K., Sobirova F.A.¹, Baltayeva K.Sh.²
¹Alfraganus universiteti assistentlari
²Alfraganus universiteti dotsenti
e-mail: muhammadali20201009@gmail.com
ORCID: 0000-0002-3233-5572
Аnnotatsiya:
Sanoat miqyosida ion almashinuvchi materiallarni qo‘llanilish sohasiga, texnologik
jarayonlar va bajaradigan vazifasiga qarab turli fizik-kimyoviy xususiyatlarga ega bo‘lishi talab
qilinadi. Ion almashinuvchi materiallar gidrometallurgiya sanoatida kuchli agressiv muhitlarda
qo‘llaniladi, bunda ion almashinuvchi materiallar asosan yuqori kimyoviy va termik barqarorlik talab
qiliadi. Quyidagi muhokamizda polivinilxlorid (PVX) asosidagi anion almashinuvchi materialning ayni
muhim kimyoviy barqarorligi haqida ma’lumotlar keltiriladi.
Каlit so‘zlar:
PVX, modifikatsiya, karbamid, ionit, anianit, sorbsiya, kimyoviy barqarorlik.
ХИМИЧЕСКАЯ СТАБИЛЬНОСТЬ АНИОНОБМЕННИКОВ
НА ОСНОВЕ ПОЛИВИНИЛХЛОРИДА
Аннотация:
В промышленных масштабах от машиностроительных материалов требуется
наличие различных физико-химических свойств в зависимости от области применения,
технологических процессов и решаемой задачи. Ионообменные материалы применяются в
Alfraganus
xalqaro ilmiy jurnal
18
гидрометаллургической промышленности в высокоагрессивных средах, где от ионообменных
материалов в основном требуется высокая химическая и термическая стабильность. В
нашем исследовании ниже представлена информация о важной химической стабильности
анионообменного материала на основе поливинилхлорида (ПВХ).
Ключевые слова:
ПВХ, PPE-2, модификация, карбамид, ионит, coрбция, цианит, химическая
устойчивость.
CHEMICAL STABILITY OF ANION EXCHANGE
MATERIALS BASED ON POLYVINYL CHLORIDE
Annotation:
On an industrial scale, mechanical engineering materials are required to have different
physico-chemical properties depending on the field of application, technological processes and the
task they perform. Ion-exchange materials are used in hydrometallurgical industry in highly aggressive
environments, where ion-exchange materials are mainly required for high chemical and thermal stability.
In our discussion below, information is given about the important chemical stability of polyvinyl chloride
(PVC)-based anion exchange material.
Key words:
PVC, PPE-2, modification, urea, ionite, sorbtion, cyanite, chemical stability.
КIRISH
So‘nggi yillarda sintetik polimerlar asosidagi ion almashinuvchi materiallar tog‘-kon sanoatida rangli,
kamyob, og‘ir va nodir metallarni selektiv ajratib olish hamda texnologik eritmalarni konsentrlashda, atom
va issiqlik energetika, shuningdek, kimyo sanoat korxonalari ehtiyoji uchun daryo suvlarini tuzsizlantirishda,
suvni yumshatishda, oqova suvlarni tozalashda keng miqyosida qo‘llaniladigan, iqtisodiy jihatdan arzon va
samarali bo‘lgan usuli ionitlar ishtirokida ion almashinish usulidir. Shuning uchun ham mahalliy xomashyolar
asosida yangi ion almashinuvchi materiallarni sintez qilish va ularning muhim xossalarini o‘rganish dolzarb
masalalardan hisoblanadi. Yuqori operatsion xususiyatlari tufayli ion almashinadigan materiallar fan va sanoat
amaliyotining deyarli barcha sohalarida keng qo‘llanilmoqda. Ularning yordami bilan eng dolzarb ijtimoiy va
ekologik muammolardan biri atrof-muhitni muhofaza qilish hal qilinmoqda. Xususan, turli metallarga nisbatan
yuqori sorbsiyalash xususiyatiga ega, kimyoviy barqaror, haroratning o‘zgarishiga barqaror bo‘lishi va arzonligi
bilan birgalikda ko‘p marta qayta ishlatish xususiyatiga, metall ionlarini sorbsiyalash jarayonida texnologik,
ekologik va iqtisodiy talablarga mos kelishi kerak. Ionitlar ishtirokida suvdagi mavjud ionlarni ajratish usuli
aynan shunday talablarga javob beradi. Shuning uchun yangi, yuqori sorbsion xossali ionitlarni sintez qilish
katta amaliy ahamiyatga ega.
