3.Олифтер, сырлар, бояғыш қоспалар және грунтовка мен шпатлевкаларға анықтама беріп, түсінік беріңіз.
Олифтер – өсімдік майларының термиялық немесе химиялық қайта өңдеу өнімдері.
Сырлар – кепкенде немесе қатқанда мөлдір біртекті жабынды түзетін, органикалық еріткіштердегі немесе судағы үлдіртүзгіш заттардың ерітіндісі.
Бояулар – үлдіртүзгіш заттардағы пигменттердің біртекті суспензиясы болатын сыр – бояу материалдары. Бояуларды үш негізгі топқа бөлуге болады:
майлы – кебетін май мен олиф негізінде;
сулы – желімді өсімдік және жануарлар желімі негізінде; силикатты сұйық шыны негізінде;
эмульсионды – кебетін май немесе синтетикалық полимерлердің сулы эмульсиясы негізінде.
Грунтовка (тегістеу) – лактағы, олифтегі немесе үлдіртүзгіштердің эмульсиясындағы пигменттердің суспензиясы. Олар бояйтын бетке бірінші қабат қылып жағуға арналған және жабындының бетпен берік тұтасуын қамтамасыз етеді.
Шпатлевки (сылау) – байланыстырушыдағы пигменттер мен толықтырғыштардың дисперсиясы. Шпатлевкалар бояйтын беттегі әр түрлі ақауларды (кеуек, жарық, ойық т.б.) сылау үшін қолданылады.
4. Сыр-бояу материалдары мен жабындыларды өндіруге арналған шикізат көздерін атап, әр түріне мысал келтіріңіз.
Сыр-бояу материалдары дегеніміз бұйымның беткі қабатына берілген қасиеттер комплексімен жабынды құруды қамтамасыз ете алатын композицияларды атаймыз. Жабынды құруды қамтамасыз ете алуы үлдіртүзгіш затпен анықталады. Сыр және бояу – бұл бұзылуға, судың және шаңның енуіне кедергі жасайтын және кез- келген материалдың сыртқы көрінісін сақтай алатын идеалды материал. Үлдіртүзгіш (еріткіштің булануынан кейін беткі қабатта қалатын зат) ретінде арнайы өңдеуден өткен өсімдік майы, табиғи шайырлар (янтарь, канифоль және т.б.), арнайы целлюлоза және басқа жатады. Сыр өндірісінде қолданылатын синтетикалық үлдіртүзгіштер әлдеқайда көп. Бұл алкидті, эпоксидті және басқа шайырлар, карбомидті- және меламинформальдегидті заттар және т.б. Сырға беткі қабатқа қандай да бір түс беру үшін жиі бояғыш заттарды енгізеді.
Үлдіртүзгіштер (байланыстырғыштар) көп жағдайда жоғарғы полимерлі қосылыстар немесе оларға үлдіртүзу үрдісінде айналады. Үлдіртүзгіштер табиғи (өсімдік майы немесе оларды өңдеу өнімі, табиғи шайырлар және битумдар, целлюлоза эфирлері) және синтетикалық (конденсациялық және полимеризациялық шайырлар) болып бөлінеді.
Пигменттер. Бұл өзіне тән түсі бар және суда, органикалық еріткіштерде және үлдіртүзгіш заттарда ерімейтін жоғары дисперсті минералды және органикалық заттар. Пигменттер үлдіртүзгіш заттарға қарағанда сыну коэффициенті жоғары (майлар, шайырлар, желімдер) және боялған болғандықтан, беткі қабаттың мөлдірлігін жояды және түспен қамтамасыз етеді. Органикалық бояғыштар суда, майларда және органикалық еріткіштерде ериді. Олардың көмегімен боялған, бірақ мөлдір үлдірлер алуға болады, сондықтан, сыр-бояу өндірісінде олар маңызсыз орын алады. Пигменттер шығу тегіне қарай табиғи және жасанды, химиялық құрамына қарай органикалық және бейорганикалық (минералды), түсіне қарай – ақ, қара және түрлі түсті болып бөлінеді.
Толықтырғыштар. Толықтырғыштар – ақ немесе әлсіз боялған ерімейтін бейорганикалық ұнтақтар. Түстің қарқындылығымен және әлсіз жабу қасиеті бар. Толықтырғышты дұрыс таңдағанда беткі қабаттың атмосферада және термотұрақтылығын, антикоррозиялық қасиетін жоғарулатуға, бояудың седиментациясын үрдісін баяулатуға және т.б. болады. Толықтырғыштар табиғи, тұну шөгінділерінің (әк тас, каолин, кремнезем және т.б.) және химиялық жолмен алынған тұнбалардың жеке түрлерінің ұсақталуымен алынады.
