Аминоальдегидные смолы
Введение
Синтез высокомолекулярных соединений представляет собой процесс соединения многих молекул индивидуальных химических веществ (мономеров) нормальными химическими связями в единую макромолекулу полимера.Реакция образования полимера,протекающая без выделения других химических соединений называется реакцией полимеризации. Превращение мономеров в полимеры, сопровождающейся выделением побочных продуктов носит название поликонденсации. Высокомолекулярные органические соединения,на основе которых изготавливают большинство пластмасс,также называют смолами. К группе поликонденсационных смол относят полиэфирные,получаемые путем конденсации многоосновных кислот с многоатомными спиртами,фенолформальдегидные и другие.На основе феноло-формальдегидных смол изготовляют пластические массы,называемые фенопластами. Все пластические массы по составу делят на простые и сложные.Простые пластмассы состоят в основном из связующего,иногда с добавлением небольшого количества вспомогательных веществ (краситель,смазка и др.).В состав большинства пластмасс кроме связующего,входят и др.).Такие пластмассы носят название название сложных и композиционных. Прессматериалы называют композиции на основе высокополимерных продуктов (искуственных смол,эфиров целлюлозы,битумов) из которых различными методами формирования (прямое прессование,литье) изготавливают разнообразные изделия.
Термореактивные прессматериалы
Прессматериалы,содержащие смолы,которые отверждаются в процессе прессования изделий,называют термореактивными. В результате отверждения связующего вещества изделие приобретает механическую прочность уже в прессформе при температуре прессования и теряет способность размягчаться при повторном нагревании: смола в отвержденом изделии неспособна плавится и растворятся.Такой процесс отверждения необратим. К термореактивным относятся прессматериалы типа фенопластов,аминопластов содержащие главным образом поликонденсационные смолы. Прессматериалы называемые термопластичными или термопластами содержат,связующие вещества не отверждающие в процессе прессования или литья изделий.В этом случае изделия приобретают механическую прочность только после некоторого охлаждения в прессформе. Для изготовления фенопластов в качестве связующего применяют феноло-формальдегидные смолы,а также смолы,получаемые при частичной замене фенола другими веществами (анилин и др.) и частичной или полной замене формальдегида другими альдегидами (фурфурол и др).
4.1 Виды смол
В зависимости от соотношения между фенолом и формальдегидом примененного катализатора (кислый,щелочной) и условий реакций смолообразования получаются смолы двух типов - новолачные и резольные. Новолачные смолы сохраняют способность плавится и растворятся после многократного нагревания до температуры,принятой при прессовании изделий из фенопластов.Резольные смолы при повышенной температуре,а при длительном хранении даже при обычной температуре переходят в неплавкое и нерастворимон состояние. Быстрое отверждение новолачных смол происходит только в в присутствии специальных отверждающих средств главным образом уротропина (гексаметилентетрамин).Для отверждения резольных смол не требуется добавления отверждающих средств.В процессе отверждения резольных смол различают три стадии.В стадии А (резол) смола сохраняет способность плавится и растворятся.В стадии В (резитол) смола уже практически не плавится,но еще способна набухать в соответствующих растворителях.В стадии С резит (смола) неплавка и даже не набухает в растворителях.
Аминопласты
Аминопласты (аминоальдегидные смолы) - термореактивные твердые, жесткие, полупрозрачные и непрозрачные пластики, обладающие хорошей теплостойкостью. Поскольку они более светостойки, чем фенопласты, их окрашивают в разнообразные светлые и яркие цвета. Аминопласты не горят и не плавятся, в пламени обугливаются, выделяя запах аммиака или рыбы. Характерным отличительным признаком этих пластмасс является по-беление их в пламени вследствие выгорания красителя. Аминопласты бывают двух разновидностей - мочевиноформальдегидные (карбамидные) и меламиноформальдегидные (мелалит). Мелалит обладает большей твердостью, прочностью, водо- и теплостойкостью, чем карбамид. Он имеет более высокие гигиенические свойства, просвечивает в тонком слое.Используют аминопласты для изготовления пуговиц, мыльниц, приборов для бритья, шкатулок. Для изготовления шкатулок, пепельниц и некоторых других изделий применяют аминопласты с впрессованными тканями или бумагой с разнообразными цветными рисунками. Аминопласты получают поликонденсацией аминов и альдегидов. Эти пластмассы твердые, жесткие, окрашиваются в различные, обычно, яркие цвета. Различают меламиноформальдегидные и мочевиноформальдегидные пластмассы. Используют их для производства электроустановочных изделий, столовой посуды, подставок, разделочных досок.
