Фосфорсодержащие огнезащитные составы для древесины на основе продуктов аминолиза полиуретанов Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

Библиографический список

1. Бершадский А.Л., Цветкова Н.И. Резание древесины. Минск: Выш. шк., 1975. 303 с.

2. Амалицкий В.В., Санев В.И. Оборудование и инструмент деревообрабатывающих предприятий. М.: Экология, 1992. 480 с.

3. Аникеенко А. Ф. Ресурсо- и энергосберегающие режимы обработки ламинированных древесностружечных плит цилиндрическим фрезерованием на станках с числовым программным управлением: дис. ... канд. техн. наук / Аникеенко Андрей Федорович. Минск, 2012.

УДК 674.8:661.174

В.М. Балакин, А.А. Галлямов, Д.Ш. Гарифуллин (V.M. Balakin, A.A. Gallyamov, D.S. Garifullin)

УГЛТУ, Екатеринбург

ФОСФОРСОДЕРЖАЩИЕ ОГНЕЗАЩИТНЫЕ СОСТАВЫ ДЛЯ ДРЕВЕСИНЫ НА ОСНОВЕ ПРОДУКТОВ АМИНОЛИЗА ПОЛИУРЕТАНОВ (PHOSPHORUS-CONTAINING FLAME RETARDANTS FOR WOOD-BASED PRODUCTS AMINOLYSIS POLYURETHAHES)

Изучены структура и свойства продуктов аминолиза полиуретанов на основе сложных эфиров алифатическими аминами. В качестве алифатических аминов применялись этаноламины, этилендиамин, полиэти-ленполиамины. Продукты аминолиза были проанализированы методами ИК-спектроскопии и газожидкостной хроматографии, совмещенной с масс-спектрометрией.

Продукты аминолиза полиуретанов использовали в качестве аминосоставляющего компонента в реакции фосфорилирования по реакции Кабачника - Филдса с получением производных а-метиленфосфоновых кислот и огнезащитных составов на их основе.

This article is devoted to the study of the structure and properties of the products of aminolysis polyurethane ester-based, aliphatic amines. As the aliphatic amines used ethanolamine, ethylenediamine, polyethylenepolyamines. Aminolysis products were analyzed by IR spectroscopy and gas-liquid chromatography combined with mass spectrometry.

Products aminolysis polyurethanes used as the amino moiety in the reaction part by phosphorylation reaction Kabachnik - Fields with derivatized a-methylenephosphonic acid and retardants based on them.

Полиуретаны (ПУ) благодаря комплексу уникальных физико-химических свойств широко применяются в различных областях промышленности и народного хозяйства. В связи с этим проблема переработки отходов полиуретанов является актуальной задачей.

Среди существующих способов переработки полиуретановых отходов наиболее целесообразной является химическая деструкция. Химические методы деструкции в зависимости от типа химической реакции, лежащей в основе метода, подразделяются на гликолиз, гидролиз и аминолиз. Наиболее изученным и широко применяемым в промышленности можно считать гликолиз. Аминолиз также может являться перспективным методом химической деструкции полиуретановых отходов, так как он позволяет проводить деструкцию в достаточно мягких температурных условиях. Однако проблема квалифицированного применения продуктов аминолиза полиуретанов является серьезным фактором, сдерживающим широкое применение этого метода для утилизации полиуретановых отходов.

Целью работы является изучение фосфорсодержащих огнезащитных составов для древесины на основе продуктов аминолиза ПУ.

В качестве алифатических аминов использовались моноэтаноламин (МЭА), этилендиамин (ЭДА), диэтаноламин (ДЭА), полиэтиленполиамин (ПЭПА).

В качестве вторичных полиуретанов использовались полиуретаны на основе простых и сложных полиэфиров.

1. СКУ-ПФЛ-100 на основе толуилендиизоциана-тов, простого полиэфира - политетраметиленгликоля и отвердителя - 4,4'-диамино-3,3'дихлордифенил-метана (диамет X):

где Аг - молекула толуилендиизоцианата.

2. МЭ() на основе 4,4'-метилендиизоцианата -сложного полиэфира на основе адипиновой кислоты и гликоля, отвердитель - диамет X;

где Аг - молекула 4,4'-метилендиизоцианата.

3. ЕЫ01РЬЕХ-1.4 ВЭО на основе 1,5-нафтиленди-изоцианата - сложного полиэфира на основе адипиновой кислоты и гликоля, отвердитель - 1,4-бутан-диол:

где Аг - молекула 1,5-нафтилендиизоцианата.

Реакцию аминолиза проводили в трехгорлой колбе, снабженной перемешивающим устройством и обратным холодильником, при температуре 140-180 °С. Массовое соотношение ПУ:МЭА составляло от 1:1 до 1:2. Время реакции 3-5 ч. После охлаждения продукты аминолиза представляли собой пастообразные вещества красно-коричневого цвета.

