Issn 1607-2782 Республикалық



жүктеу 5.05 Kb.

бет1/17
Дата24.01.2017
өлшемі5.05 Kb.
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   17

 

 
 
 
ISSN 1607-2782
 
 
Республикалық  
ғылыми-əдістемелік  
журнал 
Республиканский  
научно-методический 
журнал 
 
 
 
Қорқыт Ата атындағы Қызылорда 
мемлекеттiк университетiнiң 
_____________________________________________________________________________________ 
 
1999 жылғы наурыздан 
бастап шығады 
№ 1 (46) 2016 
_____________________________________________________________________________________ 
 
ХАБАРШЫСЫ
 
 
 
 
Бас редактор 
- БИСЕНОВ Қ.А.  
техника ғылымдарының  докторы, 
профессор 
 
 
Бас редактордың 
орынбасары 
- ТАУТЕНОВ И.А.  
ауыл шаруашылығы  ғылымдарының 
докторы 
 
 
Жауапты редактор 
- ОМАРОВ Қ.Ə.  
география ғылымдарының кандидаты, 
профессор 
 
РЕДАКЦИЯ АЛҚАСЫ: 
Айдарова С.Б. 
Аруова Л.Б. 
Абдикаримов Б.Ж. 
Гордадзе Г.Н. 
Джанмулдаев Б.Ж. 
Джейлан А. 
Досжанов М.Ж. 
Жусупбеков А.Ж. 
Ибадуллаева С.Ж.  
Кəрібозұлы Б. 
Қошқаров С.И. 
Любчик А. 
Майгелдиева Ш.М. 
Надиров Н.К. 
Нурбатуров К.А. 
Сəдуақасұлы Ж. 
Сəтбай Т.Я. 
Сейтмұратов А.Ж. 
Таранова И.В. 
Үдербаев С.С. 
Шеуджен А.Х. 
Шомантаев А.Ə. 
- химия ғылымдарының докторы, профессор 
- техника ғылымдарының докторы, профессор  
- физика-математика ғылымдарының докторы, доцент  
- химия ғылымдарының докторы, профессор (Ресей Федерациясы) 
- техника ғылымдарының докторы 
- тарих ғылымдарының докторы (Түркия Республикасы) 
- техника ғылымдарының докторы, профессор  
- техника ғылымдарының докторы, профессор 
- биология ғылымдарының докторы, профессор 
- филология ғылымдарының докторы, профессор 
- техника ғылымдарының докторы, профессор 
- PhD, қауымдастырылған профессор (Португалия) 
- педагогика ғылымдарының докторы, доцент 
- химия ғылымдарының докторы, профессор 
- техника ғылымдарының докторы, профессор 
- филология ғылымдарының докторы, профессор 
- тарих ғылымдарының докторы, доцент 
- физика-математика ғылымдарының докторы, доцент  
- экономика ғылымдарының докторы, профессор (Ресей Федерациясы) 
- техника ғылымдарының докторы, профессор 
- биология ғылымдарының докторы, профессор (Ресей Федерациясы) 
- ауыл шаруашылығы ғылымдарының докторы, профессор 

 

 
 
 
ОҚЫРМАНҒА! 
 