Пластмассы
Аминопласты и фенопласты не безопасны, при контакте с пищевыми продуктами могут выделять токсичные продукты (фенопласты для этих целей использовать запрещено).
Полиамидные пластмассы ("капрон", "нейлон" и др.) в производстве товаров хозяйственного назначения мало используются. Полиамидные смолы в основном применяют при производстве текстильных материалов.
Полиэфирные пластмассы — основными их представителями являются полиэтилентерефталат (ПЭТ "лавсан") и поликарбонат. Полиэтилентрефталат — бесцветный, полупрозрачный, твердый, жесткий, прочный, устойчив к действию химических реагентов. Применяется при производстве пленок, тары и упаковки и т. п.
Поликарбонат по внешним признакам напоминает полиэтилентерефталат, но отличается более высокой термостойкостью, поверхность изделий устойчива к механическим воздействиям, благодаря чему их можно подвергать механической мойке. Данный пластик практически безвреден, его называют небьющимся стеклом. Благодаря высокому уровню свойств данный вид пластмасс находит все более широкое применение.
Полиуретаны — получают путем поликонденсации диизоцианатов с многоатомными спиртами или диаминами. Они могут быть как термопластичными, так и термореактивными, обладают высокой химической стойкостью, хорошие диэлектрики. В производстве хозяйственных товаров из пластмасс наибольшее распространение получил пенополиуретан (поролон), кроме этого их используют для производства лаков, искусственных кож, материалов для подошв обуви. Основным недостатком полиуретанов является то, что при горении они выделяют токсичные газы (цианаты).
Применение аминоальдегидных смол
Аминоальдегидные смолы применяются
в качестве пластмасс обычно вместе с наполнителями
и красителями. В этом случае смолы выполняют
в пластмассе роль компонента, связывающего (склеивающего)
все другие составные части. Поэтому смолы и видоизмененные природные полимеры (эфиры,целлюлоза,
Лаки на основе аминоальдегидных смол вместе с фенолформальдегидными
и алкидными применяются, главным образом, для влагозащитных и электроизоляционных
покрытий.
Для получения компаундов в смолу вводят различные вещества, способствующие снижению вязкости, повышению физико -механических и диэлектрических свойств. В состав таких композиций
кроме эпоксидной смолы могут входить полиэфирные смолы (полиэфиракрилатные, полиэфирмалеинатные),
полиамиды, низковязкие реакционноспособные
каучуки, феноло- и аминоальдегидные
смолы, пластификаторы и другие добавки. Очень часто модификацию проводят
дляизменения структуры полимера. Амины являются важным сырьем для синтеза полимеров и некоторых
мономеров. Амины используют при получении
аминоальдегидных смол, полиамидов,
полиуретанов, поли-имидазолов, полимочевин
и других соединений. В больших количествах их применяют для синтеза диизоцианатов, в качестве отвердителей эпоксидных
смол,при получении водорастворимых полимеров, как катализаторы полимеризации,катализаторы
синтеза полиуретанов,эпоксидны
Олигомерные аминоальдегидные
Олигомерные аминоальдегидные
смолы (аминопласты)— продукты поликонденсации мочевины (карбамида) и формальдегида. Твердые вещества белого цвета. Хорошо растворяются в воде нерастворимы в спирте. При отверждении в присутствии катализаторов переходят в бесцветные, светостойкие,
легко окрашивающиеся пространственные
(сшитые) полимеры. Используются для производства различных пресс-материалов — аминопластов
(карбамидные пластики,карбамидных клеев эмалей,
пенопласта мипора . В процессе переработки и при эксплуатации изделий выделяют формальдегид.
