Технология получения ионообменных полимеров поликонденсационного типа на основе отходов химических производств

ТОШКЕНТ КИМЁ-ТЕХНОЛОГИЯ ИНСТИТУТИ

ҲУЗУРИДАГИ ИЛМИЙ ДАРАЖАЛАР БЕРУВЧИ

DSc.27.06.2017.Т.01.04 РАҚАМЛИ ИЛМИЙ КЕНГАШ

ТОШКЕНТ КИМЁ-ТЕХНОЛОГИЯ ИНСТИТУТИ

БЕРДИЕВА МАЛИКА ИБОДУЛЛОЕВНА

КИМЁ САНОАТИ ЧИҚИНДИЛАРИ АСОСИДА

ПОЛИКОНДЕНСАЦИОН ТУРДАГИ ИОН-АЛМАШИНИШ

ПОЛИМЕРЛАРИНИ ОЛИШ ТЕХНОЛОГИЯСИ

02.00.14 – Органик моддалар ва улар асосидаги

материаллар технологияси

ТЕХНИКА ФАНЛАРИ БЎЙИЧА ФАЛСАФА ДОКТОРИ (PhD)

ДИССЕРТАЦИЯСИ АВТОРЕФЕРАТИ

Тошкент – 2017

УДК: 661.182.547.721

Техника фанлари бўйича фалсафа (PhD)доктори диссертацияси

автореферати мундарижаси

Оглавление автореферата диссертации доктора философии (PhD) по

техническим наукам

Contents of dissertation abstract of doctor of philosophy (PhD) on

technical sciences

Бердиева Малика Ибодуллоевна

Кимё саноати чиқиндилари асосида поликонденсацион
турдаги ион-алмашиниш полимерларини олиш
технологияси................................................................…….............. 3

Бердиева Малика Ибодуллоевна

Технология

получения

ионообменных

полимеров

поликонденсационного типа на основе отходов химических производств
…………………………………….............................. 21

Berdiyeva Malika Ibodulloyevna

The technology of producing ion - exchange polymers of the
polycondensation type based on chemical production wastes

.......... ..........

39

Эълон қилинган ишлар рўйхати

Список опубликованных работ

List of published works....................................... ................................. 42

ТОШКЕНТ КИМЁ-ТЕХНОЛОГИЯ ИНСТИТУТИ

ҲУЗУРИДАГИ ИЛМИЙ ДАРАЖАЛАР БЕРУВЧИ

DSc.27.06.2017.Т.01.04 РАҚАМЛИ ИЛМИЙ КЕНГАШ

ТОШКЕНТ КИМЁ-ТЕХНОЛОГИЯ ИНСТИТУТИ

БЕРДИЕВА МАЛИКА ИБОДУЛЛОЕВНА

КИМЁ САНОАТИ ЧИҚИНДИЛАРИ АСОСИДА

ПОЛИКОНДЕНСАЦИОН ТУРДАГИ ИОН-АЛМАШИНИШ

ПОЛИМЕРЛАРИНИ ОЛИШ ТЕХНОЛОГИЯСИ

02.00.14 – Органик моддалар ва улар асосидаги

материаллар технологияси

ТЕХНИКА ФАНЛАРИ БЎЙИЧА ФАЛСАФА ДОКТОРИ (PhD)

ДИССЕРТАЦИЯСИ АВТОРЕФЕРАТИ

Тошкент – 2017

Фалсафа доктори (PhD) диссертацияси мавзуси Ўзбекистон Республикаси

Вазирлар Маҳкамаси ҳузуридаги Олий аттестация комиссиясида В2017.1.PhD/Т1
рақам билан рўйхатга олинган.

Диссертация Тошкент кимё-технология институтида бажарилган.
Диссертация автореферати учта тилда (ўзбек, рус, инглиз (резюме)) веб-саҳифада

www.tkti.uz манзилига ҳамда «ZiyoNET» ахборот-таълим портали www.ziyonet.uz
манзилига жойлаштирилган.

Илмий раҳбар: Туробжонов Садриддин Махаматдинович

техника фанлари

доктори, профессор

Расмий оппонентлар:
Абдурахимов Саидакбар
Абдурахмонович

техника фанлари

доктори, профессор

Абдугафуров Ибрагимджан Азизович

кимё фанлари доктори

Етакчи ташкилот:

Умумий ва ноорганик кимё институти

Диссертация

ҳимояси

Тошкент

кимё-технология

институти

ҳузуридаги

DSc.27.06.2017.Т.04.01 рақамли Илмий кенгашнинг «____»_________2017 йил соат____
даги мажлисида бўлиб ўтади. (Манзил: 100011, Тошкент шаҳар Шайхонтоҳур тумани,
А.Навоий

кўчаси.32.

Тел.:

(99871)244-79-20,

факс:

(99871)244-79-17,

e-mail:

tkti_info@edu.uz

.

Тошкент кимё-технология институти Маъмурий биноси, 2-қават

анжуманлар зали.).

Диссертация билан Тошкент кимё-технология институтининг Ахборот-ресурс

марказида танишиш мумкин ( ____ рақам билан рўйҳатга олинган).

Манзил: (100011, Тошкент шаҳар Шайхонтоҳур тумани, А.Навоий кўч. 32. Тел.:

(99871)244-79-20).

Диссертация автореферати 2017 йил «___» ________ тарқатилди.
(2017 йил «_____»______________даги ___ рақамли реестр баённомаси).

С.М. Туробжонов

Илмий даражалар берувчи илмий

кенгаш раиси т.ф.д., профессор

А.С. Ибодуллаев

Илмий даражалар берувчи

илмий кенгаш котиби т.ф.д.,профессор

Г. Рахмонбердиев

Илмий даражалар берувчи илмий
кенгаш қошидаги илмий семинар

раиси к.ф.д., профессор

КИРИШ (фалсафа доктори (PhD) диссертацияси аннотацияси)

Диссертация мавзусининиг долзарблиги ва зарурати.

Ҳозирги кунда

дунёда ион алмашувчи полимерлар металлургия, кимё ва бошқа соҳаларида
саноат ва оқава сувларни деминерализациялаш ва тозалаш жараёнларида кенг
қўлланиладилар. Юқори сорбцион ва физик кимёвий кўрсаткичларга эга
бўлган ион алмашувчи полимерларни олиш технологик жараёнларини ишлаб
чиқиш

ва

яратиш,

олинган

ион

алмашувчилар

эксплуатацион

кўрсаткичларини бошқаришнинг илмий асосларини тадқиқ қилиш энг
долзарб муаммолардан бири ҳисобланади.

1

Республикамизнинг мустақиллиги йилларида мис, никель, кобальт,

молибден ионларига нисбатан танлаб таъсир этиш хусусиятга эга бўлган
турли синфдаги комплекс ҳосил қилувчи катионитлар, анионитларни акрил
кислотаси, полиэтиленполиамин, бензогуанидин каби бирикмаларни
фурфурол билан поликонденсациялаш ёрдамида шунингдек гетероциклик
альдегид-фурфурол ва ароматик халқа тутган бирикмалар асосида
поликонденсацион турдаги янги термо-кимёвий барқарор ионитлар синтезига
оид илмий изланишларга асосий эътибор қаратилган. Бу борада
поликонденсацион турдаги янги термо-кимёвий барқарор ионитлар олиш
технологик жараёнлари яратилганини алоҳида такидлаш мумкин.

Бутун

дунёда

дивинилбензол,

стирол,

акрил

кислотаси,

винилпиридинлар каби мономерлар асосида полимеризацион турдаги ион
алмашувчи материалларни олиш технологиялари йўлга қўйилган ва долзарб
муаммоларни ҳал этиш мақсадида илмий тадқиқотлар олиб бориляпти. Ион
алмашувчи полимерларни ишлаб чиқишда бир қатор масалаларни ҳисобга
олиш зарур, хусусан қуйидаги йўналишларда:саноат ва оқава сувларини
тозалаш ва уларнинг қаттиқлигини камайтириш; металлургия саноати
технологик эритмаларидан рангли металлар ионларини ажратиб олиш;
атроф-муҳит муҳофазаси масаласини ҳал этиш кабилар долзарб ҳисобланади.

Ўзбекистон Республикаси Президентининг 2009йил 12 мартдаги ПҚ

1072-сон «2009-2014 йилларда Кимё саноати корхоналарини модернизация
қилиш, техник ва технологик қайта жиҳозлаш дастури тўғрисида»ги, 2010
йил 15 декабрдаги ПҚ-1442-сон «2011-2015 йилларга Ўзбекистон
Республикасининг саноати ривожланишининг устувор йўналишлари
тўғрисида»ги, 2017 йил 6 апрелдаги № Ф-4891 сон «Товарлар (ишлар,
хизматлар) ҳажми ва таркибини танқидий таҳлил қилиш, импорт ўрнини
босадиган ишлаб чиқаришни маҳаллийлаштиришни чуқурлаштириш», 2017
йил 21 апрелдаги № ПҚ-2915-сон «Ўзбекистон Республикаси экология ва
атроф-муҳитни муҳофаза қилиш давлат қўмитасининг чиқиндиларнинг ҳосил
бўлиши, тўпланиши, сақлаши, ташилиши, утилизация қилиниши, қайта
ишланиши,

кўмилиши,

реализациясини

назорат

қилиш

инспекциясифаолиятининг ҳуқуқий асослари» қарорлари ҳамда мазкур
фаолиятга тегишли бошқа меъёрий-ҳуқуқий ҳужжатларда белгиланган

1

РезникЯ.И.Оптимизацияионообменнойтехнологииводоподготовки:фильтрованиеспротивоточнойрегенерац

ией//Ж.//Акватерм.—2003.-№4.С.42-44.

5

вазифаларни амалга оширишга ушбу диссертация тадқиқоти муайян
даражада хизмат қилади.

Тадқиқотнинг республика фан ва технологиялари ривожланиши

устувор йўналишларига мослиги.

Мазкур тадқиқот республика фан ва

технологиялар ривожланишининг VII «Кимёвий технологиялар ва
нанотехнологиялар» устувор йўналишига мувофиқ бажарилган.

Муаммонинг ўрганилганлик даражаси.

Янги ион алмашувчи

полимерлар олишни ишлаб чиқиш ва улар асосида специфик хоссаларга эга
бўлишни ўрганиш борасида илмий тадқиқотлар олиб боришга Самсонов Г.В.,
Чмутов К.В., Майерс Р., Кунин Р., Синявский В.Г., Пашкова А.Б., Салдадзе
К.М., Гельферих Ф., Гриссбах Р., Ергожин Е.Е., Ласкорин Б.Н., Осрборн Г.,
Джандосова К.Д., Коршак В.В., Тевлина А.С., Тростянская Е.Б., Даванков
А.Б., Лейкин Ю.А., Копылова В.Д., Бектуров Е.А., Султонов С.А., Аскаров
М.А., Ризаев Н.У., Туробжонов С.М., Миркамилов Т.М., Джалилов А.Т.,
Магрупов Ф.М., Назирова Р.А., Саидахмедов У.С.ва бошқалар томонидан
олиб борилган ишлар бағишланган.

Олиб борилган тадқиқотлар натижасида саноат чиқиндиларини

утилизация қилиш, уларни янги ионитлар олиш жараёнида қўллаш ва турли
сувларни деминерализация қилиш ва тозалашда қўллаш катта қизиқиш

уйғотади. Хусусан, бир қатор сульфокатионитлар, анионитлар ва ярим
ўтказгичли

мембраналар

олинган

ва

ишлаб

чиқаришга

тавсия

этилган.Уларнинг селективлиги, сорбцион ва физик-кимёвий хоссалари
ўрганилган.

Шўртан газ-кимё мажмуаси (ШГКМ) куб чиқиндилари асосида ион

алмашувчи полимерларни синтез қилиш амалий, экологик ва иқтисодий
қизиқиш уйғотади. Ионитларни синтез қилишда хом-ашё манбаси гидролиз
саноати иккиламчи маҳсулоти-гетероциклик альдегид-фурфурол ҳисобланиб,
уни ишлаб чиқариш учун Ўзбекистонда таркибида пентозан бор бўлган
қишлоқ хўжалиги ва пахта тозалаш чиқиндисининг улкан захиралар
мавжуддир.

Тадқиқотнинг диссертация бажарилган олий таълим ёки илмий

тадқиқот муассасасининг илмий-тадқиқот ишлари режалари билан
боғлиқлиги.

Диссертация тадқиқоти Тошкент кимё технологияси институти

«Саноат оқава сувларини металл ионларидан ион алмашиниш усули билан
тозалаш» (2012-2015 йй.) ва ИТД-6. (ЁА 6-1) «Тўқимачилик саноати оқава
сувларини бўёқ моддаларидан тозалашнинг самарали технологиясини ишлаб
чиқиш» (2014-2015 йй.) илмий-тадқиқот ишлари амалий ва инновацион
лойиҳалар миқёсида бажарилган.

Тадқиқотнинг мақсади:

Шўртан газ-кимё мажмуаси куб чиқиндилари

ва гидролиз саноати иккиламчи маҳсулоти фурфурол асосида янги мавжуд,
арзон, термо-кимёвий, механик мустаҳкам поликонденсацион турдаги ион
алмашувчи полимерлар олиш технологиясини ишлаб чиқишдан иборат.

Тадқиқотнинг вазифалари:

кимё саноати куб чиқиндиларини фурфурол билан поликонденсациялаш

йўли билан катион алмашувчи полимерларни олиш;

6

ШГКМ куб чиқиндилари ва фурфурол асосида олинган полимерни

сульфирлаб полифункционал сульфокатионит олиш;

олинган катионитни саноат оқава сувлари таркибидаги натрий, кальций,

магний, ва бошқа ионларга нисбатан алмашиниш сиғимини аниқлаш; олинган
катионитни мис, никель, кобальт ва бошқа ионларга нисбатан сорбцион ва
комплекс ҳосил қилиш хоссалари, ҳамда термо-кимёвий барқарорлигини
аниқлаш;

ШГКМ куб чиқиндилари ва фурфурол асосида полифункционал

сульфокатионит олиш технологиясини яратиш.

Тадқиқотнинг объекти

фурфурол гидролиз саноати иккиламчи

маҳсулоти, Шўртан газ-кимё мажмуаси куб чиқиндилари ва сульфокатионит
ҳисобланади.

