Влияние различных факторов на процесс конденсации мочевиноформальдегидных смол

Получение стабильной водорастворимой мочевиноформальдегидной смолы, которая может применяться в качестве основы антипиренных древесных пропиток. Закономерности синтеза мочевиноформальдегидных смол. Условия реакции конденсации для получения клеящих МФС.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ХИМИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

КАФЕДРА ХИМИИ И МЕТОДИКИ ПРЕПОДАВАНИЯ ХИМИИ

Выпускная квалификационная работа

Влияние различных факторов на процесс конденсации мочевиноформальдегидных смол

Руководитель: канд.хим.наук, доцент кафедры

химии и МПХ С.П. Шалыгин

Автор работы: С.Н. Подстригань

Омск-2010

Аннотация

к выпускной квалификационной работе

на тему: «Влияние различных факторов на процесс конденсации мочевиноформальдегидных смол»

Подстригань Сергея Николаевича

Ключевые слова: мочевиноформальдегидная смола, огнезащита, водорастворимая, конденсация, стабильная, синтез.

Объект исследования - водорастворимая мочевиноформальдегидная смола, применяемая в качестве основы для антипиренных пропиток.

Целью выпускной квалификационной работы является - получение стабильной водорастворимой мочевиноформальдегидной смолы, которая может применяться в качестве основы антипиренных древесных пропиток.

Теоретическое исследование проводилось методом анализа литературы и нормативных источников. Практическая часть исследования осуществлялась методом контролируемого эксперимента.

Основываясь на теоретических данных, были разработаны рецептуры мочевиноформальдегидных смол и изучено влияние различных факторов на формирование мочевиноформальдегидных смол. Полученные смолы испытаны на огнезащитные свойства и отвечают предъявляемым требованиям.

Практическая ценность данной выпускной квалификационной работы заключается в том, что мочевиноформальдегидные смолы могут быть использованы в качестве основы антипиренных композиций.

Выпускная квалификационная работа на тему: «Влияние различных факторов на процесс конденсации мочевино-формальдегидных смол» содержит 44 страниц текста, рисунков - 2, таблиц - 11, использованных источников - 15.

Содержание

Введение

Глава 1 Литературный обзор

1.1 Поликонденсационные смолы

1.1.1 Феноло-формальдегидные смолы

1.1.2 Применение фенолоформальдегидных смол (ФФС)

1.2 Карбамидо-формальдегидные смолы

1.2.1 Исходное сырьё для получения мочевиноформальдегидных смол

1.2.2 Основные закономерности синтеза мочевиноформальдегидных смол (МФС)

1.2.3 Условия реакции конденсации для получения клеящих МФС

1.2.4 Общие свойства мочевиноформальдегидных смол

Глава 2 Экспериментальная часть

2.1 Результаты проведения модельных патентных синтезов клеящих мочевиноформальдегидных смол

2.2 Изучение альтернативных источников формальдегида в реакциях конденсации мочевиноформальдегидных смол

2.3 Исследование условий конденсации водорастворимой мочевиноформальдегидной смолы

2.4 Определение антипиренных свойств водорастворимых мочевиноформальдегидных смол (по известной методике) с различным содержанием сухого остатка

Выводы

Литература

Введение

Сегодня перед наукой стоит важная задача, создать для человека благоприятные и безопасные условия жизни на работе и в быту. Необходимо обезопасить человека от наиболее разрушительных и часто встречающихся рисков. К таким рискам можно отнести угрозу затопления водой, поражение электрическим током, отравление различными химическими веществами и угрозу пожара. От пожаров в домах и квартирах ежегодно гибнут десятки тысяч людей. Причиной этому служит высокая горючесть практически всех материалов используемых в быту. К горючим материалам относится древесина повсеместно применяемая в строительстве, мебельном производстве и в декоративных и отделочных предметах. Для понижения горючести и повышения огнестойкости используют разные способы и один - из них покрытие и пропитывание древесины специальными антипиренными составами.

Цель выпускной квалификационной работы: Получение стабильной водорастворимой МФС, которая может применяться в качестве основы антипиренных древесных пропиток.

