В. 2. 20. Сашо Александров, Краса Костова, Петя Генчева, Получаване на влакнести композиционни материали чрез трансфер на полимерно свързващо вещество

Изследвана е влакнести композитни материали получени с трансфер на полимерно свързващо вещество, чрез технологията с носеща подложка. Проследени са възможностите за директно трансфериране върху арамидната тъкан. Използван е разтвор на модифициран поливинилбутирал (PVB) в елиов алкохол. Използва се арамидна тъкан ALKEX, площ на маса 410 g/m², сплитка лито, гъстина 70 f/m по основа и по вътък. Линейна плътност на влакната 3400 дтекс. В технологичния процес се регулират параметри, които влияят на залепването на свързващото вещество към тъканта и свойствата на готовия материал: скорост на движение (от 1 до 10 m/min), температура на притискащия вал (от 20° до 90°), сила на натиск (от 200N до 1200N, в зависимост от диаметъра на вала), вискозитет на смолата (2000-3000 mPa.s), концентрация (от 40% до 55% в етилов алкохол). При проведените изпитвания се установява, че смолата се прехвърля много добре още при 90°, като повишаването на температурата води до изменения на вискозитета на смолата, повишаване на течливостта и проникването на поливинилбутирал в тъканта, но се увеличава загубата PVB от намаляване на адхезионната способност. В хода на изследването се установи, че при тази технология са важни механичните свойства на готовите композиционни материали, които основно се определят от свойствата на влакнестата матрица и получения полимерен филм на свързавателя. Здравината на филма зависи най-напред от вида на полимера, но оказват влияние и температурата, влажността, налягането, наличието на въздух в затвореното пространство. Свързващото вещество (смолата) се нанася върху носещата подложка и след подсушаване, веднага се прехвърля върху основната тъкан.

Представена е комбинация от разнородни материали, обединени в единна композитна система с цел създаване на олекотено средство за индивидуална балистична защита. Използван е полиетилен с улра високо молекулно тегло (UHMWPE), представляваща многослойна тъкан от кръстосани под 90º натъкани влакна от ултра високомолекулен полиетилен, произведен от Dyneema, вид на материала Dyneema SB 21. Тъканта е с дебелина 0,1 mm и маса от около 140 g/m². Влакната полиетилен е армировка, като придава механична здравина и еластичност на средството за индивидуална балистична защита. Материята е импрегнирана с алкохолен разтвор на поливинил бутирал (BUTVAR B-98), чиято първоначална аморфна фаза захваща в единна система наночастиците от волфрамов карбид с полиетиленовата основа, като създава здрава композитна система. Балистичните и физико - механични изпитвания, доказаха повишаване на якостта и балистичната защита с повишаване съдържанието на волфрамов карбид в системата UHMWPE/ PVB/ WC. Сканираща електронна микроскопия показва сравнително равномерно диспергиране на наночастиците от волфрамов карбид върху повърхността на високо якостен полиетилен.

Направен е преглед на нанотехнологиите и наноматериалите, които са в съответствие с традиционните методи за пречистване на водата. Представени са възможните наноматериали, които могат да бъдат приложени чрез традиционните технологии за пречистване на водата. Адсорбцията на примеси е възможна чрез въвеждането на наночастици, които имат силно развита специфична повърхност, която на свой ред определя откриването на нови сорбционни слоеве, чрез което се ускорява дифузията и протичането на химичните процеси. Мембранните процеси, при които се използват наноматериали, позволяват да се управляват пречистването на води на нано ниво. По този начин се осигурява не само голяма площ за процеси на пречистване, подобрена пропускливост, механична и термична стабилност, разграждане на отлаганията, изградени в процеса на работа на мембраната, и не на последно място самопочистване на мембраните. Наноматериалите се използват и при обработката на промишлени отпадни води от токсични тежки метали, чрез прилагане на модифицирани зеолити. Създаването на системи от наноматериали за евентуална повторна употреба е ключов елемент в прилагането на нанотехнологиите, чийто резултат ще бъде лесна приложимост, ниски разходи и защита на човешкото здраве.

