The object of research, development or design (in Russian) : Объектом исследования являются полимерные отходы бытового и промышленного происхождения, включая полиэтилен низкого и высокого давления, полипропилен, полистирол, поливинилхлорид (ПВХ), полиолефины, акрилонитрилбутадиенстирол (АБС) и оргстекло.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Зерттеу объектісі тұрмыстық және өнеркәсіптік полимер қалдықтары, соның ішінде төмен және жоғары тығыздықтағы полиэтилен, полипропилен, полистирол, поливинилхлорид (ПВХ), полиолефиндер, акрилонитрил бутадиен стирол (ABS) және плексигласс болып табылады.

Aim of work (in Russian) : Цель работы заключается в разработке экологически безопасных методов и технологий "зеленой" переработки полимерных отходов бытового и промышленного происхождения для их применения в энергетических системах. Программа предполагает использование инновационных подходов, таких как электропрядение и химическая переработка с применением суб- и сверхкритических жидкостей. Основная цель – содействие внедрению модели экономики замкнутого цикла, превращая отходы в ценные ресурсы.

Aim of work (in Kazakh) : Жұмыстың мақсаты – энергетикалық жүйелерде пайдалану үшін тұрмыстық және өнеркәсіптік полимерлі қалдықтарды «жасыл» өңдеудің экологиялық таза әдістері мен технологияларын әзірлеу. Бағдарлама электр иіру және суб және суперкритикалық сұйықтықтарды пайдалана отырып химиялық өңдеу сияқты инновациялық тәсілдерді қолдануды қамтиды. Негізгі мақсат – қалдықтарды құнды ресурстарға айналдыра отырып, айналмалы экономика моделін енгізуге ықпал ету.

Методы исследования (на русском) : В работе применён комплекс экспериментальных и аналитических методов для изучения физико-химических свойств, структурных преобразований и морфологии переработанных полимерных отходов. Использовались методы термогравиметрического анализа (ТГА) и дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) для оценки термостабильности и характеристик деградации полимеров. Морфология и структура углеродных материалов исследовались с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) и рентгеноструктурного анализа (XRD). Химические изменения в процессе сшивания и карбонизации оценивались методом инфракрасной спектроскопии (FTIR). Электрохимические свойства полученных углеродов и композитов изучались с использованием циклической вольтамперометрии, гальваностатического заряда-разряда и электрохимической импедансной спектроскопии. Такой комплекс методов обеспечил всестороннюю оценку влияния условий переработки на структуру и функциональные характеристики материалов, полученных из различных видов пластиковых отходов.

Методы исследования (на казахском) : Бұл зерттеуде қайта өңделген полимер қалдықтарының физика-химиялық қасиеттерін, құрылымдық өзгерістерін және морфологиясын зерттеу үшін тәжірибелік және аналитикалық әдістердің комбинациясы қолданылды. Полимерлердің термиялық тұрақтылығы мен деградация сипаттамаларын бағалау үшін термогравиметриялық талдау (TGA) және дифференциалды сканерлеу калориметриясы (DSC) қолданылды. Көміртекті материалдардың морфологиясы мен құрылымы сканерлеуші ​​электронды микроскопия (SEM) және рентгендік дифракция (XRD) көмегімен зерттелді. Айқас байланыстыру және карбонизация кезіндегі химиялық өзгерістер инфрақызыл спектроскопия (FTIR) көмегімен бағаланды. Алынған көміртектер мен композиттердің электрохимиялық қасиеттері циклдік вольтамметрия, гальваностатикалық заряд-разряд және электрохимиялық кедергі спектроскопиясы арқылы зерттелді. Әдістердің бұл үйлесімі пластикалық қалдықтардың әртүрлі түрлерінен алынған материалдардың құрылымы мен функционалдық сипаттамаларына өңдеу жағдайларының әсерін кешенді бағалауды қамтамасыз етті.