Тадқиқотнинг предмети -

маҳаллий ишлаб чиқарилган фурфурол ва

Шўртан

газ-кимё

мажмуаси чиқиндилари асосида термо-кимёвий

сульфокатионит, уларнинг хоссаларини ўрганиш ҳисобланади.

Тадқиқотнинг усуллари.

Диссертация ишида кимёвий таҳлил

усулларидан- элемент таҳлили, алкалометрик титрлаш, трилонометрик,
йодометрик усул, физик-кимёвий таҳлил усулларидан- ИҚ-спектрометрия,

потенциометрия, фотоколориметрия, термогравиметрия, хроматография
усулларидан фойдаланилган.

Тадқиқотнинг илмий янгилиги:

ионоген группаларини киритиш учун ШГКМ куб чиқиндилари ва

фурфурол асосида поликонденсация реакцияси йўли билан полимер олиш
усули ишлаб чиқилган;

полимерларни ҳосил бўлиши реакциянинг бошланғич мономерлар

концентрациясига,

катализаторлар,

реакция

ҳароратига

боғлиқлиги

аниқланган;

олинган полимерни сульфирлаш жараёни технологик режими ишлаб

чиқилган;

олинган ионитларни амалда қўллаш мақсадида замонавий физик

кимёвий таҳлил усулларини қўллаб катионитларнинг асосий хоссалари
аниқланган;

олинган катионитлар кимё, гидрометаллургия корхоналарида ҳамда

артезиан сувларини юмшатиш жараёнларида қўлланилган.

Тадқиқотнинг амалий натижалари:

ионоген группаларни киритиш

мақсадида ШГКМ куб чиқиндилари ва фурфуролни поликонденсациялаш
йўли билан янги полимер матрицаси яратилган;

куб чиқиндилари ва фурфуролнинг поликонденсация реакциясини

бошланғич мономерлар концентрацияси, катализатор, реакцияни олиб бориш
вақти, реакция ҳароратига боғлиқлиги аниқланган;

ишлаб чиқаришда саноат оқава сувларини юмшатиш ва тозалаш

технологияси такомиллаштирилган.

Тадқиқот

натижаларининг

ишончлилиги.

Синтез

қилинган

бирикмаларнинг тузилиши ва таркиби физик-кимёвий ва кимёвий таҳлил
усуллари асосида ўрганилган ва аниқланган. Ушбу катионитни ишлаб

7

чиқариш технологияси тажриба-саноат синовларида апробация қилинган ва
турли кимёвий ва гидрометаллургия ишлаб чиқариш сувларини тозалаш
жараёнларида қўлланиш учун тавсия этилганлиги билан изоҳланади.

Тадқиқот натижаларининг илмий ва амалий аҳамияти.

Тадқиқот

натижаларининг илмий аҳамияти янги поликонденсацион ионитлар
полифункционал сульфокатионит синтези усулларини ишлаб чиқиш, саноат
чиқиндиларига ишлов бериш ва чиқиндисиз технологик жараёнларни яратиш
билан изоҳланади.

Тадқиқотнинг амалий аҳамияти олинган янги импорт ўрнини босувчи

ион алмашувчи полимерлар сувни тайёрлашда деминерализация жараёнида,
ҳамда саноат оқава сувларини тозалаш жараёнларида ва фурфурол ва ШГКМ
чиқиндилари асосида ионитлар олиш технологиясини яратишдан иборат.

Тадқиқот натижаларининг жорий қилиниши:

Саноат сувларини

деминерализациялаш ва тозалаш учун янги ион алмашувчи полимерлар олиш
бўйича олинган илмий натижалар асосида:

Шўртан газ-кимё мажмуаси куб чиқиндилари ва фурфурол асосида янги

сульфокатионитлар олиш усулига Ўзбекистон Республикаси Интеллектуал

мулк агентлигининг ихтирога патенти олинган (IAP 04635, 2012). Ушбу усул
янги арзон мавжуд термо-кимёвий, механик мустаҳкам катионит олиш
имкониятини беради;

синтез қилинган ион алмашувчи полимер «Ўзкимёсаноат» АЖ

корхоналари амалиётига қўлланилган («Ўзкимёсаноат» АЖнинг 2016 йил 30
сентябрдаги 03-3184/М-сон маълумотномаси). Натижада сульфокатионит
қозонхона цехлари сувларини юмшатишга тавсия этиш имконини беради.

Тадқиқот натижаларининг апробацияси.

Мазкур тадқиқот

натижалари, жумладан 9 та халқаро ва 10 та республика, илмий-амалий
анжуманларида муҳокамадан ўтказилган.

Тадқиқот натижаларининг эълон қилинганлиги.

Диссертация

мавзуси бўйича жами 25 та илмий ишлар чоп этилган. Улардан 1 патент, 5
мақола, шу жумладан 3 та республика и 2 та ҳалқаро Ўзбекистон
Республикаси Олий аттестация комиссияси томонидан докторлик

диссертациялари асосий натижаларини

журналларда

чоп этиш учун

тавсия

этилган.

Д

иссертациянинг тузилиши ва ҳажми.

Диссертациянинг тузилиши

кириш, тўртта боб, хулоса, фойдаланилган адабиётлар рўйхати ва
иловалардан иборат. Диссертациянинг ҳажми 120 бетни ташкил этади.

ДИССЕРТАЦИЯНИНГ АСОСИЙ МАЗМУНИ

Кириш

қисмида ўтказилган тадқиқотларнинг долзарблиги ва зарурати

асосланган, тадқиқотнинг мақсади ва вазифалари, объект ва предметлари
тавсифланган, республика фан ва технологиялари ривожланишининг устивор
йўналишларига мослиги кўрсатилган, тадқиқотнинг илмий янгилиги ва
амалий натижалари баён қилинган, олинган натижаларнинг илмий ва амалий
аҳамияти очиб берилган, тадқиқот натижаларини амалиётга жорий қилиш,

8

нашр этилган ишлар ва диссертация тузилиши бўйича маълумотлар
келтирилган.

Диссертациянинг биринчи

«Полимеризацион ва поликонденсацион

катионитлар ва уларни олиш технологияларининг замонавий ҳолати ва
ривожланиш истиқболлари»

бобида полимеризацион ва поликонденсацион

катионитлар синтези ва тадқиқоти бўйича чоп этилган ишлар таҳлили
келтирилган. Сульфокатионитни синтези ва тадқиқоти бўйича адабиётлар
шарҳи қилинган. Катионитларнинг термик, кимёвий

барқарорлиги ва сорбцион хоссалари бўйича тадқиқот натижалари

келтирилган.

Диссертациянинг иккинчи

«Бошланғич моддалар ва катионитлар

синтези усуллари»

боби бошланғич моддалар характеристикаси, ШГКМ куб

чиқиндилари ва фурфурол асосида полимер матрицаси синтези усуллари,
сульфокатионит олиш усуллари, кимёвий ўзгартириш реакциялари
кинетикасини тадқиқ қилиш усуллари, ҳамда олинган катионитларнинг
сорбцион ва физик-кимёвий хоссаларини тадқиқ қилиш усулларига

бағишланган.

Диссертациянинг учинчи

«Полимерни сульфирлаб, поликонденса

цион катионитлар синтези технологиясини ишлаб чиқиш ва тадқиқ
қилиш»

бобида ШГКМ куб чиқиндилари ва фурфуролни поликонденсация

реакциясини бориши қонуниятларини тадқиқ қилиш, ҳамда катионит олиш
мақсадида синтез қилинган полимерни сульфирлаш реакциясини тадқиқоти,
олинган ионитлар структурасини тадқиқ қилиш ва ионоген группалари
борлигини аниқлаш тадқиқотлари натижалари ва муҳокамалари изоҳланган.

Шўртон газ-кимё мажмуаси (ШГКМ) куб чиқиндилари ва фурфурол

асосида полимер синтези.

Янги ион алмашувчи полимерларни яратиш

соҳасидаги тадқиқотларнинг истиқболлиги кўпгина техник вазифаларни ҳал
қилиш, ҳамда уларни олиш учун хом ашё базасини кенгайтириш зарурлиги
билан асосланган. Бу йўналишда ионитларни синтез қилишда асосий
компонент сифатида кимё саноати ва қишлоқ ҳўжалиги чиқиндиларини
қўлланиши катта долзарбликни ташкил этади. Саноат чиқиндилари асосида
янги ион алмашувчиларни олиш мақсадида саноат чиқиндиларини
утилизацияси, уларни турли сувларни тозалаш жараёнларида қўлланиши
бўйича тадқиқотлар чиқиндисиз технологик жараёнларни ташкил қилиш учун
асос бўлади. Шу нуқтаи назардан, ионоген группа киритиш учун полимер
матрицасини олишда бошланғич маҳсулот сифатида Шўртон газкимё
мажмуаси(ШГКМ) куб чиқиндиларидан (КЧ) фойдаландик.

Полимер олишда тикувчи ва конденсирловчи агент сифатида гидролиз

саноати иккиламчи маҳсулоти фурфуролдан фойдаланилган бўлиб, уни
ишлаб чиқариш учун жуда кўп хом-ашё захираси бор, улар қишлоқ
хўжалиги ва пахта тозалаш саноати чиқиндиларидир. Иккита турли КЧ дан
фойдаландик, уларни хроматография усули билан таҳлил қилдик. Шўртон
газ-кимё мажмуаси куб чиқиндиларини олиб борилган хроматографик
тадқиқотлари шуни кўрсатдики, КЧ-1нинг асосий қисми циклогексан,
циклогексанон фрагментларидан ташкил топган, КЧ-2 таркибида эса линол
кислотаси фрагментлари бор. Реакция температурасини фурфуролни КЧ

9

билан поликонденсацияси жараёнига таъсири.Фурфуролни КЧ билан

поликонденсацияси реакциясини 70°С, 80°С, 90°С да олиб бордик,
фурфуролни КЧ га оғирлик нисбати 1÷1,5га тенг. 1-расмда турли
температураларда

ўзгартириш

даражасини

реакция давомийлигига

боғлиқлиги келтирилган. Иккинчи даражали тенглама бўйича олинган
натижалар асосида реакция тезлиги константаси ҳисоблаб топилган.

Тугалланиш

даражаси

100 80

60

3

2 1

1-жадвалдан

кўриниб туриб
дики, тезлик
констан таси
ўзгарувчан

катталик

реакци, F

%

τ

, мин

40

20

0
0 15 30 45 60 75 90 105 120 135

1-70°С, 2-80°С, 3-90°С

1-расм. Турли температураларда КЧ
фурфурол билан поликонденсацияси
тугалланиш даражаси (F) ни реакция
давомийлигига боғлиқлиги

ҳисобланади ва реакция жараёнида
камаяди. Фурфуролни КЧ билан
поликонденсацияси
жараёнида реакция тезлиги

константасини камайишига реакция
боришида система нинг
қовушқоқлигини кескин ортиши
таъсир этади,бу диффузион
қийинчиликларни ортишига олиб
келади.

1- жадвал

Турли температураларда КЧ ни фурфурол билан поликонденсация реакцияси

Реакция давомийлиги, мин.

нстанталари қийматлари

пература, °С

080°С

-3

мин

-1

90°С

10

1,264

70°С

2,25

4,25

20

0,143

1,95

4,08

30

0,853

1,76

3,12

40

0,685

1,58

2,42

50

0,567

1,35

2,43

60

0,478

0,96

2,17

Ионоген группалари киритиш учун полимер матрицаси олишда

катализатор табиати ва концентрацияси таъсири.

Фурфуролни КЧ билан

поликонденсация реакцияси жараёнида турли катализаторлар рух хлорид,
концентрланган хлорид кислотасидан фойдаландик. Шу аниқландики,
катализатор

сифатида

концентрланган

хлорид

кислотасидан

фойдаланилганда, етарли даражада юқори механик мустаҳкамликка эга
бўлган катионит олинади.

HCl

катализатори

концентрациясини

КЧ

ва

фурфурол

поликонденсацияси жараёнига таъсири.

Катализатор концентрациясини

КЧ ва фурфурол поликонденсацияси жараёнига таъсирини ўрганиш
мақсадида, реакцияни НСl (конц) катализаторини реакцион масса
оғирлигидан 1,5; 2,5; 3,0; 5; 6% концентрацияли иштирокида олиб бордик.
КЧ ни фурфуролга нисбатан оғирлик нисбати 1:1,5, реакция температураси -

80°С. Катализатор концентрациясини поликонденсация жараёнига таъсирини

ўрганиш шуни кўрсатдики, катализатор концентрациясини ортиши
реакцияни тезлашишига олиб келади (2-расм).

10

Тугалланиш

даражаси

реакци, F %

80 60 40 20 0

4 3 2 1 5

τ

, мин

0 200 400 600
1-1,5%; 2-2,5%;
3-3%;
4-5%;5-6%.

2-расм.

Концентрацияга
боғлиқ

0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3
0,2 0,1 0

3 2

1

τ

, мин

0 30 60 90 120 150 180

1-1,5%; 2- 2,5%;
3-3%.

3-расм.
Катализатор

равишда фурфурол билан КЧ

поликонденсацияси тугалланиш

даражасини (F) вақт бўйича

ўзгариши

-lgk

1.5

2.0

[HCl], моль

0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12

4-расм. Реакция тезлик

константасини НСl концентрациясига

боғлиқлиги

концентрациясига боғлиқ равишда

реакцияга киришувчи моддалар

концентрациялари логарифмини

ўзгариши

3-расмга биноан полимерга 40%

( )

ln

1

ни

τ

a x b

− ⋅

гача ўзгаришида

b x a a b

− ⋅

−

( )

(вақтга) боғлиқлиги тўғри чизиқли
характерга эгадир. Шуни
таъкидлаш керакки, 80°С
температурада реакцион
аралашмадаги катализатор НС1
концентрациясидан реакция
тезлиги константасини чизиқли
ўсиши кузатилади (4-расм).

