Форма входа

Логин:
Пароль:

Статистика



Сегодня на сайте были: fapedGok
free counters

Поиск





Сегодня Суббота, 29.04.2017, 13:25
Приветствую Вас Гость | RSS
Главная | Регистрация | Вход
Нанобитум - Форум


[ Новые сообщения · Участники · Правила форума · Поиск · RSS ]
Страница 1 из 212»
Форум » КОНФЕРЕНЦИЯ "МЫ ПОЗНАЕМ МИР" » Секция Химии » Нанобитум (Илья Хребтов)
Нанобитум
baoДата: Понедельник, 14.03.2011, 16:51 | Сообщение # 1
Admin
Группа: Администраторы
Сообщений: 204
Награды: 72
Статус: Offline

Фамилия, имя, отчество автора работы (полностью): Илья Хребтов
ФИО, должность руководителя работы: Просекин Михаил Юрьевич, доцент физфака ИГУ
Образовательное учреждение, город: МОУ Лицей №2, Иркутск
Класс: 8
Название работы: Нанобитум

Тезисы работы:
-----------------
Битум используется в промышленности при изготовлении материалов различного типа.
В асфальте связывает частицы щебня между собой для того, чтобы получившейся асфальт выдерживал механические, термические нагрузки, а также обладал влагостойкостью. В крышах битум выступает в качестве термо- и влагоизолирующего материала.
Битум эксплуатируется в условиях сильных температурных перепадов, механических нагрузок, которые приводят к потери эластичности, образованию микротрещин, ухудшению сцепляющих свойств и к неспособности сдерживать влагу, что приводит к дальнейшему разрушению битума.
Поэтому встает задача по модификации битумов с помощью различных добавок. Изучение одной из таких модификаций битума и проводилось в работе. Понимание того, как распределены добавки в образце необходимо для дальнейшего направленного синтеза подобных композитных материалов.
В работе мы хотели получить эти сведения с помощью атомно-силовой микроскопии.

Битум – самая тяжелая часть нефти, остающееся после ее переработки, которая имеет очень сложное, слабоизученное строение. По химической классификации битум относится к смолам и физической к аморфным веществам. Ввиду того, что битум и полистирол не смешиваются обычными методами, на химическом факультете ИГУ был проведен ряд опытов, в результате которых из них был получен композитный материал. Данный материал был получен впервые, его исследование с помощью АСМ позволит ответить на вопрос о способе полимеризации стирола является акт
уальным.
Цель:
Определить степень смешанности битума и полистирола.
Задачи:
Задачей являлось исследование поверхности композита нефтяного битума и полистирола с целью изучения его внутренней структуры и определения степени их смешанности.

Основные результаты
Было исследовано три образца битума без добавок и три образца битума с добавками. Битум без добавок показал очень гладкую поверхность с минимальными шероховатостями. На сканах битума с добавками мы видим большое количество сфер с характерными диаметрами 1-2 микрометра, которые можно уверенно идентифицировать как наноразмерные частицы полистирола. Таким образом в результате исследования мы определили характер и степень смешанности полистирола и битума
-----------------

 
alexaspДата: Среда, 16.03.2011, 08:58 | Сообщение # 2
БАО
Группа: Эксперты
Сообщений: 27
Награды: 1
Статус: Offline
Доклад построен не удачно. Об актуальности и практической значимости работы можно узнать только из тезисов. Доклад больше напоминает фрагмент презентации атомного силового микроскопа. Химии в докладе и в тезисах нет.

Что за "ряд химических опытов"? Какими конкретно способами получали нанокомпозит? Следовало хотя бы вкратце описать методику. Какова зависимость наблюдаемых характеристик от способа получения нанокомпозита? Получены ли с помощью АСМ какие-то количественные характеристики? То, что представленно в докладе, это просто качественое наблюдение: в одном случае поверхность гладкая, в другом шероховатая.

Как будет влиять на свойства композита размер полимерных частиц?

Чем полученный вами композит лучше немодифицированного битума? Желательно привести количественное сравнение по нескольким параметрам: эластичность, износостойкость, термостойкость и т.д.

