CC BY
17
нюеться тим, що так сувенiри шхто масово не виробляе, а е лише поодинок випадки 1х виготовлення.
Висновки. Таким чином, анашз особливостей виготовлення i peani3a-ци масштабованих моделей автомобшв та мотоциклiв з масивно! деревини показав, що Укра!на мае все потрiбне для налагодження такого виробництва. Такими моделями можуть защкавитись i фiрми-виробники спрaвжнiх автомобшв та мотоциклiв, якi можна кошювати, використовуючи деревину. У процесi проектування i виготовлення дослiджувaних виробiв розвиваеться мислення, набуваються новi навики роботи з деревиною, що е важливим для представниюв деревооброблення.
З метою створення нових робочих мюць, розвитку вггчизняного ринку сувешрного виробництва та розроблення нових технологш ми пропонуемо запровадити моделювання з деревини. У перспективi ми хочемо розробити i виготовити сво! тaкi сувенiрнi вироби та порiвняти 1х з юнуючими.
Л1тература
1. Энциклопедия работ по дереву: руководство необходимое любителю работ по дереву / ред. консультант Марк Рамуц : пер. с англ. Г. А. Сорокина. - М. : Изд-во "Астрель"; Изд-во АСТ, 2004. - 512 с.
2. [Електронний ресурс]. - Доступний з http://www.m-mm.ru.
3. [Електронний ресурс]. - Доступний з http://www.arcurio.com.
4. [Електронний ресурс]. - Доступний з http://www.proftekhosvita.org.ua/uk.
Матвеева Г.А., Воронович В.В. Анализ технологий изготовления и реализации сувенирных изделий из древесины
Деревообрабатывающая промышленность Украины на сегодня производит более 300 наименований товарной продукции, поставляемой как на внутренний рынок, так и на внешний. Проанализированы технологии изготовление и реализация сувенирных изделий из древесины различных пород. Установлено их место в деревообрабатывающей промышленности Украины и пути развития.
Ключевые слова: проектирование, изготовление, сувенир, модель, древесина.
Matveeva G.A., Voronovich V.V. Analysis of technology the production and sale of souvenir items from wood
Woodworking Ukraine currently produces more than 300 kinds of commodity products, which supplied both the domestic and foreign markets. In the article the manufacture and sale of souvenir items from wood of different species. Found their place in the wood processing industry in Ukraine and ways of development.
Keywords: designing, production, souvenir, model, wood.
УДК 674.093.26 Асист. Р.Й. Салдан; доц. Р. О. Демчина,
канд. хм. наук - НЛТУ Украти, м. Льв1в
ПРОЦЕС ЗАТВЕРД1ННЯ КАРБАМ1ДОФОРМАЛЬДЕГ1ДНО1 СМОЛИ ЗА УЧАСТЮ АЛЮМ1Н1Й СУЛЬФАТУ ТА АМОН1Й
ПЕРСУЛЬФАТУ
Обгрунтовано для затвердшня карбамщоформальдегщних смол використовува-ти алюмшш сульфат та амонш персульфат - латентш каталiзатори, що призводять до поступового досягнення кислотносп, завдяки чому вщбуваеться затвердшня карбамщоформальдегщних смол. Наведено гшотетичш схеми зшивання карбамщофор-
мадьдепдно'' смоли за наявносп алюмiнiй сульфату та амонш персульфату. Припущено, що додавання алюмiнiй сульфату та амонш персульфату до карбамщофор-мальдегiдних смол забезпечуватиме мщне клейове з'еднання i зменшуватиме видь лення вiльного формальдегиду.
Ключовi слова: карбамiдоформальдегiдна смола, амонш хлорид, алюмшш сульфат, амонш персульфат, зшивання.
Постановка науковоТ проблеми. Як затверджувач1 для карбамщо-формальдепдних смол (КФС) застосовують речовини кисло'' природи, як здатш тдвищувати кислотшсть розчину смоли. Амонш хлорид найчаст1ше застосовують затверджувачем КФС. Вш е доступним 1 пор1вняно дешевим реагентом, але надае крихкост клейовому шару. 1стотна вада амонш хлориду як затверджувача полягае в тому, що вш може утворювати хлороргашчш хь м1чш сполуки, як в раз1 потрапляння в оргашзм людини, спричиняють бага-то небезпечних захворювань. На сьогодш багато з хлоромютких оргашчних сполук визнаш канцерогенними для людини та повинш бути виключеш з1 списку матер1ал1в, з якими вона контактуе [1].