Применение. Низшие одноатомные спирты С]—С4 используют для получения некоторых мономеров (акрилаты, метакрилаты,
Простые виниловые эфиры), для этерификации аминоальдегидных
смол. Одноатомные алифатические
спирты С5—С12 применяют в основном
для получения сложноэфирных пластификаторов. Одноатомные гетероцикличекие спирты используют для модификации
аминоальдегидных смол. Гликоли и спирты большей атомности применяют длясинтеза алкидных смол, полиэфиров, полиуретанов, полимерных пластификаторов. Ароматические двухатомные спирты используют для получения эпоксидных смол, поликарбонатов и других типов полимеров.
Производство
Декоративные бумажно-слоистые
пластики получают прессованием слоев бумаги, пропитанной аминоальдегидной
смолой. Толщина готовых листов зависит
от числа внутренних слоев бумаги, пропитанной фенолоформальдегид
Известны материалы, которые получают прессованием бумаги, пропитанной
аминоальдегидными смолами, с плитами
— древесностружечными или древесноволокнистыми. На свойства и качество эпоксидных покрытий большое влияние оказывает тип применяемого oтвepдитeля.
Например, при введении амминых отвердителей получаемые покрытия
как горячей, так и обычной сушки обладают высокой стойкостью в воде и щелочах,
но при использовании полиаминов на поверхности пленок иногда образуются неровности
(оспины и кратеры) этот недостаток наблюдается
реже при использовании полиамидных
и аминоальдегидных смол, а
также аддукта АЭ-4. Получению гладкого
покрытия (улучшению розлива) способствует
введение небольших количеств бутанолизированной меламино-формальдегилной
смолы. В производстве аминоальдегидных смол к пожароопасным материалам
относятся формалин и меламин. Взрывоопасны пыль меламина и пресс-порошков предельно допустимая концентрация пыли пресс-порошков в воздухе 6 мг м пыль меламина
взрывоопасна при концентрации в воздухе
более 252 г/Л4 .
А -мономер в произодстве полиакриламида
и сополимеров с акриловой кислотой,кислыми
эфирами малеиновой к-ты и др, клеев
Ы-Метилолакриламид, используемый в виде
60%-ного водного раствора,-мономер для получения сополимеров с А, винилацетатом, акрилонитрилом
и акриловой к-той. Ы,Н -Метилен-б1/с-акриламид-
Аминоальдегидные смолы (аминосмолы)
относятся к числу полимеров поликонденсационного типа. Наиболее распространены мочевиноформальдегидные,
меламиноформальдегидные и модифицированные
мочевиномеламиноформальдегидпы
Дляускорения высыхания (отверждения) лака, улучшения
адгезнн и физ.-механических свойств
покрытий К.д. модифицируют другими пленкообразователями-
Химические свойства.
При термической обработке пресс-порошков из аминоальдегидных смол и мочевиномеламиновых смол в воздух выделяются фенол, аммиак, альдегиды, СО. В пыли аминопластов содержится до 50% свободного формальдегида; формальдегид выделяется также из готовых изделий (Хрусталев). При нагревании до 250° или горении пластика ипорка из него выделяется HCN за счет термического разложения мочевины (Андреев, Соколова). Древесноопилочные и древесностружечные плиты или пенопласт на основе аминоальдегидных смол (УСТ) выделяют формальдегид при 25—50° (Кравченко и др.; Суханов и др.). Из композиций, содержащих аминоальдегидные смолы, формальдегид выделяется длительно и в количествах, пропорциональных его остаточному содержанию. Например, в мебельном производстве концентрация альдегида в воздухе в 2—3 раза выше при содержании в клее 3,5% свободного альдегида, по сравнению с клеями, содержащими 1% его (Волкова, Сидорова).
Водостойкость аминоальдегидных смол
Долговечность клеевых соединений
древесины, эксплуатируемых в различных
климатических условиях, в первую очередь
зависит от степени водостойкости полимера
на основе смолы, используемого в качестве
основы клеевого соединения.
