ПОЛУЧЕНИЕ ОЛИГОМЕРА АКФ-3 НА ОСНОВЕ МЕСТНОГО СЫРЬЯ, ИССЛЕДОВАНИЕ ЕГО ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

АННОТАЦИЯ

На основе местного сырья получен олигомер марки АКФ-3 на основе карбамида, аммофоса и формальдегида, изучены его физико-химические свойства, определена текучесть полученного олигомера. Изучена зависимость выхода полученного олигомера в реакции от мольного соотношения исходных мономеров и определена сыпучесть олигомера марки АКФ-3. Определено отношение выхода реакции полученного продукта к времени.Изучен ИК-спектр синтезированного продукта.

ABSTRACT

Based on local raw materials, an AKF-3 brand oligomer based on urea, ammophos and formaldehyde was obtained, its physicochemical properties were studied, and the fluidity of the resulting oligomer was determined. The dependence of the yield of the resulting oligomer in the reaction on the molar ratio of the initial monomers was studied and the flowability of the AKF-3 oligomer was determined. The ratio of the reaction yield of the resulting product to the time was determined. The IR spectrum of the synthesized product was studied.

Ключевые слова: карбамида, аммофоса,сырья, формалин, криоскопическая, плотность, текучест.

Keywords: urea, ammophos, raw materials, formaldehyde, cryoscopic, density, fluidity.

Введение. Огнезащитные характеристики полимерных и олигомерных материалов определяются их разнообразием и многокомпонентным составом. Горючесть полимерных и олигомерных материалов зависит от соотношения теплоты, выделяющейся при сгорании продуктов пиролиза, а снижение горючести осуществляется за счет снижения скорости газификации и уменьшения количества образующихся горючих продуктов (введение инертных наполнителей, введение антипиренов). , нанесение огнезащитных покрытий) [1].

Вставьте наполнители. Наполнители используются для получения свойств, заданных материалу, и снижения их стоимости. Минеральные наполнители снижают содержание горючих компонентов, влияют на процесс пиролиза полимеров, изменяют условия тепломассообмена в процессе горения.

Введение антипиренов. Антипирены делятся на два класса. Механически смешиваются с полимерами и олигомерами и образуют с ними гомогенную смесь и получаются в процессе переработки или синтеза полимерных материалов.

В настоящее время существует несколько гипотез, объясняющих снижение горючести при использовании антипиренов для полимерных и олигомерных материалов, представляющих собой химические, ионные, газообразные защитные слои.

Цель статьи. Определяли индекс текучести (SOC) жидкости. СОК определяли по ГОСТ 11645-73 для полиэтилена и полипропилена при температуре 190 и 210 ⁰С и нагрузке 2,16 кг соответственно. В работе использовался вискозиметр ГТ-МФИ-450А с длиной и диаметром капилляра 8 и 2,09 миллиметров соответственно. На основе местного сырья синтезирован олигомер.Изучены физико-химические свойства и выход полученного вещества.Изучена зависимость выхода образующегося в реакции олигомера от мольного соотношения исходных мономеров.

Методы получения и исследование.

Синтез аддукта AKF-3. Берут чистый амфос и помещают его в термостойкий стакан объемом 1000 мл, снабженный мешалкой, термометром и специальной воронкой. Корбамид добавляют к аммафосу в стакане и нагревают при 160°С в течение 30 минут при перемешивании. после этого к смеси добавляли формалин и реакционную смесь нагревали при 170°С еще 30 минут, в ходе реакции выделялись пары воды и газообразный аммиак, а конечный продукт представлял собой твердое белое полимерное вещество. После этого ему дают остыть. Полученный твердый белый олигомер отделяют от дна сосуда и сушат при комнатной температуре. Теоретически выход продукта составляет 82%. Реакция происходит следующим образом:

Рисунок 1. Реакция образования AKF-3

На следующем графике представлена зависимость выхода образования аддукта AKF-3 от температуры и времени (рис. 2). Из графика видно, что самая высокая эффективная температура достигается при 170°C в течение 30 минут.

Рисунок 2. Зависимость выхода олигомеров AKF-3 от времени реакции при 170 °С

Эксперименты также показали, что для получения олигомера АКФ-3 с высоким выходом необходимо получить эквимолярное соотношение реагентов согласно таблице 1.

При синтезе олигомеров AKF-3 изучена временная зависимость выхода реакции при температуре 70 °С. Тиоколовый олигомер получали с высоким выходом, когда время реакции составляло 30 минут. (Рис. 2.)

Экспериментальная часть.Эксперименты также показали, что для высокопроизводительного синтеза из тиоколового олигомера необходимо получить эквимолярное соотношение исходных веществ согласно таблице (табл. 1).