Катализатор

концентрациясини

поликонденсация

реакцияси

давомийлигига,

алмашиниш

сиғими

қийматига

ва

катионитнинг

бўкувчанлигига таъсирини ўрганиш натижалари шуни кўрсатдики,
катализатор концентрацияси поликонденсация жараёнини тезлаштиради,
лекин, паст бўкувчанликка эга бўлган юқори тикилиш зичликлигигаэга
полимерни ҳосил бўлишига олиб келади. НС1ни энг оптимал
концентрацияси бошланғич моддалар оғирлигидан 5% ҳисобланади. Шундай
қилиб, КЧ ни фурфурол билан поликонденсациясини 70-80°С температура
интервалида олиб бориш мумкин.

КЧ-1 ва фурфуролни КЧ-2 қўшмасдан поликонденсациялаш йўли билан

полимер-2 ни синтез қилишда аналогик тадқиқотлар олиб борилди ва
полимер синтези ва унинг асосида сульфокатонит олишнинг оптимал
шароитлари аниқланди.

Сульфокатионит олишда олинган полимерни сульфирлаш шароитларини

паст ва юқори молекуляр бирикмаларни сульфирлаш

реакцияларига

қўлланилиб йиғилган тажрибадан танлаб олинган. Полимер

11

гранулаларини ёрилишини олдини олиш ва олинган ионитнинг механик ва
кинетик хоссаларин яхшилаш мақсадида сульфирлашдан аввал полимерни
этил спирти, диметилформамид (ДМФА), сульфат кислотаси каби
эритувчиларда бўкишга қолдирилган.

Тадқиқот давомида шуни аниқландики, ДМФА ва сульфат кислотаси

қўлланилганда яхши натижалар олинган, ионитни сувда бўкувчанлиги 180%
бўлганда 0,1N NaOH эритмаси бўйича алмашиниш сиғими қиймати 5-5,5
мг-экв/г ни ташкил этади.

Сўнг етарли даражада яхши хосса кўрсаткичларига эга бўлган

сульфокатионит

олиш

мақсадида,

сульфирлаш

жараёнини

турли

сульфирловчи агентлар: 5% олеумнинг концентрланган сульфат кислотада
эритмаси, 93% кимёвий тоза концентрланаган сульфат кислотаси ва 70%
техник сульфат кислотаси эритмаси билан олиб борилди: (2-жадвал).

2-жадвал

Сульфокатионит хоссаларини сульфирловчи агент табиатига боғлиқлиги

Сульфирловчи

агент

Сувда бўккан

катионит

солиштирма

ҳажми, мл/г

Механик

мустаҳкамлик,

%

0,1Nли эритма

бўйича статик

алмашиниш

сиғими, мг- экв/г

5% олеумнинг

конц.сульфат

кислотадагиэритмаси

1,95

90-85

2,0-1,8

Кимёвий тоза

концентрланган

сульфат кислотаси,

90%

3,0-3,1

98-99

5,2-5,6

Техник сульфат

кислотаси

2,8-3,0

98-99

5,1-5,4

2-жадвал маълумотларига биноан, 5% ли олеумнинг концентрланган

сульфат кислотадаги эритмасидан фойдаланиш, олинган катионитнинг
механик мустаҳкамлигини ёмонланишига олиб келади. Кимёвий тоза
концентрланган сульфат кислотаси, ҳамда техник сульфат кислотаси
қўлланилганда етарли даражада яхши натижалар олинган.

КЧ ни фурфуролга нисбатини сульфокатионит хоссаларига таъсири.

Сульфо группасини киритиш учун полимер матрицасини олишда бошланғич
компонентлар нисбатини таъсирини ўрганиш учун ва юқори эксплуатацион
хоссалари кўрсаткичига эга бўлган сульфокатионит олишда фурфуролни КЧ
га нисбатан турли нисбатларда тадқиқ қилинди. Полимер синтезида
поликонденсация реакциясида фурфурол конденсирловчи ва тикувчи агент
ҳисобланади. Шунинг учун, полимер олишда реакцион мухитдаги унинг
миқдорига олинган сульфокатионитнинг асосий сорбцион ва физик-кимёвий
хоссалари боғлиқдир.

Фурфуролни КЧга нисбатини ўзгартириб асосий хоссалари билан

фарқланадиган ионитлар олинган (5-расм, 3-жадвал).

Бошланғич компонентлар нисбатининг олинган сульфокатионит

хоссаларига таъсири(реакция ҳарорати 80°С).

12

3-жадвал

Олинган катионитлар фурфуролни КЧ га турли нисбатларида

сульфокатионитнингфизико-кимёвийхоссалари

Фурфуролни КЧ га оғирлик нисбати

1:2

1:1,75

1:1,5

Намлик, %

28

26

26

Сочилувчан оғирлик,г/мл

0,66

0,60

0,57

Н-формадаги бўккан катионит солиштирма
ҳажми, мл/г

2,4-2,8

2,6-2,8

2,8-3,0

Эритма бўйича статик алмашиниш сиғими , мг-экв/г:

0,1N NaOH эритмаси бўйича

3,0-3,2

3,8-4,0

4,8-5,3

0,1N NaCl эритмаси бўйича

2,2-2,4

2,8-2,6

1,4-2,2

0,1N СаСl

2

эритмаси бўйича

3,4-3,6

4,0-4,2

2,2-2,4

0,1NCuSO

4

эритмаси бўйича

2,2-2,4

2,5-2,7

2,4-2,6

1. катионитни 0,1N NaOH эритмасида

бўкувчанлиги,%.2. 0,1N NaOH эритмаси

бўйича алмашиниш сиғими, мг- экв/г.

5-расм.

Фурфуролни бир оғирлик қисмини КЧга

нисбатан оғирлик нисбатини таъсири

1- сульфирлаш давомийлиги;

2- сульфирлаш ҳарорати;

3-полимернинг бир оғирлик қисмига

сульфат кислотаси оғирлик қисми

миқдорларда.

6-расм. КЧ ва фурфурол асосидаги
полимерни

сульфирлаш

жараёнда

алмашиниш

сиғими

қийматига

боғлиқлиги

5-расмда кўрсатилганидек, олинган сульфокатионитнинг алмашиниш

сиғими ва бўкувчанлиги реакцион мухитда фурфурол миқдорини камайиши
билан ортади. Фурфурол миқдорини ортиши кўндаланг боғлар миқдорини
орттиради, бунинг натижасида ионитнинг механик мустахкамлиги ортади ва

алмашиниш сиғими камаяди. Бу ионитда ионлар диффузияси стеохиметрик
тўсиқларни пайдо бўлиши ионитнинг ғоваклари ҳажмини камайиши
натижасида бўкувчанликни камайиши билан изоҳланади.

Сульфирланиш реакцияси давомийлиги ва температураси, ҳамда сульфат

кислотаси концентрациясини сульфирлаш жараёнига таъсири ўрганилган.
6-расмда келтирилган маълумотлар шуни кўрсатадики,

катионитнинг

бўкувчанлиги ва алмашиниш сиғими анчагина сульфат кислотаси оғирлик
қисмини полимернинг оғирлик қисмига боғлиқ эканлигидан далолат беради.

13

4-жадвал.

Сульфокатионит алмашиниш сиғими қийматини полимердаги S % миқдорига

боғлиқлиги

τ

-соат Миқдори S,%

S,%,бўйича

алмашиниш сиғими,

мг-экв/г

0,1 N NaOH эритмаси

бўйича алмашиниш
сиғими, мг-экв/г

0,5

1,25

0,68

0,9-0,8

1,0

4,6

1,48

1,2-1,3

1,5

5,2

1,9-1,8

1,3-1,38

2,0

8,3

2,1-2,0

1,6-1,65

3,0

9,6

2,1-2,3

1,95-2,1

4,0

10,2

3,6-4,0

3,8-4,2

6,0

11,3

4,8-5,1

4,9-5,2

7,0

11,8-12,0

5,0-5,2

5,3-5,6

6-расм ва 4-жадвал маълумотларидан кўриш мумкинки, бир қисм

полимерга 4 оғирлик қисм сульфат кислотасини қўлланилиб, олти соат
давомида сульфирланганда полимерни энг юқори сульфирлаш даражасига
(91%) эришилади. Бунда полимердаги олтингугурт миқдори 11,3% га етади.
Турли факторларни КЧ ва фурфурол асосида олинган полимерни сульфирлаш
жараёнига таъсирини ўрганиш учун олиб борилган тадқиқотлар асосида
сульфирлашнинг қуйидаги оптимал шароитлари аниқланди: бир қисм
фурфуролга 1,5 оғирлик қисм КЧ, реакция давомийлиги 6-7 соат, сульфирлаш
температураси 65-70°С, сульфирловчи агент-кимёвий тоза суль фат кислотаси,
ва техник сульфат кислотасидир. КЧ ва фурфурол хамда КЧ-1 ва фурфурол
аралашмасини поликонденсациялаш йўли билан синтез
қилинган полимер асосида оптимал шароитларда олинган сульфокатионитлар

хоссалари 5-жадвалда келтирилган.

5-жадвал

Оптимал шароитларда олинган сульфокатионитлар хоссалари

Асосий кўрсаткичлар

Фурфурол асосида олинган сульфокатионит

КЧ-2+КЧ-1

(Циклогексанон Циклогексан ва

линол кислотаси бор)

КЧ-1

(Циклогексан

он
Циклогексан
бор)

Ионоген группа

-СООН, -SО

3

H,

-SО

3

H,

Намлик, %

20

22

Сочилувчан оғирлик,г/мл

0,68

0,68

Н-формадаги сувда
бўккан катионит
солиштирма ҳажми,
мл/г

2.8-3.0

3.2

0,1N эритмаси бўйича статик алмашиниш сиғими, мг-экв/г: шароитларда

Натрий гидроксид

5,0-5,5

2,8-3,1

Натрий хлорид

1,2-1,4

1,91-2,0

Кальций хлорид

2,2-2,0

2,1-2,2

Мис сульфат

2,4-2,6

2,1-1,98

Магний сульфат

2,2-2,4

2,3-2,5

5-жадвал маълумотларига биноан, олинган сульфокатионитлар етарли

даражада яхши физик-кимёвий ва сорбцион хоссалар кўрсаткичларига
эгадир. Диссертациянинг тўртинчи боби

«Олинган катионитнинг сорбцион

ва физик-кимёвий хоссаларини ўрганиш»

бағишланган. Алмашиниш

14

сиғими. Асосий кимёвий хоссалардан ион алмашиниш хоссаси мухим амалий

аҳамиятга

эга бўлиб, у ионитларни эксплуатацион хоссаларини

характерлайди.

Унинг қиймати асосан ионитнинг ионоген группалари, диссоциация

даражаси, ҳамда алмашинаётган ионларнинг табиати ва концентрациясига
боғлиқдир. Кучли кислотали катионитларнинг алмашиниш сиғими қийматига
рН кўрсаткичи амалда таъсир этамайди.

Олинган сульфокатионитнинг алмашиниш сиғимини ДСТ га мос

равишда натрий ионларини ҳам нейтрал ҳам ишқорий мухитда ютилиши
бўйича аниқланди.

6-жадвалда олинган сульфокатионитнинг алмашиниш сиғими

қийматлари келтирилган.

6- жадвал

Олинган сульфокатионитнинт ион алмашиниш хусусияти

Катионит

Сувда бўккан

катионитнинг

солиштирма ҳажми,

мл/г

0,1 Nэритма

бўйича статик

алмашиниш

сиғими,мг-экв/г

0,1N

СаСl

2

эритмаси

бўйича динамик

сиғим,мг-экв/л

Н-форма

Nа-форм
а

NaOH

NaCl

тўлиқ

иш

Олинган

сульфокатиони

т

3,5

4,2

5,5-5,2

1,8-2,0

1480

965

Олинган

ионитларни

структурасини

аниқлаш мақсадида ИҚ

спектроскопия, потенциометрия ва бошқа усуллардан фойдаланилди.
Ионитда бор бўлган ионоген группаларни тўлиқ сифатли характеристикасини
потенциометрик титрлаш усули беради.

Шунинг учун олинган ионитларни функционаллигини, диссоциация

даражасини ва уларнинг ионоген группалари зохирий диссоциацияланиш
константасини ҳисоблаш учун ионитларнинг потенциометрик титрлаш
эгрилари аниқланди.

Полимер-1нинг титрланиш эгриси уни фақат ишқорий муҳитда

диссоцияланувчи типик кучсиз кислотали ионит эканлигини характерлайди.
Сульфокатионит (СКФФ)нинг потенциометрик титрлаш эгриси иккита
эгриликка эгадир, бу катионитни полифункционаллигидан далолат беради,
яъни сульфогруппалар билан бирга карбоксилли группалар ҳам бордир.

Ионитда бир вақтда ҳам сульфо- ва ҳам карбоксилли группаларни бор

бўлганда охиргисини диссоциацияси фақат рН=3.0-3.5 да кузатилади, бунда
сульфо группалар реакцияга киришган бўлади. рН=3,5дан бошлаб -СООН
группалар диссоцияланади.

Катионитнинг актив группалари рК сининг зохирий диссоциация

қийматлари Гендерсон-Гассельбах тенгламасини қўллаб ҳисобланган.
Потенциометрик тадқиқотлар шуни кўрсатдики, олинган катионитнинг
структурасида -SO

3

H группалари бор бўлиб, уларга pK

1

=2,8 ва карбоксилли

группаларга рК

2

=8,7-9,2 тўғри келади (7-жадвал). 7-жадвалга биноан тиртлаш

эгриларидан ҳисоблаб топилган, ҳамда олтингугуртнинг процент миқдори
бўйича ҳисоблаб топилган алмашиниш сиғими қиймати статик алмашиниш
сиғимидан (САС) амалда жуда кам фарқланади.(7-жадвал).

15

7-жадвал

Олинган ион алмашувчи полимерларнинг хоссалари

Ионит

Функцио

нал

группалар

Алмашиниш сиғими,

мг-экв/г.

Зохирий диссоциация

константалари

назарий

статик

Ҳисоб

% S

катионит

0.1N эритма

NaOH

H

NaCl

-

рК

1

,

рК

2

,

полиме

р

-СООН

3,26

-

3.5

-

3,2

-

8,2-9,0

СКФФ -СООН,-SО

3

H

5,5

0

5,2

2,2-2,

8

7,4-8,6

Карбоксил группасини борлиги, одатда, куб қолдиқлари таркибида

линол кислотасини борлиги билан боғлиқдир. Функционал группаларни
борлини яна олинган ИҚ- спектрини аниқлаш билан боғлангандир.
1200см

-1

соҳаларида ютилиш чизиқларини полимер структурасида -SO

3

H

группалари борлигини, 2600-3200см

-1

-СООН группалари борлигини

билдиради.