Еріткіштер және сұйылтқыштар. Қажетті тұтқырлықты сыр немесе бояу алу үшін еріткіштер және сұйылтқыштар қолданылады. Органикалық сұйықтықтарды еріткіш және сұйылтқышқа бөлу тек жеке белгілі бір үлдіртүзгіш затқа қолданылады.
Еріткіштер – бұл үлдіртүзгіш заттарды (шайырлар, целлюлоза эфирлері, майлар және олифтер) және сыр мен бояулардың басқа құрамдас бөліктерін (пигменттерден басқа) еріте алатын, оңай ұшатын органикалық сұйықтықтар.
Сұйылтқыштар – бұл өздігінен берілген үлдәртүзгіш затты еріте алмайтын, бірақ дайын концентрленген сыр-бояу ерітіндісімен жақсы араласатын, арзанырақ ұшқыш органикалық сұйықтар. Олар сырдың тұтқырлығын қажетті дәрежеге дейін төмендетеді.
Сиккативтер. СБЖ кебуін жылдамдататын заттар. Олар май құрамдас (майлы және алкидті) сыр-бояу тауарларының құрамына кіреді. Олар май және олардың өндіру өнімдерінде еритін және беткі қабаттың кебу үрдісін жылдамдататын қасиеті бар Со, Mn, Pb карбон қышқылдарының тұздары. Олар майдың кебу негізін өзгертпейді, тек катализатор ролін атқарады. Оларда түзілетін металдардың асқын тотығы майға атомарлы оттегіні беріп, тотығу реакциясын және май молекуласының полимерленуін белсендіреді, соған байланысты майлы үлдірдің кебу үрдісі жылдамдайды. Майға сиккативтерді қосқанда оның үлдірінің кебу жылдамдығы он немесе одан да көп есе артады.
Мысалы, ең кең тараған майдың бірі зығыр (лен), оның үлдірі сиккативсіз 6-8 тәулікте кебеді, ал сиккативті қосқаннан кейін 6-10 сағатта толық кебеді.
5. Сыр-бояу материалын құраушы синтетикалық үлдір түзгіш заттардың жіктелуін көрсетіп, мысал келтіріңіз
СБМ технологиясында кеңінен қолданылатын әр түрлі синтетикалық полимерлер поликонденсация, полимеризация және полиқосылу реакцияларымен алынады. Көбінесе сыр-бояу өндірісінде поликонденсациялық үлдіртүзгіштер қолданылады, себебі олардың негізінде әр түрлі сыр-бояу композициясын және арнайы қасиетті жабындылар алуға болады.
Полиэфирлер көпатомды спирттер және көпнегізді органикалық қышқылдардың поликонденсация өнімдері болып келеді. Полиэфирлердің полиэфирлердің ерекшелігі ОСО тобының болуы. Бастапқы заттардың түрлілігі химиялық және тасымалдау қасиеті әр түрлі полиэфирлерді синтездеуге мүмкіндік береді. Полиэфирлер қатты және сұйық бола алады, олардың кейбіреуі жай температурада, ал екіншілері – тек қыздырғанда қатая алады. Олар эластикалық немесе морт жабындылар түзе алады; олардың кейбіреулерінің үлдірлері жоғары электроизоляциялық қасиетті болады. Полиэфирлерді басқа үлдіртүзгіштермен біріктіргенде жабындылардың жақсы қасиеттері артады. Бұлардың барлығы, сонымен қатар көптеген шикізаттарының арзандығы полиэфирлердің сыр және бояу технологиясында кеңінен қолданылуына әкеледі.
Химиялық құрылысына байланысты модифицирленбеген және модифицирленген, қанықпаған және қаныққан полиэфрлер болып бөлінеді.
6. Сыр-бояу материалдар технологиясында қолданылатын полиэфирлерге мысал келтіріп, сипаттама беріңіз.
Полиэфирлер көпатомды спирттер және көпнегізді органикалық қышқылдардың поликонденсация өнімдері болып келеді. Полиэфирлердің полиэфирлердің ерекшелігі ОСО тобының болуы. Бастапқы заттардың түрлілігі химиялық және тасымалдау қасиеті әр түрлі полиэфирлерді синтездеуге мүмкіндік береді. Полиэфирлер қатты және сұйық бола алады, олардың кейбіреуі жай температурада, ал екіншілері – тек қыздырғанда қатая алады. Олар эластикалық немесе морт жабындылар түзе алады; олардың кейбіреулерінің үлдірлері жоғары электроизоляциялық қасиетті болады. Полиэфирлерді басқа үлдіртүзгіштермен біріктіргенде жабындылардың жақсы қасиеттері артады. Бұлардың барлығы, сонымен қатар көптеген шикізаттарының арзандығы полиэфирлердің сыр және бояу технологиясында кеңінен қолданылуына әкеледі.