 
EvgeniyДата: Воскресенье, 20.03.2011, 15:35 | Сообщение # 3
БАО
Группа: Эксперты
Сообщений: 11
Награды: 0
Статус: Offline
Из презентации и тезисов не понятно, сам ли автор производил смешивание битума с полистиролом, или воспользовался услугами сотрудников лаборатории. Так же не понятно, каким именно образом производилось смешивание? Это полимеризация стирола на поверхности частиц битума, или растворение битума и полистирола и дальнейшее высаживание из растворителя, или какой-то другой метод?

В целях стоит "определить степень смешанности" - видимо только этой задачей и занимался автор, поэтому так много времени уделено описанию АСМ и принципу его работы.

Вопрос 1. Частицы каких размеров, по мнению автора, можно называть наночастицам? 1-2 микрометра, прозвучавшие в докладе и названные наночастицами, это 1000-2000 нанометров, а это уже далеко за верхним пределом размеров для наночастиц!

Вопрос 2. Какую информацию дали автору результаты изучения поверхности? Какие свойства приобрёл композит с частицами полистирола 1-2 мкм? 1-2 мкм - это достаточно "хорошо смешанный" композит, или "не очень" smile ? Соответствуют ли эти свойства ожидаемым?

 
alexelaevДата: Воскресенье, 20.03.2011, 17:44 | Сообщение # 4
БАО
Группа: Эксперты
Сообщений: 38
Награды: 1
Статус: Offline
Илья, вот мои вопросы и замечания:

1) В своих тезисах Вы говорите, что в асфальт битум добавляется в частности для того, чтобы асфальт лучше выдерживал термические нагрузки. Но дело в том, что при высокой температуре атмосферного воздуха плавится в первую очередь сам битум. Как тогда он может увеличить термостойкость асфальта?

2) Из Вашего выступления на видео и тезисов следует, что Вы поставили себе цель модифицировать битум с помощью различных добавок, улучшив тем самым его механические характеристики. Но нигде даже слова не говорится о том, что Вы сделали для достижения этой цели, достигнута ли она в итоге? Ваши выводы совершенно не согласуются с задачами. Итак, что Вам известно о механических свойствах модифицированного Вами битума?

3) Вы утверждаете, что битум не смешивается с полистиролом обычными методами. Что это за обычные методы? Как был получен Ваш, как Вы его называете, нанокомпозит?

4) Какую информацию о способе полимеризации стирола могло Вам дать исследование поверхности образца модифицированного битума методом АСМ?!

5) Что Вы называете "степенью смешанности" битума и полистирола?

6) Полученный Вами материал ни в коем случае не удовлетворяет определению "нанобитум". Если бы частицы полистирола имели размер в пределах десятка нанометров, тогда другое дело. Почему вы стремились получить именно нанобитум?

7) Почему для модифицирования битума был выбран именно полистирол?

8) Какие полимеры используются для модифицирования битума в промышленности?

9) Что Вы можете сказать о молекулярно-массовом распределении Вашего полистирола?

10) Почему методом АСМ не были изучены образцы полистирола?

 
xrebtov-iluyaДата: Вторник, 22.03.2011, 11:21 | Сообщение # 5
БАО
Группа: Школьники
Сообщений: 10
Награды: 1
Статус: Offline
alexasp, ответ вам:

"Какими конкретно способами получали нанокомпозит?"

Материал получали на химическом факультете ИГУ.
Химический опыт состоит из нескольких шагов:
1) первый шаг - смешивание битума со стиролом;
2) следующий шаг - термическая обработка полученной смеси битума со стиролом;
3) заключительный шаг - охлаждение смеси.
В результате чего мы получили композитный материал. После термической обработки молекулы стирола выстроились в длинные цепочки, в результате чего образовался полистирол.

"Какова зависимость наблюдаемых характеристик от способа получения нанокомпозита?"

Цель моей работы - получить композит. Поэтому зависимость наблюдаемых характеристик от способа получения нанокомпозита заключалась в наличии смешанности или ее отсутствии.

"Получены ли с помощью АСМ какие-то количественные характеристики?"

С помощью АСМ мы оценили характерные размеры микрочастиц и можем оценить среднюю поверхностную концентрацию.

"Как будет влиять на свойства композита размер полимерных частиц?"

