Mochevina furfurol smolasining fizik-kimyoviy xossalari

Olingan smola ksilol, dioksan va spirtlarda eriydi, suvda erimaydi. Sifatli emal va lak olish uchun olingan smolani tozalash kerak bo’ladi. Ortiqcha formaldegid va furfurolni xlorid kislotaning suvdagi eritmasi bilan dekontasiya qilib tozalanadi. Bu jarayonda ham tozalanmay qolgan formaldegid va furfurolni moddalarini asetondan foydalanib tozalaniladi. Asetonda qayta kristallab, cho’ktirilgan smola 30-400 C da quritiladi. Olingan smolani oldin aniq bo’lgan fizik- kimyoviy usullar yordamida analiz qilinadi. Olingan natijalar esa jadvalda keltirilgan.
Jadval
Smolaning xossalarini belgilovchi kattaliklar
Smolaning nomi
|
Smolaning xossalarini belgilovchi kattaliklar
|
Yodametrik shkala bo’yicha rangini o’zga-
rishi, mg.
|
Qovushqoqligi
BZ-4 shkala bo’yicha (sek.)
|
Quruq qol-
diqning miqdori
%
|
Kislota soni
mg/mol
KOH
|
Smola tarkibidagi bog’lanmagan formaldegid
|
1. Mochevina-
|
|
|
|
|
|
formaldegid
|
0,5
|
40-60
|
50-52
|
1
|
3
|
smolasi
|
|
|
|
|
|
2. Mochevina-
|
|
|
|
|
|
formaldegid
smolasi
|
0,5
|
55-68
|
52-56
|
1,5
|
3
|
(butanollangan)
|
|
|
|
|
|
3. Mochevina- furfurol smolasi
|
0,2
|
40-60
|
70-74
|
2
|
10-15
|
4. Mochevina-
|
|
|
|
|
|
furfurol smolasi
(butanollangan)
|
1,5
|
68-75
|
76-80
|
2,5
|
3-4
|
5-jadvaldan ko’rinib turibdiki, olingan smolalar barcha talablarga javob bera oladigan lak va emal ishlab chiqarish uchun ishlatish mumkin. Lak asosan mebel ishlab chiqarishda asosiy mahsulot sifatida ishlatiladi.
6-rasm. BZ-4 lak sifatida ishlatiladigan smolaning zichligi va qovushqoqligini vaqt o’zgarishi bilan bog’liqlik grafigi.
Eterifikasiyalangan smola olish jarayonining laboratoriya reglamenti va texnologiyasi o’rganildi.
Etirifikasiyalangan smola olishning muqobil sharoitlari quyidagi jadvalda keltirilgan.
6-jadval
Laboratoriya sharoitida smolalar olinishining muqobil sharoitlari
№
|
Smolalarning nomi
|
Sarflanadigan komponentlarning miqdori (mol)
|
Muqobil sharoitlari
|
Fenol yoki amin
|
Aldegid
|
Erituvchi (butanol)
|
T0C
|
Vaqt (minut)
|
1.
|
Mochevina-
|
|
|
|
|
|
|
formaldegid
|
1
|
2,2
|
1,5
|
55*/92**
|
50*/80**
|
|
(butanollangan)
|
|
|
|
|
|
2.
|
Mochevina-furfurol (butanollangan)
|
1
|
2,6
|
2
|
85*/95**
|
90*/120**
|
* - Monomerning polikondensatlanish vaqti va temperaturasi
** - Smolaning eterifikatsiyalash vaqti va temperaturasi.
Olingan natijalardan shuni xulosa qilish mumkink, yuqoridagi jadvalda keltirilgan malumotlardan eterifikatsion smolalar olishning texnologik ketma-ketligini tuzishda foydalanish mumkin.
Smola olishda yana bir muommolardan biri effektiv erituvchi tanlashdir. Bizga ma’lumki, ishlab chiqarishlarda ya’ni mebel laki yoki avtomobil emali ishlab chiqarishda asosan erituvchilarning kompozitsion aralashmasi ishlatiladi. Mochevina-formaldegid smolasini asosini asosiy kompozitsion erituvchisi p-651 hisoblanadi. P-651 erituvchi aralashmasi qaytarilganda etil spirt 90% va butanol 10% ni tashkil etadi. PC-2 erituvchilar aralashmasi ksilol 30% va etil spirti 70% ni tashkil qiladi.
