ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение......................................................3
Глава 1. Обзор литературы......................................6
1.1 История применения антифризов...........................7
1.2 Классификация, структура и состав антифризов...........13
1.3 Антифризы на основе солей и области их применения......21
1.4 Антифризы на основе органических соединений
и области их применения.................................30
1.5 Требования, которым должны отвечать образцовые охлаждающие жидкости (антифризы)..............................44
1.6 Преимущества и недостатки современных антифризов.......50
Глава 2. Методы исследований..................................58
Глава 3. Результаты исследований..............................69
Глава 4. Обсуждение результатов исследований..................90
Общие выводы по работе........................................94
Библиографический список......................................96
Приложения...................................................102
3
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Современные промышленность и производства широко используют теплообменные аппараты. Во многих теплообменных аппаратах в качестве теплоносителей используются низкозамерзающие жидкости-антифризы. В большинстве случаев антифризы применяются для охлаждения, например: в двигателях внутреннего сгорания, системах охлаждения при производстве и хранении пищевых продуктов (пивная и молочная промышленность) и т.д. Так же целесообразно использование антифризов для нагревания, отопительные системы железнодорожных вагонов, автомобилей, жилых объектов.
В настоящее время в большинстве случаев в качестве охлаждающей жидкости используются антифризы, основу которых составляет этилен гликоль. Эти-ленгликолсвые антифризы, используемые на протяжении многих лет, хорошо зарекомендовали себя в качестве теплоносителей, но они имеют ряд существенных недостатков: высокая токсичность, пожароопасность, взрывоопасность, высокая вязкость при низких температурах, повышение температуры замерзания при концентрировании.
Наряду с антифризами, имеющими органическую основу, известны и применяются во многих областях промышленности солевые антифризы. Они, как правило, менее токсичны, но также имеют ряд недостатков: отложение солей при концентрировании, невозможность использования в двигателях внутреннего сгорания, недостаточно широкий температурный диапазон использования.
В последнее время повсеместно проводятся исследования с целью улучшения эксплуатационных характеристик охлаждающих жидкостей, а в связи с ухудшающейся экологической обстановкой и повышающимися экологическими требованиями - для уменьшения токсичного воздействия на человека и окружающую среду |27].
Можно выделить два основных направления научных исследований, которые проводятся для достижения этой цели:
11
сам по себе жидкость, которая кипит при 197°С. Присадки, добавляемые в эти антифризы, обеспечивают в течение 2-3 лет достаточную защиту от коррозии металлов, из которых изготовлен радиатор и части двигателя, омываемые антифризом. Резиновые шланги и сальники слегка набухают в качественных антифризах, что обеспечивает отсутствие подтекания. Свойства этиленгликолевых антифризов предусмотрены ГОСТом 28084-89, который практически не отличается от соответствующих стандартов США и стран Европы.
Но этиленгликоль весьма ядовит. Это не очень опасно, если антифриз циркулирует в замкнутой системе охлаждения. Однако если система не герметична, то пары этого вещества попадают в кабину автомобиля или, что часто наблюдается, жидкость из прохудившейся печки или неисправного краника капает на ноги водителю. До 1930 года о токсичности этилен гликоля сведений почти не было, и поэтому его стали использовать в косметике в качестве растворителя или для приготовления различных микстур и мазей. В результате употребления этих препаратов в 1937 году в США наблюдались массовые отравления, которые протекали с явлениями нейротоксикоза и иногда заканчивались смертью.
В отечественной литературе первое сообщение о смертельном отравлении этиленгликолем было опубликовано в 1940 году. Это вещество при вдыхании паров или в результате всасывания через кожу разрушает нервную систему, почки и печень. Постоянное вдыхание паров этиленгликоля вызывает у женщин нарушения менструального цикла, а у мужчин - импотенцию [12, 27].
При проливании этиленгликолевых антифризов на землю растения погибают и на этом месте трава, например, начинает расти лишь через 2 года. Поэтому в технической документации (в частности в упомянутом выше ГОСТе) на антифризы указано, что сливать отработанный антифриз на землю нельзя, следует его собирать в специальные ёмкости и отправлять на регенерацию. Однако в России это правило игнорируется, а в Германии, где это правило соблюдается, на переработку посту пает лишь 40% антифриза от исходного количества, залитого в машины.
12
Всё сказанное выше вызвало большое число исследований, направленных на поиск антифризов, лишённых недостатков, присущих этиленгликолевым антифризам. Эти исследования продолжаются, и в настоящее время уже известны рецептуры новых типов антифризов. Разработаны рецептуры антифризов, в которых токсичный этиленгликоль заменён на почти безвредный пропиленгли-коль (1,2-пропандиол).
Пропиленгликоль, в отличие от этиленгликоля, практически не токсичен, не опасен при вдыхании паров и случайном приёме внутрь. Токсичность пропи-ленгликоля и глицерина одного и того же порядка. В США пропиленгликоль с 1942 года признан безопасным для применения в пищевых продуктах, фармацевтических и косметических препаратах [20]. В Германии такой антифриз уже выпускают крупные фирмы под названием «Ангифроген-Л» и используют его в первую очередь там, где этиленгликолевые антифризы применять опасно: как хладоноситель в промышленных холодильниках для хранения пищевых продуктов и как теплоноситель для обогрева коттеджей, церквей и закрытых стадионов. Позже пропиленгликолевые антифризы стали заливать в автобусы и легковые автомобили. Антифриз на основе пропиленгликоля в США выпускается под называнием «Sierra» и сейчас около 90% американских автомобилей используют пропиленгликолевые антифризы [77|.
Пропиленгликоль примерно в два-три раза дороже этилен гликоля, имеет большую вязкость и соответственно несколько худшие теплофизические свой-
эти недостатки компенсиру-
В настоящее время, наряду с пропиленгликолевыми, разработаны рецептуры и внедряются в производство антифризы на основе смесей этилен гликоля и диэтиленгликоля, этиленгликоля и пропиленгликоля, этиленгликоля и этил-карбитола (этилового эфира диэтиленгликоля). Эти охлаждающие жидкости содержат в своём составе ядовитый этиленгликоль, концентрации которого уменьшены и менее токсичный или не токсичный второй компонент. Антифри-
- Київ+380960830922