Пиротехническая химия
Главная Начинающим пиротехникам Статьи Добавить статью Добавить материалы на сайт Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги в помощь
Военная история Изготовление и применение ВВ Пиротехника в военном деле Разное по пиротехнике Физика в пиротехнике Химия ВВ и составов
Новые книги
Яковлев Г.П. "122 мм самоходная пушка образца 1944 г." (Военное дело)

Суворов С. "Бронированная машина пехоты БМП -3 часть 1" (Военное дело)

Суарес Г. "Тактическое преимущество " (Военное дело)

Стодеревский И.Ю. "Автобиография записки офицера спецназа ГРУ " (Военное дело)

Соколов А.Н. "Альтернатива. Непостроенные корабли Российского императорского флота" (Военное дело)
Теоретические основы технологии горючих ископаемых - Глушенко И.М.
Глушенко И.М. Теоретические основы технологии горючих ископаемых: Учебник для вузов — M.: Металлургия, 1990. — 296 c.
Скачать (прямая ссылка): glushenko.djvu
Предыдущая << 1 .. 48 49 50 51 52 53 < 54 > 55 56 57 58 59 60 .. 127 >> Следующая

Модель ТГИ высокой степени химической зрелости (антрацитов) имеет высокоупорядоченную структуру ароматических решеток с локальными графитовыми областями (рис. 50). Они почти не имеют гетероатомов. Термически стойкие поперечные ковалентные связи обусловливают трудность графитации, которая может быть достигнута лишь при температурах > 2000°С. Высокая степень упорядоченности

н,о-но

OHH1O

Рис. 48. Структурная модель вещества угля низких стадий зрелости

ОН

ОН о

Рис. 49. Структурная модель вещества угля средней стадии зрелости

углерода не позволяет ТГИ этого типа-превращатеся при термической обработке в пластическое состояние.

Для характеристики химического строения органической массы углей необходимо также рассмотрение вопроса о межмолекулпрном упорядочении, т.е. об организации надмолекулярных структур. На процесс межмолекулярного упорядочения путем взаимного сближения и взаимной упаковки ароматических конденсированных систем оказывают значительное влияние гидроароматические и гетероциклические структуры, а также концевые атомные группы вследствие стери-ческих затруднений.

Ароматические атомы в ряду зрелости углей от бурого до коксующихся по объему составляют 0,4-0,6 объема структурных единиц. Это указывает на то, что ароматические ядра в структурных единицах сильно экранированы, что препятствует их укладке в турбостратные пакеты.

В широком ряду катагенетической зрелости от бурых до жирных углей, как показывают дифрактограммы (рис. 51), структурные группировки между атомами углерода в конденсированном ядре взаимно не упорядочены. 120

Рис. 50. Структурная модель вещества угля высокой стадии зрелости Рис. 51. Дифрактограммы углей ряда зрелости с C^f1 H0:

1 - 71, 0,45; 2 - 78, - 0,6; 3 - 84, ~ 1,0; 4 - 88, ~ 1,5; 5 - 90,5,- 1,85; В- 92,8, ~ 2,5; 7 - 96,5, ~ 6,2

Широкий максимум на дифрактограмме при s — 24 пм указывает на большие расстояния (> 400 пм) между атомами разных структурных единиц. Дифракционный максимум 002 на дифрактограмме, соответствующий двухмерной турбостратной структуре кристаллитов, появляется лишь для углей стадии катагенеза, начиная с жирных, и усиливается для углей более высоких стадий зрелости. Это позволяет некоторым авторам трактовать эти изменения как процесс дифференциации структурных единиц. За счет отщепления боковых заместителей они становятся более однородными и более подвижными. В результате создаются условия их взаимного упорядочения, и в угольной, массе

возникает новая фаза, отличающаяся по плотности? стабильности и внутренней энергии.

В турбостратные структуры упорядочиваются шесть-семь ароматических кластеров с межплоскостным расстоянием 344—348 ям и средним межатомным расстоянием в аморфной фазе от 400 —500 пм (рис. 52) поэтому органическая масса углей средних стадий зрелости представ ляет собой своеобразную двухфазную дисперсионную систему с аморф ной матрицей и турбостратной кристаллической фазой. В тощем угл кристаллиты слабо взаимосвязаны и поэтому происходит быстры рост надмолекулярного упорядочения, называемого текстурой. В антра цитах пакеты из небольшого количества ароматических слоев срастаются в большие макромолекулы, а аморфная фаза практически исчезает. Появляется анизотропия отражательной способности, соответствующая анизотропии в расположении пакетов ароматических слоев.

Большинство исследователей сходится во мнении, что структурные^ единицы представляют собой достаточно большие блоки с молекулярной массой 2000—3000 и выше. Они включают от 3 до 10 наиболее типичных первичных структур, названных кластерами, с молекулярной массой 250—300 и характерные связи между ними.

Наличие в углях разнообразных функциональных групп с участием гетероатомов (О, N, S) и атомов углерода с различной гибридизацией валентных электронов обусловливает в структуре макромолекул их веществ неравномерность распределения электронной плотности, поэтому большую роль играют электронодонорно-акцепторные взаимо-

действия, создающие водородные^ связи ti валентные мостич-ные связи типа эфирных и мети леновых.

VII

Рис. 52. Принципиальная схема стр ния углей:

/ _ бурого; // — жидкого; /// — ко

сового; Vl — тощего; V — антрацита регионального метаморфизма; Vl -антрацита термального "метаморфизма. Петрографические составляющие; VII — липтинит; VIII - инер-тин ИТ.

Элементы угольной макромолекулы: / — ароматическое ядро структурной единицы; 2 — концевая группа; 3 — гидроароматическая структура

К электронодонорам относят структурные фрагменты в углях, содержащие: атомы кислорода в гидроксильной, карбонильной и карбоксильных группах, в фуреновом кольце атомы азота в пяти- и шестичленных кольцах и аминных группировках; атомы серы в соединениях типа тиофена и тиола.

Электроноакцепторные свойства может проявлять атом водорода в фенолах, кислотах, аминах, пирроле и тиоле, а также связь ароматических, гидроароматических и пиридиновых колец.

Органическая масса углей, согласно концепции С.Г.Гагарина и А.А.Кричко, состоит из набора макромолекул различного химического состава. Отдельные структурные единицы, накладываясь друг на друга, образуют трехмерную структуру самоассоциированного мультимера. Самоассоциированный мультимер органической массы угля состоит из набора макромолекул различного химического состава, соединенных между собой множеством связей невалентного характера, главным образом, электронодонорно-акцепторные взаимодействия, в том числе и водородные связи. Структурные единицы обладают различным набором участков, проявляющих электронодонорные свойства и электроноакцепторные свойства, что зависит от состава функциональных групп и их окружения, а также от степени ароматичности макромолекул. Глобулы самоассоциированного мультимера имеют диаметр для углей средних стадий зрелости 2,3 нм. Молекулярная масса ее оценивается величиной в 10000 а.е.м.
Предыдущая << 1 .. 48 49 50 51 52 53 < 54 > 55 56 57 58 59 60 .. 127 >> Следующая
Реклама
 
 
Авторские права © 2010 PiroChem. Все права защищены.