Mochevina-furfurol smolalarga ishlatiladigan erituvchilarning kompozitsion aralashmasining markasi 20/200-70, tarkibi 70% butanol, ksilol-27% va toluol-3% dan iborat bo’ladi.
Mochevena –formaldegid smolalariga ishlatiladigan erituvchilar sistemasining markasi - Ap120/220 va propil spirti 34% yoki ksilol 66% tashkil etadi . Aniq bo’gan kompozision erituvchilarning ham bir qancha kamchiliklari bor:
Xomashyo yetarli emas, erituvchilarning uchuvchanligi yuqori emas, rangi ochiq va hidi yomon bo’lganini ko’rish mumkin bo’ladi. Rangini to’qlashtirish maqsadida 4-10 mg yod solinadi.
GK–LKM 120/220 nomi bilan yuritiladigan erituvchi komponenti 120–2200C da gazokondensatlash usuli yordamida olingan uglevodorod- spirtining nomi orqali tushuntiriladi.
Smolalar olishning texnologik jarayonlarini o’rganish
Texnologik jarayon quyidagi bosqichlardan iborat: Dastlab reactor (pH=8 bo’lgan) ammiak eritmasi bilan to’ldiriladi. So’ngra aralashtirgich bilan aralashtirib turgan holda, mochevina solinadi. Mochevina to’liq erib ketguncha butanol qo’shib aralashtiriladi. Gomogen eritmasi hosil bo’lgandan so’ng , eritmaning ustiga furfurol qo’shiladi va aralashtiriladi. Bu vaqtda polikondensatlanish jarayoni sodir bo’ladi. Reaksiya ishqoriy sharoitda (NaOH katalizator) olib boriladi. Reaksiya suvsiz muhitda yoki ajralib chiqayotgan suv chiqarib turish bilan olib boriladi.
Smolalar ishqoriy muhitda suv erib kley hosil qilishi mumkin . Kley tayyorlash vaqtida ajralib chiqayotgan suv reaksion muhitdan chiqarilmaydi. Polikondensatsiya reaksiyasi 65 - 850C da 75-90 minut qizdiriladi. Reaksiya suv ajralib chiqishi bilan boradi. Butanollangan smolalar butil spirti eterifikasiya reaksiyasi natijasida OH guruhlar hisobiga birikadi. Natijada liofob kolloid holidagi smola liofil holatga o’tadi va smolaning eruvchanligi oshadi. Bundan tashqari smolaning polimerlanishi to’xtaydi. Polimerlanish darajasi kichik bo’lsa smolalarning eruvchanligi yuqori bo’ladi. Bunday smolalardan tayyorlangan lak , emal va bo’yoqlardan silliq , tekis va yupqa qatlamli qoplamalar hosil qilish mumkin . Polikondensatsiya jarayoni quyidagi reaksiya mexanizmi asosida suvda eriydigan chiziqsimon tuzilishli hamda qiyin eruvchan narvonsimon tuzilishli termoreaktiv mochevina- furfurol smolasi hosil bo’ladi.
Reaksiya yuqori 85-900C temperaturada qizdirilganda esa, narvonsimon tuzilishga ega bo’lgan , qiyin eruvchan mochevina-furfurol smolasi hosil bo’ladi.
Ikkinchi bosqichda, atmosfera bosimida butanol solinadi, pH – 5,5 kislotali muhitga keltiriladi. Hosil bo’lgan quyuq smola aralashmasi vakuumli quritgichga kiritiladi va 650C da 86,6-98,6 KPa bisomda quritiladi. Bu texnologik jarayon natijasida quruq holdagi suvsiz smola olinadi. So’ngra smola vakuumli quritgichda quruq, qovushqoq massa holiga kelguncha 90-950C haroratda, 53,5-73,3 KPa bosimda quritiladi. Hosil bo’lgan massa reaktordan(1) smola hajmini o’lchash uchun (5) ga yuboriladi . Tozalash maqsadida filtr (7) ga tozalanib , nasos (8) yordamida bunker (9) ya’ni yig’gichga solinadi. So’ngra toza mahsulot sifatida idishlarga qadoqlanadi.