У процес виготовлення та експлуатаци фанери на основ! КФС 1з не'' видшяеться вшьний формальдепд, який призводить до захворювань системи дихання, шюри \ слизових оболонок, шлунково-кишкового тракту, серцево-судинно'' та нервово'' систем людини. Поряд 1з токсичною й алерпчною д1я-ми, формальдепд може зумовлювати ембрютоксичш та мутагенш ефекти, а також онколопчш захворювання [2, 3].
Видшення формальдепду з готових вироб1в залежить переважно вщ ступеня затвердшня КФС. Джерелами видшення формальдепду слугують вь льш метилольш групи, як частково не вступають у реакщю зшивання м1ж КФС з амонш хлоридом \ залишаються у певнш кшькосл (шод1 до 70 %) у затвердшш КФС. Наявшсть певно'' кшькосл низькомолекулярних фракцш \ залишкових метилольних груп у затвердшому, за температури 100-110°С, ка-рбамщоформальдепдному кле'' 1з затверджувачем амонш хлоридом, а також недостатне утворення поперечних зв'язюв м1ж 'х макромолекулами, свщчить про низький стушнь перетворення у реакци зшивання. Кр1м того, за високих температур можливий розпад метиленамщного зв'язку з видшенням формальдепду.
Аналiз останшх дослiджень та публiкацiй. Кислотш катал1затори, як використовуються для затвердшня КФС, подшяють на дв1 основш групи: I група - катал1затори, як не змшюють свое'' кислотностц II група - катал1за-тори, кислотшсть яких збшьшуеться шд впливом р1зних фактор1в. Катал1тич-на д1я затверджувач1в першо'' групи, до яко'' належать вшьш кислоти та ряд солей сильних кислот, у водних розчинах КФС практично постшна та шдви-щуеться тшьки у раз1 збшьшення концентраци смоли, або внаслщок шдви-щення температури.
До друго'' групи затверджувач1в належать сполуки, як тшьки за пев-них умов перероблення активно реагують з видшенням кислот - так зваш ла-тентш катал1затори. Ц катал1затори за шдвищено'' температури, або в при-сутност деяких сполук (наприклад, води, формальдепду, кисню), здатш ви-дшяти вшьш кислоти, яю катал1зують реакщю затвердшня. Латентш каталь
затори, своею чергою, подшяють на катал1затори, як реагують 1з вшьним формальдепдом 1з видшенням вшьно! кислоти та нейтральш сполуки, як ак-тивуються шд д1ею води також 1з видшенням вшьно! кислоти. Катал1тична д1я останшх залежить вщ швидкосл та ступеня 1х пдрол1зу, { вони застосову-ються для затвердшня за шдвищених температур. До катал1затор1в, як реагують з формальдепдом 1з видшенням кислот, вщносять, насамперед, амоншш сол1 сильних { середшх кислот, найчаслше застосовують амонш хлорид [4].
Обгрунтовано для затвердшня КФС використовувати латентш катал1за-тори, катал1тична д1я яких приводить до поступового досягнення кислотности завдяки чому вщбуваеться затвердшня КФС { збшьшуеться термш 11 життезда-тность До латентних катал1затор1в можна вщнести алюмшш сульфат та амонш персульфат [5]. Пдрол1з алюмшш сульфату вщбуваеться у дв1 стади.
^/2(^04)3 < дис°ч1щЫ > 2А/3+ + 3ЗД2-, (1)
1 стад1я: А/3++ Н2О<->А/ОН2++ Н +, (2)
2 стад1я: А/ОН2+ <-> А/(ОН)2+ + Н +. (3)
Але у систем^ де знаходиться велика кшьюсть -ОН груп КФС та -ОН груп енольно! форми вшьного формальдепду, можлива 1х взаемод1я з А1 (ОН)2+, А1 (ОН)2+, А13+ за донорно-акцепторним мехашзмом. Це приводить до утворення комплекЫв р1зно! будови \ змщуе пдрол1з до продукпв реакци (2, 3), а вщтак приводить до поступового збшьшення кислотность
Шд час пдрол1зу амонш персульфату також утворюеться йон Пдроге-ну, внаслщок чого встановлюеться кисле середовище:
(ЫН4)2£08 < дисочШчЫ > 2ЫН 4++^20В2- , (4)
ЫН 4 + + Н20 <-> ЫН40Н + И + . (5)
Тому метою роботи е процес затвердшня карбамщоформальдепдно! смоли за участю алюмшш сульфату та амонш персульфату.