Қорқыт  Ата  атындағы  Қызылорда  мемлекеттік  университетінің  Хабаршысы  - 
«ҚМУ  Хабаршысы»  1999  жылғы  наурыздан  бастап,  жылына  екі  рет  шығады. 
Хабаршы ғалымдардың жүргізген зерттеулерінің маңызды тақырыптарын қамтитын, 
мақалалары мен материалдары көпшілікке танымал, беделді ғылыми басылым. Оның 
беттерінде  елімізді  үдемелі  индустриалдық-инновациялық  дамытудың  өзекті 
ғылыми  мəселелері,  халықаралық  деңгейде  бəсекеге  қабілетті  мамандар  даярлау 
тəжірибесі  мен  болашағы  талқыланып,  білім  беру,  ғылым  мен  өндіріс  салаларын 
интеграциялаудың  озық  үлгілері  жарық  көреді.  Сонымен  қатар,  үздіксіз  білім  беру 
жүйесіндегі  жаңа  технологиялар  мен  оқу-əдістемелік  жұмыстар  əрі  руханият, 
мəдениет, спорт жəне өнер саласындағы ізденістер жарияланып отырады. Журналда 
еліміздің, 
алыс 
жəне 
жақын 
шетел 
ғалымдарының 
еңбектері, 
ғылыми 
конференциялардың 
материалдары, 
танымдық, 
тəлім-тəрбиелік 
мақалалар, 
жастардың  ғылыми  шығармашылығы,  университетіміздің  тыныс-тіршілігі  туралы 
ақпараттар мен жаңалықтар көпшілік назарына ұсынылады. 
«ҚМУ Хабаршысы» ғылыми журналы профессор-оқытушыларға, мұғалімдерге, 
ғылыми  қызметкерлерге,  жас  ғалымдар  мен  студенттерге,  сондай-ақ  Қазақстанның 
білім жəне ғылым саласындағы жаңалықтарымен танысқысы келетін зиялы қауымға 
арналған. 
Құрметті  қауым,  Сіздерді  журналдың  белсенді  авторы  жəне  оқырманы  болуға 
шақырамыз! 
Редакция алқасы 
 
 
 

 

 
ТЕХНИКАЛЫҚ ҒЫЛЫМДАР   
 
УДК  691.161 
 
ВЛИЯНИЕ ПОЛИМЕРНОЙ ДОБАВКИ НА СТРУКТУРНО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА 
ОРГАНИЧЕСКОЙ ЧАСТИ НЕФТЕБИТУМИНОЗНОЙ ПОРОДЫ 
 
В.К.БИШИМБАЕВ, доктор технических наук, профессор, 
ОФ «Научно-исследовательский  центр солевых технологий»,
 
Р.А.НАРМАНОВА, кандидат технических наук, профессор, 
Кызылординский государственный университет им. КоркытАта,  
Н.С.ШАУХАМАНОВ, кандидат технических наук, 
ТОО «Газопровод Бейнеу-Шымкент», Республика Казахстан 
 
Аннотация 
Статья 
посвящена 
обоснованию 
структурирующей 
роли 
атактического 
полипропилена  (АПП),    значительно  расширяющие  диапазон    физико-химических  и 
физико-технических  свойств  органической  части  нефтебитуминозной  породы  (НБП)  по 
природе являющимися реологически сложным,  упругопластичным  системам. В работе 
приведены  результаты    исследования  структурно-механических  свойств  органической 
части  нефтебитуминозной  породы  месторождения  Иман-Кара,Мортук  и  атактического 
полипропилена,  полученные  в  результате  построения  полных  реологических  кривых 
течения.  Описаны  закономерности  изменения  реологических  свойств  битумной  части 
нефтебитуминозной 
породы 
при 
обьединении 
их 
с 
полимерными 
добавками.Установлено,  что    добавление  атактического  полипропилена    композицию 
создает      дисперсную  систему,  в  которой  частицы  полимерной  добавки,  набухшие  за 
счет  масляных компонентов  диспергируют в  битумной  среде.  При этом улучшаются 
механические  свойства  как  упругость,    термостойкость    органической  части 
нефтебитумнозной  породы,  соответственно  разрабатываемых  составов    мастик  на  их 
основе.  Эти  свойства    могут    проявляться    только  при    оптимальном  количестве  АПП,  
когда  их  концентрация  такова,    что  они    образуют    непрерывную    сетчатую  структуру. 
Установленные  в  процессе  экспериментов    закономерности  влияния  АПП  на  структуру 
органической  части  НБП  также  могут  быть  использованы  в  дальнейших  экспериментах 
при разработке различных видов гидроизоляционных материалов и покрытий. 
Ключевые  слова: нефтебитуминозная  порода,  асфальтены,  масла,  атактический 
полипропилен,  вязкость,  температура  размягчения,  реология,  структурообразование, 
теплостойкость, композиция. 
 