EKSPERIMENTAL QISM
Sanoatning turli tarmoqlarida qo‘llaniluvchi ion almashinuvchi materiallar bir qator talablarga javob berishi
kerak. Eng asosiylaridan biri ion almashinuvchi materiallarning turli agressiv muhitlarga nisbatan kimyoviy
barqarorligi hisoblanadi. Odatda, sanoat uchun tayyorlanayotgan suvlar yoki sonoatdan chiqayotgan suvlarning
tarkibi murrakkab tarkibli xarakterga ega eritmalar hisoblanadi. Bu eritmalar tarkibida kuchli oksidlovchilar,
kislotalar va ishqorlar uchraydi. Shu sababli sanoat miqyosida qo‘llaniladigan ion almashinuvchi materiallar
yuqori kimyoviy barqarorlikka ega bo‘lishi talab etiladi.
Yuqorida ko‘rsatilgan talablarni inobatga olib, polivinilxlorid va karbamid asosida modifikatsiya qilib olingan
(PPE-2) anioniti turli agressiv muhitlarga nisbatan kimyoviy barqarorligi tadqiq qilindi. Sintez qilingan anion
almashinuvchi materiallarning kimyoviy barqarorligini aniqlash uchun anionitlarga turli kuchli oksidlovchi,
kislotali va ishqoriy muhitlar ta’siri o‘rganildi. Buning uchun 10 soatdan 48 soatgacha anionitlarni kuchli
oksidlovchi, kuchli kislota va ishqoriy muhitlarda saqlandi. Keyinchalik anion almashinuvchi materiallar
eritmalardan filtrlab olinib, tuzsizlantirilgan suvda yuvildi va aktivlandi.
Alfraganus
xalqaro ilmiy jurnal
19
1-jadval
Agressiv sharoitlarda PPE-2 , PPE-1 va AN-31 anionitlarining kimyoviy barqarorligi
Keyinchalik anion almashinuvchi materiallarning turli agressiv muhitlarga nisbatan barqarorligini aniqlash
maqsadida anionitlarning xlorid kislota bo‘yicha SAS qiymatlari aniqlandi va shu anionitlarning dastlabgi SAS
qiymatlari bilan solishtirish orqali kimyoviy barqarorliklari aniqlandi.
Anionitlarning kimyoviy barqarorligi bo‘yicha olingan ma’lumotlar quyidagi jadvalda keltirilgan. Shuningdek,
quyidagi 1-jadvalda anionitlarning kimyoviy barqarorligini solishtirish maqsadida sanoat miqyosida qo‘llaniluvchi
AN-31 va O‘zbekiston Milliy universiteti polimerlar kimyosi kafedrasi olimlari tamonidan sintez qilingan PPE-1
anionitlarining kimyoviy barqarorliklari bilan solishtirildi. Bunda PPE-1 anioniti kuchli kislotali muhitda oʻzining
statik almashinish sig‘imini 86,6 %gacha, AN-31 anioniti esa 78,8 %gacha saqlab qolgan bo‘lsa, PPE-2 anioniti
esa 79 %gacha saqlab qoldi. PPE-1 anioniti kuchli ishqoriy muhitda statik almashinuv sig‘imini 93,1 %gacha
saqlab qolgan bo‘lsa, PPE-2 anioniti 92,2 %gacha saqlab qoldi.
Yuqoridagi 1-jadvalda keltirilgan ma’lumotlarga asoslanib, polivinilxlorid va karbamid asosida olingan PPE-
2 anion almashinuvchi material sanoat miqyosida qo‘llaniluvchi anionit AN-31 ga nisbatan yuqori kimyoviy
barqarorlikka ega, lekin PVX va PEPA asosidagi PPE-1 anionitiga nisbatan pastroq ekanligini ko‘rishimiz
mumkin. Shunday bo‘lishiga qaramasdan, PPE-2 anioniti asosan 100 % mahalliy xomashyolardan olinganligi
uchun tannarxi jihatidan arzon turadi. Keltirilgan ma’lumotlarni inobatga olgan holda, polivinilxlorid va karbamid
asosida olingan PPE-2 anionitini sanoat miqyosida qo‘llashga tavsiya qilish mumkin.
Ion almashinuvchi materiallarni sanoatda turli texnologik jarayonlarda qo‘llash uchun eng asosiylaridan biri
termik barqarorlik, ya’ni ionitlar yuqori haroratlarda o‘zining tuzilishi va tarkibini o‘zgartirmasligi, yuqori effektiv
sorbsion xossalarini saqlab qolishi va boshqa xususiyatlarini yo‘qotgan holda termik turg‘unligini namoyon
qilishi muhim jihatlaridan biridir. Ion almashinuvchi materialning quruq sharoitda destruksiyasining dastlabgi
vaqt va haroratini aniqlash, ayni ion almashinuvchi materiallarning matritsasi va ionogen guruhlarining termik
barqarorligini baholashga imkon beradi.
Ion almashinuvchi materiallarning termik barqarorligini baholash uchun ionitlar termik yoki termooksidlanish
destruksiyasi natijasida dastlabki quyimolekulyar birikma ajralib chiqishigacha yuqori haroratgacha qizdirish
orqali aniqlanadi. Anionitlarning termik barqarorligini aniqlash uchun anionitlarni termogravimetrik uskunasida
harorat ortishi bilan material massa yo‘qotishi bog‘liqligi orqali o‘rganiladi.
