Билет№5.

1. Поливинилформаль, поливинилэтилаль, поливинилбутираль

Поливинилацетали образуются при взаимодействии поливинилового спирта с альдегидами

В их макромолекулах присутствуют ацетальные и непрореагировавшие гидроксильные группы. Наиболее распространенные способы их модификации – этерификация и оксиалкилирование, при этом могут быть получены полимеры, содержащие различные боковые группы:

Здесь R, R` и R``  алкильные радикалы С₁С₄.

При обработке поливинилацеталей фенолоформальдегидами, диизоцианатами и двухосновными кислотами образуется пространственный полимер. Линейные поливинилацетали хорошо растворяются в спиртах, кетонах, эфирах и др., обладают высокой адгезией к субстратам, прозрачностью, свето- и щелочестойкостью. Наибольшее практическое значение имеют три поливинилацеталя.

Поливинилформаль – степень ацеталирования 7585%. Отличается от других поливинилацеталей повышенной термо- и износостойкостью. Применяется для изготовления электроизоляционных лаков проводов и кабелей. На его основе получают лак «метальвин» – это смесь поливинилформаля с резольным олигомером, растворитель – трикрезол. «Метальвин» образует необратимые покрытия с хорошими электроизоляционными и защитными свойствами: сушка таких покрытий идет при 400С и отличается повышенной вредностью.

Поливинилэтилаль – используют как заменитель шеллака для изготовления лаков и политур, а также в составах для изоляции проводов. Чаще применяют смешанный поливинилацеталь – поливинилформальэтилаль.

Поливинилбутираль – степень ацеталирования 5575%. Обладает высокой адгезией к металлам. Хорошо совмещается с феноло-, мочевино- и меламиноформальдегидами, нитратом целлюлозы и др., достаточно термостоек. С его использованием получают эмали для термоотверждаемых бензо- и маслостойких покрытий, фосфатирующие грунтовки для грунтования черных и многих цветных металлов и сплавов. Порошковые краски на основе поливинилбутираля отличаются малокомпонентностью, простотой технологии и формируют покрытия с хорошими свойствами.

2.Поликонденсация масел

Поликонденсация масел. Наряду с реакциями полимеризации могут развиваться и реакции поликонденсации, также дающие продукты уплотнения масел, которые обладают более высокой молекулярной массой. Это происходит, например, в результате взаимодействия между собой образующихся при термообработке диглицеридов:

А также за счет межмолекулярной реакции гидроксильных групп рицинолевой кислоты в случае касторового масла.

Происходят также побочные реакции, связанные с деструкцией триглицеридов. При этом повышаются кислотные числа масел (увеличивается содержание свободных кислот) и образуется акролеин, что нежелательно. Изменение вязкости и плотности масел, иодных и кислотных чисел используется для контроля и регулирования процессов обработки масел.

3.Основные принципы обезвреживания сточных вод и газовых выбросов в процессе производства лакокрасочных материалов.

В процессе синтеза многих пленкообразующих веществ из реактора выделяются подлежащие очистке газы, содержащие органические вещества, в больших количествах воздух (просасываемый через неплотности и люки реактора) и азот, (если он подавался в реактор).

Выделяющиеся газы органических веществ делятся на конденсирующиеся и неконденсирующиеся при обычных температурах. При синтезе алкидов, модифицированных растительными маслами, полимеризации и окислении растительных масел к первым относятся фталевый и малеиновый ангидриды, маслянистые погоны (органические кислоты другие вещества), ко вторым  дурнопахнущий акролеин и неконденсирующиеся газы.

Промывая газы водой, можно почти полностью уловить органические вещества, конденсирующиеся при обычной температуре. При этой промывке неконденсирующиеся органические вещества, например акролеин, поглощаются водой только частично.

Очистку газов проводят двумя основными методами:

1)одностадийным  промывкой водой, т.е. так называемым дезодорационным методом (дезодорация - поглощение дурнопахнущих веществ);

2)двухстадийным  на первой стадии промывкой водой, а на второй  окислением неуловленных водой органических веществ кислородом воздуха до углекислого газа и воды.

Существенным недостатком дезодорационного метода является высокая концентрация акролеина в газах, выбрасываемых через трубу. Несмотря на ее высоту 6080 м, концентрация акролеина в приземных слоях атмосферы, в радиусе несколько сот метров от выброса газов, во много раз превышает допустимую (0,1 мг/м³).

При двухстадийном методе очистки газ сначала промывают водой в скрубберах, удаляя конденсирующиеся вещества, вызывающие забивку трубопроводов, соединяющих реакторы с оборудованием для окисления несконденсировавшихся органических соединений. Окисление газов, несконденсировавшихся при промывке водой, проводят кислородом воздуха при температуре 700900С в печах (сжигание) или в присутствии катализаторов в контактных аппаратах.

При промывке отбросных газов водой образуются сточные воды. Обычно они содержат органические вещества, нерастворимые в воде, низкомолекулярные кислоты, фталевую кислоту и другие соединения, растворимые в воде, и насыщены акролеином. Сточные воды подлежат обезвреживанию. Их сначала освобождают от нерастворимых веществ с помощью ловушек обычного типа, а затем подвергают очистке от растворимых веществ, окислением содержащихся в них органических продуктов кислородом воздуха до двуокиси углерода и воды в печах и контактных аппаратах, применяемых при очистке газов. Этот метод позволяют, охлаждая в воздушных теплообменниках смесь газов с парами воды, осуществить возврат воды в цикл, т.е. создать замкнутый водооборот в системе очистки газов.

Билет №6

1 .Поливинилацетат. Поливинилацетат образуется в результате полимеризации винилацетата в эмульсии, суспензии, растворе метилового или этилового спирта, ацетона, метилацетата или других растворителей в присутствии инициаторов (перекись бензоила, динитрил азобисизомасляной кислоты или др.):

На основе поливинилацетата выпускаются лаки (цапонлаки), грунтовки и краски по дереву. Покрытия светостойки и обладают удовлетворительной адгезией.

Более широкое промышленное применение распространение имеет процесс эмульсионной полимеризации винилацетата в водном растворе поливинилового спирта с перекисными или гидроперекисными инициаторами (перекись водорода, персульфат калия или аммония). Этим способом получают поливинилацетатные дисперсии (ПВАД), концентрация полимера 5055%, размер частиц 0,13,0 мкм (в зависимости от назначения).

В ПВАД, используемые в качестве пленкообразующих систем воднодисперсионных красок, добавляют 715% пластификатора дибутилфталата.

Дисперсии поливинилацетата и сополимеров винилацетата являются наиболее широко применяемыми пленкообразующими системами воднодисперсионных красок. На основе ПВАД выпускаются строительные краски для внутренних работ, а на основе сополимеров винилацетата – и для наружных (фасадные краски). Модификацией водоразбавляемыми олигомерами получают термоотверждаемые композиции на основе ПВАД, предназначенные для окраски древесины и получения защитно-декоративных покрытий по металлическим поверхностям. ПВАД, пластифицированную дибутилфталатом, используют для проклейки и грунтования древесины и других волокнистых материалов.

Недостатки покрытий: невысокая температура размягчения, заметная гидрофильность, слабая стойкость к щелочам.

В ыпускается и частично омыленный поливинилацетат – сольвар:

Сольвары содержат ацетатные и гидроксильные группы в различных соотношениях, благодаря этому они растворяются в воде и, следовательно, могут быть использованы в качестве пленкообразователей водорастворимых красок, водных клеев, а также загустителей и стабилизаторов различных коллоидных систем.