Использование результатов научных разработок за 2007 г.
Химико-технологические науки.

Институт химии твердого тела
 

Запатентованные ранее методы изготовления турбинных лопаток (патенты РФ № 2305614 от 10.09.2007 и № 2283735 от 20.09.2006) доведены до стадии технологий, готовых к промышленному внедрению (рис. 38).
 

Рис. 38. Лопатки, полученные методом электрохимического формообразования: 1-ой ступени паровой турбины (слева), 10-ой ступени авиационной турбины (справа).

Совместно с научно-технологическим парком БНТУ «Менолит» (Минск) разработана технология получения новых композиционных порошков для газотермических покрытий с повышенными эксплуатационными качествами.
 

Разработана новая технология химической очистки теплообменного оборудования от отложений с высоким содержанием меди. Технология устраняет повышенный коррозионный износ теплообменного оборудования, как во время самой промывки, так и при последующей его эксплуатации вследствие предотвращения осаждения металлической меди на поверхности аппаратов.
 

Создана и проходит стадию промышленного внедрения на Уральском алюминиевом заводе (УАЗ, г. Каменск-Уральский) новая технология получения крупнокристаллического гидроалюмината кальция, улучшающая показатели фильтрации алюминатных растворов при отделении красного шлама.
 

Институт высокотемпературной электрохимии
 

Усовершенствована схема электрохимической технологии очистки фторидного солевого расплава-растворителя для топлива ядерного реактора нового поколения (пережигатель плутония MOSART) от примесей кислорода, никеля, железа и хрома. Совместно с сотрудниками РНЦ Курчатовский институт и РФЯЦ ВНИИТФ (г. Снежинск) проведено испытание новой схемы очистки расплава на укрупненном экспериментальном стенде. Показано, что достигнутая степень очистки расплава от примесей выше, чем при использовании технологий подготовки солей, разработанных в Окриджской национальной лаборатории (США). Очищенный по новой технологической схеме расплав-растворитель может использоваться для приготовления топливной композиции реактора MOSART без предварительной фильтрации.
 

Разработана технология алитирования титана и его сплавов термодиффузионным способом с механической активацией поверхности. Образующееся диффузионное покрытие состоит в основном из фаз TiAl₂, TiAl₃, TiAl, обладает жаростойкостью и имеет толщину от 30 до 100 мкм и выше. Способ позволяет получать ровное, однородное покрытие как на наружных, так и на внутренних частях изделий, на резьбе, в глухих отверстиях, на сварных швах. Данная технология, предусматривающая замкнутый цикл использования сырья и не сопровождающаяся газовыми и пылевыми выбросами в атмосферу, не имеет аналогов.
 

Рекомендованы составы модифицированных электролитов для производства алюминия. Проведенные промышленные испытания на ОАО “КрАЗ” (Красноярский алюминиевый завод) на электролизёрах серии ОМ-120 показали, что скорость растворения оксида алюминия в модифицированных электролитах опытных ванн в 2-3 раза выше, чем в промышленном электролите. При этом достигнуто повышение электропроводности опытных электролитов в среднем на 8-12 % и существенное снижение расхода AlF₃ по сравнению с ванной-свидетелем.
 

Разработан и изготовлен электрохимический датчик концентрации оксида алюминия, и на его основе создана портативная установка для определения концентрации оксида алюминия в расплавленном электролите промышленной ванны. С использованием установки проведён мониторинг изменения концентрации оксида алюминия в промышленных электролизёрах на ОАО “КрАЗ” при различных режимах питания.
 

Институт металлургии
 

Разработана и опробована в производственных условиях технология электроплавки цинковых кеков, позволяющая извлекать цинк в возгоны, медь и драгоценные металлы – в сплав на основе железа или штейн. Суть новизны технологии при электроплавке кеков на цинковые возгоны и штейн заключается в использовании нового сульфидизатора, позволяющего практически полностью переводить из него серу в штейн, обеспечивая проведение электроплавки без выбросов сернистого ангидрида. При плавке кеков на цинковые возгоны и сплав на основе железа новой является стадия металлотермического восстановления железа, позволяющая увеличить производительность электропечи. Для ООО «УГМК-Холдинг» подготовлены исходные данные для ТЭО технологии и разработаны рекомендации для опытно-промышленных испытаний.
 