Исходя из того, что меламиноформальдегидные полимеры не набухают в воде ни при каких условиях, а атмосферостойкость и долговечность клееной древесины зависит в том числе и от множества других факторов, не связанных с самой смолой, нами предпринята попытка разработать методику оценки водостойкости клеевой аминоальдегидной смолы вне клеевого соединения древесины.
Вадгезионная способность аминоальдегидных
смол и полимеров на их основе к целлюлозным
(древесина, бумага и др.) материалам общеизвестна.Оценку
водостойкости клеевой смолы было решено
произвести по количеству экстрагируемых
фракций при гидротермической обработке
образцов отвержденной смолы, нанесенной
на бумагу-основу.В отличие от клееной
древесины, которая содержит 15-25 кг смолы
на 1 куб.м, образцы для оценки относительной
водостойкости клеевой смолы содержат
более 100 % смолы. Высокое содержание смолы
в образцах позволяет свести к минимуму
влияние наполнителя-бумаги.
Приготавливают клеевой раствор смолы по обычной схеме. Затем из крафт-бумаги вырезают 5 образцов размером 50*50 мм. Образцы бумаги взвешивают с точностью до 0,001 г. На образцы бумаги наносят клеевой раствор смолы в течение 5 мин., после чего их сушат на воздухе при комнатной температуре в течение 4 час.Затем образцы бумаги с нанесенным клеем термоотверждают при температуре 105°С в термошкафу в течение 1 часа, после чего вынимают из термошкафа и помещают в эксикатор, охлаждают до комнатной температуры приблизительно в течение 30 мин. Затем их взвешивают с точностью до 0,001 г. Далее образцы подвергают гидротермической обработке в специальных условиях. После гидротермической обработки сушат в термошкафу при температуре 105оС в течение 2 часов, затем помещают в эксикатор, охлаждают до комнатной температуры и взвешивают с точностью 0,001 г. Количество экстрагируемых фракций Х в процентах определяют по формуле:
X=(A1-A2)/((A1-A0))*100%, где
А1 — масса образца после отверждения, г;
А2 — масса образца после гидротермической обработки и сушки, г;
А0 — масса бумаги-основы без связующего, г.
Относительная водостойкость клеевой аминоальдегидной смолы оценивается по количеству экстрагируемых фракций.
По этой методике проведена оценка относительной водостойкости, в том числе клеевой смолы Декон-35. Полученные результаты позволяют провести корреляцию между относительной водостойкостью смолы, определяемой по предлагаемой методике, и водостойкостью клеевых соединений древесины на ее основе.
Токсическое действие.
Отмечены случаи раздражения
дыхательных путей летучими из
смолы
Схема реактора для получения поликонденсационных смол .
Технология фенолоальдегидных смол однотипна и состоит из следующих основных операций: подготовки сырья; дозировки и загрузки в реактор; варки смолы; сушки и слива смолы; охлаждения; переработки.
Варку смолы ведут
в реакторе (рисунок 1) из нержавеющей стали
или никеля; он представляет собой цилиндрический
котел (2) со сферической крышкой (1) и шаровым
днищем (3). Внутри котла находится якорная
мешалка (4) с электродвигателем (5). Нижняя
половина котла снабжена рубашкой с двумя
штуцерами для подачи пара и слива воды.
На крышке реактора расположен ряд штуцеров
для подачи сырья, вывода паров, для термометра.