Сульфокатионитнинг асосий хоссалари 8-жадвалда келтирилган,

солиштириш учун ўхшаш катионитларнинг хоссалари келтирилган.

8-жадвал

Сульфокатионитларнинг хоссалари

Ионит

Соч

илу

вчан

о

ғир

лик

г/м

л

Бўккан

ионитнинг

солиштир

ма ҳажми,

мл/г

0,1 N эритма бўйича

алмашиниш сиғими, мг-экв/г

Na

O

H

NaCl Mg

Cl

2

СаСl

2

Шўртон газ-кимё мажмуаси куб
чиқиндиси

асосида

олинган

сульфокатионит

0,68

3,0-3,5

5-5,5 3,0-2.8 3,8-4,

0

4,2-4,

4

Дифенилоксид (ДФО) ва
фурфурол асосида олинган
сульфокатионит

0,18

6,3

5,5-6,

0

1,8-2,0 1,4

18

Сульфирланган

циклогексанон

фурфуролли

полимер асосида

олинган катионит

0,75

2,7

4,3-5,

0

1.0-2,0 2,8-3,

6

2,5-2,

8

Фенол ва формальдегид асосида
олинган КУ-1 саноат катионити

0,48

2,45

4,2-4,

5

1,0-1,7

5

─

1-8

8-жадвалда келтирилган маълумотларга биноан олинган сульфокатионит

ўз хоссалари бўйича худди шу турдаги поликонденсацион катионитлардан
қолишмайди.

O

O

...

O

C

CH

2

-(CH

2

)

-CH

2

-

CH-CH-CH

2

CH-CH-(CH

2

)

7

COOH

3

H

SO

3

H

H
C

O

...

CH

SO

3

H

O

O

7-расм. Олинган сульфокатионитнинг структураси

16

Олиб

борилган

элемент

тахлили,

алкалометрик

титрлаш,

потенциометрик титрлаш ва ИК-спектроскопия натижасида олинган
сульфокатионитнинг структураси 7-расмда келтирилган.

Синтез қилинган ионитнинг термик барқарорлигини тадқиқи.

Олинган ионитларнинг термобарқарорлигини ҳавода, сувда, ишқор ва
кислоталар эритмаларида, ҳамда

дифференциал-термик таҳлил усули билан

ўрганилди. Термик барқарорликни алмашиш сиғимини, бўкувчанликни
ўзгариши, катионит оғирлигини йўқотилиши билан характерланди.

Ионитларнинг сувдаги термобарқарорлиги

. Синтез қилинган катионитлар

водород формасини 100ºС да сувда термик ишлов берилгандаги хоссалари
9-жадвалда келтирилган.

9- жадвал

Сульфокатионитни сувдаги термик барқарорлиги

(иситиш ҳарорати 100°С,иситиш вақти 100 с.)

Катионит тури

0,1н. эритма

бўйича ишлов

бермасдан аввал

САС, мг-экв/г

Йўқот

иш лар

САС,%

Бўккан

катионит

солиштирма

ҳажми, мг/г

NaOH

NaCl

аввал

кейин

Термик ишлов

беришдан

Олинган сульфокатионит

5,8

1,8

6,8

2,7

2,7

Сульфонордон

(

β

-нафталин сульфокислота

ва фурфурол)

3,3

2,1

6

3,65

6,5

КУ-1 (фенол-сульфо кислота

ва формальдегид)

4,2

2,1

14

3,5

3

9-жадвалга биноан, олинган сульфокатионитларинг алмашиниш сиғими

сувда иситилгандан сўнг сезиларсиз озгина камаяди, бу термик
десульфирланиш жараёни билан боғлиқ бўлиб у гидролиз реакциясини
ифодалайди, бунинг натижасида сув фазасига SО

4

-2

ионлари ўтади. Шундай

қилиб, бу катионитларнинг термо барқарорлиги ҳақида билвосита сувли
ажратманинг кислоталилигини ортиб бориши бўйича ҳам фикр қилиш
мумкин.

Олинган сульфокатионитларнинг сувда термик барқарорлигини тадқиқ

қилиш учун ионитнинг маълум ўлчаб олинган миқдорига 30 соат давомида
сувни қайнаш температурасида термик ишлов берилди.Термик барқарорлик
ҳақида сувли ажратма рН ни ўзгариши бўйича фикр қилинди. Бунда
сульфокатонитга термик ишлов берилгандан кейинги сульфо нордон
группалари бўйича алмашиш сиғими 0,78 %га камаяди.

Катионитлар олиш технологик жараёни изоҳи.

Олиб борилган

лаборатория тадқиқотлари ва олинган катионитларнинг эксплуатацион
хоссаларини ўрганиш бизга схемани ва унинг асосида уларни олиш учун
тажриба- технологик регламент ишлаб чиқиш имконини берди (8

-

расм).

КЧ-фурфуролли полимерни ва унинг асосида сульфокатионит олиш

даврий жараёни қуйидаги босқичлардан иборат: хом-ашёни тайёрлаш ва
юклаш, ҚЧ ва фурфуролни поликонденсацияси, тўкиш, қуритиш ва олинган

17

полимерни гранулалаш.

КЧ-фурфурол

17,18 жиҳоздан 20 ҳайдаш аппаратига берилади, у ердан 1, 2

ўлчагичларга узатилиб, улардан маълум миқдорда реакцион массани иситиш
учун сувли ғилоф, аралаштириш учун аралаштиргич ва 9 совитгич билан
жиҳозланган 10 реакторга берилади.

Катализатор-хлорид кислотаси омбордан 3 ўлчагичга берилади.Реакцион

масса температураси 85-90°С да ушлаб турилади, поликонденсация жараёни
давомийлиги 8 соатни ташкил этади. Тайёр ҚЧ-фурфуролли полимерни
патнисларга солинади ва 12 қуритгичда

95-100°С да қуритилади. Қотирилган

полимерни 13 грануляторга берилади, у ерда d

3

=0.5 мм гача майдаланади.

1,2,3,4,5,6,7 - ўлчагичлар; 8,9 - совитгичлар; 10 –полимер олиш учун реактор; 11 –

полимерни сульфирлаш учун реактор; 12-қуритгич; 13 -гранулятор; 14-элак; 15-фильтр;
16-бункер; 17,18,19,21,22,23 –бошланғич хом ашё омбори; 20 - ҳайдаш аппаратлари; 24 –
ювувчи колонналар; 25- тасмали транспортер; 26-қуритгич: 27 –тайёр маҳсулот омбори.

8-расм.Катионитлар олишнинг технологик схемаси

Олинган полимерни сульфирлаш. Майдаланган полимерни 11реакторга

солинади, у ерга 6 ўлчагичдан концентрланган сульфат кислотаси берилади,
сўнг аралаштиргич ёқилади ва 3.5-4 соат давомида полимер бўкади, сўнг
t=70°С да 6 соат давомида сульфирлаш жараёни олиб борилади. Ундан сўнг,
сульфирланган полимерни сульфат кислотаси эритмасидан ажратиб олинади,
5 ўлчагичдан дистилланган сув билан нейтрал реакциягача ювилади. Сўнг
Н-формадаги полимер 11 реактордан 15 фильтрга берилади, у ердан 25
тасмали транспортерга берилиб ҳаволи қуруқ ҳолатгача қуритилади ва 27
тайёр маҳсулот омборига юборилади.

Олинган сульфокатионитни турли сувларни деминерализациялаш

жараёнларида қўллаш имкониятларини тадқиқи.

Ионитларни кўпгина қўлланиш объктларидан бири сув таъминоти

корхоналари ҳисобланади.Бу, асосан, энергетика, кимё, радиокимё ва бошқа
ишлаб чиқариш корхоналаридир. Шу нуқтаи назардан, чиқарилаётган
маҳсулот сифатига талабни ортиши тузсизлантирилган сувни фойдаланиш
соҳаларини кенгайтиради. Тузсизлантирилган сувни олишнинг тарқалган
усулларидан бири ион алмашиш хроматографияси ҳисобланади. Бизнинг
Республикамиз шароитларида юқорида кўрсатилган объектларда қўлланилиб
келаётган саноат ионитларидан КУ-2х8, КБ-4 лар бўлиб, улар юқори

18

эксплуатацион хосса кўрсаткичларига эгадирлар. Лекин, шуни таъкидлаш
керакки, уларни қўлланиши анчагина қимматлиги ва кўрсатилган ион
алмашувчиларни сақлаш билан чегараланади. Сувни тайёрлашдаги долзарб
муаммолардан бири янги ион алмашувчилардан фойдаланиш ҳисобланади,
уларни олиш ва қўллаш мамлакатимиз халқ хўжалигига фойдали иқтисодий
самара берган бўларди. Маълумки, бизнинг Республикамиз кўпгина
регионларида ҳаётда ва ишлаб чиқаришда фойдаланиладиган сув юқори
қаттиқликка эгадир, у баъзан УзДСТ 950:2000 «Ичимлик суви, гигиеник
талаблар васифат назорати»га биноан 2.5-7 мг-экв/л ўрнига 30 мг-экв/л гача

етади.

Олинган сульфокатионитни бизнинг республикамиз баъзи регионларидан,

Қашқадарё вилояти ва Қорақалпоғистонда яшовчи талабалар келтирган

сувларни қаттиқлигини текширишда қўллаш мақсадида, Н- ва

Na-формаларидаги катионитларни синалди. Сувнинг қаттиқлигини

трилонометрик усул билан хромоген қора индикатори иштирокида

аниқланди. Тадқиқот натижалари 10-жадвалда келтирилган. 10-жадвал

Сульфо

катионит

Қарақалпакст

ан Нукус ш.

Сарвиноз мавзеси

Кашқадарё вилояти

Чироқчи

Китоб

Шаҳрисабз

Сувнинг қаттиқлиги, мг-экв/л:

аввал

кейин

авва

л

кейи

н

авва

л

кейи

н

аввал

кейин

Н-формада

11.9

5,02

8,9

4,2

9,6

3.8

8,8

3,6

Na-формада

3,8

2,8

2.4

2,4

10-жадвал маълумотларидан кўриниб турибдики, синалаётган

катионитни артезиан сувларини юмшатиш жараёнларида қўлланилганда
катионит билан контактлашгандан сўнг сувнинг қаттиқлиги УзДСТ
қўядиган талабларига мос келади. Бундан ташқари, биз томондан
катионитни

артезиан

ва

баъзи

саноат корхоналари сувларини

деминерализациялаш жараёнларида синовдан ўтказилган.

2016 йил 06 апрелдан 14 апрелгача сульфокатионит «Қўқон

суперфосфат заводи» АЖ ИГТ саноат сувларини юмшатишда синовдан
ўтказилган (2016й. 15 апрел акт). Катионит Н- ва Na-формада қўлланилган.
Юқорида кўрсатилган корхоналарда сорбентлар сифатида

КУ-2х8

сульфокатионити ва сульфокўмирдан фойдаланилади. Синовларни статик
шароитларда ДСТ 4151-72 га мувофиқ олиб борилди. Қайта бу таҳлилни
сульфокатионит билан контактдан сўнг артезиан суви эритмаси билан олиб
борилди. Тадқиқот натижалари 11-жадваларда

келтирилган, у ерда

солиштириш учун саноат сульфокатионити КУ-2-8 синовлари келтирилган.

11-жадвадан кўриниб турибдики, сульфокатионит билан контактдан

сўнг артезиан суви қаттиқлиги 1,9-2,0 ва 0,013-0,005 гача камайди, яъни
артезиан сувларини юмшатиш даражаси ЧМК гача етказилади.

19

11- жадвал

Саноат сувини юмшатишдан аввал ва кейинги таҳлил натижалари

Кўрсаткичлар

«ҚўқонСФЗ» АО ИГТ цехида артезиан суви

Синов

дан

аввал

Синовдан сўнг

Олинган катионит

КУ-2-8 катионит

Н-форм
а

Na-форм
а

Н-форм
а

Na-форма

Умумий қаттиқлик, мг-экв/л 4,2-5,

0

2,0-2,2

1,0-1,2

1,8

0,005

Олинган сульфокатионитни артезиан ва саноат сувларини юмшатиш

учун олиб борилган лаборатория-саноат синовлари асосида ушбу корхона
рахбариятлари томонидан синалаётган катионитни «Asian Diamond Classic»
МЧЖ ва «Қўқон суперфосфат заводи» АЖ саноат сувларини юмшатиш
жараёнларида қўлашга тавсия этилган.

ХУЛОСАЛАР

1. Ион алмашинувчи полимерлар синтези учун полимер матрицаси

сифатида фурфурол билан кимёвий ишлаб чиқариш куб чиқиндилари
(ШГКМ) поликонденсация реакцияси ёрдамида амалга оширилган. Полимер
олиш реакциясида фурфурол ва куб чиқиндиларини поликонденсацияси ва
унинг кимёвий ўзгаришлар жараёни, кинетик тадқиқотлар асосида, тезлик
константалари қийматлари, реакциянинг активланиш энергияси аниқланган.
Шунингдек ионитлар олиш технолгиясида реакциянинг ҳароратга, дастлабки
моддаларнинг концентрациясига ҳамда катализатор ва бошқа омилларга
боғлиқлиги кўрсатилган.

2. Олинган полимернинг полимер аналогик ўзгаришлар реакцияси

ўрганилган. Полимерни сульфирлаш натижасида 0,1N. NaOH эритмаси
бўйича алмашиш сиғими 5,0-5,5мгэкв/г га эга бўлаган сульфокатионитлар
синтез қилинган. Турли омилларга қараб, полимерни сульфирлаш рекция
кинетикаси, асосий тадқиқотлар асосида, асосий кўрсатгичлари юқори
хусусиятларга эга бўлган сульфокатионит олиш усули ишлаб чиқилган. 3.
Импорт ўрнини босувчи ионитлар олиш учун яроқли бўлган хом ашёнинг
сорбцион ва физик-кимёвий хоссаларига ионитнинг асосий физик ва
кимёвий параметрларини (натрий, кальций, магний, мис, никель, ва бошқа
ионлари сорбцияси, сорбциялаш қобилияти, диссоциаланиш даражаси
ионоген функционал группалар)ионитнинг кимёвий таркибига, корреляцион
боғлиқлиги аниқланган.