Данный вопрос не входил в задачи моего исследования, поэтому не изучался. Зависимость свойств нанокомпозита от размера наночастиц может быть любая - как абсолютно меняющая свойства, так и вовсе не затрагивающая их.

"Чем полученный вами композит лучше немодифицированного битума?"

В задачи не входило и не изучалось. Но, по предположениям, полученный композит явно не отличается от битума. Со всем с этим предположу, что композит обладает более лучшими механическими и термическими характеристиками.

 
xrebtov-iluyaДата: Вторник, 22.03.2011, 11:40 | Сообщение # 6
БАО
Группа: Школьники
Сообщений: 10
Награды: 1
Статус: Offline
Evgeniy, ответ вам:

Первые вопросы освещены в ответе alexasp. smile

"Вопрос 1"

Да, конечно, размеры образовавшихся агрегатов микронные. Химики стараются получить именно нанобитум. Однако, трудно получить как более мелкие, так и более крупные образования полистирола, потому что эти вещества не смешиваются. С физической точки зрения, потенциал межмолекуярного взаимодейсвия имеет характерные параметры размера нано. Так утверждает мой научный руководитель.

"Вопрос 2"

Часть вопроса освещена в ответе alexasp. Добавлю, что этот композит смешан хорошо. Да, соответствует.

 
masha160995Дата: Вторник, 22.03.2011, 11:43 | Сообщение # 7
БАО
Группа: Школьники
Сообщений: 10
Награды: 1
Статус: Offline
Почему нанокомпозиты вызывают такой интерес сегодня ?
 
alexaspДата: Вторник, 22.03.2011, 12:23 | Сообщение # 8
БАО
Группа: Эксперты
Сообщений: 27
Награды: 1
Статус: Offline
По какому механизму протекает полимеризация стирола: радикальному, катионному, анионному? Чем инициировали начало полимеризации? Какова средняя молекулярная масса полимера? Какова средняя для цепи? Полимер получается регулярного или нерегулярного строения?

При полимеризации стирол образует линейный полимер. Откуда берутся глобулы?

Чем перемешивался раствор стирола и битума, с какой скоростью? Очевидно, что дисперсность полимерных частиц будет зависеть от скорости перемешивания.

Как по вашему битум связан с молекулами полистирола? Существуют ли между ними химические связи, если да, то между каими функциональными группами?

 
EvgeniyДата: Вторник, 22.03.2011, 12:48 | Сообщение # 9
БАО
Группа: Эксперты
Сообщений: 11
Награды: 0
Статус: Offline
xrebtov-iluya Согласен с Вами, Илья, что
Quote (xrebtov-iluya)
трудно получить как более мелкие, так и более крупные образования полистирола, потому что эти вещества не смешиваются.

Однако, если размер частиц не "нано", то и НАНОкомпозитом или НАНОбитумом полученный Вами материл называть нельзя. Не стоит вводить людей в заблуждение. Просто сейчас приставка "нано" приобрела особую популярность, и "лепят" её везде где можно, по поводу и без.

Quote (xrebtov-iluya)
потенциал межмолекуярного взаимодейсвия имеет характерные параметры размера нано

Честно говоря, это голословное утверждение мало что прояснило для меня smile Но на этом предлагаю данный вопрос закрыть.

У меня появился другой вопрос: какое использовалось массовое отношение Битум:стирол? Дело в том, что битум, как Вы уже упоминали, - это отход производства, поэтому катать его в асфальт не жалко. А вот стирол - продукт, имеющий определенную стоимость. И если для модификации битума потребуется большое количество стирола, то мне представляется такая затея экономически нецелесообразной. А как Вы считаете?

 
EvgeniyДата: Вторник, 22.03.2011, 13:12 | Сообщение # 10
БАО
Группа: Эксперты
Сообщений: 11
Награды: 0
Статус: Offline
Еще созрел вопрос smile
Как Вы считаете, частицы полистирола могут быть химически связаны (хотя бы отчасти) с битумом, или там действуют только Ван-дер-Ваальсовы силы?
 
xrebtov-iluyaДата: Вторник, 22.03.2011, 13:17 | Сообщение # 11
БАО
Группа: Школьники
Сообщений: 10
Награды: 1
Статус: Offline
alexasp, Вы, я надеюсь, понимаете, что я ученик 8-го класса и осветить все вопросы просто не смогу.
Отвечу на те, на которые смогу:

"Откуда берутся глобулы?"

