CC BY
21
ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ
КАТАЛИТИЧЕСКАЯ ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ ФУРАНО-ЭПОКСИДНЫХ ОЛИГОМЕРОВ
Абсарова Дилрабо Камроновна
ст. преп., Ферганский политехнический институт,
Узбекистан, г. Фергана E-mail: absarova.dilrabo1973@mail.ru
Мирзаев Дилшод Мирзахалимович
ст. преп., Ферганский политехнический институт,
Узбекистан, г. Фергана
Мамажонова Рашида Тухташевна
ст. преп., кафедры «Общая химия», Ферганском политехнический институт,
Узбекистан, г. Фергана;
Касимова Хафиза Холматовна
ассистент, Ферганский политехнический институт,
Узбекистан, г. Фергана
CATALYTIC POLYMERIZATION OF FURANO-EPOXY OLIGOMERS
Dilraobо Absa^va
Senior Lecturer, Ferghana Polytechnic Institute, Uzbekistan, Ferghana
Dilshod Mirzayev
Senior Lecturer, Ferghana Polytechnic Institute, Uzbekistan, Ferghana
Rashida Mamazhonova
Senior Lecturer, Department of General Chemistry, Ferghana Polytechnic Institute,
Uzbekistan, с. Ferghana;
Khafiza Kasimova
Assistant., Ferghana Polytechnic Institute, Uzbekistan, Ferghana
АННОТАЦИЯ
В статье приводятся свойства группы олигомеров, определяющие скорость полимеризации. Способ получения катализаторов с широким спектром свойств.
ABSTRACT
The article describes the properties of a group of oligomers that determine the rate of polymerization. A method of producing catalysts with a wide range of properties.
Ключевые слова: олигомер, эпоксидные, разбавление, летучесть, производные, алифатические, ароматические, полиамины.
Keywords: oligomer, epoxy, dilution, volatility, derivatives, aliphatic, aromatic, polyamines.
Особенностью высокомолекулярных веществ яв- тура, которые нельзя описать одним способом. Тра-ляется их разнообразная природа и сложная струк- диционно можно выделить четыре взаимосвязанных
Библиографическое описание: Каталитическая полимеризация фурано-эпоксидных олигомеров // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. Абсарова Д.К. [и др.]. 2019. № 12(69). URL:
http://7universum.com/ru/tech/archive/item/8568
структурных уровня: молекулярный, топологический, супрамолекулярный и дисперсионно коллоидный. Основной причиной этой взаимосвязи является влияние химической структуры фрагментов разветвления (атомов и атомных групп) на возможность реализации для каждого известного типа межмолекулярных взаимодействий (ветки физических связей). В химической структуре полимеров элементный состав структурных единиц, тип и положение функциональных групп, а также конфигурация и конформа-ция полимерных цепей характеризуют их молекулярный уровень.
Топологическая структура характеризует сцепление и разветвление в сетчатом полимере, который может быть представлен в виде макроскопической молекулы, объединяющей систему циклических структур с системой различных междоузлий, распределенных по всему объему. Такую молекулу можно представить в виде бесконечного графа. В рамках этих представлений концепция узлов (ус), цепей (пс) или средней статической массы межузельного сегмента цепи (Мс) является основной характеристикой топологической структуры в предположении идеальных сетей (тетраэдральных, куб. и т. д.). Наличие топологических дефектов (нерегулярность сетки, неэффективность цепи, замкнутые петли и несвязанная фракция золя) является характерным отличием реальных структур в сетчатых полимерах от идеальных. Было показано, что для эпоксиаминовых полимеров основными типами химических дефектов являются «свободные концы», а топологическими являются химические сборки, которые имеют различную связь с проволочной сеткой. Вышеупомянутые топологические элементы структуры (I - V) можно условно классифицировать: 3- и 4-связанные узлы (I, II), образующие сетку; 2-связные узлы (III) линейных фрагментов, 1-связанные (IV) узлы свободных концов и золь-фракционные соединения (V). Эти дефекты приводят к снижению степени превращения реакционноспособных групп до значений топ
а
лим= 92-93% (топологический предел) при теоре-
дТОП
тических предельных значениях лим = 97-98% для трехмерных сеточных моделей. Общепринято, что эти характеристики определяют основные свойства сетчатых полимеров.
