Техника безопасности при производстве эпоксидных полимеров и защита окружающей среды

Исходные вещества, применяемые для получения эпоксидных полимеров, сами олигомеры и полимеры обладают различной степенью токсичности и оказывают вредное воздействие на организм человека.

Синтез эпоксидных олигомеров проводят в аппаратах, обеспечивающих безопасное ведение процесса.

Заливку, склеивание, пропитку и механическую обработку отвержденных изделий следует проводить в специальных местах, оборудованных местной вытяжной вентиляцией, термообработку изделий и сушку пропитанных тканей  в термошкафах под вытяжкой.

Эпихлоргидрин  легковоспламеняющаяся жидкость со слабым запахом спирта  представляет собой высокотоксичное соединение, обладающее сильным раздражающим действием. Проникая через дыхательные пути и кожу, он вызывает головокружение и тошноту, слезотечение, а при вдыхании — отравление с тяжелыми последствиями. При попадании на кожу эпихлоргидрин вызывает кожные заболевания. Все работы с ним надлежит производить в резиновых перчатках, противогазе марки А и резиновом фартуке. При попадании на кожный покров его следует смыть теплой водой с мылом и протереть кожу спиртом. В замкнутом объеме смесь паров эпихлоргидрина с воздухом взрывается при температурах от 21 до 60С. Концентрация паров эпихлоргидрина в помещении не должна превышать 10^6 кг/м³.

Дифенилолпропан  сильно пылящее кристаллическое вещество  раздражающе действует на кожу и слизистые оболочки носа и глаз, и поэтому все работы с ним надо производить в очках и респираторе или в противогазе и спецодежде. Следует избегать распыления дифенилолпропана. Уборка помещения должна проводиться влажной тряпкой. После работы обязательно следует принять душ.

Амины возбуждающе действуют на нервную систему; они могут также вызывать образование опухолей. Предельно допустимая концентрация аминов в воздухе 210^6 кг/м³.

При длительном воздействии на человека паров ангидридов карбоновых кислот содержание гемоглобина и число лейкоцитов в крови уменьшается. Предельно допустимая концентрация ангидрида в воздухе рабочих помещений не должна превышать 10^6 кг/м³.

Таким образом, при работе с эпоксидными полимерами необходимо применять специальные защитные средства, пользоваться резиновыми перчатками или специальными защитными смазками. Исходные продукты следует хранить в закрытой таре.

Экзаменацыйны бiлет №3

Вопр1. Олигоэфиры, модифицированные синтетическими жирными кислотами с линейной и -разветвленной цепью

Синтетические жирные кислоты, относящиеся к этой группе,  предельные одноосновные карбоновые кислоты. Применение объясняется более высокой светостойкостью покрытий на их основе. Для модификации алкидов используют синтетические жирные кислоты с линейной и разветвленной цепью. Синтетические жирные кислоты с линейной цепью – продукты окисления парафинов, представляющие собой смесь кислот с различным числом атомов углерода. В промышленности их выпускают в виде фракций, например С₁₀С₁₃, С₁₀С₁₆. Жирные кислоты такого типа в промышленности называют СЖК.

Синтетические жирные кислоты с -разветвленной цепью можно получать теломеризацией этилена или других -олефинов при участии кислот, инициируемой пероксидами. Образование -разветвленных кислот по этому методу обусловлено перегруппировкой радикалов с 1,5-миграцией водорода по схеме

перегруппировка

Кислоты, полученные по этой схеме, обычно содержат от девяти до пятнадцати атомов углерода. Их называют высшими изомерными карбоновыми кислотами (ВИКК). Другой метод получения -разветвленных кислот – оксосинтез: карбоксилирование олефинов оксидом углерода и водой в присутствии кислых катализаторов:

Этим методом получают -разветвленную кислоту С₁₀. СЖК используют для модификации алкидов как в сочетании с растительными маслами, так и без них. На основе -разветвленных кислот преимущественно синтезируют безмасляные алкиды.

Олигоэфиры, модифицированные СЖК. С целью уменьшения доли дефицитных растительных масел в составе алкидов часть их заменяют СЖК. Одновременно это улучшает свето- и атмосферостойкость получаемых продуктов. Как правило, такие алкиды сохраняют способность к высыханию за счет окислительной полимеризации остатков непредельных жирных кислот растительных масел, входящих в их состав. Синтез алкидов, одновременно модифицированных СЖК и растительными маслами, проводят комбинированным методом. Он включает элементы жирнокислотного и глицеридного методов. Процесс ведут в две стадии:

1. на первой стадии проводят одновременно реакции алкоголиза растительного масла многоатомным спиртом и частичную этерификацию свободных гидроксильных групп СЖК;

2. на второй – осуществляют взаимодействие полученных продуктов с фталевым ангидридом и поликонденсацию:

М асло СЖК

(поликонденсация) Олигомер

Алкиды, в состав которых входят растительные масла и СЖК, применяют для тех же целей, что и рассмотренные выше алкиды, модифицированные растительными маслами. Они так же могут быть органорастворимыми и водоразбавляемыми.Безмасляные, модифицированные СЖК алкиды не способны к окислительной полимеризации и поэтому используются, в основном, в композициях с меламиноформальдегидными олигомерами для покрытий горячего отверждения. Их синтез осуществляется жирнокислотным способом в одну или две стадии.

О лигоэфиры, модифицированные -разветвленными кислотами. С использованием -разветвленных кислот получают исключительно безмасляные алкиды. Их применяют для получения полиуретановых и алкидно-меламиновых лакокрасочных материалов, содержащих до 70% основного вещества. Покрытия, в состав которых входят алкиды с -разветвленными кислотами, обладают хорошими декоративными свойствами. Известно, что разветвления углеродной цепи в -положении приводят к значительному снижению реакционной способности карбоновых кислот. Низкая реакционная способность этих кислот привела к появлению оригинального способа их введения в структуру алкидного полимера – через глицидиловые эфиры:

где R – остаток -разветвленной кислоты.

Иногда используют и обычный жирнокислотный метод получения этих алкидов, однако процесс в этом случае ведут при более высокой температуре (240С вместо 210С), что отражается на качестве получаемых продуктов.

С интез алкидов через глицидиловые эфиры проводят азеотропным способом с постадийной загрузкой фталевого ангидрида и глицидилового эфира. На первой стадии протекают следующие реакции:  взаимодействие полиатомного спирта с фталевым ангидридом, приводящее к образованию неполных кислых эфиров:

 этерификация свободных карбоксильных групп глицидиловым эфиром и гомополиконденсация образующегося продукта:

(продукт 1)

Продукт (1) (гомополиконденсация):

Процесс на этой стадии ведут при постепенном повышении температуры от 150 до 210С.

На второй стадии полученный олигомер обрабатывают фталевым ангидридом и глицидиловым эфиром при 150С; при этом образуется продукт структуры

Такой метод синтеза позволяет получать алкидные олигомеры регулярной структуры с упорядоченным расположением гидроксильных групп и модифицирующих остатков в макромолекуле, что способствует в дальнейшем более полному отверждению этих алкидов в полиуретановых и алкидно-меламиновых композициях.

Для получения алкидноуретановых материалов используются олигомеры с очень низким кислотным (23) и высоким гидроксильным (180240 мгКОНг) числами. Выпускаются они в виде 50%-ных растворов в циклогексаноне или этилацетате.

Для применения в алкидно-меламиновых материалах синтезируют алкиды с кислотным числом от 6 до 17, а гидроксильным  от 60 до 100 мгКОНг. Выпускают их в виде лаков с высоким содержанием основного вещества (6070%-ные растворы в смеси сольвента и ксилола).