CC BY
49
ИССЛЕДОВАНИЕ СИНТЕЗА МОДИФИЦИРОВАННОЙ МЕЛАМИНОФОРМАЛЬДЕГИДНОЙ СМОЛЫ С Н-БУТАНОЛОМ
Нумонов Мухаммадражаб Адхамжон угли
ассистент,
Ферганский политехнический институт Республики Узбекистан,
Республика Узбекистан, г. Фергана E-mail: [email protected]
Юсупов Кудратилло Мадаминжон угли
ассистент,
Ферганский политехнический институт Республики Узбекистан,
Республика Узбекистан, г. Фергана E-mail: qyusupov 7177@gmail. com
RESEARCH ON THE SYNTHESIS OF MODIFIED MELAMINE FORMALDEHYDE RESIN WITH N-BUTANOL
Mukhamadrajab Numonov
assistant,
Ferghana Polytechnic Institute of the Republic of Uzbekistan,
Republic of Uzbekistan, Ferghana
Qudratillo Yusupov
assistant,
Ferghana Polytechnic Institute of the Republic of Uzbekistan,
Republic of Uzbekistan, Ferghana
АННОТАЦИЯ
В этой статье даны сведения о натуральных и синтетических смолах, в частности, об использовании фенол-формальдегида, меламиноформальдегида и других смол. При большом разнообразии областей применения вышеуказанной меламиноформальдегидной смолы исследуется ее производное, модифицированное бутанолом. Полученный на основе опыта продукт сравнивают с синтезированным продуктом по ГОСТ-9980,2.
ABSTRACT
This article provides information on natural and synthetic resins, in particular on the use of phenol formaldehyde, melamine formaldehyde and other resins. With a wide variety of applications for the aforementioned melamine-formal-dehyde resin, its butanol-modified derivative is being investigated. The product obtained on the basis of experience is compared with the synthesized product in accordance with GOST-9980.2.
Ключевые слова: синтетические смолы, меламиноформальдегидные смолы, меламин, покрытие, фталевый ангидрид, выпаривание, н-бутанол.
Keywords: synthetic resins, melamine-formaldehyde resins, melamine, coatings, phthalic anhydride, evaporation, n-butanol.
Смола - собирательное название аморфных веществ, относительно твердых при нормальных условиях и размягчающихся или теряющих форму при нагревании. Среди них есть как сложные по химическому составу органические вещества, например природные смолы вещества, выделяемые растениями при нормальном физиологическом обмене, так и химически относительно простые соединения. Областью использования клеев является главным образом склеивание дерева, бумаги, кожи, резины, фарфора, стекла, целлюлозы и некоторых других материалов [3].
Известно, что гетерогенные и гетерогенно-ката-литические реакции пропорциональны границам поверхности между фазами [2].
К синтетическим смолам относят фенолфор-мальдегидные, поливинилхлоридные, карболидные, меламиноформальдегидные, полиамидные и другие смолы. Синтетические смолы используются в производстве пластмасс, лаков, клеев, синтетических волокон, пленок, электроизоляционных материалов, органического стекла и других материалов. Древесные угли имеют ряд преимуществ перед каменными и буровыми углями [5].
Библиографическое описание: Нумонов М.А., Юсупов К.М. ИССЛЕДОВАНИЕ СИНТЕЗА МОДИФИЦИРОВАННОЙ МЕЛАМИНОФОРМАЛЬДЕГИДНОЙ СМОЛЫ С Н-БУТАНОЛОМ. // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. 2021. 12(90). URL: https://7universum. com/ru/nature/archive/item/12660
Как мы знаем, в настоящее время одной из основных проблем является очистка сточных вод от органических промышленных отходов и получение экологически чистых адсорбентов [4].