Аңдатпа 
Мақала  табиғатына  байланысты  реологиялық  күрделі,  берікті-пластикалық  мұнай-
битум  жыныстарының  органикалық  бөлігінің  физика-химиялық  жəне  физика-техникалық 
қасиеттерінің 
шеңберін 
əлдеқайда 
кеңейтетін 
атактикалық 
полипропиленнің 
құрылымтүзгіштік  рөлін  негіздеуге  арналған.  Жұмыста  реологиялық  ағу  қисығының 
көмегімен  Иман-Қара,  Мортук  кеніш  орнының  мұнай-битум  жыныстарының  органикалық 
бөлігінің  жəне  атактикалық  полипропиленнің  құрылымдық-механикалық  қасиеттерін 
зерттеу  нəтижелері,  сонымен  қатар  мұнай-битум  жыныстарының  битумдық  бөлігінің 
полимер  қоспасымен  араластырғаннан  кейінгі  реологиялық  қасиеттерінің  өзгеру 
заңдылықтары келтірілген. Атактикалық полипропиленді композицияға қосу нəтижесінде 
полимер  түйіршіктері  мұнай  битумды  жыныстың  органикалық  құрамындағы  май 
компонентін  диспергиялай  отырып  дисперстік  система  құрады  жəне  осы  арқылы 
битумның,  композицияның  ыстыққа  төзімділік,  мықтылық  қасиеттерін  жақсартады.    Бұл 
қасиеттер  атактикалық  полипропиленнің  ұтымды  қатынасында  ғана  алынады. 
Эксперимент 
нəтижесінде 
анықталған 
заңдылықтарды, 
яғни, 
атактикалық 
полипропиленнің  мұнай-битум  жыныстарының  органикалық  бөлігімен  құрылым  түзгіштік 

 

 
рөлін 
алдағы 
уақытта 
гидроизоляциялық 
материалдар 
мен 
жабындар 
алу 
технологиясында қолдануға болады. 
Кілт  сөздер:  мұнай  –битум  жыныстары,  асфальтендер,  майлар,  атактикалық 
полипропилен, тұтқырлық, жұмсару температурасы, реология, құрылымтүзгіштік, жылуға 
төзімділік, композиция. 
 
Annotation 
The article deals with the justification of the structuring role of atactic polypropylene 
(APP), considerably extending the range of physical and chemical, physical and technical 
properties of the organic part of oil bituminous rock (OBR) which is rheologically complex, 
elastic and plastic system in nature. The results of the study of structural and mechanical 
properties  of  the  organic  part  of  oil  bituminous  rock  of  Iman-Kara,  Mortuk  and  atactic 
polypropylene  resulting  from  the  construction  of  complete  rheological  flow  curves  were 
given in the article. The laws of change in the rheological properties of the bituminous part 
of  oil  bituminous  rock  in  combining  with  polymer  additives  were  described  as  well.  The 
addition of atactic polypropylene is established to create a dispersed system in which the 
polymeric  additive  particles,  swollen  by  oil  components  are  dispersed  in  the  bituminous 
medium. The mechanical properties such as elasticity, heat resistance of the organic part 
of  oil  bituminous  rock,  respectively  developed  compositions  of  mastic  on  their  basis  are 
improved.  These  properties  can  only  occur  at  the  optimum  amount  of  APP,  when  their 
concentration is  that  they form  a  continuous network  structure.  During  the experiments  it 
was found out that the laws of APP influence on the structure of the organic part of OBR 
can  also  be  used  in  the  further  experiments  in  the  development  of  various  kinds  of 
coatings and waterproofing materials. 
Key  words: oil  bituminous  rock,  asphaltenes,  oils,  atactic  polypropylene,  viscosity, 
softening temperature, rheology, structure formation, heat stability, composition.
 
