Технологія одержання нафтополімерних смол з кінцевими карбоксильними групами

На рис. 2 наведено залежності вмісту гель-фракцій композицій від часу та температури структурування. Доведено, що 453К є достатньою температурою для структурування протягом 2 год.

На рис. 3 наведено залежності твердості композицій НПС-3 з ЕД-20 від температури і часу структурування. Показано, що максимальною твердістю характеризуються композиції, витримані при 453К.

Встановлено залежність між функціональністю НПСК і виходом гель-фракції їх композицій з епоксидною смолою ЕД-20, яку зображено на рис. 4.

За методом найменших квадратів розраховано функцію зв’язку між вмістом гель-фракції (у, %) та функціональністю НПСК (х) :

 

у = 104, 0  х – 112, 2.

 

Розрахунковий коефіцієнт регресії R=0. 949, що є задовільним для наближених розрахунків.

Запропоновано використовувати смолу ЕД-27 в композиціях з НПСК для збільшення вмісту в них тривимірних структур. На рис. 5. Показано залежності вмісту гель-фракції композицій від часу структурування.

Доведено, що заміна ЕД-20 на ЕД-27 приводить до повнішого структурування зразків. Результати визначення вмісту тривимірних структур досліджених композицій (див. рис. 5) свідчать, що повне структурування НПСК досягається з використанням епоксидної смоли ЕД-27. Ці результати доводять, що в складі нафтополімерної смоли практично відсутні функціонально-дефективні молекули.

Як свідчать результати випробувань, композиції НПСК з ЕД-27 рекомендовано як клейові для металевих поверхонь.

Показано, що НПСК Р4 в суміші з ЕД-27 може використовуватись як зв’язуюча композиція в складі абразивної маси і дозволяє отримати абразивні вироби з задовільними фізико-механічними характеристиками. Висока водостійкість полімерної композиції в затверділому стані створює передумови для використання НПСК у виробництві інструментів спеціального призначення, що підтверджено актом випробувань.

Розділ 5. Технологічні аспекти процесу виробництва НПСК

Зроблено порівняння методів одержання НПСК з огляду на вихід і характеристики продуктів. Як сировину обрано ректифікат фракції С9 піролізу дизельного палива, ініціатор – АЗК, розчинник – ацетон. Доведено, що проведення процесу в умовах планового підвищення температури з відбором розчинника на завершальній стадії дозволяє ефективно використати ініціатор та отримати високофункціональну НПСК з прийнятною молекулярною масою.

Обгрунтовано вибір технологічної схеми та розраховано матеріальний баланс виробництва НПСК. Принципова технологічна схема одержання НПСК наведена на рис. 6.

Описано умови синтезу та розділення продуктів. Розроблено принципи суміщення безперервних процесів підготовки сировини та регенерації розчинників з періодичними стадіями одержання олігомеру. Запропоновано технологічну карту процесу.

Технологічна схема містить вузол підготовки сировини, реакційний та регенеративний вузли. Вузол підготовки передбачає ректифікацію вихідної фракції С9 з метою концентрації стиролу у сировині.

Синтез НПСК відбувається в програмно-регульованому реакторі (4), в якому підтримується постійна швидкість реакції розкладу АЗК шляхом планового підвищення температури. Відділення продукту передбачено в осаджувачі (6), а сушка в вакуумній сушарці (7). Колони (2) і (8) призначені для регенерації розчинника і осаджувача відповідно.

Вказано шляхи використання залишків фракції та рекомбінату ініціатора.

 

 

1.Розроблено основи технології одержання нафтополімерних смол з кінцевими карбоксильними групами ініційованою співолігомеризацією ненасичених компонентів фракції С9 піролізу вуглеводнів.

2.Досліджено процеси розкладу 4, 4’-азо-біс- (4-ціанпентанової кислоти) та пероксідиглутарової кислоти, як ініціаторів радикальної співолігомеризації ненасичених компонентів фракції С9. Показано доцільність використання азоініціатора для синтезу НПСК. Встановлено залежність мінімальної кількості ацетону від температури і співвідношення реагентів для забезпечення гомогенності реакційної маси.

3.Встановлено, що дистиляція вихідної сировини з відбором 90% об. дає можливість одержувати біфункціональні продукти при швидкості розкладу ініціатора 1, 5-4, 0 мкмоль/ (лс). Запропоновано підтримувати постійною швидкість розкладу ініціатора плановим підвищенням температури процесу.

4.Визначено оптимальні умови одержання НПСК на основі 90% відгону фракції С9 піролізу дизельного палива. Встановлено, що при початковій концентрації ініціатора 0, 065 моль/л та швидкості його розкладу 2, 5 мкмоль/ (лс) забезпечується одержання продукту з функціональністю 2, 01 і молекулярною масою 1050.

5.Показано, що введення 30% стиролу у вихідну сировину забезпечує підвищення виходу НПСК до 30, 7% та молекулярної маси до 2540;

6.Визначено оптимальні умови одержання НПСК на основі стирольної фракції ректифікації сировини. При початковій концентрації ініціатора 0, 087 моль/л та швидкості його розкладу 2, 0 мкмоль/ (лс) можна отримати нафтополімерну смолу з виходом 23, 5% та молекулярною масою 2060.

7.Вивчені основні закономірності процесу структурування полімерних композицій на основі промислових епоксидних смол та синтезованих НПСК. Встановлено, що такі композиції здатні утворювати тривимірні структури із вмістом гель-фракції до 98% при 453 К протягом 2 год. без додаткового використання зшиваючого агенту.

8.Встановлено доцільність використання НПСК в складі полімерних композицій для склеювання металевих поверхонь та при виробництві абразивних інструментів спеціального призначення.

 

 

1.Братичак М. М., Чайківський О. В., Гуменецький В. В. Синтез на основі фракції С8-С9 нафтополімерних смол з карбоксильними групами // Доповіді НАН України. -К. : -1997. -№7. -С. 144-146.

2.Чайківський О. В., Братичак М. М. Синтез карбоксилвмісних нафтополімерних смол // Вісник ДУ “Львівська політехніка”: Хімія, технологія речовин та їх застосування. -Львів. -1997. -№333. -С. 182-184.

3.Чайківський О., Братичак М. Синтез олігомерів з кінцевими карбоксильними групами на основі рідких продуктів піролізу вуглеводнів