Obtained results and novelty (in Russian) : В результате проведённых исследований разработаны эффективные и воспроизводимые методы переработки различных полимерных отходов (ПЭ, ПП, ПВХ, АБС, ПММА, ПЭТ) с получением функциональных углеродных и композитных материалов для систем хранения энергии. Установлены закономерности влияния условий химического сшивания, дегидратации и карбонизации на морфологию, пористость и степень графитизации конечных продуктов. Впервые показано, что использование серной кислоты и ZnCl₂ в качестве модифицирующих агентов обеспечивает формирование пористых, частично графитизированных углеродов с высокой проводимостью и структурной стабильностью. Разработаны композитные мембраны на основе ПЭТ/Si₃N₄ с улучшенными ионно-транспортными свойствами и термостойкостью. Полученные материалы продемонстрировали высокий потенциал применения в литий- и натрий-ионных аккумуляторах, суперконденсаторах и других электрохимических устройствах нового поколения.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Жүргізілген зерттеулердің нәтижесінде энергия сақтау жүйелеріне арналған функционалды көміртекті және композиттік материалдарды алу үшін әртүрлі полимер қалдықтарын (ПЭ, ПР, ПВХ, ABS, PMMA, PET) өңдеудің тиімді және қайталанатын әдістері әзірленді. Соңғы өнімнің морфологиясына, кеуектілігіне және графиттену дәрежесіне химиялық айқаспалы байланыс, дегидратация және карбонизация жағдайларының әсер ету заңдылықтары белгіленді. Күкірт қышқылын және ZnCl₂-ды модификациялаушы агент ретінде пайдалану жоғары өткізгіштігі және құрылымдық тұрақтылығы бар кеуекті, ішінара графиттенген көміртектердің түзілуін қамтамасыз ететіні алғаш рет көрсетілді. PET/Si₃N₄ негізіндегі иондарды тасымалдау қасиеттері мен термиялық тұрақтылығы жақсартылған композиттік мембраналар әзірленді. Алынған материалдар литий- және натрий-ионды аккумуляторларда, суперконденсаторларда және басқа да жаңа буын электрохимиялық құрылғыларда пайдаланудың жоғары әлеуетін көрсетті.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Разработанные методы переработки полимерных отходов обеспечивают получение углеродных материалов с выходом 35–55 % от массы исходного сырья, что значительно превышает показатели традиционных пиролизных процессов. Оптимизация стадий химического сшивания и карбонизации позволила снизить энергозатраты на термообработку до 25–30 % за счёт уменьшения температуры и времени выдержки. Полученные углеродные материалы характеризуются удельной поверхностью 450–950 м²/г, электропроводностью до 12 См/см и стабильной структурой при длительных циклах заряда-разряда. Композитные мембраны ПЭТ/Si₃N₄ обладают пористостью 60–70 %, термостойкостью до 180 °С и высоким коэффициентом ионной проводимости. Предложенные технологии основаны на использовании доступного вторичного сырья и не требуют дорогостоящего оборудования, что обеспечивает низкую себестоимость (на 40–50 % ниже импортных аналогов) и создаёт предпосылки для промышленного внедрения процессов экологически безопасной утилизации пластиковых отходов с высокой добавленной стоимостью.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Полимер қалдықтарын қайта өңдеудің әзірленген әдістері бастапқы шикізаттың 35-55% шығымдылығымен көміртекті материалдарды береді, бұл дәстүрлі пиролиз процестерінен айтарлықтай асып түседі. Химиялық қиылысу және карбонизация кезеңдерін оңтайландыру температура мен ұстау уақытын азайту арқылы термиялық өңдеуге кететін энергия шығындарын 25–30%-ға азайтты. Алынған көміртекті материалдар 450–950 м²/г меншікті бетінің ауданымен, 12 С/см-ге дейінгі электр өткізгіштігімен және ұзақ заряд-разряд циклдерінде тұрақты құрылыммен сипатталады. PET/Si₃N₄ композиттік мембраналардың кеуектілігі 60–70%, 180°C-қа дейінгі ыстыққа төзімділігі және жоғары иондық өткізгіштігі бар. Ұсынылып отырған технологиялар жеңіл қолжетімді қайталама шикізатты пайдалануға негізделген және қымбат жабдықты қажет етпейді, арзан бағаны (импорттық аналогтардан 40–50% төмен) қамтамасыз етеді және қосылған құны жоғары пластикалық қалдықтарды кәдеге жарату бойынша экологиялық таза процестерді өнеркәсіптік енгізу үшін алғышарттар жасайды.

