Inventory number IRN Number of state registration
0324РК00921 AP23483880-KC-24 0124РК00346
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Краткие сведения Gratis Number of implementation: 0
Not implemented
Publications
Native publications: 0
International publications: 0 Publications Web of science: 0 Publications Scopus: 0
Patents Amount of funding Code of the program
0 33127390 AP23483880
Name of work
Устойчивая переработка пластиковых отходов для хранения энергии
Type of work Source of funding Report authors
Applied Нурпейсова Арайлым Ахметбекқызы
0
1
1
0
Customer МНВО РК
Information on the executing organization
Short name of the ministry (establishment) Нет
Full name of the service recipient
Товарищество с ограниченной ответственностью "Институт аккумуляторов"
Abbreviated name of the service recipient ТОО "Институт аккумуляторов"
Abstract

Объектом исследования является процесс электропрядения для формирования нановолоконных структур на основе полиэтилентерефталата (ПЭТ).

Зерттеу объектісі – полиэтилентерефталат (ПЭТ) негізіндегі наноталшықты құрылымдарды қалыптастыру үшін электроспинингтік процесс.

Целью работы является оптимизация условий электропрядения для получения волокон с высокой однородностью, минимальным диаметром и необходимой пористостью, что достигается за счёт подбора напряжения, скорости подачи раствора и других параметров процесса. Также изучается влияние органических растворителей (гексафтороизопропанола и дихлорметана) на растворимость и гомогенность ПЭТ-раствора, что позволяет создавать стабильные волокнистые структуры с минимальными дефектами.

Жұмыстың мақсаты кернеуді, ерітінді беру жылдамдығын және басқа да технологиялық параметрлерді таңдау арқылы қол жеткізілетін жоғары біркелкі, минималды диаметрі және қажетті кеуектілігі бар талшықтарды алу үшін электроспиндік жағдайларды оңтайландыру болып табылады. Органикалық еріткіштердің (гексафтороизопропанол және дихлорметан) ПЭТ ерітіндісінің ерігіштігі мен біртектілігіне әсері де зерттелуде, бұл ең аз ақаулары бар тұрақты талшықты құрылымдарды жасауға мүмкіндік береді.

В исследовании использованы методы экспериментального электропрядения и сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) для анализа структуры и морфологии полученных нановолокон. В ходе экспериментов изменялись ключевые параметры процесса — напряжение, скорость подачи раствора и температура растворения, чтобы выявить их влияние на однородность и диаметр волокон. СЭМ-изображения использовались для детального анализа качества волокон, включая их диаметр, пористость и наличие дефектов, таких как агломераты и зернистые пленки, которые могли негативно сказаться на структуре материала.

Зерттеу нәтижесінде алынған наноталшықтардың құрылымы мен морфологиясын талдау үшін эксперименттік электроспиннинг және сканерлеуші ​​электронды микроскопия (SEM) әдістері қолданылды. Тәжірибелер кезінде талшықтың біркелкілігі мен диаметріне әсерін анықтау үшін процестің негізгі параметрлері - кернеу, ерітінді беру жылдамдығы және еріту температурасы өзгертілді. SEM кескіндері талшықтардың сапасын, оның ішінде диаметрін, кеуектілігін және материалдың құрылымына теріс әсер ететін агломераттар мен түйіршікті қабықшалар сияқты ақаулардың болуын егжей-тегжейлі талдау үшін пайдаланылды.

Полученные результаты показали, что оптимальные условия для электропрядения ПЭТ включают напряжение 19 кВ и скорость подачи раствора 1 мл/ч, что обеспечивает высокую однородность и минимальный диаметр волокон. Также установлено, что повышение температуры до 50°C значительно ускоряет процесс растворения ПЭТ и обеспечивает более однородную структуру раствора, необходимую для формирования стабильных нановолокон. Новизна исследования заключается в подборе и обосновании оптимальных условий растворения и электропрядения, которые позволяют получать нановолокна из ПЭТ с улучшенной структурной однородностью и минимальным количеством дефектов.

Нәтижелер ПЭТ электроспиннингтің оңтайлы шарттарына кернеуі 19 кВ және ерітінді ағынының жылдамдығы 1 мл/сағ болатынын көрсетті, бұл жоғары біркелкі және талшықтың минималды диаметрін қамтамасыз етеді. Сондай-ақ, температураны 50°С-қа дейін арттыру ПЭТ-тің еру процесін айтарлықтай жеделдететіні және тұрақты наноталшықтардың түзілуіне қажетті ерітінді құрылымының біркелкі болуын қамтамасыз ететіні анықталды. Зерттеудің жаңалығы құрылымдық біртектілігі жақсартылған және ақаулардың ең аз санымен ПЭТ наноталшықтарын алуға мүмкіндік беретін оңтайлы еріту және электроспиндік жағдайларды таңдау және негіздеу болып табылады.