Результати та 1'х обговорення. У термореактивнш КФС е карбоншьш (=С=О), амшо ( - КН - ) та пдроксильш ( - ОН) групи здатш утворювати ко-ординацшш зв'язки за донорно-акцепторним мехашзмом. Адже вщповщш атоми Оксигену та Штрогену мають неподшьш електронш пари \ можуть бути донорами електрошв. Алюмшш сульфат активно пдрол1зуе з утворенням йону Пдрогену (Н+), який прискорюе полжонденсацшне зшивання КФС. Ви-користання алюмшш сульфату, як затверджувача, збшьшуе глибину затвер-
3+
дшня карбамщоформальдепдних ол1гомер1в. Ион А1 може утворювати як ковалентш зв'язки з метилольними групами, так \ координацшш зв'язки, при-чому як з атомами Оксигену, так \ Штрогену (рис. 1, 2). Ефект, що отри-муеться шд час введення алюмшш сульфату, пов'язаний з тим, що наявшсть у систем! йошв алюмшш дае змогу створити у процес затвердшня опти-мальну надмолекулярну структуру, причому йон А1+3 виступае у рол1 струк-туроутворювача. Також атом Пдрогену пдроксильно! групи здатний зам1щу-ватись на атом алюмшш, внаслщок утворюються йонш зв'язки з великою ча-сткою ковалентност та можуть бути насиченими також вихщними сульфат-ними групами.
ЫН- с-N- СН
О СН
О
А1
.О
сН
О
СН
ЫН- с-N- СН -ЫН- с-N- СН -
2 2
ОО Рис. 1. Схема утворення поперечних зв'язшв у КФС за участю А?3 ...- ЫН- С-N- СН -
О СН2- О-Н
NH
С
О
/
I
ОО Ак
/
/
/ во4
/
/
N- СН -N14- С
2
О
С
СН
Рис. 2. Гтотетична структура затвердтоХКФС Отже, на рис. 1 показано розгалужену структуру КФС, що утво-
3+
рюеться тд час взаемоди йону Al з вихщного Al2(SO4)3. Власне, можливю-тю утворювати ш1сть направлених зв'язюв йоном алюм1н1ю (III), пояс-нюеться д1я його сульфату, як затверджувача. Адже взаемод1я з функц1ональ-ними групами КФС приводить до зшивання, та, з шшого боку, йон алюмшш, взаемоддачи з метилольною (СН2ОН) групою, маскуе и в1д перетворення до в1льного формальдег1ду.
Окр1м того, вщомо, що формальдег1д у водних розчинах може частко-во (до 40 %) переходити в енольну форму, утворюючи вщповщний двохатом-ний спирт
__-он
сн2=о + н2 о « - сн2.
он ,
__3+
котрий, своею чергою, може зв'язуватись по ОН групах йоном А1 , а отже, зменшувати його здатшсть вивiльнюватись iз КФС у виглядi випарiв вшьно-го формальдегiду.
Дiя амонiй персульфату подiбна до дИ латентного катаизатора _ алю-мiнiй сульфату, адже тд час гiдролiзу амонiй персульфату встановлюеться кисле середовище, а як вщомо, кисле середовище викликае зшивання термо-реактивних КФС. Окрiм цього, будучи доволi сильним окисником,
(##4№<0 100"120°с >(N^4)2^2^7 + [О] (6)
амонiй персульфат може викликати низку перетворень функцiональних груп КФС, продукуючи iншi групи, що здатш до полiконденсацiйного зшивання. Пiд час взаемоди активного атомарного Оксигену з метилольними групами КФС можуть утворюватись карбоншьш групи та карбоксильш групи, як це зображено на рис 3, 4: -NH- С-N- СН- +Го! -NH- С-N- СН-
у | 2 ■■■ ^ -1 к || 2 ■■■
О СН2ОН О ^С=О
Н
Метилольна гРУпа Карбонiльна група
Рис. 3. Схема перетворень метилольних груп до карбонтьниху КФС
...-NH- С-N- СН -... +М ...-NH- С-N- СН -
2
2
о С=О О С=О
/
Н
Карбонтьна група ОН
Карбоксильна група
Рис. 4. Схема перетворень карбонтьних груп до карбоксильниху КФС
О^м того, вшьний формальдепд КФС може зазнавати окиснення до мурашино! кислоти та в остаточному випадку _ до карбонатно! кислоти (рис. 5).
