МОДИФИКАЦИЯ КАРБАМИДОФОРМАЛЬДЕГИДНЫХ СМОЛ С POLY-7 Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

УДК 665.9

МОДИФИКАЦИЯ

КАРБАМИДОФОРМАЛЬДЕГИДНЫХ СМОЛ С POLY-7

Махмутов Айнур Рашитович

Кандидат химических наук, доцент кафедры «Биологии, экологии и химии» ФГБОУ ВПО «Башкирский государственный университет», филиал в г.Бирск

Козлова Галина Геннадиевна

Кандидат химических наук, доцент кафедры «Биологии, экологии и химии» ФГБОУ ВПО «Башкирский государственный университет», филиал в г.Бирск

Исламова Дина Галинуровна, Фараизов Ильнур Ильдарович,

Студенты, ФГБОУ ВПО «Башкирский государственный университет»

В статье рассматриваются результаты реакции отверждения карбамидоформальдегидных смол с Poly-7. Для сравнительного анализа смоделировали трехкомпонентную конденсацию мочевины с формальдегидом в присутствии Poly-7. Получили модифицированные карбамидоформальдегидные смолы, используя разные мольные соотношения исходных веществ (в эквивалентном соотношении, а также в избытке формальдегида). У полученных смол определили содержание свободного формальдегида, водородный показатель, массовую долю сухого остатка.

Ключевые слова: карбамид, формальдегид, Poly-7, карбамидоформальдегидные смолы, модификатор, свободный формальдегид, массовая доля сухого остатка, водородный показатель.

MODIFICATION OF CARBAMIDE-FORMALDEHYDE RESINS WITH POLY-7

Makhmutov Ainur Rashitovich

Candidate of Chemical Sciences, Associate Professor of the Department of Biology, Ecology and Chemistry, Bashkir State University, branch in Birsk

Kozlova Galina Gennadievna

Candidate of Chemical Sciences, Associate Professor of the Department of Biology, Ecology and Chemistry Bashkir State University, branch in Birsk

Islamova Diana Galinurovna, Faraizov Ilnur Ildarovich,

Students, Bashkir State University

The article discusses the results of the curing reaction of carbamide-formaldehyde resins with Poly-7. For comparative analysis, a three-component condensation of urea with formaldehyde in the presence of Poly-7 was modeled. Modified carbamide-formaldehyde resins were obtained using different molar ratios of the starting substances (in an equivalent ratio, as well as in excess of formaldehyde). The content of free formaldehyde, the hydrogen index, and the mass fraction of the dry residue were determined for the obtained resins.

Keywords: urea, formaldehyde, Poly-7, urea-formaldehyde resins, modifier, free formaldehyde, mass fraction of dry residue, hydrogen index.

Ро1у-7 (полиэтиленполиамин) -маслянистая жидкость от светло-желтого до темно-бурого цвета без механических примесей, взрывобезопасны,

трудновоспламеняемы, хорошо растворимы в воде и спирте, поглощают из воздуха влагу и СО2 и имеют специфический запах [6].

Poly-7 представляет собой смесь различных этиленовых, а также пиперазин содержащих этиленовых полиаминов с молекулярной массой до 250 [1].

Карбамидоформальдегидные смолы незаменимы в производстве

древесностружечных и древесноволокнистых плит, фанеры. Они широко применяются в производстве карбамидных пенопластов, стеклохолста, находят применения в продуктах теплоизоляции и в производстве влагопрочных специальных сортов бумаги и картона [5].

Наиболее широкое распространение получили карбамидоформальдегидные смолы смолы в технологических процессах деревообработки [6]. Их преимущества: широкая сырьевая база, недороги, дают прочный клеевой шов средней водостойкости, обладают высокой скоростью отверждения, имеют слабый запах, практически бесцветны [4].

Данный модификатор сохраняет свое применение из-за доступности, а также дешевизны. Использование производных этиленаминов вызвана тем, что они обладают комплексом свойств, которые значительно превосходят по сравнению с чистыми аминами.

