УДК 66 Селиванов О.Г., Чухланов В.Ю., Селиванова Н.В

SWorld – 18-30 March 2014
http://www.sworld.com.ua/index.php/ru/conference/the-content-of-conferences/archives-of-individual-conferences/march-2014
MODERN DIRECTIONS OF THEORETICAL AND APPLIED RESEARCHES ‘2014
Технические науки – химические технологии
УДК 66
Селиванов О.Г., Чухланов В.Ю., Селиванова Н.В.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОТХОДОВ ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА
В ПОЛИУРЕТАНОВОЙ ЗАЩИТНОЙ КОМПОЗИЦИИ
Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых,
Россия, г. Владимир, ул. Горького, 87
UDC 66
Selivanov O.G., Chukhlanov V.Y., Selivanova N.V.
USE OF ELECTROPLATING WASTES IN POLYURETHANE PROTECTIVE
COMPOSITION
Vladimir State University named after A.G. and N.G. Stoletov
Russia, Vladimir, st. Gorky 87
Аннотация. В работе рассматривается вопрос получения новой защитной
полимерной композиции с использованием в качестве наполнителя отходов
гальванического
производства.
Показано,
что
полученная
композиция
обладает повышенными физико-механическими свойствами и экологической
безопасностью для окружающей среды.
Ключевые слова: отходы гальванического производства, наполнитель,
защитная полиуретановая композиция, экологическая безопасность
Abstract. This paper considers the question of obtaining of new protective
polymer composition using as filler electroplating waste. It is shown that the
resulting composition has improved physical and mechanical properties and
environmental safety for the environment.
Keywords: electroplating waste, filler, protective polyurethane composition,
environmental safety
Приоритетным направлением в обеспечении экологически безопасного
обращения с отходами на территории Владимирской области остается
сокращение объемов несанкционированного размещения особо опасных
промышленных отходов через их вовлечение в повторное использование в
качестве вторичного сырья. Это позволит сократить нагрузку на действующие
объекты по захоронению отходов и, как следствие, на окружающую среду [1].
Одним из таких экологически опасных отходов является гальванический
шлам (ГШ), образующийся при очистке сточных вод гальванических
производств. Гальванический шлам, в зависимости от состава, является
промышленным отходом 2-3 класса опасности [2], поэтому решение вопроса
его утилизации является крайне важным как для окружающей среды, так и для
здоровья человека. Нами предложено использовать гальванический шлам в
качестве наполнителя в полимерной композиции на основе однокомпонентного
полиуретана (ПУ), модифицированного тетраэтоксисиланом (ТЭОС) для
защиты бетонных поверхностей зданий и сооружений от разрушений, которые
происходят под воздействием неблагоприятных природных и техногенных
факторов. Для проведения исследований нами был использован гальванический
шлам
одного
из
машиностроительных
предприятий
г.
Владимира
-
предварительно просушенный и подвергшийся тонкому помолу. Полученный
из гальванического шлама наполнитель имел следующие характеристики:
степень перетира не более 40 мкм (по ГОСТ 6589-74), массовая доля
водорастворимых - 0,27 (по ГОСТ 21119.2-75).
Наполнитель был проанализирован
на
спектрорентгенофлуорометре
«Спектроскан МАКС-G». Анализ элементного состава гальванического шлама
(табл.1) показывает, что наибольшее содержание в нем имеют гидроксиды
металлов цинка, хрома, меди, никеля.
Таблица 1
Элементный состав гальванического шлама
Элементы в составе
гидроксидов и оксидов
Количество, %
(по сухому)
Zn
6,6207
Cr
Cu
5,9085
1,1653
Для
Ni
MnO
Рb
1,1450
0,1426
0,0723
Sr
Fe2O3
Co
Са,Si,О,Н
0,0286
приготовления
однокомпонентный
0,0004
0,0003
остальное
защитной
полиуретановый
композиции
предполимер,
использовался
с
содержанием
изоцианатных групп 13,5- 23,5 %, динамической вязкостью 3500±1000 мПа.с,
временем гелеобразования – 1,5 часа и ТЭОС, изготовленный по ТУ 2435-41905763441-2003.
Исследование физико-механических свойств разработанной композиции
показало,
что
данная
водопоглащением,
водопоглощения
защитная
повышенной
достигается
композиция
прочностью
за
счет
и
обладает
пониженным
адгезией.
Уменьшение
введения
в
композицию
тетраэтоксисилана, который, вследствие пространственного расположения
молекул в отвержденном покрытии, образует защитную от влаги пленку на
поверхности покрытия. Гальваношлам, введеный в состав, впитывает излишки
влаги из защищаемой повержности, а полиуретановый предполимер, в котором
он равномерно диспергирован, за счет этого проникает в более глубокие слои
поверхности, увеличивая адгезию с ней [3]. Наилучшие физико-механические
свойства достигаются при содержании в композиции полиуретанового
предполимера, тетраэтоксисилана, гальванического шлама в следующих
соотношениях,
масс.
частей:
полиуретановый
предполимер
–
100,
тетраэтоксисилан - 10-20, гальваношлам - 20-50.
С целью оценки экологической опасности разработанной полиуретановой
защитной композиции, содержащей в качестве наполнителя гальванический
шлам, были проведены химико-аналитические исследования по изучению
миграции тяжелых металлов в водную среду. Исследования показали, что из
образцов покрытия, содержащих в своем составе 100 м. ч. полиуретанового
предполимера,
25-50
м.
ч.
гальванического
шлама
и
10-20
м.
ч.
тетраэтоксисилана, миграция тяжелых металлов Сu, Zn, Ni, Cr в водную
вытяжку не превышает ПДК этих металлов для воды хозяйственно-питьевого и
культурно - бытового назначения [4].
Таким образом, проведенные исследования показали, что гальванический
шлам можно использовать в качестве наполнителя в полиуретановых защитных
композициях, при этом решаются задачи ресурсосбережения, утилизации
техногенных отходов и охраны окружающей среды.
Литература:
1. Ежегодный доклад о состоянии окружающей среды и здоровья
населения Владимирской области в 2012 году. – Владимир, 2013, вып. 20. - 45с.
2. Трифонова Т.А., Селиванова Н.В., Ильина М.Е., Ширкин Л.А.
Утилизация шламов гальванических производств.- Владимир; ВООО ВОИ ПУ
«РОСТ», 2011. - 138с.
3. Пат.2502770 Российская федерация, МПК С09D175/04 (2006.01).
Композиция для защитных покрытий / Чухланов В.Ю., Трифонова Т.А.,
Селиванова Н.В., Ионова М.А., Селиванов О.Г., Ширкин Л.А., Чухланова Н.В.;
заявитель и патентообладатель ФГБОУВПО Владимирский государственный
университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича
Столетовых; заявл. 03.05.12; опубл. 27.12.13, Бюл. № 36.
4. Селиванов О.Г., Чухланов В.Ю., Селиванова Н.В., Чухланова Н.В.
Изучение миграции тяжелых металлов из полиуретансилоксанового покрытия //
Экология речных бассейнов: Труды VII международной научно – практич.
конф. – Владимир. – 2013 . – 507-509 с.
Статья отправлена: 21.01.2014 г.
© Селиванов О.Г., Чухланов В.Ю., Селиванова Н.В.