Основные конструктивные показатели включают использование напряжения 19 кВ, расстояния 12 см между соплом и коллектором, а также скорости подачи раствора 1 мл/ч для формирования высококачественных нановолокон. Оптимизация температуры растворения до 50°C позволила сократить время подготовки раствора до 15 минут, что снижает энергозатраты и повышает производительность процесса. Сокращение времени растворения и улучшение однородности волоконных структур обеспечивают более стабильное качество продукции, что способствует экономической эффективности за счёт уменьшения количества брака и повышения выхода годных волокон.

Дизайндың негізгі параметрлері 19 кВ кернеуді, саптама мен коллектор арасындағы 12 см қашықтықты және жоғары сапалы наноталшықтарды қалыптастыру үшін ерітінді ағынының 1 мл/сағ жылдамдығын пайдалануды қамтиды. Еріту температурасын 50°C дейін оңтайландыру ерітінді дайындау уақытын 15 минутқа дейін қысқартты, бұл энергия шығындарын азайтады және процесс өнімділігін арттырады. Еріту уақытының қысқаруы және талшық құрылымдарының жақсартылған біркелкілігі өнімнің неғұрлым дәйекті сапасын қамтамасыз етеді, бұл сынықтарды азайту және талшық шығымдылығын арттыру арқылы үнемділікке ықпал етеді.

не внедрено

жүзеге асырылмаған

На данном этапе эффективность проекта подтверждена успешным достижением целевых параметров нановолокон, включая их однородность и минимальный диаметр. Оптимизация условий растворения и электропрядения позволила сократить время на подготовку раствора и снизить расход материалов, что улучшает экономическую сторону процесса. Кроме того, стабильность и качество получаемых волокон демонстрируют потенциал для масштабирования технологии, что подтверждает целесообразность и устойчивость проекта на текущем этапе исследований.

Бұл кезеңде жобаның тиімділігі наноталшықтардың мақсатты параметрлеріне, оның ішінде олардың біркелкілігі мен минималды диаметріне сәтті қол жеткізумен расталады. Еріту және электр иіру шарттарын оңтайландыру ерітіндіні дайындау уақытын қысқартуға және материалды тұтынуды азайтуға мүмкіндік берді, бұл процестің экономикалық жағын жақсартады. Сонымен қатар, алынған талшықтардың тұрақтылығы мен сапасы технологияны кеңейту әлеуетін көрсетеді, бұл зерттеудің қазіргі кезеңінде жобаның орындылығы мен тұрақтылығын растайды.

Область применения данного проекта охватывает разработку инновационных материалов на основе переработанных пластиковых бутылок для использования в системах хранения энергии, что способствует повышению их эффективности и экологической безопасности. Эти материалы могут применяться в различных энергетических устройствах, включая портативные электроники и электромобили, обеспечивая устойчивое использование ресурсов и снижение углеродного следа

Бұл жобаның көлемі энергия сақтау жүйесінде пайдалану үшін қайта өңделген пластик бөтелкелер негізінде инновациялық материалдарды әзірлеуді қамтиды, бұл олардың тиімділігі мен қоршаған ортаға зиянсыздығын арттырады. Бұл материалдар ресурстарды тұрақты пайдалануға және көміртегі ізін азайтуға мүмкіндік беретін портативті электрониканы және электр көліктерін қоса алғанда, әртүрлі энергетикалық құрылғыларда қолданылуы мүмкін

UDC indices
541.13(075.8), 621.321
International classifier codes
31.15.33; 44.41.29;
Key words in Russian
устойчивость; пластиковые отходы; переработка; хранение энергии; металл-ионные аккумуляторы;
Key words in Kazakh
тұрақтылық; пластик қалдықтары; қайта өңдеу; энергия сақтау; металл-иондық батареялар;
Head of the organization Умиров Нуржан Бердалыевич PhD in Advanced Energy Materials Engineering / -
Head of work Нурпейсова Арайлым Ахметбекқызы PhD or Dr. / Ассоциированный профессор (доцент) по специальности "Инжиниринг материалов"