 
В  обозримом  будущем,    значимость  легкодоступного  природного  сырья  – 
нефтебитуминозных пород (НБП) будет неуклонно возрастать, так как ограниченность и 
дороговизна  нефтяного  битума  диктует  к  неизбежной  частичной    или  полной  замене 
этого вида сырья в составах гидроизоляционных материалов. 
Известно  [1,2],  что  для  органической  части  НБП  характерны  низкая  вязкость, 
связанное  с  малым  содержанием  основного  структурообразующего  компонента-
асфальтенов  (5-12%).  Поэтому  обьязательным  условием  является  модифицирование 
маловязкого битума НБП путем использования    полимерных материалов. 
Нами  исследуемые  материалы    относятся  к  реологически  сложным,    твердообразным 
пластично-вязким  или    упругопластичным    системам,    для  которых  характерны  и 
прочностные и вязкостные свойства. Поэтому данная работа посвящена: 
- обоснованию структурирующей роли атактического полипропилена (АПП), значительно 
расширяющие 
диапазон 
 
физико-химических 
и 
физико-технических 
свойств 
органической части НБП;  

закономерности 
изменения 
реологических 
свойств 
органической 
части 
нефтебитуминозной породы при обьединении их с полимерными добавками. 
На   приборе   "Реотест 2.1   определены  структурно-механические характеристики   
для    органической  части  НБП  месторождения  Иман  Кара  и  Мортук,      АПП    по  схеме 
чистого сдвига при температурах 20
О
С,  60
О
С,  90
О
С.  
 В результате экспериментальной работы получены полные реологические кривые 
течения)  lgД=
ƒ
(p)  ,  lg
η
 = 
ƒ
(p),  позволившие  определить  реологические  характеристики 
для описания структурно-механических свойств исходных компонентов  (таблица 1.).  
Органическая часть  НБП месторождения Иман-Кара  при 20
0
С имеет  
η
0
  - 590,1,   
η
m
 - 14,5 Па

с,   Мортук  -  
η
0
 - 471,3,    
η
m
 - 11,7 Па

с. 
Сравнение  вязкостных  характеристик  битумов  НБП    месторождений  Иман-Кара  и 
Мортук  показывают,  что  они  по  своим  реологическим  свойствам  различны.  

 

 
Органическая  часть    НБП    Иман-Кара  имеет  более    высокие  структурно-механические 
показатели,  чем битум НБП Мортук. 
Это, главным   образом,  связано  с  отличием  группового состава битумов НБП.  В 
органической    части    НБП    Иман-Кара  содержится  асфальтенов12,5  мас  %,  в  Мортук  - 
2,0 мас %, содержание масел  составляет  51,1  и  68,6  мас %, соответственно [1]. 
Известно,  что    увеличение    количества  масел  снижает  вязкость  битума,    а  с 
увеличением  количества  асфальтенов  в  битуме  повышаются  его  вязкость  и 
теплоустойчивость.    Поэтому  битумы  НБП  Иман-Кара,  который  характеризуется 
большим  содержанием  асфальтенов    (12,5%)  имеет  более  высокую  степень 
структурированности [1-3]. 
При  температуре  90
0
С  органическая  часть  НБП  месторождений  Иман-Кара  и 
Мортук  имеют  вязкости,  соответственно
η
0
  -  3,1  Па

с,     
η
0
  -  2,8    Па

с  и  представляют 
собой  ньютоновскую  жидкость,    что  вызвано  видимо  максимальным  растворением  
отдельных  частиц  и практически полным  разрушением структурной сетки,  вследствии 
кинетической  энергии  теплового  движения.    Большая  чувствительность  битума    НБП  к 
повышенной температуре обьясняется высоким содержанием масел и смол.  В отличие 
от  битума  НБП  атактический  полипропилен  имеет  более  высокую    степень  
структурированности и вязкость его при температуре 90
0
С составляет   
η
0
 =114,6 Па

с, 
η
m
=1,35  Па

с,  что  позволяет    использовать  его  в  качестве  структурирующей  добавки,  
упрочняющей структуру  битума  НБП и получаемой композиции.   
Подбор 
оптимального 
соотношения 
между 
компонентами 
«битум 
НБП:АПП»  
проводился  с  применением  рототабельного  плана  второго  порядка  для  двух 
переменных:    Х
1
-  расход  органической  части  НБП  и  Х
2
  -  расход  АПП.  Уровни 
варьирования исследуемых технологических факторов приведены в таблице  1.   
 
