Ma’ruza-1 mochevina – formaldegid oligomerlari asosidagi plastik massalar. Reja

MA’RUZA-1
MOChEVINA – FORMALDEGID OLIGOMERLARI ASOSIDAGI
PLASTIK MASSALAR.
REJA
1. Press kukunlar
2
. Mochevina formaldegid olish
3. Mochevina-formaldegid oligomerlarini qotirish
PRESS – KUKUNLAR. Karbamidformaldegid oligomerlari asosida suvdagi
emulsiya va valslash usulida ishlab chiqariladi. Bir xil xususiyatli va tarkibli press
– kukun odatda suvdagi – emulsiya usulida olinganligi sababli ko‘proq shu usul
ishlatiladi.
Undan tashqari suvsiz, quruq karbamidformaldegid oligomerlarini ishlab
chiqarish ancha murakkab. Karbamidformaldegid oligomerlari asosidagi press –
kukunlar odatda aminoplastlar deb ataladilar. Aminoplastlardan mebel sanoatida
ishlatiladigan fanera, DSP va namlikka chidamli kogoz va karton maxsulotlvri
ishlab chikariladi.
Karbamidformaldegid oligomerlarini saqlash muddati kam bo‘lganligidan,
press – kukun karbamidformaldegid oligomeri ishlab chiqariladigan korxonada
tayyorlanishi maqsadga muvofiq bo‘ladi.
Aminoplastlarni olish texnologiyasi asosan quyidagi jarayonlardan tashkil
topgan: oligomerni suvdagi emulsiyasini olish, komponentlarni aralashtirish,
kompozitsiyani quritish, kompozitsiyani maydalash, press-kukunni standartlash,
presslash.
Aminoplastlarni olishni texnologik sxemasi 1-rasmda keltirilgan.Karbamid
yoki mochevina
(NH
2
)
2
CO ni formaldegid (CH
2
O) bilan reksiyasi texnologik
sxemasi keltirilgan. Mol.massasi 700. Termoreaktiv oligomer xisoblanadi. Odatda
1 mol mochevinpga ( yoki karbamidga) 1,5 – 2 mol formaldegid olinadi. Oligomer
sintezini texnologik sxema buyicha quyidagicha tushuntiriladi
Tayyor
oligomer
1chi
idishdan
2chi
aralashtirgichga
tushadi,
aralashtirgichga to‘ldirgich (sulfit sellyulozasi), bo‘yoq (kukun yoki pasta
ko‘rinishida) xam qo‘shiladi. Tiniqmas buyumlar olinishi kerak bo‘lgan hollarda
kompozitsiyaga litopon xam qo‘shiladi.
Komponentlar belkurakli aralashtirgichda 30 – 45
o
C da aralashtiriladi.
To‘ldirgichni yaxshi shimilishini ta’minlash maqsadida vaqti – vaqti bilan
aralashtirgich belkuraklarini aylantirish yo‘nalishi o‘zgartirib turiladi. Aralashtirish
jarayonida polikondensatlash reaksiyasi davom etib, oligomerni o‘rtacha molekula
massasi ortadi, bo‘sh holdagi formaldegid miqdori kamayadi. Aralashtirgichdan
kompozitsiya vakuum ostida tasmali yoki idishli vakuum – quritgichga (3)
uzatiladi. Idishli quritgichlarda qoldiq bosim 78 kPa, chiqayotgan gazlarni xarorati
quritishni boshida 40 – 55
o
C, oxirida 85
o
C ni tashkil etadi. Tasmali quritgichlarda
kompozitsiya 130 – 160
o
C da 60 – 80 kPa qoldiq bosimda quritiladi. Quritish
jarayoni kompozitsiyani oquvchanlik kattaligi bilan nazorat qilib turiladi.
Oquvchanlik quritish oxirida 0,06 – 0,16 m ni tashkil qilishi kerak. Quritish
jarayonida xam polikondensatlanish reaksiyasi davom etadi. Quritish tugaganidan
so‘ng massa 30oS gacha sovitilib 4 chi sharli tegirmonda maydalanadi.
Maydalangan kukun elakka (5) uzatiladi va elakdan o‘tmagan yirik zarrachalar
qaytadan maydalanishga jo‘natiladi.
1-
Rasm. Uzlukli usulda smola olish texnologik sxemasi
1 – maydalagich; 2 – kovshli konveyer; 3 – formalinli sigim; 4 – formalinni
bosimli sigimi; 5 – ammiakli suvni bosimli sigimi; 6 – karbamidni ogirlik
ulchagichi; 7 – issiklik almashtirgich; 8 – vakuum- kondensat tuplagich; 9 –
reaktor; 10 – tayyor smolani tuplagich; 11 – vakuum-nasos.
