Toshkent kimyo texnologiya instituti asosiy organik sintez texnologiyasi kafedrasi organik moddalar kimyosi va texnologiyasi
XOM ASHYO MODDALAR VA TAYYOR MAHSULOT TAVSIFI
Download 76.85 Kb.
|
O‘zbekiston respublikasi oliy va o‘rta maxsus ta’lim vazirligi t-fayllar.org
|
XOM ASHYO MODDALAR VA TAYYOR MAHSULOT TAVSIFI
KS – 11 markali karbamid olish uchun esa asosiy xomashyo karbamid va formaldegid hisoblanadi. Formaldegid - metanol va chumoli kislotaning alifatik aldegidi bo'lib, o'tkir hidli rangsiz gazdir. Formaldegid -19,2 ° C da suyultiriladi, zichligi 0,8153 g / sm3 bo'lgan suyuqlikka aylanadi. -118 °C dan pastda formaldegid oq xamirga aylanadi. Suyuq va gazsimon formaldegid 80 °C gacha bo'lgan haroratda faol polimerlanadi, ammo gazsimon formaldegid 80 dan 100 °C gacha barqarordir. Suyuq formaldegid qutbsiz erituvchilar bilan har qanday nisbatda aralashadi: spirtlar, xloroform, etil asetat, dietil efir va toluol. Haroratning oshishi bilan uning eruvchanligi pasayadi va bug'lanish va polimerlanish ustunlik qila boshlaydi. Neft efirida eruvchanligi past, qutbli erituvchilar polimerlanishni katalizlaydi yoki formaldegidga qo‘shiladi. Menga loyiham bo‘yicha ishlab chiqariladigan tayyor mahsulot qishloq xo‘jaligini mineral o‘g‘itlar bilan ta’minlashda va mineral izolyatsion mato yoki ip mahsulotlarini bog'lovchi sifatida katta ro‘l o‘ynaydi. Karbamid-formaldegid smolalari qurilishda, yogʻochga ishlov berishda va xalq xoʻjaligining ayrim boshqa tarmoqlarida keng qoʻllaniladi. Ular birinchi marta 1927 yilda Qo'shma Shtatlarda sanoatda ishlab chiqarilgan. Suvga chidamliligi va mustahkamligi jihatidan bunday smolalar poliefir va epoksi materiallardan biroz pastroq. Ammo ularni tayyorlash ancha arzon. KS -11 smolalari, nomidan ko'rinib turibdiki, formaldegidni karbamid bilan polikondensatsiya qilish orqali olinadi. Ular yonmaydigan suvli suspenziya bo'lib, ularning yopishqoqligi va rangi markaga qarab farq qilishi mumkin. Karbamidformaldegid smolaini ishlab chiqarish odatda ko'ylagi va maxsus aralashtirish moslamasi bilan jihozlangan maxsus apparatlardan foydalanishni o'z ichiga oladi. Umuman olganda, bunday mahsulotlarni ishlab chiqarish jarayoni uchta asosiy bosqichni o'z ichiga oladi: polikondensatsiya; kislota kondensatsiyasi; quritish. 8
ga teng bo'lganida amalga oshiriladi. Ishlab chiqarish jarayonida karbamid: formaldegidning molyar nisbati 1: 1,6-1,9 bo'lishini ta'minlanadi. Kislota kondensatsiyasi pH=4,5-4,8 bo'lgan muhitda amalga oshiriladi. Bu bosqichda molekulyar massaning ortishi hisobiga eritmaning qovushqoqligi keskin oshib keta boshlaydi. Kislota kondensatsiyasi reaksiyasi oxirida smolaga karbamidning yana bir qismi qo'shiladi. Ushbu moddaning kerakli miqdori tayyor eritmadagi komponentlarning molyar nisbati 1: 1,3-1,4 bo'lishi uchun hisoblab chiqiladi. Quritish bosqichida smola an'anaviy yopishqoqlikning kerakli qiymatlariga keltiriladi. Yakuniy bosqichda mahsulot