Анализ сополимеризации индена с малеиновым ангидридом (стр. 5 из 12)

Для придания полученному сополимеру плёнкообразующих свойств [16] проводили дальнейшую его модификацию путём алкоголиза ангидридных связей с получением кислых эфиров следующего строения:

Для улучшения эластичности плёнок составляли композиции полученных продуктов с гликолями.

Наряду с индивидуальными химическими соединениями для получения модифицированных инден-кумароновых смол могут быть привлечены различные технические продукты, богатые непредельными соединениями. Количество модифицирующего агента в этом случае можно варьировать в широком диапазоне, что позволяет существенно повысить выход смолы.

2.5 Основные направления использования инден-кумароновых смол

Инден-кумароновые смолы [16] обладают очень ценными свойствами: водостойкостью и устойчивостью к кислотам и щелочам, высокой связующей и клеящей способностью, способностью образовывать прочную плёнку, малой электро- и теплопроводностью, способностью образовывать эмульсии, в ряде случаев – также способностью совмещаться с высыхающими и полувысыхающими маслами. Будучи к тому же сравнительно недорогими, инден-кумароновые смолы находят широкое применение в различных отраслях промышленности.

2.5.1 Производство лаков, красок и защитных покрытий

В лаках и красках инден-кумароновые смолы играют роль плёнкообразующих веществ [16]. Для приготовления масляно-смоляных лаков инден-кумароновую смолу обычно смешивают с высыхающими растительными маслами, после чего полученный продукт совмещения для удобства нанесения покрытия растворяют в подходящем растворителе, чаще всего в уайт-спирите. В процессе совмещения инден-кумароновой смолы с растительными маслами происходит, по-видимому, сополимеризация.

Лаки на основе инден-кумароновых смол успешно используют для получения коррозионно-стойких покрытий на коксохимических заводах. Специальная область применения инден-кумароновых смол – электроизоляционные лаки и диэлектрические замазки. Добавляя 20 % инден-кумароновых смол к каучукам, в США получают смеси с хорошими изоляционными свойствами, которые используют для защиты кабелей.

Кроме приготовления лаков с высыхающими маслами инден-кумароновые смолы используют для получения твёрдых лаков в комбинации с алкидными смолами и силиконовыми резинами. На их основе готовится, например, термостойкий серебряный лак, содержащий в своём составе инденовую смолу, силиконовую резину и ароматические растворители.

Иногда инден-кумароновую смолу очень успешно применяют [16] при изготовлении смешанных олиф самого различного состава, добавляя её взамен канифоли. Лаки, приготовленные на кумароновой смоле, не уступают канифольным лакам и могут использоваться для изготовления эмалевых красок (тёмных цветов), а также для разведения густотёртых красок без ухудшения их цвета.

2.5.2 Производство резино-технических изделий

В производстве резины инден-кумароновая смола играет роль размягчителя и реже роль разбавителя (экстендера) для частичной замены каучука [16]. Мягчители способствуют более равномерному распределеиню ингредиентов в резиновой смеси, в частности улучшают диспергирование в смеси наполнителей, что приводит к повышению эластичности резиновой смеси и улучшению физико-механических свойств вулканизатов. Добавка инден-кумароновой смолы, кроме того, повышает клейкость резиновых смесей.

Инден-кумароновые смолы применяют [16] в качестве мягчителей как синтетического, так и натурального каучука при производстве резин различного назначения, включая шинные резины. Жидкие смолы служат для пропитки корда в производстве шин.

2.5.3 Производство отделочных материалов, клеев, мастики.

Одним из наиболее крупных потребителей инден-кумароновых смол в настоящее время является промышленность строительных материалов, где смолы используются в качестве связующего при производстве плиток для полов, линолеума и других отделочных материалов [16]. По виду связующей плитки делятся на кумароновые и кумаронохлорвиниловые. Плитки применяют главным образом для настилки полов в жилых, общественных и промышленных зданиях с сухими процессами производства при отсутствии интенсивного механического воздействия на пол. Кроме связующего, в состав плиток вводят пластификатор, наполнитель и пигмент. Помимо плиток, инден-кумароновая смола может входить в состав рулонных облицовочных материалов типа линолеума.

Применение инден-кумароновых смол в производстве вспененного поливинилхлорида [16] при повышенной температуре создаёт условия для лучшего вспенивания, что способствует образованию объёмной ячеистой структуры. Инден-кумароновую смолу применяют также при изготовлении мастики, используемой для приклеивания облицовочных материалов. Так, кумарон-каучуковая мастика, изготовленная из инден-кумароновой смолы, модифицированной наиритом, характеризуется высокой адгезией к поливинилхлориду, большой прочностью приклейки и быстрым нарастанием прочности. Мастики обычно представляют собой пасту, составленную из битума, инден-кумароновой смолы, наполнителей и растворителей. Применяют мастики также для изготовления наливных полов.