Monomerlarning polikondensatlanishdan hosil bo’lgan smola yana keying monomer bilan birikib polimerlanish jarayoni davom etadi. Natijada uzun makromolekula hosil bo’ladi va liofob kolloid zarracha bo’lganligi uchun erituvchilarda yomon eriydi.
Agar makromolekulani o’sishga yo’l qo’ymay , taxminan molekulyar o’girligi 1000 u.b. teng bo’lganda quyi molekulyar spirtlar (butanol) bilan modifikasiyalansa, smolaning eruvchanligi oshadi:
Molekulyar massa kichik bo’ladi va eruvchanlik oshadi
Liofob kolloid tuzilishdagi makromolekula liofob holatga o’tadi va eruvchanlik yanada oshadi.
Ushbu jarayonlarni quyidagi reaksiya tenglamasi bilan ifodalash mumkin:
Yoki, tarmoqlangan holda ham bo’lishi mumkin:
Quyimolekulyar smolalardan lak , emal , yelim va bo’yoqlar tayyorlash uchun albatta , yaxshi erituvchini ham tanlab olish kerak bo’ladi. Smola erituvchida yaxshi erishi va erituvchi tez uchuvchan bo’lishi kerak. Ushbu talablarga javob beradigan smola va erituvchilardan tayyorlangan lak, yelim, emal va bo’yoqlarimiz mebelsozlikda, avtomobilsozlikda , samolyotsozlikda , elektr asboblarini yupqa qatlamli izolyatsion qoplamalar hosil qilishda yupqa qatlamli plyonkalar hosil qiladi.
Narvonsimon tuzilishli smolani ham quyimolekulyar spirtlar bilan modifikasiyalash mumkin:
Mochevina-furfurol smolasi mustahkamligi, elastikligi jihatdan boshqa smolalardan ustun turadi. Undan bog’lovchi materiallar, lak, kley va emallar olinadi. U asosan aromatic erituvchilarda yaxshi eriydi. Ko’p atomli fenollar ham formaldegid bilan polimer birikmalar hosil qiladi. Fenoldagi gidroksil guruhlar soni ortishi bilan reaksiya tezligi ham ortadi. Hosil bo’layotgan polimerning xossalari va tuzilishi gidroksil guruhlarni qaysi holatda joylashganligi bilan bog’liqdir.
7-rasm.Mochevina-furfurol smolasini olishning texnologik ketma ketligi.
1-reaktor, 2- trubkali qaytar sovutgich, 3-siqilgan havoli quritgich, 4- qo’shimcha suvdan tozalash uchun ajratgich, 5-smola hajmini o’lchash uchun shkalali o’lchagich , 6-vakuumli nasos, 7-filtr, 8-nasos, 9-tayyor mahsulot saqlanadigan (bunker) idish.
Agar gidroksil guruhlar meta-holatda joylashgan (rezorsin) bo’lsa , uch tomonlama setkasimon polimer hosil qiladi. Agar gidroksil guruhi orta va para holatlarda joylashgan bo’lsa unda chiziqsimon polimer hosil qiladi. Agar uch atomli fenolga gidroksil guruhlar orta va para holatlarda bo’lsa, unda fenol formaldegid bilan ta’sirlashmaydi. Ko’p atomli fenollar orasida taqqoslaganda , ishlab chiqarishda keng qo’llaniladigani rezorsin hisoblanadi. Uni ishlab chiqarishda fenol o’rnida qo’llab, past haroratda ham termoreaktiv smolalar olinadi. Bu jarayonga rezorsin formaldegidga nisbatan ko’proq miqdorda olinadi. Ushbu smolani boshqa fenol formaldegid smolalariga taqqoslaganda fizikaviy xossalari hamda tan narxi yuqoriligi bilan ajralib turadi.
|