Созданы конструкционные стали с новым композиционным типом структуры, состоящей из крупных сферических частиц распыленного железного порошка, связанных по границам мелкозернистыми поликомпонентными прослойками на основе нанодисперсных Ni-Cu-Mo сплавов, диффузионно насыщенных железом и дисперсно-упрочненных включениями ZrO₂. Новые стали по прочности и пластичности в 2-4 раза превосходят аналогичные по составу, полученные из смеси обычных порошков. Применение композиционных добавок позволило получить порошковую сталь Х17Н2 с коррозионной стойкостью и механическими свойствами на уровне литой стали того же состава.
 

Разработана и апробирована новая компьютерная программа анализа процессов охлаждения и затвердевания сплавов в трехмерном варианте для слитка в изложнице. Для ОАО «Чусовской металлургический завод» проведен анализ теплофизического процесса затвердевания слитка массой 1865 кг с теплоизолированной прибылью различной массы при изменяемой толщине стенки чугунной изложницы. Установлено, что эффективность теплофизической работы прибыли составляет малую величину (3-5 %), что дает возможность экономии металла на прибыльной части слитка. Проведенными расчетами обоснована рациональная форма изложницы и изготовлены ее рабочие чертежи.
 

Институт технической химии
 

Разработан высокоэффективный состав проникающей гидроизоляции бетонных конструкций "Гидроизол-ИТХ", организовано его серийное производство в ИТХ УрО РАН. Состав предназначен для восстановления водонепроницаемости бетонных конструкций и улучшения свойств новых изделий из бетона, а также для их защиты от воздействия нефтепродуктов, морской воды, кислот, щелочей, сточных и грунтовых вод. Состав широко применяется для гидроизоляции подвалов, бассейнов, бетонных емкостей фильтров, бетонных водоводов, туннелей, дебаркадеров и т.д. Проведена сертификация состава, технической и технологической документации, а также производства состава «Гидроизол-ИТХ».
 

Впервые получены высокопористые ячеистые материалы с покрытием их внутренней поверхности углеродными нанопористыми структурами. Созданы научные основы синтеза нанопористых углеродных структур из полимерных композиций с каталитическими добавками металлов группы железа, позволяющих интенсифицировать кинетику синтеза, направленно регулировать параметры пор в интервале 10-100 нм и удельную поверхность до 900–1200 м²/г, которые являются определяющими для создания нового поколения суперконденсаторов.
 

На основе кордиерита и кордиеритсодержащих составов получены композиционные материалы с рабочей температурой до 1300 °С и развитой микро- и нанопористой структурами. Разработаны проницаемые материалы с размером пор 10 мкм и с бимодальным распределением пор размером 10 мкм и 10 нм. Получены термостойкие материалы с нанодисперсными покрытиями на основе соединений металлов для использования в качестве активных модифицирующих фильтров.
 

Институт органического синтеза
 

Получено свидетельство о государственной регистрации лекарственной формы препарата лизомустин. Завершен цикл исследований препарата и получено разрешение к его медицинскому применению. Показано, что лизомустин проявляет высокую эффективность в отношении меланомы и рака легкого, обладает антиметастатическим действием. Эффективен при лечении метастазов рака легкого в головной мозг. Важной особенностью препарата является его низкая токсичность, что позволяет применять лизомустин для лечения тяжелых больных и пациентов пожилого возраста. Заключен лицензионный договор с заводом Медсинтез (г. Новоуральск, Свердловская область), который приступил к организации широкомасштабного выпуска лизомустина.
 

На основе золь-гель технологии с применением наноразмерных матриц разработан препаративный метод синтеза фторсодержащих сложных эфиров в присутствии олиготетраэтоксисилана. Данный процесс является управляемым и позволяет получать равновесные смеси сложных эфиров полиолов, которые применяются в качестве присадок-добавок в нефтяные масла, пригодные для использования в узлах трения тяжело нагруженного и обычного оборудования, а также в дизельных двигателях. Показано уменьшение в 2-8 раз коэффициента трения и увеличение на 1-2 порядка износоустойчивости обработанных смазками стальных поверхностей.
 

Завершена работа по оформлению, экспертизе, аттестации и утверждению типа стандартного образца (СО) состава трифторметилморфолинотиадиазола. Стандартный образец предназначен для метрологической аттестации, контроля погрешности и градуировки: методик количественного химического анализа органических соединений на содержание элементов (C, F, N, S, H); методик выполнения измерений содержания трифторметилморфолинотиадиазола в техническом продукте, объектах окружающей среды и других веществах и материалах методом ГЖХ; для градуировки, поверки и контроля метрологических характеристик средств измерений при проведении их испытаний, в том числе с целью утверждения типа. Получен сертификат № 3459/1 Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии об утверждении типа государственного стандартного образца (ГСО) с внесением в Государственный Реестр с регистрационным номером ГСО 8853-2007. ГСО допущен к применению в РФ и может применяться в любых организациях и предприятиях, осуществляющих анализ органических соединений.
 

