name: Разработка научных и технологических основ получения сложных эфиров пентаэритрита
keyword_list: энтальпии испарения смазочные материалы этерификация карбоновые кислоты Пентаэритрит
abstract: Сложные тетраэфиры пентаэритрита и одноосновных карбоновых кислот различного строения в силу особенностей структуры (наличие четвертичного углеродного атома в молекуле) обладают высокой термостабильностью, влагоустойчивостью, химической стойкостью и рассматриваются как ценное потенциальное сырье в производстве пластификаторов и базовой основы синтетических смазочных масел пятой группы. На настоящий момент имеются литературные и практические данные по тетраэфирам пентаэритрита, однако, как показывает анализ, эти данные часто противоречат друг другу, что вероятнее всего связано с чистотой используемых образцов. Цель работы заключалась в создании основ отечественной технологии получения высокочистых сложных эфиров пентаэритрита и карбоновых кислот нормального и изостроения С2-С10; исследование ряда физико-химических свойств синтезированных тетраэфиров. В результате проведения диссертационного исследования были созданы основы отечественной технологии получения высокочистых сложных эфиров пентаэритрита и карбоновых кислот нормального и изостроения С2-С10, что позволяет сделать следующие выводы:
  1. Впервые проведены комплексные исследования процессов термической этерификации пентаэритрита карбоновыми кислотами С2 – С10 линейного и изо- строения с получением 13 тетраэфиров пентаэритрита. Установлено, что при использовании оптимального режима: температурный интервал 110-1500С, мольное соотношение пентаэритрит: кислота = 1 : 8, в присутствии растворителя (толуол, ксилол в количестве 25-30% (масс.) от реакционной массы) существенно снижается образование побочных продуктов по сравнению с известными вариантами каталитической этерификации, что позволяет увеличить выход продуктов до 97% (конверсия ПЭ 100%, селективность по тетраэфирам ≥90%), время синтеза составляет 12-40 часов. в зависимости от строения кислоты, что связано с влиянием стерических затруднений при увеличении степени разветвленности и длины скелета карбоновой кислоты, особенно сильно проявившихся для масляной и пивалевой кислот. Использование приведенных условий позволило через стадии выделения и очистки получить продукты с чистотой не менее 99% (масс.).
  2. Впервые на модельной системе изучены кинетические характеристики синтеза моно-, ди-, три- и тетраэфиров пентаэритрита и масляной кислоты. Установлено, что при t = 110-1500C соотношение скорости образования эфиров соответственно равно: 2:1:0,4:0,1. Наблюдаемая энергия активации образования тетрабутирата пентаэритрита составила 54.9±7.9 кДж/моль.
  3. Сравнительные кинетические исследования процессов этерификации пентаэритрита кислотами различного строения позволили впервые получить количественную интерпретацию известных теоретических положений о влиянии структуры на скорость синтеза тетраэфиров пентаэритрита (наблюдаемые начальные скорости реакции второго порядка (моль/(л∙мин)): тетрабутират – (0.2÷0.3) ∙ 10-3; тетравалериат – (0.6÷0.65) ∙ 10-3; тетракапроат – 0.7 ∙ 10-3; тетрагептаноат – (0.7÷0.75) ∙ 10-3. Тетраизобутират – (0.2–0.26)×10–3; тетраизовалериат – (0.6)×10–3; тетрапивалат – 0.09×10–3; тетра-2-этилгексаноат – 0.17–0.175)×10–3.).
  4. Впервые определены характеристики сорбции (индексы удерживания, энтальпии сорбции для 39 моно-, ди-, три- и тетраэфиров пентаэритрита и кислот С2-С7 различного строения. Для 9 тетраэфиров в температурном интервале 332-432 К определены давления насыщенных паров и на их основе рассчитаны Δ_vap 〖H_298〗^о. 
  Для 13 синтезированных эфиров определены температуры кристаллизации и температурно-вязкостные характеристики. Оценка ключевых качественных показателей подтверждает возможность использования в качестве пластифицирующих композиций, и в качестве компонентов смазочных масел.
  5. Предложена принципиальная технологическая схема синтеза и выделения целевых продуктов.
chairman_dissertation_council.name: Иван
chairman_dissertation_council.surname: Новаков
chairman_dissertation_council.patronymic: Александрович
chairman_dissertation_council.position: президент ВолгГТУ
chairman_dissertation_council.degree: Доктор химических наук
chairman_dissertation_council.rank: Академик
chairman_dissertation_council.wos_research_id: I-4668-2015
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 7003436556
chairman_dissertation_council.rinc_id: 45146
chairman_dissertation_council.orcid: 0000-0002-0980-6591
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Александр
organization_supervisor.surname: Навроцкий
organization_supervisor.patronymic: Валентинович
organization_supervisor.position: ректор
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 61.37.01
rubrics.name: Общие вопросы
oecds.code: 02.04.II
oecds.name: ENGINEERING, CHEMICAL
speciality_codes.name: Технология органических веществ
speciality_codes.code: 2.6.10.
supervisors.fio: Красных Е. Л.
supervisors.scientific_degree: Доктор химических наук
supervisors.speciality_code: Физическая химия
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Фролкова А. К.
opponents.scientific_degree: Доктор технических наук
opponents.speciality_code: Технология органических веществ
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Буланова А. В.
opponents.scientific_degree: Доктор химических наук
opponents.speciality_code: Аналитическая химия
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: ФГБОУ ВО "ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ", ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ, ВОЛГГТУ
protection_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ"
protection_organization.ogrn: 1023403440818
protection_organization.supervisor_name: АЛЕКСАНДР
protection_organization.supervisor_surname: НАВРОЦКИЙ
protection_organization.supervisor_patronymic: ВАЛЕНТИНОВИЧ
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения
author_organization.short_name: ФГБОУ ВО "САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ", ФГБОУ ВО "САМГТУ", САМГТУ, САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ, "САМАРСКИЙ ПОЛИТЕХ"
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ"
author_organization.ogrn: 1026301167683
author_organization.supervisor_name: ДМИТРИЙ
author_organization.supervisor_surname: БЫКОВ
author_organization.supervisor_patronymic: ЕВГЕНЬЕВИЧ
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения