Пошук академічних текстів

Реєстраційний номер

0825U002826, Дисертація доктора філософії

На здобуття

Доктор філософії, 161, Хімічні технології та інженерія

Дата захисту

15-08-2025

Статус

Запланована

Назва роботи

Біологічно інертні модифіковані естерами карбонових кислот паливні композиції

Здобувач

Попитайленко Дарина Володимирівна,

Керівник Шевченко Олена Борисівна
Опонент Матвєєва Олена Львівна
Опонент Григоров Андрій Борисович
Рецензент Сорокін Євгеній Леонідович
Рецензент Тертишна Олена Вікторівна

Опис

Дисертаційна робота спрямована на дослідження впливу біологічно інертних паливних композицій, модифікованих естерами карбонових кислот на полімерні матеріали та протидію мікробіологічному ураженню. Естери жирних кислот привертають увагу в усьому світі завдяки екологічності, відновлюваності й можливості їх застосування як добавки до традиційного дизельного палива. Енергетична криза в Україні може бути вирішена тільки за умови раціонального використання всіх джерел енергії та пошуку альтернативних. У теперішній час найпоширенішим видом альтернативних палив для дизельного двигуна є метилові естери жирних кислот (МЕЖК), які отримують з рослинної сировини шляхом алкоголізу тригліцеридів рослинних олій. МЕЖК активно використовуються закордоном, зокрема, в країнах Євросоюзу. При додаванні метилових ефірів жирних кислот до нафтового дизельного палива, швидкість і повнота його біологічного розкладання значно зростає. Це зумовлено тим, що мікроорганізми легше засвоюють МЕЖК, використовуючи їх як джерело вуглецю та енергії, що, своєю чергою, стимулює активніше розщеплення й нафтових компонентів. Естери жирних кислот виділяють на 80% менше вуглеводнів і на 50% менше токсичних частинок з відпрацьованими газами, вирізняються біорозкладністю і нетоксичністю. У чистому вигляді МЕЖК вважається хімічно стабільним, але при зберіганні та транспортуванні він розкладається за рахунок поглинання вологи, мікробного ураження та інших забруднень. МЕЖК складається з надзвичайно нестабільних вільних жирних кислот, моно-, ді-і тригліцеридів, складних ефірів і залишкового метанолу, які мають великий вплив на деградацію полімерних матеріалів. Практично всі матеріали, що застосовуються в двигунах, схильні до впливу мікроорганізмів, тому важливим завданням є дослідження мікробіологічної стійкості матеріалів і розробка способів їх захисту. У вступі доведена актуальність дисертаційної роботи, вказаний зв’язок даної роботи з науковими програмами, узагальнені об’єкт, предмет, мета і задачі дослідження, обґрунтована новизна та практичне значення отриманих результатів. В першому розділі проведений критичний аналіз досліджень за темою дисертаційної роботи, охарактеризований сучасний стан використання метилових естерів жирних кислот, висвітлені проблеми, пов’язані з гігроскопічністю МЕЖК, схильністю до мікробіологічного ураження. Проаналізовано існуючі методики визначення мікробіологічного забруднення, визначені їх основні переваги, недоліки та межі використання. Розглянуто вплив МЕЖК на полімерні матеріали паливної системи. В другому розділі охарактеризовані об’єкти дослідження, наведені методи аналізу піддослідних зразків, описані методики проведення кожної стадії експерименту. На основі комбінації існуючих методів визначення мікробіологічного ураження розроблено методику якісного та кількісного визначення ступеня мікробіологічного (бактеріального та мікологічного) ураження палив. В третьому розділі розглянуто процес деградації альтернативного палива рослинного походження (ріпакового та соняшникового) під впливом мікроорганізмів. Встановлені кількісні та якісні характеристики мікробіологічного ураження традиційних та альтернативних дизельних палив. Досліджено вплив запропонованої біоцидної присадки на пригнічення росту мікроорганізмів. На основі отриманих результатів розроблено чисельний метод визначення ефективної концентрації присадки для сумішевих палив із різною концентрацією МЕЖК. В четвертому розділі досліджені зміни механічних (міцність на розрив) та сорбційно-дифузійних властивостей полімерних матеріалів при контакті із сумішевими паливами різного складу. Порівняно властивості полімерних матеріалів марок БНК-26, поліуретану, поліхлоропрену та полісечовини. Встановлено, що найсильнішого руйнівного впливу внаслідок контакту із сумішевим паливом зазнають поліуретан та полісечовина, водночас, бутадієн-нітильний каучук БНК-26 майже не змінив свої міцнісні характеристики. Отримано кінетичні рівняння для прогнозування поведінки полімерних матеріалів при контакті із сумішевим паливом за різних температур. Висунута гіпотеза щодо залежності оливостійкості полімерних матеріалів від їх параметра розчинності та різниці між ним та параметром розчинності паливних композицій. В п’ятому розділі обґрунтовано доцільність використання розробленої методики для контролю якості сумішевих палив на предмет мікробіологічного забруднення. Запропонована паливна композиція з покращеною стійкістю до мікробіологічного ураження. Запропоновано принципову технологічну схему установки виробництва сумішевого палива з біоцидною присадкою. Проведено техніко-економічний аналіз, встановлено, що виробництво сумішевого дизельного палива є економічно доцільним та інвестиційно привабливим.

Додано в НРАТ

2025-07-09