sovutiladi va uning zaharliligini kamaytirish uchun o'zgartiriladi. Ba'zi tadqiqotchilar karbamid-formaldegid smolalarini karbamidning metilol va metilen hosilalari aralashmasi deb hisoblashadi. Shu bilan birga, suvda eriydigan va himoya kolloid vazifasini bajaradigan metilol birikmalarining barqarorlashtiruvchi ta'siri tufayli metilen birikmalari eritmadan cho'kmaga tushmaydi, deb ishoniladi. Boshqa qarashlarga ko'ra, karbamidning formaldegid bilan o'zaro ta'sirida smolalar hosil bo'lish jarayoni dimetilenkarbamidning polimerizatsiya reaksiyasi sifatida qaraladi, uning molekulalarida ikkita qo'sh bog' mavjud. Biroq, metilenkarbamidning oraliq hosil bo'lishi va uning keyingi polimerizatsiyasi orqali smolali mahsulotlarni olish dargumon, chunki metilenkarbamiddan smola olish faqat bosim ostida qizdirilganda mumkin. Shu bilan birga, metilenkarbamidning qisman karbamidformaldegid smolalari tarkibiga kirishi ehtimolini inkor etib bo'lmaydi. Eng mashhuri teosmolalar hosil bo'lish mexanizmini dastlabki bosqichda hosil bo'lgan kristalli mahsulotlar - mono- va dimetilolkarbamidning polikondensatsiya reaksiyalariga asoslangan jarayon sifatida ko'rib chiqadigan nazariya. Darhaqiqat, metilol birikmalarining yuqori funksionalligi bilan polikondensatsiya reaktsiyasi metilenkarbamidning taxmin qilingan o'zgarishlariga qaraganda ancha oson kechadi. Shunday qilib, karbamid- formaldegid tizimida sodir bo'ladigan reaksiyalarning ko'plab tadqiqotlari natijasida karbamid-formaldegid smolalarining hosil bo'lishi va tuzilishi uchun bir 9
suvli eritmalarda formaldegidning karbamidga qo'shilish reaktsiyalarini o'rganish eng katta amaliy qo'llanilishini topdi, buning natijasida ularning o'zaro ta'sirining smolali mahsulotlarini shakllantirishning quyidagi sxemasi keng e'tirof etildi. Karbamid formaldegid eritmasida xona haroratida ham yaxshi eriydi va qizdirilganda juda tez eriydi. Eritma jarayoni endotermikdir. Karbamidni formaldegid bilan reaksiyaga kirishish shartlaridan qat'iy nazar, uning birinchi bosqichida oksimetilen (metilol) guruhlari hosil bo'ladi. Karbamid to'rtta reaktiv vodorod atomiga ega va nazariy jihatdan tetrametilolkarbamid hosil qilish uchun formaldegidning to'rt molekulasini biriktirishi mumkin. Metilolkarbamidning hosil bo'lish reaktsiyasini quyidagicha ifodalash mumkin: 1) Monometilolkarbamid H2N — CO — NH2 + CH2O↔ H2N — CO — NHCH2OH 2) Dimetilolkarbamid H2N — CO — NHCH2OH + CH2O↔HOCH2NH — CO — NHCH2OH 3) Trimetilolkarbamid HOCH2NH—CO—NHCH2OH + CH2O ↔HOCH2NH — CO — N(CH2OH)2 4) Tetrametilolkarbamid HOCH2NH — CO - N(CH2OH)2 + CH2O↔(HOCH2)2N —CO— N(CH2OH)2 Suvli eritmadagi bu reaktsiyalar teskari bo'lib, muvozanat o'rnatilguncha davom etadi. Har bir keyingi metilol guruhining kiritilishi amin guruhining qolgan vodorod atomlarining qo'shilish reaktsiyalarida ham, kondensatsiya reaktsiyalarida ham reaktivligini kamaytirishi eksperimental ravishda aniqlangan. Mono-, di- va trimetilolkarbamidni olish reaksiyalarining tezlik konstantalari nisbati taxminan 9:3:1 ni tashkil qiladi. Trimetilolkarbamidning katta miqdori formaldegid molyar nisbati 2:1 dan ortiq bo'lganida hosil bo'ladi, ammo formaldegidning 20 barobar ko'p bo'lishi bilan ham, 1 mol karbamid uchun atigi 2,8 mol formaldegid reaksiyaga kirishadi. 10
