ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТОВ ВЛИЯНИЯ ВЫСОКОИНТЕНСИВНОГО СВЧ ИЗЛУЧЕНИЯ НА ПРОЦЕССЫ ПИРОЛИЗНОЙ КАРБОНИЗАЦИИ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

В данной работе объектом исследований явились перспективные углеродные материалы, получаемые методом микроволнового пиролиза в газовой среде. В качестве исходного сырья для получения углематериала использовались образцы волокон высокомолекулярного органического вещества - целлюлозы. Основной целью исследования является выявление и изучение эффектов влияния микроволнового воздействия как на ход процессов пиролизной карбонизации высокомолекулярных органических соединений, так и на свойства получаемого таким способом продукта. Для лабораторного изготовления образцов использовалось как предварительно химически обработанное, так и необработанное сырьё (целлюлозный пух) с его последующей карбонизацией пиролитическим методом в инертной газовой среде. Карбонизация проводилась в реакторе из кварцевого стекла, помещённого в камеру микроволнового нагрева лучевого типа. В ходе отработки оптимальности режимов микроволновой карбонизации в СВЧ камеру помещались отражающие элементы, создающие необходимое распределение электромагнитного поля для наиболее эффективного воздействия микроволн на карбонизируемый образец. Приведён сравнительная анализ свойств полученного углематериала - химический состав, доля чистого углерода в готовом продукте по отношению к максимально возможному, наличие, состав и характер происхождения примесей. Оценка производилась с помощью электронно-зондового рентгеновского микроанализа, ЯМР анализа, электронно-микроскопических изображений карбонизированного материала. Проведена сравнительная оценка аналогичных характеристик образцов углематериала, полученного СВЧ методом и методами традиционной тепловой обработки. Проанализировано влияние режимов СВЧ карбонизации (напряжённость электрической составляющей поля, удельная мощность) на скорость прохождения пиролиза. На основе полученных данных сделаны выводы о необходимости применения специализированных электродинамических систем, создающих оптимальную напряжённость электрической составляющей электромагнитного поля (например, волноведущих структур) в области воздействия электромагнитной волны на карбонизируемое вещество. Результаты работы включают в себя новые данные о влияния микроволнового воздействия как на ход процесса пиролизной карбонизации высокомолекулярных органических соединений, так и на свойства получаемого таким способом углематериала и могут служить основой для дальнейших исследований в области изучения эффектов взаимодействия микроволн с веществом.