Введение к работе
Актуальность работы. Обострение экологической ситуации в нашей стране за последние годы связано с резким увеличением автомобильного парка. В городах - крупных промышленных центрах - повышенное содержание вредных примесей в воздушном бассейне ( в первую очередь, оксидов углерода, азота, серы), обусловлено их выделением с выхлопными газами автомобилей. Сведение к минимуму вредных примесей с отработанными газами является актуальной задачей.
Одним из основных направлений решения этой задачи является повышение качества моторных топлив с помощью различного рода присадок. Используемый достаточно давно для этих целей тетраэтилсвинец (ТЭС) практически исчерпал себя ввиду высокой токсичности ТЭС и продуктов сгорания бензинов с его добавкой. Поэтому встает задача поиска антидетонационных присадок, безопасных в экологическом отношении и доступных в технологическом плане.
Использование ферроцена (Fee) для этих целей известно со времени его открытия (1952 год). Однако достаточно высокий технологический эффект при его использовании достигается при повышенном содержании Fee в бензинах (0.1% и более). Это приводит к резко отрицательным последствиям его применения - износ двигателя ( прежде всего цн-линдропоршневой группы) из-за абразивного действия оксидов железа, образующихся при сгорании Fee, ухудшение работы свечей зажигания из-за увеличения нагарообразования на них.
Свойства ферроцена, в том числе и антидетонационные, можно изменять в достаточно широких пределах, варьируя природу заместителей в пятичлекных кольцах Fee. Однако систематические исследования в этом направлении не проводились.
Цель работы заключалась в следующем: исследование антидетонационных свойств широкого ряда производных ферроцена (32 соединения, многие из которых были синтезированы впервые);
выбор на основе критического анализа наиболее эффективного и в то же время достаточно доступного соединения; этим критериям соответствовал (а-гидроксиизопрпил) ферроцен (или диметилферроценилкарбинол) - ФК-4;
исследование технологической эффективности ФК-4 в композициях с другими присадками, используемыми для этих целей;
изучение важных в технологическом отношении физико-химических свойств ФК-4 в различных средах.
Научная новизна. Впервые проведен системный анализ влияния природы заместителей в пятичленных кольцах ферроцена на антидетонационные свойства соответствующих. Показана высокая эффективность использования ФК-4 в качестве антидетонационной присадки в композициях с другими добавками, используемыми для этих целей, а также в качестве антидымной присадки для дизельных топлив. Определены в широком температурном и концентрационном интервале в различных средах растворимость ФК-4, плотность, вязкость, тепловые эффекты растворения ФК-4, окисл"'гельно-ро'хтан"вительньц. свойства ^і>1\-''.
Практическая ценность работы. Полученные результаты позволили рекомендовать ФК-4 для промышленного использования в производстве высокооктановых моторных топлив, а также в качестве антидымной присадки к дизтопливам. В настоящее время АО АНПЗ полностью перешел на выпуск бензинов с ФК-4. Данные о физико-химических свойствах ФК-4 позволили выбрать оптимальную технологическую схему производства ФК-4, приготовления концентратов ФК-4 и высокооктановых бензинов.
Апробация работы И публикации. Результаты диссертационной работы докладывались на Российской конференции «Химия и применение неводных растворов» (Иваново, 1993 г.), VI Международной конференции «Проблемы сольватации и комплексообразования в растворах» (Иваново, 1995 г.), Международной конференции «Теория и практика процессов сольватации и комплексообразования в смешанных растворителях» (Красноярск, 1996 г.), XIV Международной конференции по химической термодинамике (Япония, Осака,
1996 г.). Основное содержание работы опубликовано в 9 статьях и тезисах российских и международных конференций, и также защищено четырьмя патентами российской федерации.
Структура работы. Диссертация состоит из введения, двух глав, посвященных ис-следованию«антидетонационных свойств ФК-4 и изучению физико-химических свойств ФК-4 в различных средах, соответственно, выводов и списка используемой литературы. Диссертация изложена на 119 страницах, включая 37 таблиц и 16 рисунков. Библиография содержит 135 наименований.