4. Ионитларнинг физик-кимёвий, кимёвий ва сорбцион хоссаларини

таҳлил қилиш асосида амалий қўлланиш соҳалари аниқланган, шунингдек,
олинган маҳсулот «Қўқон суперфосфат заводи» АЖ ва «Asian Diamond
Classic» МЧЖларида саноат сувларини тозалаш ва юмшатиш жараёнларида
қўллашга тавсия этилди.

20

НАУЧНЫЙ СОВЕТ DSc.27.06.2017.Т.01.04

ПО ПРИСУЖДЕНИЮ УЧЕНЫХ СТЕПЕНЕЙ ПРИ

ТАШКЕНТСКОМ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМИНСТИТУТЕ

ТАШКЕНТСКИЙ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

БЕРДИЕВА МАЛИКА ИБОДУЛЛОЕВНА

ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ИОНООБМЕННЫХ ПОЛИМЕРОВ

ПОЛИКОНДЕНСАЦИОННОГО ТИПА НА ОСНОВЕ ОТХОДОВ

ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ

02.00.14–Технология органических веществ

и материалы на их основе

АВТОРЕФЕРАТ ДИССЕРТАЦИИ ДОКТОРА ФИЛОСОФИИ (PhD)

Ташкент–2017

21

Тема диссертации доктора философии (PhD) зарегистрирована в Высшей

аттестационной комиссии при Кабинете Министров Республики Узбекистан за
номером В2017.1.PhD/Т1

Диссертация выполнена в Ташкентском химико-технологическом институте.

Автореферат диссертации на трёх языках (узбекский, русский, английский (резюме))

размещен на веб-странице по адресу www.tkti.uz. и информационно-образовательном
портале «Ziyonet» по адресу www.ziyonet.uz.

Научный руководитель: Туробжонов Садриддин Махамаддинович

доктор

технических наук, профессор

Официальные оппоненты: Абдурахимов Саидакбар Абдурахмонович

доктор технических наук, профессор

Абдугафуров Ибрагимджан Азизович

доктор химических наук

Ведущаяорганизация:

Институт общей и неорганической химии

Защита диссертации состоится «____» 2017 г.в часов на заседании Научного совета

DSc.27.06.2017.Т.04.01 при Ташкентском химико-технологическом институте. (Адрес:
100011, г. Ташкент, Шайхонтахурский район, ул. А.Навои32,. Тел.: (99871) 244-79-21; факс:
(99871) 244-79-17; e-mail: tkti_info@edu.uz.

Диссертация зарегистирована в Информационно-ресурсном центре Ташкентского

химико-технологического института за №___, с которой можно ознакомиться в ИРЦ.
(100011, Ташкент, Шайхонтахурский район, ул. А.Навои, 32. Тел.: (99871)244-79-21.

Автореферат диссертации разослан «____» ________ 2017 года.
(протокол рассылки №_______от _________2017 года).

С.М.Туробжонов

Председатель научного совета по

присуждению учёных степеней,

д.т.н., профессор

А.С. Ибодуллаев

Ученый секретарь научного совета по

присуждению учёных степеней, д.т.н.

Г. Рахмонбердиев

Председатель научного семинара при научном

совете по присуждению учёных степеней,

д.х.н., профессор

22

ВВЕДЕНИЕ (аннотация диссертации доктора философии (PhD))

Актуальность и востребованность темы диссертации.

В настоящее

время в мире ионообменные полимеры находят широкое применение в
процессах деминерализации и очистки производственных и сточных вод, в
металлургической, химической и других областях. Одной из актуальных
задач является создание и разработка технологических процессов получения
ионообменных полимеров, с высокими показателями сорбционных и физико
химических свойств и дальнейшим исследованием научных основ
управления

эксплуатационными

показателями

полученных

ионнообменников

1

.

За годы независимости нашей Республики особое внимание уделено

научным изысканиям, направленным на получение различного класса
комплексообразующих катионитов, анионитов с селективными свойствам к
ионам меди, никеля, кобальта, молибдена путем поликонденсации
фурфурола

с

такими

соединениями

как

акриловая

кислота,

полиэтиленполиамина, бензогуанидин а также синтезу новых термо
химостойких ионитов поликонденсационного типа на основе
гетероциклического альдегида фурфурола, и соединений содержащих
ароматические циклы. В связи с этим, можно особенно подчеркнуть
создание технологических процессов получения новых термохимически
стабильных ионитов поликонденсационного типа.

Во всем мире налажены технологии производства ионообменных

материалов полимеризационного типа на основе мономеров, таких как
дивинилбензол, дивинилбензол, стирол, акриловая кислота, винилпиридины
и проводятся научные изыскания с целью решения актуальных задач. При
производстве ионообменных полимеров необходимо учитывать ряд решений,
в частности, по следующим направлениям: очистка производственных и
сточных вод и снижение их жесткости; извлечение ионов цветных металлов
из производственных технологических растворов металлургических

производств; решение задачи охраны окружающей среды и т.д. которые
являются актуальной проблемой.

Данное диссертационное исследование в определенной степени служит

выполнению задач Президента Республики Узбекистан № ПП-1072 «О
программе мер по реализации важнейших проектов по модернизации,
техническому и технологическому перевооружению производств на 2009-
2014 годы» от 12марта 2009 года, № ПП-1442 «О приоритетах развития
промышленности Республики Узбекистан в 2011-2015 годах» от 15 декабря
2010г., № УП-4891«Критический анализ производства и состава товаров
(работ, услуг),углубление локализации производств направленных на
импортозамещение» от 6 апреля 2017г. и № ПП-2915 «Правовые основы
деятельности инспекции по контролю за образованием, сбором, хранением,
перевозкой, утилизацией, повторной переработкой, захоронением,

1

РезникЯ.И.Оптимизацияионообменнойтехнологииводоподготовки:фильтрованиеспротивоточнойрегенерац

ией//Ж.//Акватерм.—2003.-№4.С.42-44.

23

реализаций отходов при государственном комитета по экологии и охраны
окружающей среды Республики Узбекистан»от 21 апреля 2017г., а также в
других нормативно-правовых документах, принятых в данной сфере.

Соответствие

исследования

приоритетным

направлениям

развития науки и технологий республики.

Данное исследование

выполнено в соответствии с приоритетным направлением развития науки и
технологии республики VII «Химическая технология и нанотехнология».

Степень изученности проблемы.

Научные исследования по разработке

новых ионообменных полимеров и их основе со специфическими свойствами
были посвящена работы Самсоновым Г.В., Чмутовым К.В., Майерсом
Р.,Куниным Р., Синявским В.Г., Пашковым А.Б., Салдадзе К.М., Гельферихом
Ф., Гриссбахом Р., Ергожиным Е.Е., Ласкориным Б.Н., Осрборн Г.,
Джандосовой К.Д., Коршак В.В., Тевлиной А.С., Тростянской Е.Б.,
Даванковым А.Б., Лейкиным Ю.А., Копыловой В.Д., Бектуровым Е.А.,
Султонова С.А., Аскарова М.А., Ризаевым Н.У., Туробжоновым С.М.,
Миркамиловым Т.М., Джалиловым А.Т., Магруповым Ф.М., Назировой Р.А.,
Саидахмедова У.С.и др.

В результате проведенных исследование большой интерес представляет

утилизации промышленных отходов, с последующим применением их в
процессах получения новых ионитов и с дальнейшим использованием их
для деминерализации и очистки различных вод. В частности, получены и
рекомендованы к производству ряд сульфокатионитов, анионитов и
полупроводниковых мембран. Изучены их селективность, сорбционные и
физико-химические свойства.

Практический, экологический и экономический интерес представляет

синтез ионообменных полимеров на основе кубовых отходов производства
Шуртанского газо-химического комплекса (ШГХК). Другим источником
сырья при синтезе ионитов является вторичный продукт гидролизной

промышленности- гетероциклический альдегид-фурфурол, для производства
которого имеются огромные запасы пентозансодержащего сырья, ввиде
отходов хлопкоочистительной и сельскохозяйственной промышленности
Узбекистана.

Связь диссертационного исследования с планами научно

исследовательских работ высшего образовательного или научно

исследовательского учреждения, где выполнена диссертация.

Диссертационное исследование выполнено в рамках плана научно

исследовательских работ прикладных и инновационных проектов

Ташкентского химико-технологического института «Очистка промышленных

сточных вод от ионов металлов ионообменным методом» (2012-2015 гг.) и

ИТД-6. (ЁА 6-1) «Разработка эффективной технологии очистки сточных вод

текстильной промышленности от красильных веществ» (2014-2015 гг.)

Цель исследования:

Разработка технологии получения доступных,

дешевых

термо-химостойких,

механически

прочных

ионообменных

полимеров поликонденсационного типа. на основе кубовых отходов ШГХК и
вторичного продукта гидролизной промышленности фурфурола.

24

Задачи исследования:

получение катионообменных полимеров путем поликонденсации

кубовых отходов химических производств с фурфуролом;

получение полифункционального сульфокатионита катионита путем

сульфирования полимера на основе кубовых отходов ШГХК и фурфурола;
определение обменной емкости полученного катионита по отношению к
ионам натрия, кальция, магния, и др.в сточных водах производств;
определение сорбционных и комплексообразующих свойств, а также
термо-химостойкости полученного катионита по отношению к ионам меди,
никеля, кобальта и к другим ионам;

разработка технологии получения полифункционального

сульфокатионита на основе кубовых отходов ШГХК и фурфурола.

Объект

исследования

являются фурфурол, вторичный продукт гидролизной

промышленности и отходы Шуртанского газо-химического комплекса,
сульфокатионит.

Предмет исследования

являются термо-химостойкие, сульфо катионит

на основе фурфурола местного производства и отходов Шуртанского газо
химического комплекса, исследование их свойств.

Методы исследования.

В диссертациционной работе использованы

химические методы анализа-элементный анализ, алкалометрическое
титрование, трилонометрический, йодометрический метод, физико
химические методы анализа: ИК-спектрометрия, потенциометрия,
фотоколориметрия, термогравиметрия, хроматография и др.

Научная

новизна диссертационного исследования

:

для введения ионогенных групп разработаны способы получения

полимера путем реакции поликонденсации на основе кубовых отходов
ШГХК и фурфурола;

определены зависимости температуры реакции, катализатора,

концентрации исходных мономеров на реакцию образования полимеров;
разработаны технологические режимы процесса сульфирования полученного
полимера;

определены основные свойства катионитов с использованием

современных физико-химических методов анализа с целью практического
применения полученных ионитов;

применены полученные катиониты для умягчения артезианских а также

вод предприятий химических и гидрометаллургических.

Практические результаты исследования:

разаботана новая полимерная матрица путем поликонденсации кубовых

отходов Шуртанского газо-химического комплекса и фурфурола для введения
ионногенных групп;

определенызависимости реакции поликонденсации кубовых отходов и

фурфурола от концентрации исходных мономеров, катализатора, времени
температуры реакцииипроведения реакции;

усовершенствована технология умягчения и очистки производственных

сточных вод на производстве.

25

Достоверность результатов исследования

; обосновывается тем, что

состав и строение синтезированных соединений изучены и установлены на
основе последних достижений физико-химических и химических методов
анализа. Технология производства данного катионита апробирована в
опытно-производственных испытаниях и рекомендована для практического
применения

в

процессах

очистки

различных

химических

и

гидрометаллургических производственных вод.

Научная и практическая значимость результатов исследования.

Научная значимость результатов исследования обосновывается разработкой
процессов безотходной технологии, путем обработки промышленных
отходов и методов синтеза новых поликонденсационных ионитов
полифункционального сульфокатионита.

Практическая значимость результатов исследования заключается в том,

что полученные новые импортозамещающие ионообменные полимеры
применяются в водоподготовке в процессе деминерализации вод, а также в
процессах очистки производственных сточных вод и разработке технологии
получения ионитов на основе фурфурола и отходов ШГХК.

Внедрение результатов исследования.

На основе полученных

результатов исследования по получению новых ионообменных полимеров
для деминерализации и очистки производственных вод:

получен патент агентства Интеллектуальной собственности Республики

Узбекистан (IAP 04635, 2012) по способу получения на нового
сульфокатионита, на основе кубовых отходов ШГХК и фурфурола. Данный
способ дает возможность получить дешевый доступный термо-химостойкий,
механический прочный катионит;

синтезированный ионообменный полимер внедрен на предприятиях АО

«Узкимёсаноат» (справка АО «Узкимёсаноат» №03-3184/М от 30 сентября
2016 г.). В результате сульфокатионит дает возможность рекомендовать для
умягчение вод котельных цехов.

Апробация результатов исследования.

Результаты данного

исследования были обсуждены, в том числе, на 9 международных и 10
республиканских научно-практических конференциях.

Публикация результатов исследования.

По теме диссертации

опубликованы всего 25 научных работ. Из них 1 патент, 5 статей, в том числе
3 в республиканских и 2 в зарубежных журналах, рекомендованных Высшей
аттестационной комиссией Республики Узбекистан для публикации
основных научных результатов докторских диссертаций.

Структура и объем диссертации.

Структура диссертации состоит из

введения, четырёх глав, заключения, списка использованной литературы,
приложений. Объем диссертации составляет 120 страниц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении

обосновывается актуальность и востребованность проведенного

исследования, цель и задачи исследования, характеризуется объект и

предмет, показано соответствие исследования приоритетным

26

направлениям развития науки и технологии республики, излагаются научная
новизна и практические результаты исследования, раскрываются научная и
практическая значимость полученных результатов и внедрение в практику
результатов исследования, сведения по опубликованным работам и структуре
диссертации.

В первой главе диссертации

«Современное состояние и перспективы

развития полимеризационных и поликонденсационных катионитов и
технологии их получения»

дается анализ опубликованных работ по синтезу

и исследованию полимеризационных и поликонденсационных катионитов.
Проведен литературный обзор по синтезу и исследованию сульфокатионита.
Приведены результаты исследований по изучению термической, химической
устойчивости и сорбционной способности катионитов.

