Технологія одержання нафтополімерних смол з кінцевими карбоксильними групами

Міністерство освіти України

Державний університет “Львівська політехніка”

 

 

 

Спеціальність: 05. 17. 04 – Технологія продуктів органічного синтезу

 

Чайківський Остап Володимирович

УДК: 678. 7

 

Львів 1999

 

Дисертацією є рукопис

Робота виконана на кафедрі хімічної технології переробки нафти та газу Державного університету “Львівська політехніка” Міністерства освіти України.

Науковий керівник доктор хімічних наук, професор Братичак Михайло Миколайович, Державний університет “Львівська політехніка”, завідувач кафедри хімічної технології переробки нафти та газу.

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Думський Юрій Віссаріонович, ВАТ “ВНИКТИнефтехимоборудование”, заступник ген. директора, м. Волгоград доктор хімічних наук, професор Левуш Сергій Сидорович, Державний університет “Львівська політехніка”, завідувач кафедри охорони праці.

Провідна установа Інститут біоорганічної хімії і нафтохімії НАН України, м. Київ

Захист відбудеться “17” вересня 1999 р. о 15 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 35. 052. 07 у Державному університеті “Львівська політехніка” за адресою: 290646, м. Львів-13, пл. св. Юра, 3/4, корп. 8, ауд. 339.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Державного університету “Львівська політехніка” за адресою: Львів-13, вул. Професорська, 1.

 

 

Актуальність теми. Розширення областей застосування композиційних матеріалів передбачає пошук нових типів реакційноздатних олігомерів та створення екологічно чистих технологій їх одержання на основі доступної сировинної бази.

На даний час широке застосування отримали нафтополімерні смоли (НПС). Введення реакційноздатних функціональних груп в структуру НПС зумовлює використання їх в різноманітних галузях промисловості: гумово-технічній, лакофарбовій, целюлозо-паперовій. Вони є замінниками природньої сировини і одержуються з рідких продуктів піролізу (РПП) -відпадків виробництва етилену. Окремі фракції РПП характеризуються високою ненасиченістю, що обумовлена присутністю в їх складі вінілових та дієнових мономерів.

Загальною тенденцією в галузі композиційних матеріалів є використання олігомерів з кінцевими функціональними групами. Карбоксильні групи є одними з найбільш реакційноздатних, бо створюють передумови для подальших перетворень конденсаційними методами. Проблема одержання структур з карбоксильними групами на кінцях ланцюга може бути вирішена методами полімеризації, поліконденсації та шляхом озонолізу високомолекулярних сполук. Одним з найбільш перспективних є метод радикальної олігомеризації ненасичених сполук, ініційований біфункціональними ініціаторами. Наявність вітчизняного виробництва таких ініціаторів створює передумови для кваліфікованої переробки РПП. Тому одержання НПС з кінцевими карбоксильними групами (НПСК) є важливим науковим і практичним завданням.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота є складовою частиною наукового напрямку кафедри хімічної технології переробки нафти та газу Державного університету “Львівська політехніка” – “Розробка наукових основ одержання високооктанових компонентів моторних палив, поверхнево-активних речовин, мономерів і допоміжних матеріалів з нафтової та газової сировини”. Робота включена в Національну науково-технічну програму “Нафтопереробка та нафтохімія 1992-2010” (№ державної реєстрації 0187U095012).

Мета роботи. Створення основ технології одержання нафтополімерних смол з кінцевими карбоксильними групами, які базуються на дослідженні закономірностей олігомеризації ненасичених вуглеводнів фракції С9 рідких продуктів піролізу із застосуванням біфункціональних ініціаторів.

Задачі дослідження. Встановити закономірності одержання НПСК на базі фракції С9. Вибрати ініціатор та за ефективністю його розкладу оптимізувати процес. Розробити методику створення композиційних матеріалів та визначити шляхи їх застосування. Розробити основи технології одержання НПСК.

Наукова новизна одержаних результатів. Досліджено процеси розкладу 4, 4’-азо-біс- (4-ціанпентанової кислоти)  (АЗК) та пероксідиглутарової кислоти (ПДГК) як ініціаторів радикальної співолігомеризації ненасичених компонентів фракції С9. Встановлено доцільність використання АЗК для одержання НПСК.

Проведення процесу в умовах постійної швидкості розкладу ініціатора (2, 0 мкмоль/ (лс), що досягається плановим підвищенням температури та відбором розчинника на завершальних стадіях у комплексі з підготовкою сировини, дозволило отримати продукт з молекулярною масою 2060, що вдвічі перевищує аналогічний показник для НПС термічної співолігомеризації. Досягнуто ефективність розкладу АЗК 74%, що перевищує 68% – для стиролу в ацетоні в ізотермічних умовах. Функціональність одержаного продукту 1, 94 є вищою за 1, 8, що досягається при олігомеризації стиролу.

Практична значимість роботи. Створено основи технології одержання НПСК. Знайдено рецептури та визначено оптимальні умови затвердження полімерних композицій із застосуванням НПСК. Доведено доцільність їх використання як клейових матеріалів, що підтверджено актами випробувань.

Особистий внесок здобувача полягає у самостійному виконанні експериментальної частини роботи, аналізі та математичній обробці одержаних результатів, формулюванні основних теоретичних положень роботи. Основний зміст роботи, висновки, рекомендації виконані і розроблені автором самостійно.

Апробація результатів роботи. Основні положення дисертаційної роботи доповідались на науково-практичній конференції “Львівські хімічні читання” (м. Львів, 1995 р.), XII Міжнародній науково-технічній конференції до 30-річчя кафедри ХТПП “Перспективи розвитку пластмас в Україні” (м. Львів, 1995 р.), XXXV конференції IUPAC (Туреччина, Стамбул, 1995 р.), VIII Українській конференції з високомолекулярних сполук (м. Київ, 1996 р.), Міжнародній конференції “Безвідходні технології і застосування побічних продуктів” (Польща, м. Лукесін, 1998 р.), І науково-технічній конференції “Поступ в нафтогазопереробній і нафтохімічній промисловості” (м. Львів, 1998 р.).

Публікації. Основний зміст роботи викладений у 4 статтях у фахових журналах та 7 тезах наукових конференцій.

Структура та об’єм роботи. Дисертаційна робота складається з вступу, 5 розділів, висновків, списку використаних джерел і додатків. Матеріали викладені на 150 сторінках, містять 27