markalarda ishlab chiqariladi. A - markali karbamid mayda kristal xolda oliy va birinchi navlarda tayyorlanadi. Undan sintez sanoatida, ya’ni sun’iy smola, plastmassa, elim, lak, bo‘yoq farmasevtika preparatlar, gerisidlar ishlab chiqarishda, xom-ashyo sifatida, hamda chorvachilikda navli qaytaruvchi xayvonlar ozuqasiga azotli qo‘shimcha sifatida ishlatiladi. Bu markali karbamid tarkibida 46,2-46,73 % azot 0,6 – 0,9 % biuret, 0,2 – 0,3 % suv bor. B - markali karbamid donador xolda ishlab chiqarish va ishlatishda tarkibida 46,0 %, 0,9 % gacha biuret, 0,25% namlik bor. Donalarning o’lchamchi: 1-4 mm 94%, 1 mm gacha bo‘lganlari 5% saqlanish muddati ishsiz 6 oy. KS-11 qatroni karbamidning formaldegid bilan polikondensatsiyasi mahsulotidir. Karbamid-formaldegid qatronlarini ishlab chiqarish karbamidning formaldegid bilan o'zaro ta'sirida yuzaga keladigan polikondensatsiya jarayonlariga asoslangan. Polikondensatsiya reaktsiyalari bir necha bosqichda boradi, ularning yo'nalishi va olingan mahsulotlarning xususiyatlari bog'liq jarayon sharoitlari bo'yicha: boshlang'ich moddalar nisbati, vodorod konsentratsiyasi reaksiya massasidagi ionlar, harorat va jarayonning davomiyligi. Karbamid formaldegid qatronlarini hosil qilish mexanizmi juda murakkab va bu sohada olib borilgan ko'plab tadqiqotlarga qaramay, jarayon qatronlar hosil bo'lishi karbamidning formaldegid bilan polikondensatsiyasi buni etarlicha o'rganilgan deb hisoblash mumkin emas. Shu bilan birga, karbamidning formaldegid bilan o'zaro ta'siri reaktsiyasining sharoitlaridan qat'i nazar, birlamchi kondensatsiya mahsulotlari har doim karbamidning metilol birikmalari ekanligi aniqlandi. Karbamid qatronlari formaldegidni karbamid (karbamid) bilan kondensatsiyalash orqali ishlab chiqariladi. Jarayonning birinchi bosqichi: formaldegid karbamid bilan nukleofil qo'shilish turi bo'yicha o'zaro ta'sir qiladi. Nukleofil-azot atomida yolg'iz juft 11
hisoblanadi. Sintetik yopishtiruvchi qatronlar yuqori molekulyar og'irlikdagi organik birikmalar sinfiga kiradi va past molekulyar og'irlikdagi moddalardan (monomerlardan) polikondensatsiya yoki polimerizatsiya reaktsiyasi bilan olinadi Ishlab chiqarilgan mahsulotlarning xilma-xilligi yog'ochni qayta ishlash sanoati va ularni ishlab chiqarish va ishlatish sharoitidagi farq ishlatiladigan yopishtiruvchi moddalarning xususiyatlariga ma'lum talablarni qo'yadi. Sintetik yog'ochni qayta ishlash sanoatida ishlatiladigan yopishtiruvchi qatronlar bir nechta tasniflanishi kerak belgilar: 1) ishlab chiqarish usullari bo'yicha – kondensatsiya va polimerizatsiya uchun; 2) isitish