сн2=о +
о
_к н-ок
=> нсоон^^^ ^>с=0
н-о
Формальдегiд Мурашина Карбонатна
кислота кислота
Рис. 5. Схема перетворень формальдегiду до карбонатноХ кислоти
Остання е нестшкою i розкладаеться до СО2 i Н2О, хоча за певних умов може зв'язуватися метилольними групами КФС та, утворюючи естерш групи, може викликати зшивання полжонденсацшного типу, як це зображено на рис. 6, 7, 8 з утворенням естерного, натвацетального зв'язку. Потрiбно за-значити, що кисле середовище та висока температура сприяють таким наве-деним вище реакщям зшивання.
Окр1м полшонденсацшного зшивання, у кислому середовишд КФС мо-же зазнавати зшивання пол1меризацшного типу. У кислому середовишд, що е результатом пдрол1зу амошю персульфату (4, 5) кшцев1 метилольш групи КФС можуть шддаватись депдратаци з утворенням нестшкого подвшного зв'язку. Шд час нагр1вання амонш персульфат розкладаеться з утворенням радикашв О', 'О -О', як можуть бути шщаторами пол1меризацшного зшивання, як показано на рис. 9, 10.
...-ЫН- С-N- ОН -
ЫН-
С
N- ОН
0 СН20
СН20
НО]—_
о СН2
0
С == О 1=
2 Н2О
С0
0 Естерний зв'язок
СН2
ЫН -
СН
ЫН-
карбонатноТ групи
СН
0
0
Рис. 6. Полшонденсацшне зшивання зутворенням естерного зв'язку
за карбонатною кислотою
о
..- ЫН- С-N- СН -
о С
.0
СН20Н
ЫН- С-Ы- СН
Н-С-0Н
0 Наглвацетапьний | зв'язок
СН2
ЫН- С-Ы- СН —...
...- ЫН- С-Ы- СН —...
0
0
Рис. 7. Полшонденсацшне зшивання зутворенням натвацеталъного зв'язку
0
..- ЫН- С — Ы- СН
0 С
0
0Н
0Н СН
..-ЫН- С-Ы- СН -
С=0
Н20
0 Естерний зв'язок
СН2
...- ЫН- С-Ы- СН
...-ЫН- С-Ы- СН
00 Рис. 8. Полжонденсацшне зшивання зутворенням естерного зв'язку
Н
С
С
Н
(И)
NH- с-NH -CH2-OH с
H2 O
NH- с-N
CH
OO Рис. 9. Схема dezidpamau^il ктцевих метилольних груп
NH
C=O
...- NH- с-N = CH2 1 > ...- N- CH2-...
O
Рис. 10. Схема полiмepизaцiйного зшивання КФС
Висновки та узагальнення. Встановлено, що алюмшш сульфат та амонш персульфат забезпечують реакци зшивання з макромолекулами КФС, внаслщок чого буде забезпечуватися мщне клейове з'еднання. Окрiм того, алюмшш сульфат та амонш персульфат взаeмодie з метилольними групами КФС та вшьним формальдепдом, завдяки чому зменшуватиметься його видь лення iз КФС.
Лггература
1. Поляков Н.С. Защита окружающей среды от диоксинов / Н.С. Поляков, Г.Н. Петухо-ва // Сборник материалов Международной научно-практической конференции. - Воронеж : Изд-во Воронежской ЛТА, 2000. - Т. 1. - 295 с.
2. Огородников К.С. Формальдегид / К.С. Огородников. - Л. : Изд-во "Химия", 1984. - 280 с.
3. ГН 1.1.029-95. Перечень веществ, продуктов, производственных процессов, бытовых и природных факторов, канцерогенных для человека / Госкомсанэпиднадзор России. - М., 1995. - 17 с.
4. О возможности интенсификации процесса прессования древесностружечных плит на основе низкотоксичной смолы КС-68М / М.М. Свиткина, Г.М. Шварцман, А.С. Тереб, Г.Г. Юдина // Сборник трудов ЦНИИФ. - М., 1977. - С. 51-62.