Вторая глава диссертации

«Исходные вещества и методики синтеза

катионитов»

посвящена характеристикам исходных веществ, методикам

синтеза полимерной матрицы на основе кубовых отходов ШГХК и
фурфурола, методикам получения сульфокатионита, методикам исследования
кинетики реакции химических превращений, а также

методикам

исследования сорбционных и физико-химических свойств полученных
катионитов.

В третьей главе

«Разработка и исследование технологии синтеза

поликонденсационных катионитов сульфирование, полимера»

диссертации изложены результаты и обсуждения исследования
закономерностей течения реакции поликонденсации кубовых отходов ШГХК
и фурфурола, а также исследования реакций сульфирования
синтезированного полимера с целью получения катионитов, изложены

исследования структуры и присутствие ионногенных групп в полученных
катионитах.

Синтез полимера на основе кубовых отходов Шуртанского газо

химического комплекса (ШГХК) и фурфурола.

Перспективность

исследований в области создания новых ионообменных полимеров
обусловлена необходимостью решения многих технических задач, а также
расширение сырьевой базы для их получения. В этом аспекте большую
актуальность представляет использование в качестве основного компонента
при синтезе ионитов отходов химических и сельскохозяйственных
производств. Исследования по утилизации промышленных отходов с целью
получения новых ионообменников на их основе, с последующем
применением их в процессах очистки различных вод является основной для
организации безотходных технологических процессов. С этой точки зрения,
нами в качестве исходного продукта при получении полимерной матрицы для
введения ионногенных групп были использованы кубовые отходы (КО)
Шуртанского газо-химического комплекса (ШГХК).

В качестве сшивающего и конденсирующего агента при получении

полимера

был

использован

вторичный

продукт

гидролизной

промышленности- фурфурол, для производства которого имеются огромные

27

запасы сырья, которые являются отходами сельскохозяйственной и
хлопкоочистительной промышленности.

Нами были использованы два вида КО, которые анализировали методом

хроматографии. Проведенные хроматографические исследования кубовых
отходов Шуртанского газо-химического комплекса показали, что основная
часть КО-1 состоит из фрагментов циклогексана, циклогексанона, а КО-2
содержит фрагменты линолиевой кислоты. Влияние температуры реакции на
процесс поликонденсации фурфурола с КО. Реакцию поликонденсации
фурфурола с КО проводили при 70°С, 80°С, 90°С, весовое соотношение
фурфурола к КО было равным 1÷1,5. На рис.1. представлена зависимость
степени превращения от продолжительности реакции при различных
температурах. На основании полученных результатов по уравнению второго
порядка была рассчитана константа скорости реакции.

Степень

завершенности

100 80

60

3

2 1

Как видно из

таблицы 1.
константа
скорости является
переменной

величиной и

реакци, F

%

τ

, мин

40

20

0
0 15 30 45 60 75 90 105 120 135

1-70°С, 2-80°С, 3-90°С

Рисунок.1.Степень завершенности (F)
поликонденсации КОс фурфуролом от
продолжительности реакции при
различных температурах

уменьшается в процессе реак ции. На
уменьшение константы скорости
реакции в процессе

поликонденсации, фурфурола с КО
оказывает влияние резкое увеличение
вязкости системы в ходе реакции, что
приводит к возрастанию

диффузионных затруднений.

Таблица 1

Значение константы скорости реакции поликонденсации КО с фурфуролом при

различных температурах

Продолжительность

реакции, мин.

Температура, °С К-10

-3

мин

-1

70°С

80°С

90°С

10

1,264

2,25

4,25

20

0,143

1,95

4,08

30

0,853

1,76

3,12

40

0,685

1,58

2,42

50

0,567

1,35

2,43

60

0,478

0,96

2,17

Влияние природы и концентрации катализатора при получении

полимерной матрицы для введения ионногенных групп.

В процессе

реакции поликонденсации КО и фурфурола нами были использованы
различные

катализаторы-хлористый

цинк,

соляная

кислота

концентрированная, установлено, что катионит с достаточно высокой
механической прочностью получается при использовании в качестве
катализатора концентрированной соляной кислоты.

Влияние

концентрации

катализатора

HCl

на

процесс

поликонденсации КО и фурфурола.

С целью изучения влияния

концентрации катализатора на процесс поликонденсации КО с фурфуролом,

28

реакцию проводили в присутствии катализатора НСl (конц) с концентрацией
1,5; 2,5; 3,0; 5; 6% от веса реакционной массы. Весовые соотношение КО к
фурфуролу было 1:1,5 температура реакции- 80°С. Изучение влияния
концентрации катализатора на процесс поликонденсации показало, что
увеличение концентрации катализатора проводит к ускорению реакции
(рисунок.2).

Степень

завершенности

80

60

40

реакци, F %

20

0

4 3

2

1 5

τ

, мин

0 200 400 600
1-1,5%; 2-2,5%;
3-3%;
4-5%;5-6%.

0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3
0,2 0,1 0

3 2

1

τ

, мин

0 30 60 90 120 150 180

1-1,5%; 2- 2,5%; 3-3%.

Рисунок.2. Степень завершенности (F)

поликонденсации фурфурола с КО во

времени в зависимости от концентрации

катализатора

-lgk

1.5

2.0

[HCl], моль

0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12

Рисунок.4.Зависимость константы

скорости реакции от концентрации НСl

Рисунок.3. Изменение логарифма

концентраций реагирующих веществ от

времени в зависимости от

концентрации катализатора

Как видно из рисунок.3 зависимость

1

ln

( )

от

τ

(времени) носит

a x b

− ⋅

b x a

a b

− ⋅

−

( )

прямолинейный характер, при сте

пени превращения в полимер до
40%. Следует отметить, что при
температуре 80°С имеет место
линейное возрастание константы
скорости реакции от концентрации
катализатора НС1 в реакционной
смеси (рисунок 4).

Результаты

изучения

влияния

концентрации

катализатора

на

продолжительность реакции поликонденсации, на величину обменной
емкости и набухаемости катионита, показали, что концентрация катализатора
ускоряет процесс поликонденсации, но приводит к получению полимера с
высокой плотностью сшивки, имеющего низкую набухаемость. Наиболее
оптимальной концентрацией НС1 является 5% от веса исходных веществ.

Таким образом, поликонденсацию КО с фурфуролом можно проводить в

интервале температур 70-80°С.

Аналогичные исследования были проведены при синтезе полимера-2

путем поликонденсации КО-1 и фурфурола без добавления КО-2 и
установлены оптимальные условия синтеза полимера и сульфокатионита на
его основе. При получении сульфокатионита условия процесса

29

сульфирования полученного полимера подбирали из опытов, накопленных

применительно к реакциям сульфирования низко- и высокомолекулярных
соединений. Во избежание растрескивания гранул полимера и улучшения
механических и кинетических свойств полученного ионита, полимер перед
сульфированием оставляли набухать в растворителях: этиловый спирт,
диметилформамид (ДМФА) серная кислота.

В ходе исследований было установлено, что достаточно хорошие

результаты были получены при использовании ДМФА и серной кислоты,
когда величина обменной емкости по 0,1N раствору NaOH составляет 5-5,5
мг-экв/г при 180% набухании ионита в воде.

Далее с целью получения сульфокатионита с достаточно хорошими

показателями свойств, процесс сульфирования проводили с различными
сульфирующими агентами: 5%раствор олеума в концентрированной серной
кислоте, химически чистая концентрированная cepная кислота 93% и
техническая серная кислота 70% раствор (таблица.2).

Таблица 2

Зависимость свойств сульфокатионита от природы сульфирующего агента

Сульфирующей

агент

Удельный

объём

набухшего в

воде

катионита, мл/г

Механическ

ая

прочность,

%

Статическая

обменная емкость

по 0,1N

раствору, мг- экв/г

5% раствор олеума в

конц. серной кислоты

1,95

90-85

2,0-1,8

Химическая

чистая концентрация
серная кислота, 90%

3,0-3,1

98-99

5,2-5,6

Техническая серная

кислота

2,8-3,0

98-99

5,1-5,4

Из данных таблицы. 2 видно, что использование 5% раствора олеума в

конц.серной кислоты приводит к ухудшению механической прочности
полученного катионита. Достаточно положительные результаты получены
при использовании как химический чистой концентрированной серной
кислоты, и так и технической серной кислоты.

Влияние

соотношения

КО

к

фурфуролу

на

свойства

сульфокатионита.

Для установления влияния соотношения исходных

компонентов при получении полимерной матрицы для введения сульфогрупп
и получения сульфокатионита с высокими показателями эксплуатационных
свойств были исследованы различные соотношения КО к фурфуролу.

При синтезе полимера фурфурол в реакции поликонденсации является

конденсирующим и сшивающим агентом. Поэтому, от его количества в
реакционной среде при получении полимера зависят основные сорбционные
и физико-химические свойства полученного сульфокатионита. Меняя
соотношение фурфурола к КО были получены иониты отличающиеся
основными свойствами (рис.5 таблица.3).

Влияние соотношения исходных компонентов на свойства

полученного сульфокатионита (температура реакции 80°С).

30

Таблица 3

Физико-химические свойства сульфокатионита при различных соотношениях

полученного катионитов фурфурола к КО

Весовое соотношение фурфурола к КО

1:2

1:1,75

1:1,5

Влажность, %

28

26

26

Насыпной вес, г/мл

0,66

0,60

0,57

Удельный объём набухшего катионита в Н-форме, мл/г 2,4-2,8

2,6-2,8

2,8-3,0

Статическая обменная емкость по раствору, мг-экв/г:

0,1N раствору NaOH

3,0-3,2

3,8-4,0

4,8-5,3

0,1N раствору NaCl

2,2-2,4

2,8-2,6

1,4-2,2

0,1N раствору СаСl

2

3,4-3,6

4,0-4,2

2,2-2,4

0,1N раствору CuSO

4

2,2-2,4

2,5-2,7

2,4-2,6

Набухаемость

, %

Обменная

емкость,мг-экв/г

6

5

4

3

1

2

2

1

весовых частей
.фурфурол

0
0 2 4 6

1-от
продолжительности
сульфирования; 2-от
температуры
сульфирования;3-от
количества весовых

1.набухаемость катионита в 0,1N растворе

NaOH,%.2.обменная емкость по 0,1N

раствору NaOH, мг- экв/г.

Рисунок.5. Влияние весового отношения

одной весовой части фурфурол к КО.

частей серной кислоты к одной весовой

части полимера.

Рисунок.6. Зависимость величины
обменной

емкости

в

процессе

сульфирования полимера на основе
КО и фурфурола

Как видно из рисунка.5 обменная емкость и набухаемость полученного

сульфокатионита увеличиваются с уменьшением количества фурфурола в
реакционный смеси. Увеличение количества фурфурола увеличивает число
поперечных связей, вследствие чего повышается механическая прочность
ионита и уменьшается обменная емкость. Это объясняется уменьшением
объема пор ионита вследствие появления стеохиметрических препятствий
для диффузии ионов и уменьшения набухаемости.

Было изучено влияние продолжительности реакции и температуры

сульфирования, а также концентрация серной кислоты на процесс
сульфирования

(рисунок.6).

Данные

представленные

на

рис.6.

свидетельствуют, что набухаемость и обменная емкость катионита
значительно зависят от весового соотношения серной кислоты к весовой
части полимера.

31

Таблица 4

Зависимость величины обменная емкости сульфокатионита от

содержания S % в полимере

τ

-час

Содержан

ие S,%

Обменная

емкость по S,%, мг-экв/г

Обменная емкость по 0,1

N раствору NaOH,

мг-экв/г

0,5

1,25

0,68

0,9-0,8

1,0

4,6

1,48

1,2-1,3

1,5

5,2

1,9-1,8

1,3-1,38

2,0

8,3

2,1-2,0

1,6-1,65

3,0

9,6

2,1-2,3

1,95-2,1

4,0

10,2

3,6-4,0

3,8-4,2

6,0

11,3

4,8-5,1

4,9-5,2

7,0

11,8-12,0

5,0-5,2

5,3-5,6

Из данных рис.6. и таблица.4 видно, что наибольшая степень

сульфирования (около 91%)полимера достигается при использовании 4-х
весовых частей серной кислоты к одной части полимера, шести часовом
проведении сульфирования.

При этом

содержание серы в полимере достигает

11,3%. На основании проведенных исследований влияния различных
факторов на процесс, сульфирования полимера на основе КО и фурфурола
установлены, следующие оптимальные условия сульфирования: 1,5 весовых
частей КО к одной весовой части фурфурола, продолжительность реакции 6-

7 часов, температура сульфирования 65-70°С, сульфирующий агент-как

химически чистая концентрирования серная кислота, так и техническая
серная кислота. Свойства сульфокатионитов полученных на основе полимера
синтезированного путем поликонденсации смеси КО и фурфурола и КО-1 и
фурфурола в оптимальных условиях приведены в таблице.5.

Из данных таблицы.5 видно, что полученье сульфокатиониты обладают

достаточно хорошими показателями физико-химических и сорбционных
свойств.

Четвертая глава диссертации посвящена

«Исследованию сорбционных

и физико-химических свойств полученного катионита».

Обменная

емкость. Из основных химических свойств важное практическое значение
имеет ионообменная способность, которая характеризует иониты с целью
оценки их эксплуатационных свойств. Величина ее в основным, зависит от
количества ионногенных групп ионита, степени их диссоциации, а также от
природы и концентрации обмениваемых ионитов.

32

Таблица 5

Свойства сульфокатионитов полученных в оптимальных условиях

Основные показатели

Сульфокатионит на основе фурфурола и

КО-2+КО-1

(содержащих Циклогексанон

Циклогексан и линолиевую

кислоту)

КО-1

(содержащих

Циклогексанон

Циклогексан)

Ионогенная группа

-СООН, -SО

3

H,

-SО

3

H,

Влажность, %

20

22

Насыпной вес,г/мл

0,68

0,68

Удельный объём
набухшего в воде
катионита в Н-форме,мл/г

2.8-3.0

3.2

Статическая обменная емкость по 0,1N раствору, мг-экв/г:условиях

Гидроксид натрия

5,0-5,5

2,8-3,1

Хлористый натрий

1,2-1,4

1,91-2,0

Хлористый кальций

2,2-2,0

2,1-2,2

Сернокислая медь

2,4-2,6

2,1-1,98

Сернокислый магний

2,2-2,4

2,3-2,5

На величину обменной емкости сильнокислотных катионитов значение рН

практически не влияет. Обменная емкость полученного сульфокатионита

определяли по поглощению ионитов натрия как из нейтральной так и из

щелочной сред в соответствии с ГОСТ том. В таблице.6 представлены

значения обменной емкости полученного сульфокатионита.