bilan bog'liq-yoqilgan Termoset va termoplastik; termosetlarga qizdirilganda qaytarilmas ravishda qattiq erimaydigan holatga o'tadigan yopishtiruvchi moddalar kiradi; termoplastik moddalarga bir necha marta qodir bo'lgan yopishtiruvchi moddalar kiradi qizdirilganda yumshatiladi va sovutilganda qattiqlashadi; 3) yopishqoq birikmalarning suvga chidamliligi bo'yicha barcha yopishtiruvchi moddalar 4 ga bo'linadi guruhlar: suvga chidamli, o'rta, yuqori va yuqori suvga chidamli. Suvga chidamli bo'lganlar yopishtiruvchi birikmalarni o'z ichiga oladi,suv ta'sirida qulab tushish. 4) yelimlash shartlariga ko'ra, qattiqlashtiruvchi yopishtiruvchi moddalar ajratiladi KS-11 markali karbamid mineral izolyatsion mato yoki ip mahsulotlarini bog'lovchi sifatida, shuningdek boshqa maqsadlarda ishlab chiqarish uchun mo'ljallangan. KS-11 markali karbamid Karbamid-formaldegid qatronlari kontrplak ishlab chiqarishda, mebel qismlarini, duradgorlik va qurilish mahsulotlarini yopishtirishda, quyma novdalar va qoliplarni ishlab chiqarishda, tuproqlarni mustahkamlashda, shuningdek press materiallari, qatlamli plastmassalar, ko'piklar, 12
qo'llaniladi. Sanoatda karbamid smolalarini sintez qilishda formaldegid va karbamidning dastlabki molyar nisbati kamdan-kam hollarda 2:1 dan oshib ketganligi sababli monova dimetilolkarbamid hosil bo'lish reaksiyalari amaliy ahamiyatga ega. Metilol guruhlari karbamid smolalarining suvda eruvchanligini aniqlaydi. Ular, ehtimol, vodorod aloqalarini hosil qiladi, bu esa smola molekulalarining birlashishiga, uning molekulyar og'irligining aniq ortishiga va yopishqoqlikning oshishiga olib keladi. Metilol guruhlari neytral yoki zaif ishqoriy muhitda, ayniqsa erkin formaldegidning ortiqcha bo'lishida eng barqaror hisoblanadi. Chiziqli strukturaning polimerlari keyinchalik monometilolkarbamiddan hosil bo'ladi: 13
formaldegid bilan polikondensatsiyasining smolali mahsulotlari tarkibida metilol (—CH2OH) va metilen (—CH2—) guruhlari mavjudligi bilan tavsiflanadi. Smolalar tarkibidagi ushbu guruhlarning nisbiy tarkibi yopishqoq karbamid-formaldegid smolalarining yopishqoqligi, saqlash barqarorligi, suv bilan aralashish qobiliyati, jelatinlanish muddati va boshqa xususiyatlariga katta ta'sir ko'rsatadi. Karbamid-formaldegid smolalari molekulyar og'irligi 700 dan ortiq bo'lmagan past molekulyar og'irlikdagi polikondensatsiya mahsulotlarining aralashmalari bo'lib, ular deyarli ajralmasdir. Maxsus qattiqlashtiruvchi moddalar (qattiqlashtiruvchi moddalar - kislotali katalizatorlar: organik va mineral kislotalar, kislotalarning ba'zi tuzlari va efirlari) va issiqlik ta'sirida yoki faqat bitta qattiqlashtiruvchi ta'sirida karbamid-formaldegid smolalari erimaydigan va erimaydigan holatga o'tadi. Bu o'tish o'rtasidagi oqimning natijasidir o'zaro zanjirlar shakllanishi bilan birga kimyoviy reaktsiyalarning besh molekulasi. O'zaro bog'lanishlar molekulalar zanjirlarida joylashgan