Smolani olishning dastlabki bosqichida karbamid ishqoriy muhitda 1: 2
nisbatda formaldegid eritmasi bilan reaksiyaga kirishganda metilolmochevina hosil
bo‘ladi. Karbamid formaldegidda eritilganda, reaksiyaning birinchi bosqichida
oksimetilen guruhlari hosil bo‘ladi. Karbamid 4 ta reaktiv vodorod atomiga ega
bo‘lganligi sababli, u nazariy jihatdan barcha vodorod atomlarini metilol guruhlari
bilan almashtira oladi va tetrametilolmochevina hosil qiladi. Ammo
formaldegidning har bir keyingi molekulasi kiritilishi bilan aminokislotalarning
qolgan vodorod atomlarining reaktivligi sezilarli darajada pasayadi, shuning uchun
eritmada mono-, di- va trimetilolmochevinalar turli xil molyar nisbatlarda hosil
bo‘ladi, chunki tezlik konstantalari ularning ishlab chiqarish reaksiyasi sezilarli
darajada farq qiladi. Tezlik konstantalari nisbatidagi sezilarli farq tufayli mono- va
dimetilolmochevinalarlar asosan hosil bo‘ladi, eritmadagi tetrametilolmochevina
miqdori ahamiyatsiz. Metilol guruhlari hosil bo‘lishi quyidagicha sodir bo‘ladi
(2)
monometilolmochevina
(3)
dimetilolmochevina
(4)
trimetilolmochevina
(5)
tetrametilolmochevina
Aminoplastlardan olingan buyumlarni fizik – mexanik xususiyatlari
quyidagicha:
Solishtirma hajm, m3/kg..................................................................2500-3000
Bo‘linish kuchlanishi, MPa, kam emas cho‘zilishda…........................35 – 50
siqilishda............................................................................................120 – 150
statik egilishda.......................................................................................60 – 60
Zarbiy qovushqoqlik, kDj/m2, kam emas.................................................5 – 6
Brinell bo‘yicha qattiqlik, MPa...........................................................3,0 – 3,5
Martens bo‘yicha issiqbardoshlik, oS, kam emas.......................................100
Dielektrik yo‘qotishning tangens burchagi, 50 Gts, ko‘p emas........0,03 – 0,1
Solishtirma elektr qarshiligi
sirtqi, Om.......................................................................................1010 - 1011
hajmiy, Om-m................................................................................1013 - 1014
Dielektrik o‘tish, 50 Gts, ko‘p emas.........................................................5 – 7
Elektr mustaxkamlik, kV/m......................................................10000 – 15000
Suv yutishi, %......................................................................................1,0 – 1,5
Soviganda kirishishi (xisobiy), % ko‘p emas...........................................0,8
Karbamidformaldegid oligomerlari pastroq haroratda qotirilganliklari
sababli, ular fenolformaldegid oligomerlaridan sekinroq qotadi. Bu xol ularni qayta
ishlashda ishlab chiqarish unumdorligini kamayishiga olib keladi.
Aminoplastlar turlituman uy – ro‘zg‘or buyumlari va dekorativ maqsadlarda
ishlatuvchi buyumlar olishda ishlatiladi (bolalar o‘yinchoqlari, galanteriya va
kanselyariya buyumlari, idishlar va x.k.).
Mipora ko‘pikplasti. Karbamidformaldegid oligomerlarini suvdagi emulsiya
aosida mipora nomli ko‘pikplast ishlab chiqariladi. Tayyor oligomerni suvdagi
emulsiya ko‘pik xosil qiluvchi vertikal ko‘p belkurakli aralashtirgich bilan
jixozlangan quvursimon apparatda ko‘pik hosil qiluvchi quyidagi tarkibdagi eritma
bilan aralashtiriladi (mass.qism):
Petrov kontakti (neft maxsulotlarining natriyli tuzi, ko‘pik hosil
qiluvchi)..............................................................................................................33,3
Fosfor
kislotasi
(antipiren,
ko‘pik
xosil
bo‘lishiga
yordamlashadi)....................................................................................................25,3
Rezorsin (ko‘pikni barqaror qiladi).............................................................2.9
Suv (kontaktni suyultiruvchi).........................................................................7
Petrov kontaktini aralashtirishdan avval ishqor bilan neytrallanadi va
vakuumda zichligi 1200 – 1220 kg/m3 bo‘lgunicha yengil uchuvchilardan
tozalanib, hosil bo‘lgan massani suv bilan suyultiriladi va shavel kislotasi qo‘shilib
zichligi 1016 – 1022 kg/m3 gacha olib kelinadi. Ko‘pikplastikni zichligini ko‘pik
hosil bo‘luvchi massaga bosim ostida yuboriladigan havo yordamida rostlanadi.
Ko‘pik plastikka yonmaslik xususiyatini berish maqsadida massaga ammoniy
fosfat NH4H2PO4 qo‘shiladi. Tayyor ko‘piklarni vagonetkalarga o‘rnatilgan
qoliplarga quyiladi va quyidagi sharoitlarda qotiriladi. 4 – 5 soat xona xaroratida
birinchi kunda 30 – 40oS da, ikkinchi kuni 40 – 50oS da va uchinchi kuni 50oS da.