Супрамолекулярная структура определяется характером межмолекулярных взаимодействий химических структурных элементов, боковых активных цепей и степенью упорядочения их взаимного расположения. Характер межмолекулярного взаимодействия в эпоксидных полимерах определяется наличием полярных атомов, группировок и их взаимодействием во фрагментах топологической сетки (I - IV). В полимерах различают следующие типы межмолекулярных взаимодействий: дисперсионные, индуктивные, дипольные и водородные связи. Эти названные взаимодействия образуют лабильную пространственную сетку (со стабильной сетью ковалентных связей). В частности, в плотно сшитых эпоксидных полимерах физическая сетка
водородных связей превышает концентрацию химических сборок в 2-4 раза, достигая плотности до 4 х 1021 1 / см3. Роль водородной связи между атомами кислорода оксиранового кольца и водородом для водородной связи гидроксильной группы при амино-лизе эпоксидных соединений была рассмотрена в ряде работ. Результаты расчета распределения водо-родно-связанных групп и типов Н-связей подробно рассмотрены в . На основании литературных данных авторы полагают, что определяющее влияние на формирование топологической структуры сетчатых полимеров оказывает образование внутримолекулярной водородной связи между эпоксидной и гидроксильной группами следующего типа
О— СН2 —СН2—СН2\
К ОН'''>О\ /Ы-К О — СН — СН —СН
Образование внутриклеточной системы связей с водородными связями приводит к усилению и упорядочению пространственной сети отвержденных эпоксидных олигомеров. Некоторые ученые связывают относительно высокие значения температуры кристаллизации Тс и разрушающего нагружения полимеров межмолекулярными водородными связями, образованными гидроксильными группами[1]:
\ /
с — /
О
-С
\
\
Н
с-
\
-ОН
Несмотря на противоречивый характер этих исследователей, преобладает мнение, что влияние межмолекулярных взаимодействий многогранно. Этот подход объясняет и создает широкие возможности для изменения свойств эпоксидных сетчатых полимеров, в том числе за счет ковалентных и физических связей.
Важнейшим показателем, определяющим технологические свойства олигомеров, является скорость полимеризации, которая характеризует жизнеспособность. Эпоксидные и гидроксильные группы оли-гомеров могут вступать в реакции со многими соединениями. В качества катализаторов фурана-эпоксидных олигомеров применяют ангидриды ди-карбоновых кислот, хлориды металлов, ароматические сульфокислоты, амины и т.д.
В настоящее время одним из распространенных катализаторов фурана-эпоксидных олигомеров являются аминосоединения. По активности они были разделены на три группы; алифатические, ароматические и полиамины.
Все три группы аминных катализаторов летучие и обладают невысокой разбавляющей способностью. С целью снижения летучести и увеличения разбавляющей способности были разработаны способы окси-этилирования и оксиалкилирования пполиаминов. Такие продукты уступают полиэтилен полиамин
(ПЭПА) по активности, из-за чего расход их в 1,5-2,0 раза выше, а деформационная теплостойкость полимеров на 20-30% ниже контрольных.
Взаимодействием диаминов и полиаминов с эпихлоргидрином позволяет получать катализаторы с широким спектром свойств. Активность используемых в реакции аминов после обработки эпихлоргидрином повышается в 1,5 раза, однако жизнеспособность продуктов значительно снижается и ограничится на 3-4 мес. Метод позволяет улучшить технологичность и их совместимость с олигомерами
и регулировать процесс полимеризации, которая играет немаловажную роль при переработке фурана-эпоксидных олигомеров. Аддукты легко получить на существующем оборудовании обычными операциями получения совмещенных олигомеров. Опробованы следующие соединения; полиэтиленполиамин (ПЭПА), гексаметилендиамин и кубовые остатки его производных, 3,3-дихлор-4,4-диаминодифенилметан (МОКА), бензидин, дициандиамин, метафениленди-амин (м-ФДИ), парафенилендиамин (п-ФДА), а также др. (см таблицу) [2-3].
Таблица 1.