Таблица  1 - Уровни варьирования технологических факторов 
 
Наименование 
исследуемых факторов 
Код 
Уровни варьирования 
-1,41 
-1 

+1 
+1,41 
Расход орг.части НБП, % 
 
Х
1
 
83,3 
62,8 
55,5 
48,1 
45,4 
Расход АПП, % 
 
Х
2
 
16,7 
37,2 
45,5 
51,9 
54,6 
 
           В  качестве  параметров  оптимизации  приняты  температура  размягчения  и 
вязкость.  План  проведения  экспериментов  и  результаты,  полученные  при  его 
реализации,  представлены  в  таблице  2.  В  результате  статистической  обработки 
экспериментальных 
данных, 
полученных 
при 
реализации 
плана, 
выведена 
количественная  зависимость  изучаемых  свойств  системы  «органическая  часть 
НБП:АПП» от исследуемых переменных факторов.  
Результаты математического планирования были проверены экспериментальными 
исследованиями. 
Изучение  влияния  АПП  на  структуру  битума  НБП  проводили  на  композициях, 
приготовленных  согласно  соотношениям,  приведенным  в  таблице  2,    где  содержание 
АПП изменялось от 0,2 до 0,8 мас долей %. 
Изучение физико-механических свойств композиции показывают, что добавка АПП 
к  органической  части  НБП  от  0,2  до  1,2  мас  долей  %    повышает  температуру 
размягчения асфальтовяжущего от 24 до 121 
0
С,  глубина проникания иглы снижается от 
51  до  21  мм (рис. 1).  
Дальнейшее    увеличение  содержания  АПП  в  системе  изменяет  вышеуказанные 
показатели  незначительно.  Для  выявления    преимуществ  структуры  двухкомпонентной 
системы  "битум  НБП:АПП"  проведены  реологические  исследования  при  температурах 

 

 
60
0
С.  Представленные  в  табл.3  реологические  характеристики  показывают,  что  с 
введением АПП  в  битум  НБП  повышается  прочность  структуры системы. 
Влияние количества добавки атактического полипропилена на 
               стандартные свойства органической части НБП (Иман-Кара) 
 
 
 
Рисунок 1 -  Ось абсцисс – содержание АПП, % (х10); ось ординат: на а – температура 
размягчения,
0
С, на б – глубина проникания иглы, мм
 
 
Вязкость  неразрушенной  структуры  "
η
0
"  для  всех  исследуемых  систем  изменяются 
более  резко,  чем  вязкость  разрушенной  структуры  " 
η
m
  "  в  одном  и  том  же  интервале  
температур.  Наиболее  прочная  структура  образуется  при    соотношениях    системы  
"битум  НБП:АПП"  -  1:0,8    и  1:1.      При      этом          полученная        композиция          имеет   
наилучшую    структуру  по  сравнению  со  структурой  битума  НБП  и  вязкость  его 
приближается    к    вязкости  нефтяного      битума      БН  90/10,    на    что      указывают 
нижеследующие данные.  Для композиции битум НБП:АПП"  
η
0
   =  993  Па
⋅с для битума 
НБП (Иман-Кара) 
η
0
 =18,66 Па с, для битума БН 90/10  
η
0
  = 1073 Па с (рис.2). 
 