В нижней части реактора имеется приспособление
для отвода смолы. Дозированная смесь
фенола и формальдегида вместе с катализатором
поступает в реактор, где происходит процесс
поликонденсации. Реакционную массу вначале
подогревают глухим паром до 70 - 75 0С, а
когда процесс приобретает экзотермический
характер, ее охлаждают водой для предотвращения
выброса. Разделение смолы и воды осуществляют
или осторожной отгонкой воды в вакууме,
или отстаиванием в отстойнике. Рисунок
126 – Схема реактора для получения поликонденсационных
смол Фенолоальдегидные смолы выпускают
в виде сухих смол, эмульсий и лаков; применяют
их для производства пресс-порошков, слоистых
пластиков, клеев, ионообменных материалов,
в качестве защитных покрытий. Пресс -
порошки представляют собой композиционную
смесь, перерабатываемую в изделия методом
горячего прессования. Основными компонентами
смеси служат смола, обусловливающая текучесть
материала, и наполнители. Производство
пресс-порошков складывается из нескольких
стадий: смешение дробленой смолы с наполнителями
(например, с древесной мукой) в смесителе,
внесение специальных добавок с последующим
горячим вальцеванием смеси. В вальцах
смесь превращается в однородную массу
и затем поступает на дробление и тонкий
помол в шаровые мельницы. Полученный
однородный пресс-порошок перерабатывают
в изделия непосредственно или с предварительным
таблетированием. Основным методом переработки
пресс-порошков является горячее прессование.
Слоистые пластики представляют собой
материалы, спрессованные из нескольких
слоев волокнистых наполнителей, пропитанных,
или проклеенных термореактивной смолой.
Смола в процессе прессования при повышенной
температуре отверждается, переходя в
неплавкое и нерастворимое состояние
и образуя монолитный материал с наполнителем.
Слоистые материалы различают по природе
применяемого наполнителя: текстолиты
(наполнитель — ткани); стеклопластики
- (наполнитель — стеклянное волокно или
ткань); бумолит (наполнитель — бумага);
древеснослоистые пластики — ДСП (наполнитель
— древесный шпон, крошка). Производство
различных слоистых материалов однотипно;
оно включает подготовку наполнителя
и смолы; пропитку наполнителя раствором
смолы (лаком), или ее водой эмульсией;
сушку; нарезку листов; прессование листов.
Слоистые пластики поддаются всем видам
механической обработки, являясь ценным
конструкционным материалом; их широко
применяют в машиностроении, в электротехнике,
в строительстве и т. п. Клеи, получаемые
на основе фенолоформальдегидных и других
смол, имеют универсальное применение,
обладая способностью прочно соединять
между собой поверхности как однородных,
так и разнородных материалов (металлических
и неметаллических). Промежуточный соединительный
слой они образуют в результате химических
превращений, характерных для термореактивных
смол при нагревании, перехода линейной
структуры макромолекулы в неплавкую,
нерастворимую сетчатую (трехмерную) структуру.
Клеевое соединение материалов обладает
высокой прочностью, влаго- и термостойкостью,
устойчивостью к воздействию микроорганизмов.
Отличительная особенность использования
клеев в технике - простота их приготовления
и применения. Наиболее распространены в
промышленности жидкие клеи, обеспечивающие
тесный контакт склеиваемых поверхностей.
Их изготовляют растворением основного
компонента клея – связующей смолы –
в легко испаряющемся в растворителе.
Испарение растворителя вызывает затвердение
смолы и склеивание поверхностей. Жидкие
клеи применяют также в виде эмульсий
и суспензий смол. Клеи применяют в производстве
фанеры, слоистых пластиков, в ремонтной
технике. В авиационной, электро- и радиотехнической
промышленности, в ракетостроении все
большее распространение находят так
называемые конструкционные клеи, которые
обеспечивают при склеивании металлов
прочный клеевой шов, выдерживающий значительные
напряжения. К универсальным конструкционным
клеям относятся фенолоформальдегидные
клеи БФ – 2, БФ – 4, ВГК – 18, эпоксидные
клеи.

- Аминокислоты
- Аминокислоты, пептиды и белки, получение и применение в продуктах функционального питания
- Аминокислоты – получение, контроль качества, метаболизм
- Амкнутая система с неоднородными каналами: моделирование грузовых автоперевозок
- Аммиачная холодильная установка г. Бухара
- Аммиачный поршневой компрессор холодопроизводительностью 10 кВт
- Аммортизация основных средств
- Американська війна у В’єтнамі
- Американська війна у В’єтнамі
- Америка-Россия
- Амилаза ржаной муки. Строение и функции
- Амилолитические ферменты
- Амилолитические ферменты
- Аминқышқылдардың алмасуы