Свойства фурана-эпоксидных олигомеров и полимеров
Наименование катализатора ФАЭД-13 ФАЭД-20 ФАЭД-100
Время гелеобразования при 1200 Жизнеспособность, ч Степень отверждения,% Удельная ударная вязкость, кДж/м2 Время гелеобразования при 1200 Жизнеспособность, ч Степень отверждения,% Удельная ударная вязкость, кДж/м2 Время гелеобразования при 1200 Жизнеспособность, ч Степень отверждения,% Удельная ударная вязкость, кДж/м2
ПЭПА 128 6 82 7,2 395 10 78,5 3,2 120 2 84,3 14
ГМДА 145 - 79 5,6 615 - 74,2 3,1 180 3 72,6 16
ЭДА 90 4 72 4,2 347 6 75,2 2,2 90 1,5 78,3 8
АФ-2 235 24 82 5,8 390 36 72,3 3,4 320 8,5 82,4 14
м-ФДА 188 16 65 4,8 840 36 24,2 4,8 280 12 66,7 16
ЭДА+ЭПХГ 60 5 77 5,4 240 7 77,0 3,6 150 4 88,4 8
ГМДА+ЭПХГ 120 4 84 6,2 540 2 76,0 4,1 210 6 93,6 18
м-ФДА+ ЭПХГ 170 6 72 5,0 620 38 43,0 3,0 400 72 85,3 15
п-ФДА+ ЭПХГ 190 7 71 4,8 650 36 46,0 3,1 400 72 82,6 12
Таким образом, разработанные аминохлоргидри-новают скорость и глубину полимеризации а также улучшают эксплуатационные показатели фурана-
эпоксидных полимеров. При этом жизнеспособность композиции увеличивается, благодаря чему они являются более технологичными.
Список литературы:
1. Victor Stroganov, Oleg Stoyanov, Ilya Stroganov, Eduard Kraus "Functional Modification Effect of Epoxy Oligomers on the Structure and Properties of Epoxy Hydroxyurethane Polymers" Advances in Materials Science and En-gineering.Volume 2018, Article ID 6743037, 16 pages https://doi.org/10.1155/2018/6743037
2. Т.З.Мусаев, И.Р.Асыаров, И.Тухтасинов. «Структура чем-полиолов в химии производных фурана». ФерПИ. Научно-технический журнал - 2004. №1. с. 86-90.
3. Т.З.Мусаев. Кандидатская диссертационная работа. Москва, 1991 г.
4. Дадаходжаев А. Т., Маматалиев Н. Н. СПОСОБЫ ИЗВЛЕЧЕНИЯ НИКЕЛЯ ИЗ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ //Universum: технические науки. - 2019. - №. 4 (61).
5. Хамракулова М. Х., Кадиров Ю. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССА АДСОРБЦИОННОЙ РАФИНАЦИИ ХЛОПКОВОГО МАСЛА СОРБЕНТАМИ МЕСТНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ //INTERNATIONAL SCIENTIFIC REVIEW OF THE PROBLEMS AND PROSPECTS OF MODERN SCIENCE AND EDUCATION. - 2018. - С. 13-16.
6. Нарзиев М. С., Абдуллаева М. А., Шарипов Н. З. Определение оптимальной начальной концентрации этилового спирта для проведения процесса дезодорации хлопкового масла //ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ И ЭКСПЕРТИЗА ТОВАРОВ. - 2015. - С. 138-140.
7. Хамракулова М. Х. и др. ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ОТБЕЛКИ СОЕВОГО МАСЛА //Universum: технические науки. - 2019. - №. 10-1 (67).
№ 12 (69)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
• 7universum.com
декабрь, 2019 г.
8. Хамракулова М. Х., Кадиров Ю. К. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА РАФИНАЦИИ ФОРПРЕССОВОГО ХЛОПКОВОГО МАСЛА //Современные тенденции развития науки и производства. - 2017. - С. 194-197.
9. Muborak H., Yuldoshxon Q. Reserch on the refining process of prepressed cotton oil //Austrian Journal of Technical and Natural Sciences. - 2016. - №. 11-12.
10. Хошимов Ш.М., Абсарова Д.К., Собиров А.О., Мамажонова Р.Т. ПОЛУЧЕИЕ ХИНОЛИНОВЫХ ОСНОВАНИЙ НА ОСНОВЕ АРОМАТИЧЕСКИХ АМИНОВ РЕАКЦИЕЙ С КАРБОНИЛЬНЫМИ СОЕДИНЕНИЯМИ ПОЛУЧЕНИЯ ГЕТЕРОЦИКЛОВ В ПАРАВОЙ ФАЗЕ //Universum: технические науки. - 2019. - №. 11 (68).
11. Абсарова Д.К., Хошимов И.Э., Тожиев Э.А., Мирзахужаева Н.Н. ПОЛУЧЕНИЕ СПИРТОВ ИЗ РАСТИТЕЛЬНЫХ ОТХОДОВ ПРОМЫШЛЕННЫМ СПОСОБОМ СОДЕРЖАЩИХ ПЯТИЧЛЕННЫХ ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИХ СПИРТОВ //Universum: технические науки. - 2019. - №. 11 (68).