Level of implementation (in Russian) : не внедрено

Level of implementation (in Kazakh) : жүзеге асырылмаған

Efficiency (in Russian) : Реализация разработанных технологий продемонстрировала высокую эффективность как с научно-технической, так и с экономической точки зрения. Предложенные методы позволили перерабатывать до 90 % пластиковых отходов в ценные углеродные материалы с сохранением стабильного качества и воспроизводимости свойств. Полученные образцы показали повышение электрохимической эффективности на 20–35 % по сравнению с углеродами, полученными традиционным пиролизом. Снижение энергозатрат на процесс карбонизации и исключение токсичных реагентов обеспечили экологическую безопасность и сокращение выбросов углекислого газа на 25–30 %. Использование доступного местного сырья и простых технологических стадий делает процесс экономически целесообразным для промышленного масштабирования, а себестоимость конечных материалов — конкурентоспособной на международном уровне. Разработанные технологии способствуют реализации принципов «зелёной» экономики и переходу к замкнутому циклу переработки отходов в Казахстане.

Efficiency (in Kazakh) : Жасалған технологияларды енгізу ғылыми-техникалық және экономикалық тұрғыдан жоғары тиімділікті көрсетті. Ұсынылған әдістер тұрақты сапа мен қайталанатын қасиеттерді сақтай отырып, пластикалық қалдықтардың 90%-ға дейін бағалы көміртекті материалдарға қайта өңдеуге мүмкіндік берді. Алынған үлгілер дәстүрлі пиролиз арқылы алынған көміртегімен салыстырғанда электрохимиялық тиімділіктің 20-35%-ға артқанын көрсетті. Карбонизация процесі үшін энергия шығынын азайту және улы реагенттерді жою экологиялық қауіпсіздікті және көмірқышқыл газының шығарындыларын 25-30% азайтуды қамтамасыз етті. Жеңіл қолжетімді жергілікті шикізатты және қарапайым технологиялық қадамдарды пайдалану процесті өнеркәсіптік ауқымды ұлғайту үшін экономикалық тұрғыдан тиімді етеді және соңғы материалдардың құны халықаралық деңгейде бәсекеге қабілетті. Әзірленген технологиялар жасыл экономика қағидаттарын енгізуге және Қазақстанда қалдықтарды қайта өңдеудің жабық жүйеге көшуіне ықпал етеді.

Field of application (in Russian) : Разработанные углеродные и композитные материалы из полимерных отходов находят широкое применение в области современной энергетики и функциональных материалов. Основное направление — использование в качестве анодных и катодных компонентов литий- и натрий-ионных аккумуляторов, а также в суперконденсаторах и гибридных системах накопления энергии. Пористые углеродные структуры и композиты на основе ПЭТ/Si₃N₄ могут применяться в качестве сепараторов и токопроводящих добавок в электрохимических устройствах. Кроме того, полученные материалы перспективны для использования в качестве адсорбентов, катализаторных носителей, фильтрующих элементов и функциональных покрытий. Технология переработки пластмасс может быть внедрена на предприятиях химической, нефтегазовой, энергетической и перерабатывающей промышленности, обеспечивая экологически безопасную утилизацию отходов и получение продукции с высокой добавленной стоимостью.

Field of application (in Kazakh) : Полимер қалдықтарынан жасалған көміртекті және композиттік материалдар қазіргі заманғы энергетикалық және функционалдық материалдарда кеңінен қолданылады. Олардың негізгі қосымшалары литий-иондық және натрий-иондық аккумуляторларда, сондай-ақ суперконденсаторлар мен гибридті энергия сақтау жүйелерінде анод және катод компоненттері ретінде пайдалануды қамтиды. Кеуекті көміртекті құрылымдар мен PET/Si₃N₄ негізіндегі композиттерді электрохимиялық құрылғыларда сепараторлар мен өткізгіш қоспалар ретінде пайдалануға болады. Сонымен қатар, алынған материалдар адсорбенттер, катализатор тіректері, сүзгі элементтері және функционалды жабындар ретінде уәде береді. Пластмассаларды қайта өңдеудің бұл технологиясын химия, мұнай-газ, энергетика және өңдеу өнеркәсібінде енгізуге болады, бұл қалдықтарды экологиялық таза кәдеге жаратуды және жоғары қосылған құны бар өнімдерді өндіруді қамтамасыз етеді.