Как мы знаем, полимеры плохо лил вообще не смешиваются с битумом. Ввиду этого мы понимаем, что при полимиризации стирола, он образует линейный полимер. Но, при столкновении с битумом, битум его отталкивает, а полистиролу ничего не остается как только пойти по кругу, образуя тем самым глобулы.

По поводу характера связи:

Могу лишь предположить, что связь имеет физический характер. Это предположения я делаю исходя из того, что на сканах видны углубления перед глобулами, а это говорит нам о том, что битум вроде как смачивает глобулы полистирола. Про наличие или не химической связи сказать ничего не могу.

Вот, это те вопросы, на которые я смог ответить.

 
xrebtov-iluyaДата: Вторник, 22.03.2011, 13:22 | Сообщение # 12
БАО
Группа: Школьники
Сообщений: 10
Награды: 1
Статус: Offline
Evgeniy,

Я с вами абсолютно согласен по поводу приставки нано. smile

Согласен с тем, что нецелесообразно с экономической точки зрения. Могу лишь предположить, что соотношение такое: мого битума и немного стирола. Так как этот вопрос не освещался химиками, которые проводили этот метод, точно сказать не могу.

Про Ван-дер-Ваальсовы силы отвечу, что да, они там есть. Более подробно написал в сообщении к alexasp.

 
DzubinaLoveДата: Вторник, 22.03.2011, 14:17 | Сообщение # 13
БАО
Группа: Школьники
Сообщений: 3
Награды: 2
Статус: Offline
Расскажите, почему именно нанобитум?

Сообщение отредактировал DzubinaLove - Вторник, 22.03.2011, 14:20
 
xrebtov-iluyaДата: Вторник, 22.03.2011, 14:21 | Сообщение # 14
БАО
Группа: Школьники
Сообщений: 10
Награды: 1
Статус: Offline
alexelaev, ответ вам:
"Как тогда он может увеличить термостойкость асфальта?"

Но так же известно, что до того как добавить битум в асфальт, в него добавляют различные материалы, которые повышают его термическую устойчивость.

"Второй вопрос"

Целью и задачей моей работы являлось исследование поверхности нефтяного битума,с целью определения наличия смешанности битума и полистирола. Но, задачей не являлось модифицирвать битум.

"Как был получен Ваш, как Вы его называете, нанокомпозит?"

На данный вопрос я ответил в первом сообщении alexasp.

"Какую информацию о способе полимеризации стирола могло Вам дать исследование поверхности образца модифицированного битума методом АСМ?!"

Никакой.

"Что Вы называете "степенью смешанности" битума и полистирола?"

Насколько смешались полистирол и битум.

"Почему вы стремились получить именно нанобитум?"

Если частицы будут наноразмерные, вполне возможно, что могут появиться какие-нибудь характеристики или свойства которые мы не сможем предугадать.

"Почему для модифицирования битума был выбран именно полистирол?"

Я не смешивал эти материалы. Но насколько я знаю был использован метод перебора.

"Какие полимеры используются для модифицирования битума в промышленности?"

Данный метод еще не запущен в массовое производство, находится на стадии исследования.

"Что Вы можете сказать о молекулярно-массовом распределении Вашего полистирола?"

Ничего не могу сказать.

"Почему методом АСМ не были изучены образцы полистирола?"

При помощи АСМ не получилось исследовать образец полистирола ввиду его технических причин.

 
xrebtov-iluyaДата: Вторник, 22.03.2011, 14:24 | Сообщение # 15
БАО
Группа: Школьники
Сообщений: 10
Награды: 1
Статус: Offline
DzubinaLove, ответ вам:

Нанобитум потому, что химики, которые делали данную процедуру, пытаются получить битум с наличием в нем наночастиц полистирола. Но пока что этого не получено. Предполагается то, что наличие тех самых наночастиц может вызвать какие-нибудь очень интересные эффекты, которые мы не сможем предсказать на можем.

 
Форум » КОНФЕРЕНЦИЯ "МЫ ПОЗНАЕМ МИР" » Секция Химии » Нанобитум (Илья Хребтов)
Страница 1 из 212»
Поиск:


Copyright MyCorp © 2017