ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ПИРОЛИЗНОЙ КАРБОНИЗАЦИИ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ ПОД ВЛИЯНИЕМ ВЫСОКОИНТЕНСИВНОГО СВЧ ИЗЛУЧЕНИЯ

В настоящей работе представлены результаты исследования воздействия интенсивного микроволнового излучения на высокомолекулярное органическое вещество. В качестве образцов, подвергшихся СВЧ обработке, использовались образцы целлюлозы. В целом данное исследование направлено на изучение условий и результатов пиролитической карбонизации высокомолекулярного вещества под действием СВЧ поля с целью получения высокоактивированных углематериалов. Экспериментальная обработка образцов целлюлозы проводилась в том числе на лабораторной установке микроволнового нагрева, обеспечивающей максимальные значения напряжённости электрической составляющей электромагнитного поля СВЧ волны в зоне обработки образцов. Это условие определялось не только применением в установке электродинамической системы в виде секции прямоугольного волновода, работающего на основном типе волны Н10, но и созданием режима бегущей волны в системе. Таким образом была обеспечена идентичность условий микроволновой обработки целлюлозы от образца к образцу. Для сравнения влияния различных условий на результаты карбонизации образцов целлюлозы их термообработка проводилась и в установке СВЧ нагрева камерного типа, и в установке термообработки материалов с использованием печи электросопротивления. В работе представлен сравнительный анализ полученных данных. Одной из особенностей настоящей работы является применение метода спектральной пирометрии при измерении температуры карбонизируемых образцов целлюлозы в режиме реального времени. Метод отличается отсутствием зависимости влияния излучательной способности на объекта нагреваемого результаты измерений. Исследования свойств образцов карбонизированной микроволновым и термическим способом целлюлозы были проведены с использованием методов электронной растровой микроскопии, просвечивающей электронной растровой микроскопии, энергодисперсионного и рентгенофазового анализа и анализа адсорбционной ёмкости. Результаты настоящей работы содержат новые данные об условиях протекания процессов пиролизной карбонизации высокомолекулярного органического соединения (целлюлозы) под действием сверхвысокочастотного электромагнитного поля, данные сравнительного анализа свойств углематериалов, полученных микроволновым и термическим способами. Полученные в работе данные сравнительного анализа свойств карбонизированного разными способами (микроволновым и термическим) углематериала из высокомолекулярного органического сырья подтверждают перспективность применения микроволн для целей пиролитической карбонизации. Выявлено, что одним из важных условий наиболее эффективного воздействия микроволн на карбонизируемое вещество является создание высокой напряжённости электрической составляющей электромагнитного поля в области воздействия электромагнитной волны на карбонизируемое вещество. Экспериментальная часть исследований проведена на лабораторной установке с использованием в качестве электродинамической системы, создающей такие условия, секции прямоугольного волновода, работающего на основном типе волны Н10. Эксперимент подтвердил обоснованность перспектив применения микроволн для целей пиролизной карбонизации.