Изменение вязкости (а) и теплостойкости (б) органической части  НБП в 
зависимости от содержания АПП. 
Рисунок 2 - Ось абсцисс – содержание АПП,  масс долей %; ось ординат: на а – 
вязкость, Па

с, на б –коэффициент теплоустойчивости (х10
-2
), 
°С. 
1 2 3 4 5 6 7 8
1 2 3 4
6
5
7 8
10
20
30
40
50
60
20
40
60
80
100
120
140
160
а)
б)
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
2
4
6
8
10
0.2
0.4
1.2
0.6
0.8
1.0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
а)
б)

 
 
 
7
 
Таблица 2 -  План и результаты проведения эксперимента. 
 
№ 
п\п 
Уровни варьирования 
 
Орг. 
часть 
НБП,г 
 
АПП, г 
Соотно-
шение 
НБП:АПП 
Темпе-
ратураразмяг-
чения, 
0
С 
 
η
0

Па

с 
 
 
η
m

Па

с 
 
К
т6
0
-9
0
 
⋅1
0
-2
 
Глубина 
прони-
кания 
иглы, 
мм 
 
В 
кодированных 
переменных 
В 
натуральных 
переменных 
Х
1
 
Х
2
 
Х
1
 
Х
2
 

+1 
+1 
48,1 
51,9 
48,1 
51,9 
1 : 1,1 
126 
1010 
2,57 
9,48 
21 

-1 
+1 
62,8 
51,9 
62,8 
51,9 
1 : 0,83 
122 
898 
1,94 
9,49 
23 

+1 
-1 
48,1 
37,2 
48,1 
37,1 
1 : 0,77 
120 
791 
1,70 
9,35 
23 

-1 
-1 
62,8 
37,2 
62,8 
37,2 
1 : 0,6 
110 
751 
1,35 
9,06 
27 

+1,41 

45,4 
45,5 
45,4 
45,5 
1 : 1 
126 
1009 
2,30 
9,48 
20 

-1,41 

83,3 
45,5 
83,3 
45,5 
1 : 0,55 
90 
730 
1,2 
9,08 
29 


+1,41 55,5 
54,6 
55,5 
54,6 
1 : 1 
126 
1003 
2,25 
9,48 
20 


-1,41  55,5 
16,7 
55,5 
16,7 
1 : 0,4 
45 
724 
1,35 
9,10 
39 



55,5 
45,5 
55,5 
45,5 
1 : 0,8 
121 
993 
1,94 
9,49 
23 
10 
-1,41 
-1,41  83,3 
16,7 
83,3 
16,7 
1 : 0,2 
24 
147 
2,09 
7,04 
51 
 
 
Таблица 3 -  Реологические характеристики составляющих  компонентов мастик 
 
№ 
п\п 
Составляющие 
компоненты  
t,
0
С 
Р
к1
,Па 
Р
к2
,Па 
η
0
,Па

с 
η
m
,Па

с 
1/
η
0

 10
-2
 
1/
η
m
 
η
0
/
η
m
 
η
0
-
η
m
 
К
т
⋅ 10
-2
 
1. 
 
 
 
Органическая часть  
НБП Иман-Кара 
 
20 
60 
90 
 
399 
576 
16 
 
70309 


 
590,1 
18,7 
3,1 
 
14,50 
3,20 
0,40 
 
0,200 
5,360 
32,700 
 
0,609 
0,309 
2,281 
 
49,7 
5,8 
7,3 
 
575,6 
15,4 
2,6 
 
8,35 
 
 
2. 
 
Органическая часть 
НБП Мортук 
 
20 
 
301 
 
57005 
 
471,3 
 
11,70 
 
0,212 
 
0,085 
 
40,3 
 
459,6 
 
3,98 
3. 
АПП 
60 
90 
1683 
269 
  13441 
471 
671,0 
114,6 
1,50 
1,30 
0,649 
0,872 
435,710 
0,740 
669,5 
84,9 
113,3 
9,15 


  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   17


©emirb.org 2017
әкімшілігінің қараңыз

войти | регистрация
    Басты бет


загрузить материал