Таблица 6

Ионообменная способность полученного сульфокатионита

Катионит

Удельный объём

набухшего в

воде

катионита, мл/г

Статическая

обменная емкость

по 0,1 N

раствору, мг-экв/г:

Динамическая

емкость, мг-экв/л
по 0,1N раствору
СаСl

2

Н-форма Nа-форма NaOH

NaCl

полная

работа

Полученный

сульфокатионит

3,5

4,2

5,5-5,2

1,8-2,0

1480

965

С целью установления структуры полученных ионитов были

использованы ИК- спектроскопия, потенциометрия и др.Наиболее полную
качественную характеристику ионногенных групп, присутствующих в ионите
дает метод потенциометрического титрования. Поэтому для установления
функциональности полученных ионитов, степени диссоциации и расчета
кажущихся констант диссоциации их ионногенных групп были сняты кривые
потенциометрического титрования ионитов.

Кривая титрования полимера-1 характерует его как типичный

слабокислотный ионит диссоциирущий только в щелочной среде. Кривая
потенциометрического титрования сульфокатионита (СКФФ) имеет два
перегиба, что свидетельствует о полифункциональности катионита, т.е.
наряду с сульфо группами содержатся также карбоксильные группы. При
одновременном присутствии в ионите сульфо- и карбоксильных групп
диссоциация последних наблюдается лишь при рН=3.0-3.5, при которой
сульфогруппы уже прореагировали. Начиная с рН=3,5 диссоцируют -СООН
группы. Кажущееся значение рК активных групп катионита рассчитаны с
применением уравнения Гендерсона-Гассельбаха.

33

Данные потенциометрического исследования свидетельствуют, что в

структуре полученного катионита присутствуют SO

3

H-групп, которым

соответствует pK

1

=2,8 и карбоксильные группы, которым соответствует

рК

2

=8,7-9,2. (таблица.7). Из табл.7 видно, что величины обменной ёмкости

рассчитанные из кривых титрования, а также рассчитанные по про центному
содержанию серы, практически мало отличаются от значений

статической обменной ёмкости (СОЕ) (таблица.7).

Таблица 7

Свойства полученных ионообменных полимеров

Ионит

Функцио

нальные

группы

Обменная емкость,

мг-экв/г.

Кажущиеся константы

диссоциации

теор

с

Расчёт,%

S

катионит

0.1N раствору

NaO

H

H

NaCl

-

рК

1

,

рК

2

,

полимер

-СООН

3,26

-

3.5

-

3,2

-

8,2-9,0

СКФФ

-СООН,

-SО

3

H

5,5

0

5,2

2,2-2,

8

7,4-8,6

Наличие

карбоксильной

группы, очевидно, связано присутствием

линолиевой

кислоты

в

составе

кубовых

отходов.

Присутствие

функциональных групп также подтверждается снятием ИК- спектрами
полученного ионита. Так полосы поглощения в области 1200см

-1

свидетельствуют о присутствии в структуре полимера -SO

3

Hгрупп, а полосы,

поглощения в области 2600-3200см

-1

о наличии -СООН групп в структуре

полимера. Основные свойства сульфокатионита приведены в таблице.8. где
для сравнения даны свойства подобных катионитов (табл.8).

Таблица 8

Свойства сульфокатионитов

Ионит

Нас

ыпн

о

й

ве

с.г/

мл

Удельный

объем

набухше

го
ионита,
мл/г

Обменная емкость по 0,1

N раствору, мг-экв/г

Na

O

H

NaCl

Mg

Cl

2

СаСl

2

Сульфокатионит на основе
кубовых отходов Шуртанского газо
химического комплекса

0,68

3,0-3,5

5-5,5 3,0-2.8 3,8-4,

0

4,2-4,

4

Сульфокатионит на основе
дифенилоксида (ДФО) и
фурфурола

0,18

6,3

5,5-6,

0

1,8-2,0 1,4

18

Катионит на основе
сульфированного циклогексаноно
фурфурольного полимера

0,75

2,7

4,3-5,

0

1.0-2,0 2,8-3,

6

2,5-2,

8

КУ-1 промышленный катионит,
полученный на основе фенола и
формальдегида

0,48

2,45

4,2-4,

5

1,0-1,7

5

─

1-8

Из данных приведенных в табл.8 видно, что полученный

сульфокатионит по своим свойствам не уступает поликонденсационным
катионитам подобного типа. На основании проведения, элементного анализа,
алкалометрического титрования, потенциометрического титрования и ИК

спектроскопии структура полученного сульфокатионита, представлена на

рис.7.

34

O

...

O

C

O

CH

2

-(CH

2

)

-CH

2

-

CH-CH-CH

2

CH-CH-(CH

2

)

7

COOH

3

H

SO

3

H

H
C

O

...

CH

SO

3

H

O

O

Рисунок.7. Структура полученного сульфокатионита

Исследование термической устойчивости синтезированных ионита.

Термостойкость полученных ионитов исследовали на воздухе, в воде, в
водных растворах щелочей и кислот, а также методом дифференциально
термического анализа. Термическую устойчивость характеризовали по
изменению обменной емкости, набухаемости, потери веса катионита.

Термостойкость ионитов в воде

. Свойства синтезированных катионитов в

водородной форме после термообработки в воде при 100ºС приведены в
таблице.9.

Таблица 9

Термическая устойчивость сульфокатионитов в воде

(температура прогрева 100°С,время прогрева 100 ч.)

Тип катионита

СОЕ до

обработки по

0,1н. раствору,
мг-экв/г

Потери

СОЕ,%

Удельный

объем

набухшего

катионита, мг/г

NaOH

NaCl

до

после

термообработки

Полученный сульфокатионит

5,8

1,8

6,8

2,7

2,7

Сульфокислотный

(

β

-нафталин сульфокислоты

и фурфурола)

3,3

2,1

6

3,65

6,5

КУ-1 (фенол-сульфо

кислоты и формальдегида)

4,2

2,1

14

3,5

3

Из данныхтаблица.9 следует, что обменная емкость полученных

сульфокатионитов не значительно после нагревания в воде уменьшается, это

связано с процессом термического десульфирования который представляет
собой реакцию гидролиза, в результате чего в водную фазу переходят SО

4-2

ионы. Таким образом, о термостойкости этих катионитов можно косвенно
судить также и по нарастанию кислотности водной вытяжки. Для
исследования

термической

устойчивости

в

воде

полученных

сульфокатионитов

определенная

навеска

попита

подвергалась

термообработке при температуре кипения воды в течение 30 час. О
термостойкости судили по изменению рН водной вытяжки (рН воды=5,8).
Водные вытяжки после термообработки имели слабокислотную реакцию.
При этом величина обменной емкости по сильнокислотным группам после
термообработки сульфокатионита уменьшается на 0,78 %.

Описание технологического процесса получения катионитов.

Проведенные лабораторные исследования и изучение эксплуатационных

свойств полученных катионитов позволили нам разработать

технологическую схему и на его основе опытно- технологический регламент

35

для их получения (рис.8.). Периодический процесс получения КО
фурфурольного полимера и на его основе сульфокатионита катионита
состоит

из

следующих

стадий:

подготовка

и

загрузка

сырья,

поликонденсация КО с фурфуролом, слив, сушка и грануляция полученного
полимера. Исходное сырье из хранилищ 17, 18,19 поступает в перегонный
аппарат 20, оттуда в мерники 1, 2 из которых в определенном количестве
подается в реактор 10 снабженный водяной рубашкой для нагревания
реакционной массы, мешалкой для перемешивания и холодильником 9.
Катализатор-соляная кислота из хранилища поступает в мерник 3.
Температура реакционной массы поддерживается в пределах 85-90°С,
продолжительность процесса поликонденсации составляет 8 часов. Готовый
КО- фурфурольный полимер подают в противни и сушат в сушилке 12 при
95-100°С. Отверженный полимер подается в гранулятор 13, где измельчается
до d

3

=0.5 мм.

1,2,3,4,5,6,7 - мерники; 8,9 - холодильники; 10 - реактор для получения полимера;

11 - реактор для сульфирования полимера; 12-сушилка; 13 -гранулятор; 14-сита; 15-
фильтр; 16-бункер; 17,18,19,21,22,23 - склады для исходного сырья; 20 - перегонные
аппараты; 24– промывные колонны; 25-ленточный транспортер; 26-сушилка; 27 - склад

готовой продукции.

Рисунок.8. Технологическая схема получения катионита

Сульфирование полученного полимера.

Измельченный полимер

загружается в реактор 11, куда из мерника 6 подают концентрированную
серную кислоту, затем включают мешалку и в течение 3.5-4 часов полимер
набухает, затем при t= 70°С проводят процесс сульфирования в течение 6
часов. После этого, сульфированный полимер отделяют от раствора серной
кислоты, промывают ледяной дистиллированной водой из мерника 5 до
нейтральной реакции. Затем катионит в Н-форме из реактора 11поступает на
фильтр 15, откуда подается на ленточный транспортер 25 сушится до
воздушно-сухого состояния и отправляется на склад готовой продукции 27.

Исследование

возможностей

применения,

полученного

сульфокатионита в процессах деминерализации различных вод.

Одним

из многочисленных объектов применения ионитов являются предприятия
водоснабжения. Это, в основном, предприятия энергетической, химической,
радиохимической и др. производств. С этой точки зрения, повышение

36

требования к качеству выпускаемых продуктов расширяет области
использования обессоленной воды. Распространенным методом получения
обессоленной воды является метод ионообменной хроматографии. В условиях
нашей Республики промышленные иониты, используемые в вышеуказанных
объектах являются такие как КУ-2х8, КБ-4,имеющие высокие показатели
эксплуатационных свойств. Однако, следует отметить, что их применение
ограничивается достаточно высокойстоимостью и хранением указанных
ионообменников. Как известно, во многих регионах нашей Республики
используемая в быту и на производстве вода имеет высокую жесткость,
которая иногда доходит до 30 мг-экв/л вместо в соответствии с УзДСТ
950:2000 «Вода питьевая, гигиенические требования и контроль за
качеством»- 2.5-7 мг-экв/л. С целью возможности использования,
полученного сульфокатионита в процессах умягчения воды, некоторых
регионов нашей республики, привезенных нам для исследования из
некоторых районов Кашкадарьинской области и Каракалпакстана студентами
проживающих в этих регионах, катионит испытывали в Н- и Na-формах.
Жесткость воды определяли тригонометрическим методом в присутствии
индикатора хромоген черного. Результаты исследований приведены в
таблице.10.

Таблица 10

Определение жесткости воды различных регионов Узбекистан

Сульфо

катионит

Каракалпакстана

Г. Нукус массив

Сарвиноз

Кашкадарьинская область

Чирокчи

Китоб

Шахрисабз

Жесткость воды, мг-экв/л:

до

после

до

после

до

после

до

после

в Н-форме

11.9

5,02

8,9 4,2 9,6 3.8

8,8

3,6

в Na-форме

3,8

2,8

2.4

2,4

Из данных таблицы.10. видно, что при использовании испытуемого

катионита в процессах умягчения бытовых артезианских жесткость воды,
после контакта с катионитом соответствует требованиям предъявляемым
УзДСТ. Кроме этого нами были проведены испытания катионита в процессах
деминерализации артезианских и производственных вод некоторых
предприятий. Сульфокатионит в период с 6 по 14 апреля 2016 также был
испытан в процессе умягчения производственной воды ТГВС АО «Кукон
суперфосфат заводи» (Акт испытания от 15 апреля 2016). Катионит был
использован Н- и Na-форме. На выше указанных предприятиях в качестве
сорбентов

используют

промышленный

сульфокатионит

КУ-2х8 и

сульфоуголь. Испытания проводили в статических условиях по ГОСТу
4151-72. Повторный этот анализ проводили с раствором артезианской воды
после контакта с сульфокатионитом. Результаты исследований приведены в
таблице 11, где для сравнения приведены испытания промышленного
сульфокатионита КУ-2-8.Из данных таблицы. 11 видно, что жесткость
артезианской воды с 1,9-2,0 и 0,013-0,005 после контакта с

37

сульфокатионитом, т.е степень умягчения артезианской воды достигает до

нормы ПДК.

Таблица 11

Результаты анализа до и после умягчения производственной воды

Показатели

Артезианская вода в цехе ТГВС АО «КуконСФЗ»

До

испытания

После испытания

Полученный Катионит Катионит КУ-2-8

Н-форма Na-форма Н-форм

а

Na-форм

а

Общая жесткость,

мг-экв/л

4,2-5,0

2,0-2,2

1,0-1,2

1,8

0,005

На основании проведенных лабораторно-промышленных испытаний

полученного

сульфокатионита

для

умягчения

артезианских

и

производственных

вод

испытуемый

катионит

руководством

этих

предприятий

рекомендован

использовать

в

процессах

умягчения

производственных вод ООО «Asian Diamond Classic» и АО «Кукон
суперфосфат заводи».

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Разработан новый полимер в качестве полимерной матрицы при

синтезе ионообменных полимеров путем реакции поликонденсации кубовых
отходов химических производств (ШГХК) с фурфуролом. На основании
кинетических исследований реакции получения полимера поликонденсацией
кубовых отходов и фурфурола и процесса химических превращений его,
определены значения константы скорости и энергия активации реакции. А
также показана зависимость технологии получения ионитов от температуры
реакции, концентрации исходных веществ и катализатора и других факторов.

2. Изучена реакция полимераналогичных превращений полученного

полимера. Сульфированием полимера синтезированные сульфокатиониты с
обменной емкость по 0,1N раствору NaOH-5,0-5,5 мг-экв/г. На основа нии
исследований

основных

кинетических

закономерностей

ре

акции

сульфирования полимера в зависимости от различных факторов, раз работан
способ получения сульфокатионита с высокими показателями основных
свойств.