С цел предотвратяването на бъдещи аварии и повишаване на икономическия ефект е направен преглед на отказите и повредите на инсталациите за модифицирано гориво (RDF), депо за неопасни отпадъци с прилежаща пречиствателна станция за инфилтратни води. Мониторингът и инспекцията предоставят доказателства за спазване на приетите критерии за качество и безаварийност на производствения процес. Тъй като предприятието е работило кратко време след пускането си в експлоатация, в публикацията се препоръчва активен мониторинг на инсталациите. След обследване на авариралите съоръжения на територията на завода е направена класификация на различните типове откази. Определени са причините за по-голямата част от авариите или отказите на отделни съоръжения. Въз основа на това е направен анализ на причините за забавяне или спиране на работния процес. Установено е, че има конструктивни и технологични грешки, които не могат да бъдат променени. Механичните проблеми са причинени от по-голямата маса на преработваните отпадъци, които постепенно могат да се решат с подмяна на задвижващите съоръжения. Относно проблемите свързани със системата за автоматизация е необходима промяна на настройките съобразена с мощността на задвижващите съоръжения и с качествата на преработваните отпадъци. Намаляването на броя на спиранията в завода зависят и от персонала, който трябва да бъде по-добре обучен и мотивиран, чрез въвеждане на по-ясни критерии за кариерно израстване. Предложени са мерки за решаване на възникнали проблеми, намаляване на производствените разходи и повишаване на производителността и икономическия ефект.

Направен е преглед на високо молекулни полимерни материали, които могат да бъдат внедрени, като единна композитна система при създаване на олекотен модел на средства за индивидуална балистична защита (СИБЗ). Високите якостни показатели на високомолекулните полимери биха осигурили максимален комфорт, добри защитни показатели, ниско тегло, гъвкавост и висока балистична устойчивост. Представените материали са с ниски показатели на стареене, настъпващи в следствие на неблагоприятното въздействие на околната среда и влиянието на различни климатични фактори, влажност, екстремни температури, ултравиолетови лъчения. Представен е обзор на целия клас орто и пара – арамидни влакна, отличаващи се с висока здравина, устойчивост на топлина и директен пламък, агресивното въздействие на химични вещества, които обикновено разграждат конвенционални влакна. Разгледани са видове полиетилен, притежаващ висока устойчивост на износване и въздействие. Направен е преглед на високо полимерни съединения подходящи за импрегниране на арамид и влакна от полиетилен при констуирането на средства за балистична защита. Представени са полимерите на основата на поливинил алкохол (PVOH) хидрофилен линеен полимер, структурните свойства на който зависят от степента на полимеризация и хидролиза. Изходен материал за получаването на други смоли, като бутварът (поливинил бутирал (PVB)), който притежава добра адхезионна способност и е с абсолютна устойчивост към ултравиолетовите лъчи. Намира широко приложение при ламинирането, производство на безопасни стъкла и при производството на средства за индивидуална балистична защита. Епоксидни смоли образува термореактивен полимер, с високи механични свойства, температурна и химическа устойчивост. Внедряването на наноразмерни частици придават нови свойства на повърхността на влакната, като внедряването им е възможно чрез специално текстилно облагородяване по методите на класическата мокра апретура и електропредене - формиране на влакна в електрично поле /електроовлакняване на нановлакна/.

Проследено е влиянието на микро и наноразмерни частици от SiO₂, Si₃N₄ и W, приложени за подобряване на свойствата на арамиден плат„Style 363“, чрез армиранe с поливинил алкохол (РVA). Създадената композитна система поливинилалкохол/наноразмерни частици/р-арамид, е предназначена за създаване на продукт за балистичната защита. Изследвани са физико – механичните и балистични показатели на трите вида арамидни – системи. Проведените физико – механични и балистични изпитвания потвърдиха, че добавянето на наноразмерни частици съвместно с PVA върху арамидните влакна, повишават здравината и балистичната устойчивост на материята. Образците обработени с PVA/W са с най – добри показатели в съотношение маса на единица площ снети стойности за здравина и балистична устойчивост. Образеца обработен с PVA/SiO₂ и PVA/Si₃N₄ показват повишаване на масата на образеца на единица площ, здравината и балистичната устойчивост са с повишени стойности в сравнение с необработения арамид. Резултатите от сканиращата електронна спактросокопия доказват отложени микро и наноразмерни частици върху арамидната материя, които частици остават на повърхността на образеца и след балистичните изпитвания.

