Мусабеков К,Б., Омарова К.И., Турганбай С.

Казахский национальный университет им. аль-Фараби, Алматы, Казахстан

Активация процесса диспергирования серы композиционными системами на основе ПАВ, синтетических полиэлектролитов и минеральных добавок.

Однозначно было установлено, что получение гидрофильной серы и соответственно водных суспензий из нее возможно путем модификации серы поверхностно-активными веществами [1,2]. Диспергирование проводили в две стадии: 1- «мокрый помол» и последующая сушка; 2- сухой помол. В сухом состоянии порошок серы имел достаточно высокую степень дисперсности ~4.10^-5см. Подобный тонкодисперсный порошок может быть использован как фунгицидный препарат для обработки почв, а также для шинной и резино-технической промышленности.

Для борьбы с грибковыми заболеваниями растений при выращивании овощей, фруктов и технических культур необходимы агрегативно устойчивые водные суспензии гидрофилизированной серы. Остаточная гидрофобность модифицированных частиц серы приводит к слипанию высокодисперсных частиц в результате гидрофобных взаимодействий при приготовлении водных суспензий коллоидной серы. Укрупнение частиц понижает устойчивость суспензии.

Для получения относительно устойчивых суспензий гидрофилизированной серы была изменена технология измельчения – сначала проводили диспергирование сухой смеси комовой серы и минеральной добавки (диатомит, каолин laponite – синтетическая хлопьевидная глина, аэросил), затем определенное количество высокодисперсного порошка помещали в водные растворы модификаторов (ПАВ- сульфанол, цетилтриметиламмоний бромистый-ЦТАБ, водорастворимых полимеров -метацид, NаКМЦ и их композиций). Этот этап необходим для адсорбции молификатора на поверхности частиц серы и их гидрофилизации, а также для адсорбционного понижения прочности.и облегчения процесса диспергирования.

Предварительно было установлено, что сухой помол смеси комовой серы, ПАВ и минеральных добавок приводит к слабой гидрофилизации поверхности частиц серы. Так при получении водной суспензии большая часть порошка серы всплывает и не образует устойчивой суспензии с равномерным распределением частиц в водной среде.

После завершения процесса адсорбции ( 4-8 часов) дисперсные частицы серы отделяли и сушили, затем готовили 0.5-1% водные суспензии. Устойчивость суспензий оценивали по массе накапливаемого во времени осадка при седиментации гидрофилизированных частиц серы.

Установлено, что полиэлектролитные (ПЭ) комплексы на основе ПЭ и противоположно заряженных ПАВ (метацид-сульфанол, NаКМЦ-ЦТАБ) вызывают агрегирование частиц серы и ускоряют процесс оседания.

В случае системы сера (80%)-сульфанол (1-2%) –диатомит (5%) в водной суспензии в течение 0.5-1часа оседает до 80% частиц модифицированной серы. Такой же эффект наблюдается при использовании ЦТАБ. Такое интенсивное оседание по-видимому связано со слабым стабилизирующим действием ПАВ на частицы серы, а также седиментационной неустойчивостью самих частиц диатомита. В суспензии индивидуального диатомита в течение 1часа оседает до 20% частиц и в дальнейшем суспензия остается устойчивой. При смешивании диатомита с серой в водной суспензии происходит налипание частиц серы на частицы диатомита и процесс оседания ускоряется.

При увеличении концентрации сульфанола и диатомита в водной суспензии гидрофилизированной серы в течение 0.5-4часа оседает от 30 до 60% частиц, что в пересчете на чистую серу составляет 15-40%. По истечении 4 часов водная суспензия устойчива в течение длительного времени ( время наблюдения 3-5 суток ).

Устойчивость суспензии серы возрастает в системе сера (80%)- сульфанол - диатомит - NaКМЦ. В течение 0.5-4часа оседает 25-50% частиц и в дальнейшем суспензия остается устойчивой. Отделенная от осадка суспензия, разбавленная водой в различных соотношениях, сохраняет устойчивость, что позволяет использовать ее в качестве фунгицидного препарата для опрыскивания растений. В практике сельского хозяйства для опрыскивания используют чаще всего 0.2-0.5% водные суспензии серы.

Установлено, что наибольшую устойчивость суспензии серы обеспечивает добавка 15% Laponite – синтетического каолина ( пр-ва Англия) – в течение 0.5-4 часа оседает 20-35% частиц суспензии.

Установлено, что диспергирование серы в присутствии аэросила полностью предотвращает слипание ( комкование ) частиц серы. После сухого помола получена однородная диспергированная масса. Предварительное измельченин аэросила повышает устойчивость гидросуспензий серы.

Был проведен сравнительный анализ устойчивости суспензий на основе товарных образцов серы производства России и образцов, полученных в наших исследованиях. Установлено, что 1% суспензии образцов России практически полностью оседают в течении 20-30 минут, в то время как суспензии наших образцов оседают на 40-60% в течение 5-7 часов.

Таким образом полученные результаты позволяют получить достаточно устойчивые и пригодные для практического использования водные суспензии гидрофилизированной серы на основе композиционных систем сера- сульфанол –NaКМЦ-диатомит и сера-сульфанол- Laponite.

Литература:

1. Тургунбай С., Омарова К.И., Мусабеков К.Б. Разработка способов получения гидрофилизированной серы //Тезисы докл. III Международного конгресса студентов и молодых ученых. «Мир науки». – Алматы, 2009, 108 с.

2 Тургунбай С., Омарова К.И., Мусабеков К.Б. Механохимическая активация процесса диспергирования серы // Вестник КазНУ, 2010, №3, С. 59-58.