Задачи:

1). Изучить литературные источники по синтезу формальдегидных смол;

2). Выполнить модельные патентные синтезы МФС применяемой в виде клея с целью ознакомления с условиями синтеза МФС, её характеристиками и внешним видом;

3). Изучить возможности замены формальдегида (водного раствора) на более безопасные параформ и уротропин;

4). Исследовать факторы, влияющие на процесс конденсации водорастворимой МФС;

5). Исследовать антипиренные свойства смолы различной концентрации.

Глава 1 Литературный обзор

1.1 Поликонденсационные смолы

Полимерами называют высокомолекулярные вещества, молекулы которых состоят из огромного количества структурных звеньев, взаимодействующих друг с другом посредством ковалентных связей с образованием макромолекул.

По составу основной цепи макромолекул полимеры разделяют на три группы:

- Карбоцепные полимеры

- Гетероцепные полимеры

- Элементоорганические полимеры

Макромолекулы могут иметь линейное, разветвленное или сетчатое (трехмерное) строение, что определяет физико-механические и химические свойства полимеров.

В зависимости от метода получения полимеров их можно разделить на полимеризационные, поликонденсационные и модифицированные природные полимеры. Полимеризационные полимеры получают в процессе полимеризации мономеров вследствие раскрытия кратных связей ненасыщенных углеводородов и соединения элементарных звеньев мономера в длинные цепи. Поскольку при реакции полимеризации атомы и их группировки не отщепляются, побочные продукты не образуются, а химический состав мономера и полимера одинаков.

Модифицированные полимеры получают из природных высокомолекулярных веществ (целлюлоза, казеин, каучуки) путем их химической модификации, для изменения их первоначальных свойств в заданном направлении. Эти полимеры не находят широкого применения в строительстве вследствие их недостаточной водо- и атмосферостойкости.

Поликонденсационные полимеры получают в процессе реакции поликонденсации двух или нескольких низкомолекулярных веществ.

Поликонденсацией называют реакцию образования высокомолекулярных веществ в результате конденсации многих молекул, сопровождающейся выделением простых веществ (воды, спирта, углекислого газа, хлористого водорода и т. д.). Процесс поликонденсации не является самопроизвольным процессом и требует энергии извне.

В отличие от реакции полимеризации масса получаемого поликонденсационного полимера меньше массы исходных веществ, а его элементарный состав не совпадает с элементарным составом вступающих в реакцию соединений. Поликонденсация может происходить только в том случае, если исходные вещества содержат в своем составе функциональные группы, которые, отщепляя молекулу простого вещества, образуют новую группу, связывая остатки реагирующих молекул.

В данной работе рассматривается получение мочевиноформальдегидных смол (МФС), которым исторически предшествовали фенолоформальдегидные смолы (ФФС), поэтому они будут описаны перед МФС.

1.1.1 Феноло-формальдегидные смолы

Под названием фенопласты объединяют пластические массы, изготовленные на основе феноло-альдегидных смол. Пространственная структура этих смол в отверждённом состоянии определяет жёсткость, неплавкость, нерастворимость фенопластов и негорючесть [1]. Феноло-альдегидные смолы являются карбоцепными соединениями и получаются поликонденсацией фенола (а также его гомологов - крезолов, ксиленолов) с альдегидами в присутствии катализаторов. Эти смолы впервые получил А.Байер в 1872г., но промышленное производство их было осуществлено Л.Бэкелендом лишь в 1907 году [3].

1.1.2 Применение фенолоформальдегидных смол (ФФС)

ФФС используют в качестве связующих и клеев в производстве композиционных материалов на основе древесины (древесно-волокнистых и древесно-стружечных плит, фанеры). Связующих литьевых и прессовочных материалов конструкционного и функционального назначения, тепло-звукоизолирующих пенопластов, формовочных материалов для литейного производства, абразивных и фрикционных материалов, защитных и специальных покрытий, лаков, эмалей, заливочных и пропиточных составов, наполнителей для полимерных материалов (волокон, микросфер), углерод-углеродных композиционных материалов, ионообменных смол, светочувствительных материалов (фоторезистов). ФФС используют в качестве вулканизующих и упрочняющих добавок в каучуках и резинах, стабилизаторов полимерных материалов, с...