Тези резултати могат да се използват за балистична защита както за тяло, така и балистична защита на транспортни средства в автомобилната и морската индустрии.

В. 2. 26. Петя Генчева, Краса Костова, Сашо Александров, Изследване влиянието на нанаоразмерни частици от боркарбид B₄C, върху балистичните характеристики на полиетилен с високо молекулно тегло (UHMWPE), XVIII NATIONAL TEXTILE CONFERENCE 2017 “Traditions and Innovations in Textile and Clothing”, October 25-27th, (2017), Sofia, Bulgaria, Textile & Garment Journal, ISSN 1310-912X, (2017) (под печат).

Изследвано е влиянието на бор- карбидни микро, наноразмерни частици (B₄C), армирани с поли (винил бутирал) PVB, нанесени върху полиетилен с високо молекулно тегло (UHMWPE). От проведените балистични изпитвания с осколки върху композитна система от UHMWPE/PVB/нанаоразмерен B₄C, се наблюдава повишаване на балистичната устойчивост с нарастване на количеството борен карбид на повърхността на едностранно импрегнирания полиетилен. Физико - механичните изпитвания показват, че използването на поливинилбутирал съвместно с наноразмерен В₄С води до повишаване здравината на високомолукуленият полиетилен. От снетите стойности от балистични изпитвания се наблюдава повишаване на граничната балистична скорост V50, с повишаване съдържанието на наноразмерен В₄С в армиращата матрица от поливинилбутирал и ултра високо молекулния полиетилен. Масата на изпитаните образци се повишава минимално с нарастване на количеството частици B₄C. Качеството на импрегнирането на полиетилен с високо молекулно тегло (UHMWPE) с PVB и диспергирани B₄C частици се анализират чрез сканираща електронна микроскопия, която доказва отложени нано размерни волфрамови частици върху (UHMWPE).

„Ръководство за лабораторни и изчислителни упражнения по неорганична химия“

Предпечатна подготовка: УКЦ при МГУ

Издател: МГУ – София
Ръководството съдържа кратък теоретичен материал, задачи и лабораторни упражнения, съобразени с основните раздели на неорганичната химия и е в синхрон с учебните планове за студените от Минно-геоложки университет „Св. Ив. Рилски” изучаващи химичните дисциплини. Включения учебен материал има за цел, студентите да придобият теоретични и практически познания при прилагане на методите за получаване, преработка и усвояване на суровини добивани в минно-геоложката индустрия.
B.B3. МОНОГРАФИЧНИ ИЗДАНИЯ
„Нанотехнологии и наноматериали за енергетика”
Автори: Цвети Цветков, Петя Генчева
ISBN 978-954-92414-5-7, (2017)

(представено на електронен носител- CD)

Нанотехнологиите и наноматериалите за енергетиката е тема разкриваща широки перспективи за повишаване на енергийната ефективност, развитие на иновациите и технологичният напредък. Наноматериалите се отличават от структурните материали с различия в свойствата си: физични, химични, енергийни, биологични. Основата на наноструктурирането е в създаването на възможност за интелигентен дизайн на материалите, с възможности за съчетаване на полезните свойства, с цел ефективното им използване за дадени технически приложения. Използването на нанотехнологиите за съхранението на електрическата енергия ще бъде ефективно на база вградените в тях високоволтови клетки с изключителна плътност на енергията и мощността. Нанотехнологиите могат решително да подобрят качеството и сигурността за съхранение на енергията, чрез използването на нови керамични, топло-устойчиви и по-гъвкави сепаратори и електродни материали.

Монографията е структурирана в шест глави обобщили научно- приложните знания в областта на нанотехнологиите в ядрено- енергийни системи, както и приложението на електрохимичните нанотехнологии в енергетиката. Приложението на нанотехнологиите за радиационна защита е от особена важност при опазването здравето на човека и на околната среда. Разгледано е внедряването на нанотехнологиите в енергопреносните съоръжения и системите за съхранение на енергията, с цел подобряване качеството и сигурността при използването на складирана енергия. Машиностроенето и материалознаниeто е ключово звено от съпътстващите нанотехнологии за енергетиката, наноматериали и нанопокрития за машини, тръбопроводи и енергопреносни системи за течни горива. В последната глава на монографията е отправен погледа в бъдещото развитие на нанотехнологиите.