3. Определена корреляционная зависимость основных

физикохимических свойств ионита от химического состава (сорбция ионов
натрия, кальция, магния, меди, никеля, и других ионов, сорбционная
способность, степень диссоциации ионногенных функциональных групп),
сорбционных и физико-химических свойств исходных мономеров, пригод ных
для получена импортозамещающих ионитов.

4. На основании анализа физико-химических, химических и

сорбционных свойств ионитов определена область практического
применения, а также рекомендация к применению их в процессах очистки и
умягчения производственных вод АО «Кукон суперфосфат заводи» и ООО
«Asian Diamond Classic».

38

SCIENTIFIC COUNCIL ON AWARD OF SCIENTIFIC

DEGREESDSc.27.06.2017.T.04.01 AT

TASHKENT CHEMICALTEXNOLOGICAL INSTITUTE
TASHKENT CHEMICALTEXNOLOGICAL INSTITUTE

BERDIEVA MALIKA IBODULLOEVNA

THE TECHNOLOGY OF PRODUCING ION - EXCHANGE POLYMERS

OF THE POLYCONDENSATION TYPE BASED ON CHEMICAL

PRODUCTION WASTES

02.00.14-Technology of organic substances

and materials on their basis

DISSERTATION ABSTRACT

OF THE DOCTOR OF PHILOSOPHY (PhD)

ON TECHNICAL SCIENCES

Tashkent – 2017

39

The theme of dissertation doctor of philosophy (PhD) was registered at the Supreme

Attestation Commission at the Cabinet of Ministers of the Republic of Uzbekistan under
number В2017.1.PhD/Т1

The dissertation has been carried out at the Tashkent Chemical Texnological Institute.

The abstract of dissertation in three languages (Uzbek, Russian, English (resume)) is

available online www.tkti.uz andon the website of “ZiyoNET” information-educational portal
www.ziyonet.uz.

Scientific supervisor: Turobjonov Sadriddin Muhamaddinovich

Doctor of

Technical Sciences, Professor

Official opponents: Abdurahimov Saidakbar Abdurahmonovich

Doctor of

Technical Sciences, Professor

Abdugafurov Ibragimdjan Azizovich

Doctor of Chemical Sciences

Leading organization:

The Institute of General and Inorganic Chemistry

The defense of the dissertation will take place on «___» _____________2017 in «_____»

at the meeting of Scientifical councel DSc.27.06.2017.Т.04.01at the Tashkent сhemical
texnological Institute (Address: 100011, Tashkent, Shayhontohur region, A.Navoi street 32. Tel.:
(99871) 244-79-21, Fax: ((99871) 244-79-17. е-mail:tkti_info@edu.uz

.).

The dissertation has been registreded at the Informational Resource Centre of Tashkent

chemical texnological Institute under №___ (Address: 100011, 32, A.Navoi street, Tashkent,
Administrative Building of the Tashkent Chemical Texnological Institute, tel.: (99871) 244-79-
21.).

The abstract of the dissertation has been distributed on «___» ________ 2017 year
Protocol at the register № _______dated «____» _________ 2017 year

S.M.Turobjonov

Chairman of the Scientific Council for

awarding of the scientific degrees,

Doctor of Technical Sciences, Professor

A.S.Ibodullayev

Scientific Secretary of the Scientific Council

for awarding the scientific degrees,

Doctor of Technical Sciences

G.Rahmonberdiev

Chairman of the Scientific Seminar under Scientific

Council for awarding the scientific degrees,

Doctor of Chemical Sciences, Professor

40

INTRODUCTION (abstract of PhD thesis)

The aim of research work

is the development of technology for the

production of new affordable, cheap thermo-chemically resistant, mechanically
strong of polycondensation type of ion-exchange polymers on the basis of waste of
Shurtan gas chemical complex and product of hydrolysis of the secondary industry
based on furfural.

The object of the research work

are furfural, a secondary product of the

hydrolysis industry and waste from the Shurtan gas chemical complex,
sulfocathionite.

Scientific novelty of the research work

is as follows:

developed of the method for obtaining a new polymer by polycondensation

reaction on the bottom waste of the Shurtan gas chemical complex with furfural for

the introduction of ionogenic groups;

determined the formation of polymers by the dependence of the reaction on

the initial monomers, catalysts and reaction temperature;

developed the process mode of the process of sulfurization of the obtained

polymer;

identified the main features of cationite, supporting the use of modern

physical-chemical methods for the practical application of ionites; received cation
exchangers were used in chemical and hydrometallurgical facilities, as well as in
softening artesian waters.

Implementation of the research results.

On the basis of scientific findings

on obtaining new ion exchange polymers for demineralization and purification of
industrial water:

the Shurtan Gas Chemical Complex has received a patent for the invention of

the Intellectual Property Agency of the Republic of Uzbekistan (IAP 04635, 2012)
on the method of obtaining new sulphocationites on the basis of cube emissions
and furfurol. This method allows you to obtain a new cheap thermo-chemical,
mechanical strength cationite;

the synthesized ion exchange polymer was used for the enterprises of JSC

"Uzkimyosanoat" (JSC Uzkimyosanoat №03-3184/M from September 30, 2016).
As a result, sulfokationit allows to recommend softening of boiler plants.

The structure and volume of the thesis.

The thesis consists of an

introduction, four chapters, conclusion, bibliography, and applications. The
volume of the thesis is 120 pages.

41

ЭЪЛОН ҚИЛИНГАН ИШЛАР РЎЙХАТИ

Список опубликованных работ

List of published works

I бўлим (I часть;part I )

1.

Бердиева

М.И.

Туробжонов.С.М.

Исследование

реакции

сульфирования полимера на основе кубовых отходов и фурфурола.
//Композиционные материалы.- Ташкент, 2016.- №.4-С.17-20.(02.00.00; №4)

2. Бердиева М.И., Туробжонов.С.М., Назирова Р.А. Исследование

термической устойчивости синтезированных ионита.//Universum: Химияи
биология:электрон.научн.журн.2016.№8(26). (02.00.00; №2).

3. Бердиева М.И.Исследование реакции сульфирования полимера на

основе кубовых отходов и фурфурола.//Universum:Химия и биология:
электрон. научн.журн.2016.№7(25) (02.00.00; №2).

4. Рахимова Л.С., Н.М. Абдуталипова, Р.А. Назирова, Т.Т.Турсунов,

М.И. Бердиева Получение и свойства новых ионообменных полимеров
поликонденсационного типа. // Химия и химическая технология.-
Ташкент,2014.-№3.-С.44-47.(002.00.00; № 3).

5. Муталов Ш.А., Бердиева М.И., Пулатов Х.Л., Назирова Р.А.

Полифункциональные катиониты поликонденсационного типа. Химия и
химическая технология.-Ташкент,2012.-№1.-С.38-41.(002.00.00; № 3).

6. Способ получения сульфокатионита. Патент РУз№IAP 04635.

Бюллетень-№8.2012. Туробжонов. С.М.,Бердиева. М.И., Муталов Ш.А.,
Назирова Р.А., Турсунов Т.Т., Абдуталипова. Н.М.

II бўлим (I часть;part II )

7. Бердиева М.И., Муталов Ш.А., Турсунов Т.Т., Назирова Р.А.,

Сульфокатиониты поликонденсационного типа Сборник тезисов докладов IV
Молодежная конференция ИОХ РАН -Москва, 2010. -С.82-83.

8. Абдуталипова Н.М., Муталов Ш.А., Турсунов Т.Т, Бердиева М.И.,

Назирова Р.А„ Сульфокатиониты, поликонденсационного типа, полученные
из отходов химических производств.// Современные техника и технология
горно-металлургической отрасли и пути их развития: Материалы
международной научно-технической конференции. - Навои, 2010. - С. 228.

9. Муталов Ш.А., Бердиева М.И., Турсунов Т., Назирова Р.А., Пулатов

Х.Л. Получение полифункционального катионита на основе отходов
химических производств.// Баркамол авлод илм-фан тараккиёти таянчи:
Республика илмий-техникавий конференцияси материаллари: - Тошкент,
2010. - 136-137 б.

10. Муталов Ш.А., Бердиева М.И., Турсунов Т., Назирова Р.А., Пулатов

Х.Л., Вахабов А. Полифункциональные катиониты поликонденсационные
типа.// Кимё, нефт-газни кайта ишлашнинг ва озик-овкат саноатлари
инновацион технологияларининг долзарб муаммолари: Республика илмий

техникавий анжумани материаллари, - Тошкент -Кунград, 2010. - С. 22-23. 11.

Абдуталипова Н.М., Муталов Ш.А., Турсунов Т.Т, Бердиева М.И., Назирова

Р.А. Получение катионитов поликонденсационного типа.//

42
Актуальные проблемы химии высокомолекулярных соединений: Материалы
Республиканской научно-практической конференции. - Бухара, 2010. - С. 36-
37.

12. Бердиева М И., Муталов Ш.А., Турсунов Т.Т., Назирова Р.А.,

Иноятходжаев О., Худойбердиев Б.Б. Получение полифункционального
катионита на основе отходов химических производств //Баркамол авлод илм
фан тараккиёти таянчи, Ёш олимлар илмий-техникавий конференциясини
маколалар туплами.-Тошкент, 2010.-С.36-37

13. Бердиева М.И.,Муталов Ш.А., Турсунов Т.Т., Низамов Т., Назирова

Р.А Получение поликонденсационных катионитов из отходов химических

производств. «Актуальные вопросы в области технических и социально
экономических наук» Тошкент, 2011.-С.87-88.

14. Мutаlоv Sh., Аbdutalipova N., Вегdieva М., Тursunоv Т.Т., Nаzirova

R., Мuхаmedova М.Die Synthese der polykondensations kationiten aus den
Abfallen der chemischen Erzeugung.// Защита и изменение климата в 21-м веку:
Сборник трудов международной студентческой конференции на немецком
языке. - Новосибирск, 2011. - С. 73-74.

15. Бердиева М.И., Муталов Ш.А., Турсунов Т.Т., Назирова

Р.А.,Низамов Т.А. Получение поликонденсационных катионитов их отходов
химических производств.// Всероссийский журнал научных публикаций
Россия, 2011.-С. 15-16.(02.00.00)

16. Муталов Ш.А., Абдуталипова Н.М., Зайнитдинова Б.З., Бердиева

М.И., Назирова Р.А., Турсунов Т.Т. Исследование свойств ионообменных
полимеров

поликонденсационного

типа

на

основе

фурфурола.//

Ресурсосберегающие и энергоэффективные технологии в химической и
нефтехимической промышленности: Сборник тезисы докладов III
международной конференции Российского химического общества имени
Д.И.Менделеева. - Москва, 2011. - С. 6-7.

17. Бердиева М.И., Рахимова Л.С.Абдуталипова Н.М.,Турсунов Т.Т.,

Назирова Р.А., Рузиев И.А. Изучение свойств новых ионообменных
полимеров поликонденсационного типа.// Ёшлар ўртасида экологик
маданиятни ошириш масалалари:Республикада илмий-амалий анжумани
мақолалар тўплами.- Тошкент, 2014.-С. 236-237.

18. L.Rakhimova, N. Abdutalipova, R.Nazirova, T.Tursunov, Вerdieva M.I.,

Sh.Mutalov. Synthesisand and property of new polycondensation type of ion
exchanging polimer. // The advanced science journal.Vol.2014,-№7, 2014-PP. 91-
96. ((35) CROSSREF, (IF-0,72).

19. Муталов Ш.А., Бердиева М.И., Рахимова Л.С., Турсунов Т.Т.,

Назирова Р.А. Синтез" поликонденсационных ионитов с заранее заданными
свойствами.// Прогрессивные технологии получения композиционных
материалов и изделий из них: Материалы Республиканской научно
технической конференции. - Ташкент, 2015. - С. 291 -292.

20. Муталов Ш.А., Бердиева М.И., Рахимова Л.С., Турсунов Т.,

Назирова Р.А. Получение новых видов ионитов поликонденсационного типа

43

// «Молодежь и XXI век-2015» материалы Международной молодежной
научной конференции 26-27 февраля 2015 года. Курск-2015., Т.3, 39-42. 21.
Rakhimova L.S., Berdieva M.I, Normirzaev D., Tursunov T.T., Nazirova R.A.
Cationites of polycondensation type // Mendeleev-2015, Saint-Petersburg, Book of
abstracts. P.113. The IX international conference of young scientists on chemistry
Mendeleev-2015.

22. Бердиева М.И, Рахимова Л.С .,Муталов Ш. А., Турсунов Т.Т.,

Назирова Р.А. Синтез поликонденсационных ионитов с заранее заданными
свойствами. Материалы республиканской научно-технической конференции

«Прогрессивные технологии получения композиционных материалов и
изделий из них» 28-29 апреля 2015. Ташкент-2015.С.291-292.

23. Бердиева М.И., Назирова Р.А. Влияние температуры реакции на

процесс поликонденсации фурфурола с кубовыми отходами химических
производств.// Актуальные проблемы химической науки и инновационные
технологии её обучения.-Тошкент, 2016.-С.74-76.

24. Бердиева М.И., Туробжонов.С.М., Назирова Р.А. Применение

сульфокатионита поликонденсационного типа в процессах умягчения
производственных вод.//Вода:химия и экология Журн.2016.-№-9 сентябрь.
С.27-29.

25.

Игитов

Ф.Б.,Бердиева

М.И.,

Муталов

Ш.А.,

Туробжонов.С.М.,Турсунов Т.Т., Назирова Р.А.Новые ионообменные
полимеры поликонденсационного типа // «Перспективное развитие науки,
техники и технологий»материалы VI Международной научно-практической
конференции. Курск-2016., 20-21.10,С.80-88.

44

Автореферат «Кимё ва Кимёвий технологияси» журнали таҳририятида таҳрир

қилинди.

45

Бичими 60х84

1

/

16

. Ризограф босма усули. Times гарнитураси.

Шартли босма табоғи: 3. Адади 100. Буюртма № 20.

«ЎзР Фанлар Академияси Асосий кутубхонаси» босмахонасида чоп этилган.

Босмахона манзили: 100170, Тошкент ш., Зиёлилар кўчаси, 13-уй.

46