Инден-кумароновую смолу широко используют для изготовления обмазочных и шпаклёвочных материалов [16], а также клеев, которым она придаёт водостойкость [16]. Для увеличения прочности склеивания инден-кумароновая смола вводится в состав контактных клеев, заменяющих механический способ крепления (болты, винты, гвозди).

2.5.4 Получение антикоррозионных материалов

Неблагоприятная экологическая ситуация в регионе Донбасса [29, 30] и в целом в Украине вызвана возрастающими масштабами накопления промышленных отходов. Загрязнение окружающей среды при повышении его агрессивности наносит огромный ущерб экономике страны. В частности, в результате коррозии сталебетонных и металлических конструкций нередки аварийные ситуации, которые усугубляют опасность возникновения экологической обстановки с несчастными исходами. В связи с этим поиск способов утилизации отходов в качестве противокоррозионных материалов, в том числе ингибиторов коррозии и защитных покрытий, одновременно снизит экологическую напряжённость и даст экономический эффект в результате ресурсосбережения и расширения сырьевой базы народнохозяйственного комплекса.

Инден-кумароновые смолы, получаемые из коксохимического сырья, обладают водостойкостью и устойчивостью к кислотам и щелочам, способностью образовывать прочную пленку, благодаря чему лаки на их основе успешно используют для получения коррозионно-стойких покрытий на коксохимических заводах [30, 31]. С использованием инден-кумароновых смол, полученных полимеризацией смолообразующих компонентов тяжёлой фракции бензола при переработке каменного угля, а также кубовых остатков (фракция С20 и выше) синтетических жирных кислот, полученных при переработке нефти, также разработаны противокоррозионные материалы [29]. В качестве ингибирующих добавок к ним использованы кубовые смолистые остатки производства оксиамина Крымского ПО «Химпром», являющиеся смесью первичных, вторичных и третичных нитроаминов. Введение в противокоррозионные композиции на основе инден-кумароновой фракции амино-содержащих смолистых отходов повышают защитные свойства плёнок [30].

Малая электропроводность инден-кумароновых смол позволяет применять их в составе электроизоляционных лаков и диэлектроческих замазок, в том числе в смеси с каучуками [32]. В производстве резины инден-кумароновая смола играет роль мягчителя, улучшает диспергирование наполнителей в резиновой смеси, что приводит к повышению ее эластичности и улучшению физико-механических свойств вулканизатов [31].

Одним из наиболее крупных потребителей инден-кумароновых смол может быть промышленность строительных материалов, где возможно их использование в качестве связующего при производстве плиток для полов, линолеума и других отделочных материалов [14,32,33]. Кроме того, эти смолы могут применяться как связующее при получении формовочных композиций из древесных отходов [34], в производстве углеграфитовых изделий [35=4], для изготовления дорожных пластобетонов [36], в качестве адгезивов для асфальта [37].

Как видно из этого краткого перечня, разнообразие свойств инден-кумароновых смол, их сравнительная дешевизна способствуют тому, что эти полимеры могут быть востребованы различными потребителями. Однако при получении их наиболее распространенным методом катионной полимеризации трудности, связанные с тщательным отделением катализатора, отрицательно влияют на их качество, могут вызвать подпленочную коррозию, снижают водостойкость покрытия. Термическая полимеризация не имеет этих недостатков, однако процесс термополимеризации чрезвычайно длителен (более 72 ч), дают невысокий выход (~ 60 %), требует больших энергетических затрат (температура процесса 230-250°С). Одним из способов, позволяющим регулировать качество инден-кумароновых смол и уменьшить отрицательные стороны катионной и термополимеризации, является модификация смол. Одним из возможных модификаторов является малеиновый ангидрид, который способен к активному взаимодействию с непредельными соединениями, входящими в состав кумарон-инденовой фракции.

2.5.5 Другие области применения инден-кумароновых смол

Кроме названных выше областей потребления, инден-кумароновую смолу используют [16] при производстве синтетической кожи и кожзаменителей, гидроизоляционных материалов. Пластобетона, для пропитки бумаги и тканей, при получении шлифовальных паст, при производстве пестицидов, ионообменных смол, для приготовления охлаждающих эмульсий для металлорежущих станков, в качестве эмульгатора для эмульсионной полимеризации. Инден-кумароновая смола может найти применение [16] при изготовлении противопригарной упрочняющей краски для литейных форм и стержней, в качестве присадки, понижающей температуру застывания минеральных масел, для улучшения закалочных свойств (квенчинг-эффекта) нафтеновых или парафиновых масел, в составе рецептуры фунгицидной замазки для обработки деревьев, для антисептической пропитки рыболовных сетей, для изготовления эмульсий, предупреждающих эрозию почвы, для придания жёсткости клеевому составу на основе каучука, используемому для связывания щебня или гравия при установке балластного слоя под железнодорожную колею.