faqat bitta metilol guruhlarining o'zaro ta'sirida ham, metilol va amid guruhlarining o'zaro ta'sirida ham paydo bo'ladi. Davolangan smolalarning sifati (ayniqsa, ularning suvga chidamliligi) smoladagi metilol guruhlari miqdoriga juda bog'liq. O'z navbatida, ularning tarkibi reaksiyaga olingan formaldegid miqdoriga bog'liq. Smolalarni davolash jarayoni suv va formaldegidning chiqishi bilan birga keladi; bu holda metilen va efir bog'lari hosil bo'lishi hisobiga molekulalar o'rtasida o'zaro bog'lanishlar hosil bo'ladi. Karbamid- formaldegid polikondensatsiyasi mexanizmining xususiyatlari va qattiqlashtirilgan smolaning fazoviy tuzilishi karbamid-formaldegid smolalari asosidagi yopishtiruvchi moddalarning ayrim xususiyatlarini aniqlaydi. Asl smolada metilol va efir guruhlari miqdori ortishi bilan, yopishtiruvchi moddalarni davolashda formaldegid va suvning chiqishi ortadi. Agar qattiqlashtirilgan smolada sezilarli miqdordagi erkin metilol guruhlari saqlanib qolsa, yopishqoq qatlamning mustahkamligi va suvga chidamliligi sezilarli darajada kamayadi. Karbamid- formaldegid qatronlari to'g'ridan-to'g'ri ishlab chiqarish zavodida mahsulotga qayta ishlanishi yoki ishlab chiqaruvchi tomonidan eritmalar shaklida (suvda va boshqa 14
fabrikalarga etkazib berilishi mumkin. . Bundan tashqari, sanoat mono- va dimetilolkarbamid aralashmalarining suvdagi kondensatsiya eritmalarini ishlab chiqaradi. Ushbu echimlar yog'och unini, qog'ozni, matolarni singdiradi; ular yopishtiruvchi moddalar tayyorlash uchun ishlatiladi. Kislotali muhitda qizdirilganda, mono- va dimetiloureya qatronga aylanadi, so'ngra davolanadi, bu muhitning kislotaliligini oshirish orqali erishiladi. Shuni ta'kidlash kerakki, qatronlarni quruq holatda ishlab chiqarish va qayta ishlash juda qiyin. Smolalar, gidrofilik modda bo'lib, namlikni osongina singdiradi va jelatinizatsiyaga uchragan beqaror yuqori yopishqoq eritmalar hosil qiladi. Bunday eritmalardan ajratilgan qatronning suvda eruvchanligi pasaygan va gidrofil xossalari past. Karbamid- formaldegid qatronlaridan parchalanishga, yog'och zararkunandalariga yorug'lik ta'siriga chidamli yopishtiruvchi moddalar olinadi. Ular mebel qismlarini yopishtirish va shponlash, egilgan yopishtirilgan mebel elementlarini ishlab chiqarish, zarrachalar, qurilish konstruksiyalari ishlab chiqarish, panel qismlarini shponlash, fanerani yopishtirish uchun ishlatiladi. Shpon, musiqa asboblari va shunga o'xshashlar ishlab chiqarishda. Yog'ochni, to'qimachilik materiallarini yopishtirish uchun birlashtirilgan yopishtiruvchi deb ataladigan materiallar qo'llaniladi. Kino hosil qiluvchi modda sifatida karbamid yoki melamin- formaldegid qatroni va kazein elim ishlatiladi. Bunday yopishtiruvchi moddalar karbamid-oqsil yopishtiruvchi moddalar deb ataladi. Ular chirishga, yog'och zararkunandalariga chidamli. Quyidagi jadvalda GOST 2081-92 ga muvofiq karbamid uchun texnik talablar qisqacha keltirilgan |
