Технология получения и свойства мочевино-формальдегидных смол (стр. 3 из 3)

Упаренная смола поступает из сепаратора в сборник 14, в который подаётся 2%-ный раствор едкого натра для поддержания рН смолы в пределах 7,0 – 8,0. Из сборника 14 смола подаётся в реактор 15, в который поступает расчётное количество 64 – 67%-ного водного раствора мочевины, и при 60 – 85

происходит доконденсация смолы до достижения содержания формальдегида ниже 1,2%.

Из реактора 15 смола перекачивается в стандартизатор, где она стабилизируется 25%-ной аммиачной водой для повышения рН до 7,5–9,0 и увеличения жизнеспособности, и стандартизируется в результате перемешивания.

Из стандартизатора смола перекачивается насосами в складские ёмкости, из которых она поступает в железнодорожные цистерны и бочки.

4 Свойства мочевино-формальдегидных смол

Мочевино-формальдегидные смолы – твёрдые продукты белого цвета, легко растворимые в воде и нерастворимые в неорганических растворителях. Отверждение мочевино-формальдегидных смол ускоряется в присутствии кислотных катализаторов и с повышением температуры. В качестве катализаторов используют как органические (щавелевая, фталевая), так и минеральные (фосфорная, соляная) кислоты и некоторые соли (AlCl3, ZnCl2). Продукты отверждения – бесцветные, светостойкие, легко окрашивающиеся полимеры. Смолы, отверждённые при низких температурах даже в присутствии больших количеств катализатора, имеют пониженную водостойкость. При повышении температуры отверждения водостойкость возрастает. Однако продукты, полученные в оптимальном режиме (120 – 140

, катализатор), всё же частично разлагаются под действием горячей воды или водных растворов солей. Это обусловлено недостаточной разветвлённостью цепей и малым количеством поперечных связей, о чём свидетельствует низкое коксовое число продуктов отверждения (14 – 21,5%) и их быстрая деструкция при нагревании без доступа воздуха.

Существенный недостаток мочевино-формальдегидных смол – выделение формальдегида в процессе переработки и при эксплуатации отверждённых смол. Это объясняется наличием в материале формальдегида, не прореагировавшего при поликонденсации, а также образованием его вследствие наличия в полимере метилольных групп и метиленэфирных связей, превращающихся в метиленовые. Формальдегид оказывает токсичное действие на организм человека и вызывает растрескивание изделий.

Отверждённые мочевино-формальдегидные смолы (в отличие от феноло-формальдегидных) прозрачны даже тогда, когда в них содержится 10 – 15% воды. Вода находится в полимере в диспергированном состоянии и химически не связана с ним. Она постепенно испаряется даже при комнатной температуре, причём происходит усадка и растрескивание материала. Поэтому для удержания некоторого количества воды в мочевино-формальдегидные смолы иногда вводят гидрофильные добавки (поливиниловый спирт, крахмал, белковые вещества) и твёрдые наполнители (например, древесную муку), препятствующие усадке полимера.

5 Применение

Мочевино-формальдегидные смолы применяют в качестве связующих в производстве аминопластов, слоистых пластиков и для изготовления клеев. Мочевино-формальдегидные смолы, модифицированные бутиловым спиртом, используют в смеси с другими плёнкообразующими для приготовления электроизоляционных, декоративных, антикоррозионных лакокрасочных материалов.

Мочевино-формальдегидные смолы, модифицированные фуриловым спиртом, используют для изготовления литейных стержней для алюминиевого и чугунного литья. Они экономически выгодны в высокопроизводительном литейном производстве.

Мочевино-формальдегидные смолы, модифицированные поливинилацетатной эмульсией, используют в производстве карбамидных клеев и в качестве связующих в производстве слоистых пластиков, к которым предъявляются высокие требования по водостойкости.

Водоэмульсионные мочевино-формальдегидные смолы, модифицированные глицерином, способствующим снижению хрупкости полимера, используют для получения тепло- и звукоизоляционного пенопласта – мипоры.

В России производятся мочевино-формальдегидные смолы марок МФ, М, УКС, бартрев. За рубежом мочевино-формальдегидные смолы выпускают под названиями: аутосет, формасет, циакор резин, урак резин, америте (США); фиталак, каларок (Великобритания); ипорка, бекурол, фестопас, элмопласт (Германия); аминоцел (Италия); сидонур (США, Канада, Великобритания, Германия), деламин (Австрия) и др.

Заключение

Из всего вышесказанного можно сделать вывод о том, что развитие производства данного полимера довольно перспективно. Разнообразный характер применения мочевино-формальдегидных смол объясняется их дешевизной и доступностью сырья. Для получения мочевино-формальдегидных смол есть развитая сырьевая база, а технология изготовления их сравнительно проста.

Широкое применение мочевино-формальдегидных смол основано на наличии у них ряда важных технических свойств, например, они способны отверждаться как при нагреве, так и при комнатной температуре, они бесцветны и способны окрашиваться в любой цвет.

На основе водных растворов мочевино-формальдегидных смол изготовляют клеи, применяемые в деревообрабатывающей и мебельной промышленности. Клеи способны клеить древесину с влажностью 8 – 15%, они стойки к микроорганизмам, воде, бензину и маслам и негорючи. Жизнеспособность отдельных марок клеев (время, в течение которого клей не желатинизируется) составляет от 3 до 6 часов. Недостаток их – в постепенном выделении в помещении формальдегида, которого содержится в клее около 2%.

Наряду с чистыми мочевино-формальдегидными полимерами выпускаются модифицированные полимеры, модифицированные бутиловым и многоатомными спиртами. Эти полимеры являются важными в техническом отношении продуктами и применяются для изготовления лаков горячей воздушной сушки, используемых для пропитки ткани, бумаги, для изготовления кабеля, окраски холодильников, медицинского и торгового оборудования.

Немодифицированные и модифицированные мочевино-формальдегидные смолы широко используются для получения пресс-материалов, которые применяются для производства деталей телефонов, радиоприёмников и телевизоров, электроосветительной аппаратуры и бытовых предметов.

К сложностям производства можно отнести то обстоятельство, что моно- и диметилолмочевина получаются только при точном соблюдении условий реакции. При несоблюдении указанных условий можно получить нерастворимый в воде и других растворителях осадок – метиленмочевину. При получении мочевино-формальдегидных смол избегают образования метиленмочевины, так как она ухудшает качественные показатели смол. Процесс надо вести так, чтобы смола получилась при конденсации смеси моно- и диметилолмочевины.

Список литературы

1. “Энциклопедия полимеров”, 2-й том. Изд. “СЭ”, М., 1975 г.

2. А.Ф. Николаев, “Синтетические полимеры и пластические массы на их основе”, изд. 2-е, “Химия”, М., 1966 г.

3. И.Ш. Пик, С.А. Азерский “Технология пластических масс. Учебное пособие для проф.-техн. учебн. заведений. М., “Высшая школа”, 1975 г.