Меламиноформальдегидные смолы. Меламин может реагировать с формальдегидом с образованием ряда метилолмеламинов. Их состав изменяется в зависимости от соотношения количеств реагентов, рН среды, продолжительности и температуры реакции. В этом отношении реакции меламина с формальдегидом аналогичны реакциям мочевины. Но меламин отличается от мочевины тем, что оба водорода его аминогрупп могут легко замещаться метилольными группами. Поскольку в меламине имеются три аминогруппы, можно получать ряд метилолмеламинов, начиная от монометилола и заканчивая гексаметилолмеламином. Для производства лакокрасочных смол, текстильных материалов, придания бумаге водостойкости, для других целей. Для повышения свойств мфс нами был изучен процесс модификации н-бутанола.
Бутилированные меламиновые смолы. При получении меламиновых смол для производства покрытий можно сначала получать метилолмеламин и затем этерифицировать или бутилировать его. Однако чаще бутилированные смолы получают одновременной реакцией всех ингредиентов в слабокислой среде. Свойства получаемой смолы зависят от многих переменных, в том числе отношения количеств формальдегида и меламина, степени этерификации, количества кислого катализатора, продолжительности и температуры реакции. Обычно применяют на 1 моль меламина от 5 до 6 молей формальдегида и избыток слабо подкисленного бутанола. Смесь нагревают с обратным холодильником до получения продукта заданной вязкости и способного разбавляться углеводородами. Воду удаляют непрерывной декантацией, а кислотность нейтрализуют до концентрирования смолы. Количество свободной воды и формальдегида в готовой смоле должно быть ниже 0,5%.
В реакцию с 1 молем меламина вступает от 1 до 2 молей бутанола. Ниже показано возможное строение отдельного эвена и полимеризованной меламино-формальдегидной смолы (строение соответствует соотношению: 1 моль меламина, 5 молей формальдегида и 2 моля бутанола).
Из приведенной формулы видно, что полимер содержит как простые эфирные, так и метиленовые связи. Указанное расположение структурных звеньев и связей является предположительным, действительное же строение полимера не вполне ему соответствует. Следует также помнить, что в действительности смола имеет трехмерную структуру, а не плоскую. Возможность дальнейшей полимеризации вытекает из большого числа метилольных групп, способных к дополнительной реакции (полимеризации). Эфирные связи образуются в полимере в результате конденсации двух метилольных групп с выделением 1 моля воды, а метиленовые связи - в результате
конденсации метилольных групп с водородом, связанным с атомом азота.
Смола меламиноформальдегида, модифицированного н-бутанолом.
Процесс ведется в мольном соотношении ме-ламина : формальдегида : н-бутанола 1:8:6 соответственно. Взвешивание исходных компонентов: меламин - 36,0 г; формалин 35%-ный - 147 г; раствор гидроксила натрия 250, 1-5 капля; н-бутанол - 127 г; фталевый ангидрид - 0,40 г.
Трехгорловую колбу с объемом 500 мл, снабженную обратным холодильником, ставим на электрическую плиту, снабженную электромагнитной мешалкой (рис. 1). Наливаем 147 г 35%-ного раствора формалина в колбу и нагреваем до 70 °С. Процесс занимает всего 10-15 минут. После нагревания формалина добавляем несколько капель 25%-ного раствора №ОН.
Далее в нагретый до 80-85 °С формалин начинаем добавлять меламин по порциям в количестве 36,0 г. Каждую порцию меламина добавляем в количестве по 3 г в интервале 2 минуты. Во время добавления меламина добавляется несколько капель дополнительного 25%-ного раствора №ОН. При достижении температуры 90 °С убирается нагрев электроплиты для снижения температуры не более 83 °С. Процесс занимает всего 20-25 минут.
Далее добавляется в количестве 0,4 г катализатор фталевоангидрида, смесь перемешивают до растворения катализатора при температуре не более 85 °С.
После растворения катализатора добавляем н-бутанол, нагретый до 85 °С в количестве 127 г порционно, т.е. по 4 г в интервале 15 секунд.