Важной проблемой

карбамидоформальдегидных смол остается его токсичность. Основным путем снижения токсичности смол является введение модификаторов аминной природы, что является актуальной задачей.

Предметом исследования составляют реакции поликонденсации формальдегида с

карбамидом в присутствии Poly-7 в качестве модификатора.

Объектом исследования является формальдегид, карбамид, Poly-7.

Опыты проводили в лаборатории экологического мониторинга физико-химических загрязнений окружающей среды Бирского филиала Башкирского

государственного университета при комнатной температуре и атмосферном давлении (для контроля применялась метеостанция Meteolight 520).

Анализ на содержание свободного формальдегида определяли методом потенциометрического титрования.

Водородный показатель - с помощью pH-метра. Массовую долю сухого остатка определяли рефрактометрическим методом.

Для сравнительного анализа смоделировали трехкомпонентную

конденсацию мочевины с формальдегидом в присутствии Poly-7. Получили

модифицированные

карбамидоформальдегидные смолы,

используя разные мольные соотношения исходных веществ (в эквивалентном соотношении, а также в избытке формальдегида).

Фиксирование температуры

осуществлялось после введения

модификатора в карбамидоформальдегидный концентрат после достижения температуры 40т50 °С. При дозировании в карбамидоформальдегидный концентрат модификатора, наблюдалось резкое увеличение температуры.

Рис. 1. Экзотермичность процесса Poly-7

Качества карбамидоформальдегидные зависит от множества показателей: внешнего вида, водородного показателя, смешиваемость водой, а также самым главным - наличием свободного формальдегида в

карбамидоформальдегидной смоле.

Исследование показателей

карбамидоформальдегидной смолы

проведены по ГОСТ 14231-88 "Смолы карбамидоформальдегидные" [2].

Результаты исследований физико-механических показателей Poly-7

представлены ниже:

Мольное соотношение исходных реагентов

Таблица 1

Модификатор Показатель Мольное реагентов соотношение исходных

1:1:1 1:2:1 1:3:1

рН среды 9,2 7,5 6,5

Смешиваемость 1:3 1:4 1:4

Poly-7 с водой

Наличие 0,28 0,3 0,32

свободного формальдегида

Цвет оранжево-желтый желтый темно -оранжевый

Время 48 43 41

желатинизации, мин (при 50° С)

Массовая доля 64,9 70,2 67,1

сухого остатка

Запах Умеренный запах формальдегида

Были проведены реакции синтеза карбамидоформальдегидных смол в соотношении карбамид: формальдегид: Ро1у-7 = 1:1:1; 1:2:1; 1:3:1. Установлено, что

наилучшими свойствами обладает

карбамидоформальдегидная смола,

модифицированная с Ро1у-7 в мольном соотношении 1:2:1.

ЛИТЕРАТУРА

1. Анализ рынка полиэтиленполиамина в России. [Электронный ресурс]. URL: https://www.newchemistry.ru/rep.php?id=3894&x=3&folder= (дата обращения 27.05.2022)

2. ГОСТ 14231-88. Межгосударственный стандарт «Смолы Карбамидоформальдегидные. Технические условия».

3. Киселева О.А. Влияние жидких агрессивных сред на несущую способность древесных композитов // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. - 2006. - № 6. - 84-86 с.

4. Киселева О.А. Закономерности длительного деформирования древесных пластиков при одноосном сжатии и пенетрации / О.А. Киселева, В.П. Ярцев, А.В. Сузюмов // Пластические массы. - 2005. - № 4. - 43-45 с.

5. Кондратьев В. П., Кондращенко В. И. Синтетические клеи для древесных материалов. - М.: Научный мир, 2004. - 520 с.

6. Полиэтилен полиамин ГОСТ. [Электронный ресурс]. URL: https://sert-service.ru/polietilen-poliamin-gost/ (дата обращения 27.05.2022).