Химиялық құрылысына байланысты модифицирленбеген және модифицирленген, қанықпаған және қаныққан полиэфрлер болып бөлінеді.
Полиэфирлерді алудың химиялық негіздері
Полиэфирлерді синтездеуге бір-, екі-, үш-, төртфункционалды қосылыстар қолданылады. Көпфункционалды қосылыстар торлы құрылысты макромолекула түзеді. Мұндай полимерлер нашар ериді және сырды дайындауға қолданылмайды. Азтармақталған молекулалы олигомер алу мақсатында, үш- және төртатомды спирттер негізіндегі жақсы еритін полиэфирлер алу үшін синтезді поликонденсацияның бастапқы сатысында тоқтату қажет. Мысалы, глицериннің фталь ангидридімен глицериннің артық мөлшерінде олигоэфир алу жолы:
Полиэтерификацияның негізгі реакциясы келесі реакциялармен күрделенеді:
Реакцияласпаған спиртпен алкоголиз:
Реакцияласпаған қышқылмен ацидолиз:
Реакция суымен гидролиз:
Декарбоксирлеу:
Модифицирленбеген полиэфирлер.
Екіфункционалды қаныққан спирттер мен қышқылдардан сызықты құрылымды полиэфирлер алынады. Мұндай полимерлер жоғарыэластикалық қасиетпен, бірақ қатты, берік үлдір түзе алмайды. Сондықтан екіатомды спирттен басқа үшатомды спирт – глицерин қолданылады.:
Алынған олигоэфир бос гидроксилді тобы бар, сол бойынша жабындыда басқа полимерлі молекуланың крбоксил тобымен әрекеттесіп, торлы құрылым түзеді.
Мұндай торлы құрылымды олигоэфирлердің түзілуі жабындыда бос функционалды топтардың поликонденсация реакциясы нәтижесінде түзеді. Бұл үрдіс 200°С температурада катализаторсыз немесе жай температурада қышқыл катализаторлар қатысында жүреді. Түзілген торлы құрылымды модифицирленбеген полиэфирлер негізіндегі жабындылар жоғарғы морттылығымен, төменгі эластикалығымен, нашар адгезиямен, жоғарғы қаттылығымен сипатталады. Сыр және бояу технологиясында модифицирленбеген полиэфирлер басқа үлдіртүзгіштердің модификаторлары ретінде қолданыс тапты.
Модифицирленген полиэфирлер (алкидтер).
Модификация мақсаты ретінде жабындылардағы полиэфирлердің қасиеттерінің өзгеруі болып табылады. Сыр-бояу өндірісінде қолданылатын полимерлер үшін еріткіште жақсы еруі, жабындыда барынша төменгі температурада торлы құрылым түзуінің маңызы зор. Мұндай қасиет полиэфирлерді өсімдік майларының қаныққан май қышқылдарының модификациясымен жақсы алынады.
Алкидті олигоэфирлердің химиясы мен технологиясының дамуымен модифицирлеуші бірнегізді қышқыл ретінде канифоль қышқылы, талл майының қышқылы, тармақталған қышқылдар және т.б. қолданылады.
Алкидті олигоэфирлерді екі әдіспен алады: майқышқылды және алкоголизді. Майқышқылды әдіс бойынша реакторға барлық компоненттерді салады: көпатомды спирт, көпнегізді және бірнегізді майлы модифицирленетін қышқылдар. Бірақ үрдіс өсімдік майларынан май қышқылдарын алудың қиындығынан актуалды емес.
Алкоголизді әдіспен алкидтерді майларды ыдыратпай моноглицеридтің түзілуімен және карбон қышқылымен поликонденсациясымен модифицирлеуге болады. Алкоголиз сатысының аяқталуын жоғарғы дәлдікпен анықтау қажет, себебі аяқталмаған алкоголизде реакциялық ортада жоғары мөлшерде әрекеттеспеген глицерин қалуы мүмкін. Және реакторға уақыттан ерте фталь ангидридін салатын болса, ол глицериннің барлық үш гидроксил топтарын этерифицирлеп, нашар еритін модифицирленбеген полиэфир түзеді.
Алкидтердің жабындыда қатаюы жай температурада өсімдік майларының қанықпаған май қышқылдарының қос байланыстарымен тотығу полимеризациясы арқылы жүреді.
7. Сыр-бояу материалдар технологиясында қолданылатын фенолформальдегидті олигомерлердің жіктелуін көрсетіңіз.