Разработана и передана на экспертизу в ФГУ «Научный центр экспертизы средств медицинского применения» научно-техническая документация, включая фармакопейные статьи, программу и проекты протоколов клинических испытаний синтезированного и запатентованного ранее кремнийорганического глицерогидрогеля – субстанции (2,3-диоксипропил)-орто-силиката глицерогидрогель (Рег. № 107513) и препарата «Cилативит» (мазь) для местного и наружного применения (Рег. № 107514).
 

Решена задача математической оптимизации каталитической части процесса парофазного синтеза глиоксаля путём построения стационарной линейной модели экстремума в координатах «активность катализатора – условия окисления» при планировании полного факторного эксперимента на основе реальных физико-химических характеристик и данных аналитического контроля. Рассчитаны параметры и определены оптимальные условия синтеза для каждого из исследованных катализаторов, которые позволят достичь 70% селективности процесса по глиоксалю при практически полной конверсии этиленгликоля. Получено решение о выдаче патента на изобретение.
 

Разработаны методики определения 1,2,3-бензотриазола (БТА), использующегося в производстве медной катанки, ПАВ и в авиапромышленности. Метод заключается в определении БТА способом капиллярной газожидкостной хроматографии после преобразования БТА в его ацетат. Предлагаемые методики позволяют фиксировать содержание БТА в воздухе рабочей зоны, воздушных выбросах, сточных водах, включая стадии пробоотбора. Методики опробованы на реальных объектах ЗАО «СП “Катур-Инвест”» и нацелены на улучшение условий труда рабочих и экологической обстановки.
 

Институт химии Коми НЦ
 

На основе изучения медицинских лигнинов – полифанов разработан метод оценки подлинности и идентификации лигнинов по данным ИК-спектроскопии и предложен комплексный показатель качества, который может быть использован для стандартизации энтеросорбентов. В качестве объектов исследования были отобраны партия образцов (16 шт.) полифана ОАО «СТИ-МЕД-СОРБ» (г. Киров), а также несколько образцов энтеросорбентов других производителей (энтегнин ООО «БиоТон» и таблетированный полифепан ЗАО «Сайнтек»). Предложенный показатель L/CD₁₇₂₀ предполагается использовать в производственных условиях для контроля качества получаемых медицинских лигнинов – энтеросорбента полифана на предприятии ОАО «СТИ-МЕД-СОРБ» (г. Киров).
 

Достигнуто увеличение прочностных свойств и теплостойкости материала ЭД-20 – изометилтетрагидрофталевый ангидрид путем применения нанодисперсных частиц и нановолокон оксида алюминия в качестве наполнителей эпоксиполимерной матрицы. Полученный результат обусловлен большой удельной поверхностью раздела фаз, физико-химическим и химическим взаимодействием между активными группами модифицирующего наполнителя и исходными компонентами полимерной матрицы.
 

Институт экологических проблем Севера
 

Проведен системный анализ качества сточных вод варочно-отбельного блока цехов ОАО «Монди Бизнес Пейпа Сыктывкарский ЛПК» по показателям химического потребления кислорода и взвешенных веществ для потоков хвойной и лиственной целлюлозы при переходе на технологию отбелки ECF (без применения молекулярного хлора). Продолжается научное сопровождение эксперимента по определению уровня общего сброса по приоритетным показателям загрязняющих веществ, установленных для предприятий ЦБП стран ЕС.
 

Сделан вывод о возможности использования методики ПНДФ, внесенной в Госреестр РФ, для определения содержания взвешенных веществ в сточных и поверхностных водах. Вывод обоснован результатами сопоставления полученных данных с данными применения методов Интернационального стандарта стран ЕС.
 

Определены технологические нормативы уровня поступления сточных вод и содержания загрязняющих веществ в них на сооружения биологической очистки от производства белёной сульфатной целлюлозы и картонно-бумажного производства ОАО «Архангельского ЦБК» с пуском нового древесно-подготовительного производства.
 

Отчет о научной и научно-организационной
деятельности за 2007 г. Часть 1.