Для синтеза огнезащитных составов использовались:

- в случае полиуретанов на основе сложных полиэфиров - весь продукт аминолиза;

- в случае полиуретана на основе простого полиэфира - только азотсодержащая часть продукта аминолиза.

Продукты аминолиза использовались в качестве аминосоставляющего компонента в реакции фос-форилирования - реакции Кабачника - Филдса - с получением производных а-метиленфосфоновых кислот. Продукт фосфорилирования нейтрализовы-вался водным раствором аммиака до нейтрального значения pH с получением аммонийных солей ме-тиленфосфоновых кислот. Продукт нейтрализации использовался в качестве огнезащитного состава для древесины.

Готовые огнезащитные составы представляли собой прозрачные жидкости темно-красного цвета. Физико-химические свойства составов приведены в таблице.

Краткая характеристика физико-химических свойств огнезащитных составов на основе продуктов аминолиза

Состав Исходный полиуретан Амин Физико -химиче ские свойства составов

Плот- ность, г/см3 Концен- трация состава, %

ОЗС_1 I СКУ-ПФЛ-100 МЭА 1,19 44,6

ДЭА 1,18 61,2

ЭДА 1,19 56,2

ПЭПА 1,13 54,2

ОЗС_П II MDQ МЭА 1,19 57,2

ДЭА 1,20 56,4

ЭДА 1,20 55,7

ПЭПА 1,15 56,9

ОЗС_Ш III ЕЖ^ЕХ МЭА 1,20 56,3

ДЭА 1,16 59,0

ЭДА 1,22 59,0

ПЭПА 1,20 59,2

Первичные огнезащитные свойства составов были определены на установке типа ОТМ. Зависимости потери массы образцов древесины от расхода огнезащитных составов приведены на рис. 1, 2, 3.

V А Я2=0#5

\ Ч Р2=О07

Я2= 0£5

Р2=0£6

• *4.

♦ МЭА •ДЭА

аэда

• ПЭПА

150 200

Расход,г

где Я - фрагменты продуктов аминолиза полиуретана.

Рис. 1. Зависимость потери массы древесины от расхода ОЗС_1 (на основе 2,4-толуилендиизоцианата и простого полиэфира - политетраметиленгликоля)

Составы на основе 2,4-толуилендиизоцианата и простого полиэфира обеспечивают I группу огнезащитной эффективности при расходе от 150 г/м2 и от 300 г/м2 на основе ПЭПА.

Рис. 2. Зависимость потери массы древесины от расхода ОЗС (на основе 4,4’-метилендиизоцианата и сложного полиэфира)

Составы на основе 4,4 -метилендиизоцианата (II) и сложного полиэфира обеспечивают I группу огнезащитной эффективности при расходе от 200 г/м2. Составы на основе 1,5-нафтилендиизоцианата (III) и сложного полиэфира обеспечивают I группу огнезащитной эффективности при расходе от 150 г/м2 и от 300 г/м2 на основе ЭДА.

Расход, г/>л2

Рис. 3. Зависимость потери массы древесины от расхода ОЗС_Ш (1,5-нафтилендиизоцианата и сложного полиэфира)

Составы на основе 1,5-нафтилендиизоцианата (III) и сложного полиэфира обеспечивают I группу огнезащитной эффективности при расходе от 150 г/м2 и от 300 г/м2 на основе ЭДА.

УДК 338.45

С.И. Басманов (S.I. Basmanov)

Уральский Союз лесопромышленников, Екатеринбург

С.В. Белан (S. V. Belan)

Минпромнауки Свердловской области, Екатеринбург

Н.К. Прядилина, Н А. Шпак (N.K. Pryaclilina, N.A. Shpak) УГЛТУ, Екатеринбург

ЛЕСОПРОМЫШЛЕННЫЙ КОМПЛЕКС В УСЛОВИЯХ ВТО:

АНАЛИЗ РИСКОВ И НАПРАВЛЕНИЙ РАЗВИТИЯ (TIMBER INDUSTRY IN THE WTO: RISK ANALYSIS AND TRENDS OF DEVELOPMENT)

Проанализированы риски и угрозы развитию лесопромышленного комплекса в условиях работы в ВТО. Далее обосновано, что без осуществления крупных инвестиций в модернизацию производственных мощностей и развитие инфраструктуры обеспечить конкурентоспособность отрасли в ближайшей перспективе будет невозможно. На примере Свердловской области показаны механизмы и направления инвестиционного развития отрасли.

The article analyzes risks and threats for development of timber industry in terms of the WTO. The authors explain that without solid investments into modernization of production facilities and the infrastructure development it is impossible to support the competitiveness of this industry in the short-term period. By the example of the Sverdlovsk region mechanisms and strategic directions of timber industry investment development are shown.