28

СОДЕРЖАНИЕ

Введение……………………………………………………………………		3
1 Анализ предметной области……………………………………….……		4 4
1.1 Общие сведения об образовании фенолформальдегидных смол ….		4
1.2 Характеристика реактора получения формальдегидных смол…….		6
1.3 Ручное проектирование ……………………………………………….		7
1.4 Методика автоматизированного проектирования ..…………………		16
Заключие……………….……………………………………………………		24
Список используемых источников...…..……..…………………………...		24
Приложение А Схема объекта проектирования………………………….		25

Введение

Фенол-формальдегидная смола производится промышленностью  с  1912  г.  под названием бакелит. Как  и  ко  многим другим новинкам, к бакелиту вначале относились скептически, и ему было трудно  конкурировать на рынке с давно известными материалами.

Положение быстро изменилось, когда обнаружили его ценные свойства -бакелит  оказался  отличным электроизоляционным материалом, обладающим в то же время высокой прочностью. Сегодня у  себя дома мы уже едва ли увидим штепсельные розетки, вилки и электрические выключатели из фарфора. Их вытеснили изделия из реактопластов. Бакелит и родственные ему пластмассы заняли также почетное место в машиностроении, автомобилестроении и других отраслях промышленности.

Формальдегидная смола является одним из наиболее популярных органических веществ, которое применяется при производстве различных видов полимерной продукции. Формальдегид представляет собой газообразное бесцветное вещество, которое позволяет существенно изменять химические свойства полимеров.

Одной из наиболее известных разновидностей формальдегидной смолы является фенолформальдегидная смола, которая применяется при изготовлении различных прессованных материалов. В зависимости от соотношения между формальдегидом и фенолом, получаются два основных типа смол – новолачные и резольные, которые применяются в различных областях человеческой деятельности.

Все виды фенолформальдегидных смол отличаются высокой механической устойчивостью и прочностью, высокой степенью растворимости во многих органических растворителях, а также высокой коррозионной устойчивостью и электроизоляционными свойствами.

Одной из основных задач при получении формальдегидных смол является уменьшение количества формальдегида, который является токсичным веществом, оказывающим негативное влияние на здоровье человека. Многие жители нашей страны стараются не приобретать изделия, которые были изготовлены с применением формальдегидных смол, хотя большинство из подобных вещей не представляют опасности для человека.

Как правило, данные химические вещества имеют ограниченный срок использования, после синтеза смол необходимо использовать их в течение 30 – 40 суток для производства конечной продукции.

Производство формальдегидных смол налажено на многих химических предприятиях, которые находятся на территории нашей страны, производство данного вида продукции осуществляется в соответствии с нормативными документами, которые постоянно изменяются в соответствии с мировыми требованиями к безопасности.

1 АНАЛИЗ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ

1.1 Общие сведения об образовании фенолформальдегидных смол

Фенолформальдегидные смолы образуются при взаимодействии фенола или его производных с формальдегидом в присутствии катализатора. В зависимости от условий реакции могут быть получены два типа смол - термопластичные и термореактивные (или новолачные и резольные).

Новолачные смолы при нагревании не отверждаются, а затвердевают лишь при последующем охлаждении. Резольные под воздействием тепла переходят из жидкого в нерастворимое неплавкое и необратимое состояние. Новолачные смолы можно получить лишь при избытке фенола, в то время как резольные - при соотношении фенола и формальдегида от 1 : 1 до 1 : 2 и более.

Для фанерного производства вырабатывают только резольные смолы. Молярное соотношение фенола и формальдегида значительно влияет на полноту их связывания. Поэтому для получения малотоксичных смол необходимо брать молярные соотношения, исходных компонентов (фенол : формальдегид) от 1 : 2,1 до 1 : 2,5.

На полноту связывания фенола с формальдегидом влияет также продолжительность конденсации при температуре кипения реакционной смеси. Однако в этот   период   может   значительно возрасти вязкость смолы, что в свою очередь отрицательно влияет на срок ее хранения. Общая продолжительность конденсации фенолформальдегидных смол, содержащих минимальное количество свободных продуктов, может достигать 6- 7 ч. Большое влияние на процесс конденсации оказывает характер применяемых катализаторов. Резольные смолы получают в щелочной среде или в среде с переменной кислотностью.

На свойства фенолформальдегидных смол влияет способ введения формалина. Низкотоксичные и стабильные по вязкости смолы получают при многостадийном способе, т. е. когда формалин вводят в несколько приемов. Недостаток данного способа - его длительность.

Конденсацию проводят в реакторах различной емкости, снабженных   мешалками,  холодильниками и  контрольно-измерительными  приборами.  Исходное  сырье дозируется  весовыми или объемными мерниками.

Процесс конденсации смолы на основе фенола происходит следующим образом. В реактор, нагретый до 40 - 45 °С, загружают расплавленный или жидкий фенол, а затем при перемешивании заливают требуемое количество воды и едкого натра. В образовавшийся раствор фенолятов добавляют первую порцию формалина и нагревают реакционную смесь до 80 - 90 °С. Поскольку реакция поликонденсации фенола с формальдегидом сопровождается большим выделением тепла, для поддержания требуемой температуры периодически вводят в рубашку реактора холодную воду. При указанной температуре реакционную массу выдерживают определенное время, а затем доводят до кипения.       

Далее температуру несколько снижают, вводят вторую порцию формалина и продолжают конденсацию смолы при температуре. 70 - 90 °С до получения требуемой вязкости. В конце процесса смолу охлаждают до температуры 20 - 30 °С и сливают в приемник.

При получении смол повышенной концентрации их обезвоживают в вакууме. Для этого переключают холодильник на прямое действие, включают ваку ум-насос. Вакуум-сушку ведут при температуре 70 - 75 °С и разрежении не менее 0,09 - 0,085 МПа. По окончании вакуум-сушки включают обратный холодильник и охлаждают полученную смолу до 20 - 30 °С.