Далее включаем обогрев в эл. плите для нагревания смеси до 90 °С. Процесс идет с обратным холодильником на себя в течение 10-15 минут.
Выпаривание остаточной воды и не прореаги-ровавшегося н-бутанола. Для этого подключаем холодильник-конденсатор для конденсации выпарившейся смеси воды и бутанола. Процесс ведется при температуре выше 90 °С в течение 20-25 минут до испарения жидкости в количестве 70-80 г. После процесса выпаривания отключаем источник обогрева, полностью прекращаем перемешивание. Реакция продолжается до тех пор, пока конденсат, выходящий из холодильника, не окрасит фильтровальную бумагу, пропитанную раствором ацетата анилина [3].
Затем смесь переливаем из трехгорловой колбы в стакан и оставляем в покое для расслоения двух фаз в течение 5-10 минут. Из расслоившейся смеси удаляем пипеткой верхний слой (водной части). После удаления верхнего слоя нижний слой растворяем в н-бутаноле в соотношении смола : бутанол 1:1, или 1:0,5, или 1:0,25.
Был произведен анализ полученного продукта, в нижеследующей таблице приведены физико -химические показатели и сравнительный анализ физико-химических показателей модифицированного н-бутанола.
Таблица 1.
Физико-химические показатели и сравнительный анализ физико-химических показателей
модифицированного н-бутанола
Наименование параметров (требование) Значение параметров (параметров) Соответствие параметров (требований)
По НД Фактически
Условная вязкость FC#4, 20 °C 35-45 42,21 Соответствует
Плотность, г/см3 0.98-1.02 1,02 Соответствует
Содержание нелетучих частиц, % 52-58 55,52 Соответствует
Блеск пленки, под углом 60 Min 85 91 Соответствует
Толщина сухой пленки, микрон 35-45 35 Соответствует
Твердость высушенной пленки, % не менее (после 16 часов) 77 83 Соответствует
Прочность пленки при растяжении прибором Эриксена, мм, не менее 4 5 Соответствует
Удельное объемное электрическое сопротивление, mom 0.5-1.0 0,86 Соответствует
Адгезия, не более, баллы Gt-0 Gt-0
Прочность пленки при изгибе (Bending test) Поверхность должна остаться без изменений (изломов, трещин) Соответствует
Вывод
1. Были изучены физико-химические процессы модификации меламинформальдегидной смолы н-бутанолом.
2. Был проведен сравнительный анализ полученной опытным путем модифицированной мела-минформальдегидной смолы с пробой, синтезированной по Г0СТ-9980,2. Был получен положительный результат.
Список литературы:
1. Кодирова Д.Т., Абидова М.А. Получение МЭА формальдегидных смол из кубового остатка // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. - 2021. - № 6 (87) / [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/12019.
2. Нумонов М.А., Курбанов Ж.Х. Изучение свойств адсорбента, полученного из местных фруктовых косточек и деревьев // Universum: Технические науки: электрон. научн. журн. - 2019. - № 12 (69) / [Электронный ресурс]. -Режим доступа: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/8521.
3. Нумонов М.А., Содщов У.Х. Извлечение донаксина из растения Arundo donax. L и синтез его производных на основе донаксина // Universum: технические науки: электрон. научн. журн. - 2020. - № 8 (77) / [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/10644.
4. Нумонов М.А., Юлдашев Х.Х. Исследование уровня пористости адсорбентов из местных фруктовых косточек // Universum: технические науки: электрон. научн. журн. - 2020. - № 10 (79) / [Электронный ресурс ]. -Режим доступа: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/10837.
5. Нумонов М.А., Юсупов К.М. Исследование поглощения жидкостей и газов адсорбентами, полученными из местных фруктовых косточек // Universum: технические науки: электрон. научн. журн. - 2021. - № 6 (87) / [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/11951.
6. Пэйн Г.Ф. Технология органических покрытий. - Л., 1969. - С. 382-385.