Ushbu qotirish sharoiti ko‘pikni qotish jarayonida kirishishidan xosil bo‘lgan ichki
kuchlanish ta’sirida yorilib ketishini oldini oladi.
Mipora ko‘pikplasti quyidagi fizik – mexanik xususiyatlarga ega:
Tuyulma zichlik, kg/m3, ko‘p emas............................ 20
Siqilishdagi bo‘linish kuchlanishi, MPa...................... 0,025 0,050
Issiqlik o‘tkazish koeffitsiyenti, Vt/(m-K)
blokda (-12 dan 21
o
C gacha).......................................
0,022-0,024
maydalangan xolda (-12dan 37
o
C gacha).................... 0,019-0,022
Solishtirma
issiqlik
xajmi, 13,8
kDj/(kg
K)..........................
Suv bug‘lari uchun o‘tish, kg/(m2
sut)........................ 0,460
Suv yutishi*, kg, ko‘p emas.........................................
1
sutkada.......................................................................
0,008
10
sutkada.....................................................................
0,013
*0,07x0,07x0,05 m kattaligidagi namuna uchun
Miporani issiqlik o‘tkazish koeffitsiyenti havoni issiqlik o‘tkazish
koeffitsiyentiga ancha yaqin. Mipora yog‘och probkasidan 10 marotaba yengil.
Ammoniy fosfat tuzi miporaga 220
o
C da yonishga chidamlilik beradi (yonmaydi,
faqat qorayib ko‘piklashadi). Miporani mo‘rtligini oligomer tarkibiga 20% gacha
karbamid massasiga nisbatan glitserin qo‘shish bilankamaytirish mumkin.
G‘ovaklarni berk bo‘lib bir – biri bilan tutashib ketmaganligi (ochiq, tutashgan) bu
materialni juda sifatli issiqlik saqlovchi (issiqlik o‘tkazmaydigan) sifatida ishlatish
imkoni beradi. Mipora muzlatgichlarda, suyuq gazlarni saqlash idishlarida,
devorlarni bo‘shliqlarini to‘ldirishda ishlatiladi. Mipora tovush o‘tkazmaslik
xususiyatiga xam ega. Shu sababli turli xonalarni (teatrlarda, radio studiyalarida,
yashash xonalarida)akustikasini yaxshilashda xam ishlatiladi. Shu bilan birgalikda
mipora polimer ko‘pik plastiklari ichida eng arzoni xisoblanadi.
Miporani kamchiliklariga uni mo‘rtligi xamda suv ta’siriga chidamsizligi
kiradi va bu kamchilikni ko‘pincha uni ustini suv o‘tkazmaydigan parda bilan
o‘rash orqali yo‘qotiladi.
Formalin suvli eritma shaklida (konsentratsiyasi taxminan 37%) filtrlar
orqali 1-konteynerga tushadi, unda ammiakli suv yordamida uni rN 7,8-8,5 ga cha
yetkaziladi. 1-konteynerdan neytrallangan eritma dozalash pompasi orqali 2 –
aralashtirgichga yuboriladi, bu yerda karbamid doimiy ravishda vintli dozalagich 3
orqali uzatiladi, shunda karbamid: formaldegidning molyar nisbati 1:1,9-2,0
bo‘ladi. Karbamid kuchsiz asos bo‘lganligi sababli, uni yuklagandan so‘ng rN 9,0-
9,2 gacha ko‘tariladi. Tayyor aralashma ketma-ket joylashgan 4 va 5 reaktorlarga
tushadi, ularda polikondensatsiya jarayoni 94-98°S, kuchsiz vakuum, aralashtirish
va qayta oqim kondensatorlari 6 va 7 (birinchi reaktorda rN = 5,5-5,0 gacha va 4,9-
4,5 gacha ikkinchisida) sodir bo‘ladi. Ikki reaktorda massaning umumiy turish
vaqti 35-40 minut. Kondensatsiya eritmasi bug‘latgich 8 ga tushadi, unda u 2% li
ishqor eritmasi bilan rN = 7,5-8,5 gacha neytrallanadi. To‘g‘ridan-to‘g‘ri sovutgich
9 bilan jihozlangan bug‘lashtirgichdan so‘ng, quruq moddalar miqdori 60-64%
bo‘lgan oligomer eritmasi sovutgichlar 10 tizimi orqali 60-70
o
C gacha sovitiladi
va reaktor 11 ga uzatiladi va unda 55- 65
o
C haroratda 3 daqiqa davomida tayyor
mahsulotdagi bog‘lanmagan formaldegid miqdorini kamaytirish uchun karbamid
bilan qo‘shimcha kondensatsiya amalga oshiriladi. 11-reaktordan keyin oligomer
25-30
o
C gacha sovitiladi va standartizatorga tushadi, undan tayyor mahsulot
omboriga yuboriladi. 12 -sig‘imdan kondensat undan metanol va formaldegid olish
uchun rektifikatsiyaga yuboriladi. Jarayonning barcha bosqichlarida nazorat va
tartibga solish avtomatik boshqaruv tizimi yordamida amalga oshiriladi.
|