Модифицирленбеген фенолоформальдегидті олигомерлер көбінесе органикалық еріткіштерде еритін, фенолформальдегидті олигомерлердің көптеген тобынан құралады. Новолакты және резольды олигомерлер спирттерде, күрделі эфирлерде, кетондарда және басқа полярлы еріткіштерде ериді.
Новолакты олигомерлер құрылысы сызықтыжәне термопластты болып келеді. Олар спиртті сыр өндірісінде ағаштың бетін қаптауға қолданылады. Новолак олигомерлері негізіндегі жабындылар морт және уақыт өте келе олигомердің синтезінен қалатын, бос фенолдың тотығуынан қызғылт түске айналады. Новолакты олигомерлер термореактивті жабындылар түзіп, басқа олигомерлермен және мономерлермен реакцияға қатысады.
70 °С температурадан төмен температурада алынған, резольды олигомерлер, полимерлену дәрежесі 1-2 болатын сұйық өнімдер. 70-95 °С температурада түзілген олигомерлердің молекулалық массасы 700—900, жоғарытұтқырлы немесе қатты материалдар, жұмсару температурасы 70—90 °С. Резольды олтгомерлер негізіндегі жабындылардың қатаюы 100°С жоғары температурада жоғарғы жылдамдықпен жүреді, бірақ 200 °С-де жабындының механикалық қасиеттері нашарлап, олар қараяды.
Қышқыл катализатор қатысында резоль жабындыларының қатаюы қажетті жылдамдықпен және төменгі температурада жүре алады. Катализатор ретінде тұз, күкірт, фосфор, щавель және басқа қышқылдар қолданылады. Қышқылдарды сырға қолданардың алдында рН 4-ке жеткенше қосады. Резол негізіндегі жабындылар термотұрақтылығы және қышқылға тұрақтылығы, қаттылығы жоғары, бірақ адгезиясы және эластикалығы төменірек болады. Жарықтың әсерінен жабындылар қараяды және морттылығы артады.
Негізінен олигомерлер қара металдардың антикоррозиялық қорғауға, сонымен бірге өндірісте электроизоляциялық сырларды, сіңірілген маталарды және желімдерді алуға қолданылады.
Майлармен және басқа үлдіртүзгіш заттармен нашар сыйымдылығы және арзан сыр еріткіштерінде ерімеуі фенолформальдегидті олигомерлерді қолдануда шектеулер келтіреді. Бұл қасиеттерін жақсарту үшін алмастырылған фенолдар негізіндегі фенолформальдегидті олигомерлерді қолданады. Фенолформальдегидті олигомерлер
Фенолформальдегидті олигомерлер фенол мен формальдегидтің қышқылды немесе сілтілік ортадағы поликонденсация өнімі. 1912ж. Орыс ғалымдары Г.С. Петров және И.П. Лосев фенолформальдегидті олигомерлерді қышқыл катализаторлар қатысында алудың өндірістік әдісін алғаш өңдеді.
Фенолформальдегидті олигомерлер термопласты (новолакты) және термореактивті (резолды) болып жіктеледі. Ерігіштігі бойынша спирттееритін, майдаеритін, судаеритін болып болінеді. Сонымен қатар, модифицирленген және модифицирленбеген олигомерлерді ажыратады. Фенолформальдегидті олигомерлерді майлармен, спиртпен, шайырлы және майлы қышқылдармен, сонымен қатар әр түрлі үлдіртүзгіш заттармен модифицирлейді. Фенолформальдегидті олигомерлер тігуші агент ролін атқарады.
Алудың химиялық негіздері
Фенолдың формальдегидпен әрекеттесуі сілтілік және қышқылдық ортада 500С температура қатысында жүреді:
Формальдегидтің қосылуы тек орто және пара жағдайда бола алады. Фенолдың бір молекуласы формальдегидтің үш молекуласына дейін қоса алады және үшметилолфенол түзіледі:
Торлы құрылысты термопласты полимерлер үшметилолфенол қатысында ғана алынады. Сондай полимердің молекула құрылысы:
Катализатор ретінде сірке, тұз, күкірт және фосфор қышқылын қолданады.
Термореактивті резолдарды сілтілік ортада алады. Түзілетін моно , ди , үшметилолфенолдар тұрақты қосылыстар және жеке қосылыстар болып бөліне алады.
Резолдарды алудағы катализатор ретінде натрий, кальций, магний, барий гидроксиді, аммиак, гексаметилентетрамин қолданады. Құрамында көп мөлшерде орто алмасқан фенолы бар формальдегидті олигомерлер синтезін тез қатаятын материалдар алу үшін қолданады.