Таблица 1

Зависимость выхода реакции получения олигомеров AKF-3 от мольного соотношения исходных мономеров (170оС, t=0,5 часа)

На рис. 3 представлен ИК-спектр антипирина AKF-3, полученного реакцией фосфата аммония, карбамида и формалина. Здесь показаны асимметричные и симметричные валентные колебания групп CH₂ в полях 2833,43 см^-1. В области поглощения 3035,96-3199,91 см^-1 видна широкая полоса валентного колебания, характерная для NH₄+. В области поглощения 1435.04-1 видна широкая полоса деформационных колебаний, характерная для NH₄+. Полосы поглощения, связанные с валентными колебаниями группы C=O, наблюдаются в области 1651,07 см-1 ИК-спектра. Плоское деформационное колебание, принадлежащее группе NH-, появляется в области поглощения 1600-1622,13-1. В области поглощения 1224,80 см-1 имеется область, соответствующая связанному валентному колебанию молекулы, к которому принадлежит P=O. Область поглощения, соответствующая C-O-P, видна при 1072,42 см-1 (рис. 3).

Рисунок 3. ИК-спектр антипирина AKF-3

Таблица 2.

Коэффициент текучести композита, полученного на основе полиэтилена и наполнителей АКФ-3. (ГОСТ 11645-80), СОК 2,16 кг/10 мин, 190°С

Результаты и их обсуждение.

При добавлении в полиэтилен 10% антипирена АКФ-3 коэффициент текучести полученного композита увеличивается на 37,1% по сравнению с полиэтиленом.

При добавлении в полиэтилен 20% антипирена АКФ-3 коэффициент текучести полученного композита увеличивается на 72,8% по сравнению с полиэтиленом.

При добавлении в полиэтилен 30% антипирена АКФ-3 коэффициент текучести полученного композита увеличивается на 96,2% по сравнению с полиэтиленом.

При добавлении в полиэтилен 40% антипирена АКФ-3 коэффициент текучести полученного композита увеличивается на 126,2% по сравнению с полиэтиленом.

Заключение. Получен олигомер АКФ-3 на основе карбамида и амфоса и формалина на основе местного сырья, изучены его физико-химические свойства. В результате исследований установлено, что коэффициент сыпучести композита, полученного на основе полиэтилена, АКФ-3 и наполнителей гидроксида алюминия, увеличился с 11,9 до 40 %, а коэффициент сыпучести композита, полученного на основе полиэтилена и наполнителей АКФ-3 увеличилась с 72,8 до 96,2%.

Список литературы:

1. Каприелов, С.С. Тузилиши и свойства высокопрочных бетонов, содержащих комплексный органоминеральный модификатор "Эмбэлит" / С.С.Каприелов, А.В. Шейнфельд, Г.С. Кардумян, В.Г. Дондуков // Бетон и железобетон – пути развития. – М.: мат-лы второй Всероссийской Международной конф. по бетону и железобетону, 2005. – т. 3. – С. 657-671.
2. Каприелов, С.С. Новые бетоны и технологии в конструкциях высотных зданий / С.С. Каприелов, А.В. Шейнфельд, Г.С. Кардумян, Ю.А. Киселева, О.В.Пригоженко // Высотные здания. – 2007. – № 5. – С. 94-101.
3. Каприелов, С.С. Обеспечение термической трещиностойкости массивных фундаментных плит из модифицированных бетонов нового поколения/ С.С. 5. Каприелов, А.В Шейнфельд // Бетон и железобетон. – 1995. – № 6. – С. 2-6.
4. Каприелов, С.С. Опыт применения высокопрочных бетонов / С.С. Каприелов, А.В. Шейнфельд, А.Г. Ферджулян, А.В. Пахомов, М.Я. Лившин //Монтаж и специальные работы в строительстве. – 2002. – № 8. С. 33-37.
5. Кардумян, Г.С. Получение высокопрочных бетонов из самовыравнивающихся смесей / Г.С. Кардумян, А.В. Батудаева // Бетон и железобетон в III-м тысячелетии. – Ростов-на-Дону: Материалы III-й Международной научно-практической конференции, 2004. – Т. 1. – С. 239-247.
6. Хисматов Р.Г., Сафин Р.Г., Д.В., Романчева И.С.Казан Термическое разложение древесины при кондуктивном подводе тепла. Монография | Издательство КНИТУ 2015 г.112 стр.
7. I.I.Siddiqov. Binolar, inshootlar va ularning favqulodda vaziyatlarga bardoshliligi [Matn]: Darslik. Favqulodda vaziyatlar vazirligi Akademiyasi.-T.: Cho’lpon nomidagi NMIU.2020. 396-400-b.
8. Собурь С. В  Огнезащита материалов и конструкций : учебно-справочное пособие: учебное пособие Москва: Пож. Книга, 2014 256 с).