5. Кнунянц И. Л. Химическая энциклопедия - В 5-и т.: т. 1: А - Дарзана / редкол. : И.Л. Кнунянц (гл. ред. ) и др. - М. : Изд-во "Сов. Энцикл.", 1988. - 623 с.
Салдан Р.Й., Демчына Р.О. Процесс затвердения карбамидофор-мальдегидной смолы за участием алюминий сульфата и аммоний персульфата
Обосновано для затвердения карбамидоформальдегидных смол использовать алюминий сульфат и аммоний персульфат - латентные катализаторы, которые приводят к постепенному достижению кислотности, благодаря чему происходит затвердение карбамидоформальдегидных смол. Приведены гипотетические схемы сшивания карбамидоформальдегидной смолы в присутствии алюминий сульфата и аммоний персульфата. Допускается, что добавление алюминий сульфата и аммоний персульфата к карбамидоформальдегидным смолам будет обеспечивать крепкое клеевое соединение и уменьшать выделение свободного формальдегида.
Ключевые слова: карбамидоформальдегидная смола, аммоний хлорид, алюминий сульфат, аммоний персульфат, сшивание.
Saldan R.Yo., Demchyna R.O. Hardening process UF resins behind participation aluminium sulphate and ammonium persulfate
UF resins hardener to use aluminium sulphate and ammonium persulphate it is proved. These catalysts which lead to gradual increasing of acidity what happen hardenings UF resins. Hypothetical schemes of sewing together UF resins with aluminium sulphate and ammonium persulphate are proposed. It is supposed, that addition aluminium sulphate and ammonium persulphate to UF resins will provide strong glutinous connection and to reduce allocation of free formaldehyde.
Keywords: urea-formaldehyde resins, ammonium chloride, aluminium sulphate, ammonium persulphate, sewing. _
УДК 536.532 Доц. В. О. Фединецъ, канд. техн. наук -
НУ "Лъв1всъка пол1техмка"
ДОСЛ1ДЖЕННЯ ТЕПЛО- ТА ЕЛЕКТРО1ЗОЛЯЦ1ЙНИХ МАТЕР1АЛ1В ДЛЯ ЗАСОБ1В ВИМ1РЮВАННЯ ТЕМПЕРАТУРИ ГАЗОВИХ ПОТОК1В
Дослщжено сучасш конструкцшш тепло- та електроiзоляцiйнi матерiали для контактних засобiв вимiрювання температури газових потоюв. Розроблено рекомен-дацп з 1х практичного застосування. Встановлено, що руйнування зразюв iз сапфiру починаеться за температури газового потоку до 1300 оС, а за температури 1500 оС вщбуваеться 1х повне руйнування. Цей матерiал не можна рекомендувати для застосування в високотемпературних технолопчних процесах.
Ключов1 слова: температура, газовий потш, матерiали, дослщження, випробу-вання, термоперетворювач.
Вступ. Одним 1з напрямюв створення високоточних \ надшних термо-перетворювач1в (ТП) для вим1рювання температури газових потоюв е застосування термометричних та конструкцшних матер1ал1в 1з спещальними влас-тивостями, високою стабшьшстю 1х електрох1м1чних, х1м1чних та мехашчних властивостей в широкому д1апазош змши температур.
Метролопчш характеристики ТП визначаються властивостями чутли-вого елемента, тобто властивостями термоелектричних матер1ал1в (термо-електрод1в), 1з яких 1х виготовлено. Важливе значення мають технолопч-шсть, однорщшсть { вщтворювашсть термоелектричних властивостей в умо-вах промислового виробництва термоелектродних матер1ал1в { технолопя ви-готовлення чутливого елемента (ЧЕ).
Одшею з основних характеристик термоелектрод1в е стабшьшсть цих властивостей тд час експлуатаци в р1зних середовищах { за р1зних зовшшшх вплив1в - мехашчних, електричних, х1м1чних тощо. Термометричш матер1али досить повно вивчено, зокрема дослщжено 1х термоелектричш властивосп, вплив дослщжуваних середовищ, рад1аци, високого тиску, деформацш, тер-моцикшчних вплив1в тощо на змшу метролопчних характеристик та 1х ста-бшьшсть [1-6].
Найбшьш1 трудношд виникають з вибором конструкцшних тепло- та електро1золяцшних матер1ал1в тд час вим1рювання температури газових пото-