Alfraganus
xalqaro ilmiy jurnal
20
1-rasm.
Polivinilxlorid derivatogrammasi
TG – termogravimetrik egri (o‘ng ordinata o‘qi); DSK – differensial skanerlovchi kalorimetr;
Yuqoridagi 1-rasmdan ko‘rinib turibdiki, plastikat polivinilxloridni 250⁰C gacha qizdirilganda, o‘zining 20 %ga
yaqin massasini yo‘qotgan, bu asosan polivinilxlorid tarkibidagi plastifikator va to‘ldiruvchilarning chiqib ketishi
bilan tushuntiriladi, keyinchalik qizdirish davom ettirilganda 270⁰C atrofida keskin massa yo‘qotish kuzatildi
va bu jarayon 350⁰C gacha davom etadi. Bu jarayonda polimer makrozanjir termik destruksiyasi borgan va
buning natijasida uglerod allatropiya shakllaridan biriga aylangan bo‘lishi mumkin. Shuningdek, differensial
skanerlovchi kalorimetr egri chizig‘ida 273⁰C atrofida yangi cho‘qqi endotermik jarayon kuzatilgan bu esa
makromolekula qayta guruhlanish orqali ichki sikllanish reaksiyasi borganidan dalolat beradi, mazkur jarayon
energiyasi — 140,2 Dj/g.
2-rasm.
Polivinilxlorid asosidagi PPE-2 anionitining derivatogrammasi
TG – termogravimetrik egri (o‘ng ordinata o‘qi); DSK – differensial skanerlovchi kalorimetr;
Yuqorida keltrilgan 2-rasmdan ko‘rinishicha polivinilxlorid asosida olingan PPE-2 anion almashinuvchisini
250⁰C gacha qizdirilganda, u o‘z massasini saqlab qoldi, ammo keyinchalik yana qizdirish davom ettirilganda,
Alfraganus
xalqaro ilmiy jurnal
21
harorat oshishi bilan anionit o‘z massasini asta-sekinlik bilan yo‘qotib bordi. Demak, polivinilxlorid asosidagi
PPE-2 va PPE-3 anionitlarining yuqori haroratlardagi texnologik sharoitlarda ham o‘z takibi va xossalarini
saqlaganligi uchun ayni anion almashinuvchi materiallarni sanoat miqyosida keng qo‘llash mumkinligidan
darak beradi.
ХULOSA
Yuqorida ko‘rib chiqilgan tadqiqot ishining modifikatsiya jarayonlari o‘ziga xos bo‘lib, ayniqsa PVX
chiqindilarini qayta ishlash va uning modifikatsiyasida tannarxi arzon bo‘lgan xomashyolardan foydalanilganligi
bilan ahamiyatlidir.
Adabiyotlar:
1. Li, Zhili. Synthesis of a carbamide-based dithiocarbamate chelator for the removal of heavy metal
ions from aqueous solutions. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 2014. 20(2). – pp. 586–590.
2. Diniz C.V., Doyle F.M., Martins A.H. Uptake of heavy metals by chelating resins from acidic
manganese chloride solution, Minerals Metallurgy Processing, 2000; Vol. 17. – pp. 217–222.
3. A.M.K. Choi, J. Alam, American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology 15 (1996) 9.
4. M. Suwalsky, R. Castro, F. Villena, C.P. Sotomayor, Cr(III) exerts stronger structural effects than
Cr(VI) on the human erythrocyte membrane and molecular models .Journal of Inorganic Biochemistry 102
(2008) 842.
5. Arezoo Azimi, Ahmad Azari, Mashallah Rezakazemi, Meisam Ansarpour. Removal of Heavy Metals from Industrial
Wastewaters:A Review February 2017 ChemBioEng Reviews 4(1):37-59.
6. Rakhimov T.Kh., Mukhamediyev M.G., Khakimjanov B.Sh. The Synthesis Of Applied Nano-Catalysts Of Low-
Temperature Carbon Monoxide Oxidation. 8th International Symposium «Molecular Order and Mobility in Polymer Systems».
– St. Petersburg, June 2-6, 2014. Book Of Abstracts: – P.116.
7. Rakhimov T.Kh., Mukhamediyev M.G. Palladium Containing Composite Nanosystems In Low-Temperature Co
Oxidation: Decisive Influence Of The Substrate To The Reactions’ Mode. Composite Materials Uzbekistan Scientific Journal,
2014. №2 (216): – P. 8–11.
8. Рустамов М.К. и др. Сорбционное извлечение ртути (II) из азотнокислых растворов модифицированными
йодсодержащими волокнистыми сорбентами на основе полиакрилонитрила. // Экологическая химия, 2011. Том ХХ.
№ 4. – С. 231–237.
