CC BY
74
УДК 678.6:675.024
А. В.Чернова, И. И. Латфуллин, А. Р. Сафиуллина,
А. В. Островская
ИССЛЕДОВАНИЯ В ОБЛАСТИ СИНТЕЗА
МОДИФИЦИРОВАННЫХ КАРБАМИДОФОРМАЛЬДЕГИДНЫХ СМОЛ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В ПРОИЗВОДСТВЕ КОЖ
Ключевые слова: карбамид, фторсодежащий спирт-теломер, синтез, аминосмола.
Синтезированы аминосмолы на основе карбамида и фторсодержащего спирта-теломера. Установлены соотношение реагентов, температура, продолжительность синтеза.
Key words: urea, fluorine alcohol-telomere, synthesis, aminoresin.
Synthesized fluorinated aminoresin based on urea and fluorine alcohol-telomere. Set ratio of reagents, temperature, duration of synthesis.
Метилольные производные с дубящим действием, получаемые при обработке аминосоединений формальдегидом, являются важнейшими полупродуктами в синтезе наиболее известных аминосмол. Карбамид является одним из основных реагентов, применяемых в производстве аминосмол. Карбамид имеет четыре реакционноспособных атома водорода и теоретически может присоединить четыре молекулы формальдегида, образовав тетраметилольные соединения. В кожевенной промышленности обычно применяют диметилолмочевину или ее модифицированные производные [1].
Целью работы является синтез модифицированных фторсодержащим спиртом-теломером карбамидоформальдегидных смол, изучение их свойств и возможности применения в производстве кожи.
Ранее[2,3] были получены модифицированные аминофуразановые смолы и показана возможность их применения в производстве кожи. В данной работе в качестве аминосодержащего реагента использовался карбамид. Модифицирующим реагентом был фторсодержащий спирт-теломер. Как известно, фторорганические препараты широко используются для водо-, кислото- и маслооотталкивающей отделки. Поэтому модификация карбамидоформальдегидной смолы фторсодержащим сиртом-теломером позволит успешно применить ее в кожевенном производстве, так как такая смола одновременно будет оказывать додубливающее, наполняющее и гидрофобизирующее действие.
Синтез карбамидоформальдегидной смолы проводился в трехгорлой круглодонной колбе, снабженной обратным холодильником, термометром и мешалкой и водяной баней В колбу помещают формальдегид, нейтрализуют его 10%-ным водным раствором гидроксида натрия. Контроль ведут по универсальной индикаторной бумаге. Нагревают содержимое при непрерывном перемешивании до 75°С, добавляют карбамид небольшими порциями. Перемешивают смесь в течение 2-х часов при температуре 75-78°С. Затем добавляют предварительно нагретый раствор модифицирующего реагента и продолжают конденсацию 2-4 часа. Общая продолжительность процесса синтеза смолы составляет 4-6 часов. Условия синтеза и результаты исследования приведены в таблице 1.
Из данных таблицы 1 следует, что увеличение продолжительности стадии модификации и поликонденсации с 2 часов до 4 часов, а также повышение температуры до 95°С увеличивает выход смол с 21,1% до 50,0%.
Для того чтобы реакция протекала в гомогенной среде (фторсодержащий спирт-теломер не растворяется в воде), добавляли биполярный апротонный диметилформамид (ДМФ) или изопропиловый спирт (ИПС).
Таблица 1 - Синтез фторсодержащих аминосмол
№ опыта Условное обозначение Молекулярная масса Качественна я проба на фтор Условия синтеза } ’§ £ £ ! й
I Соотношение реагентов, мочевина: формалин: фторсодержащи й спирт-теломер: растворитель Т,°С рН Продолжительность, ч
Образо- вание мети- лоль- ных произ- водных Моди фи- кация и поли- кон- денса ция
1 ФТКНА-1Н + ДМФ 1: 4,6: 1,1: 2,7 75-85 6-7 6 4 60,8 21,1- 21,9
2 ФТКНА-1В 440 следы ДМФ 1: 4,6: 1,1: 2,7 75-85 6-7 6 4 9,5
3 ФТКНА-2Н 1128 + ДМФ 1: 4,6: 22 2,7 75-90 7 6 6 63,7 48,0- 50,0
4 ФТКНА-2В 775 ДМФ 1: 4,6: 22 2,7 75-90 7 6 6 12,9
5 ФТКНА-3Н 350 следы ИПС 1: 4,6: 22 0,7 75-95 6-7 4 6 76,8 40,6- 42,0
6 ФТКНА-3В 1200 ИПС 1: 4,6: 22 0,7 75-95 6-7 4 6 26,3
Образование метилольных производных осуществлялся при рН 6-7. Модификация полученных метилольных производных проводилась при рН 6 (опыт 1-4) или при рН 4 (опыт 5-6). Подкисление проводилось раствором фталевого ангидрида.
После охлаждения двухслойный продукт разделяют с помощью делительной воронки на верхний (ФТКНА-В) и нижний (ФТКНА-Н) слои. Каждый слой отгоняют в вакууме водоструйного насоса.
Полученные модифицированные смолы представляют собой сиропообразные жидкости. Данные о растворимости этих смол приведены в таблице 2.
Особый интерес представляло определение молекулярных масс полученных модификатов. Известно, что большинство полимеров, полученных поликонденсацией, имеют небольшую молекулярную массу. Особенно небольшой молекулярной массой отличаются конденсационные полимеры, полученные путем формальгидной конденсации, в том числе и карбамидоформальдегидные смолы, вследствие чего их относят к олигомерам.
Для определения молекулярной массы смол использовался вискозиметрический метод. Определение вязкости растворов проводилось в вискозиметре типа ВПЖ-3.
Полученные смолы использовались для наполнения спилка хромового дубления. Повышение температуры сваривания, выравнивание толщины по площади и повышение гидрофобности опытных образцов свидетельствуют о том, что полученные аминосмолы обладают додубливающими, наполняющими и гидрофобизирующими свойствами и могут применяться в кожевенном производстве.
Таблица 2 - Растворимость синтезированных смол
№ опыта Смола Растворитель
Вода ДМФ ИПС Ацетон
1 ФТКНА-1Н Растворима Растворима Растворима Малорастворима
2 ФТКНА-1В Растворима Растворима Растворима Растворима
3 ФТКНА-2Н Растворима Растворима Растворима Растворима
4 ФТКНА-2В Растворима Растворима Нерастворима Нерастворима
5 ФТКНА-3Н Малорастворима Растворима Растворима Растворима
6 ФТКНА-3В Малорастворима Растворима Нерастворима Нерастворима
Литература
1. Куциди, Д. А. Модифицированные аминосмолы в производстве кож / Д. А. Куциди. - М.: Легкая и промышленность, 1981. -152 с.
2. Островская, А. В. Получение модифицированных аминосмол и их применение в кожевенном производстве / А.В. Островская, А.В. Чернова, И.И. Латфуллин // Вестник Казан. технол. ун-та. -2010. - №11. - С.584-585.
3. Гилясов, Е.А. Аминофуразановая смола как наполняющий и додубливающий реагент в производстве кожи / Е.А Гилясов, А.В.Петрова, А.В.Островская // Новые технологии и материалы легкой промышленности.- Казань, 2009. - С. 36-40.
© А. В.Чернова - магистр КГТУ, nastya-cp@mail.ru; И. И. Латфуллин - магистр КГТУ; А. Р. Сафиуллина - бакалавр КГТУ; А. В. Островская - канд. хим. наук, доц. каф. плазмохимических и нанотехнологий высокомолекулярных материалов КГТУ, а11а.ги.1941@ mail.ru.
