Қазақстан Республикасы Білім және ғылым министрлігі

Қарағанды облысының білім басқармасы

Жамбыл атындағы мамандандырылған мектеп-интернаты

Тақырыбы: «Фосфонсірке қышқылының антипирендік қасиеттерін зерттеу»

Орындаған: Досова Асима

Жарылгапова Балауса

Жамбыл атындағы мамандандырылған мектеп-интернаты 10 «А» сынып оқушылары

Ғылыми жетекшісі:Файзуллина И.К.

Жамбыл атындағы мамандандырылған мектеп-интернатының химия пәні мұғалімі

Қарағанды 2017 жыл

МАЗМҰНЫ

Кіріспе…………………………………………………………………….……3

1 Фосфорорганикалық қосылыстар………………………..............................5

1.1 Фосфонкарбон қышқылдары туралы жалпы мәлімет…………………...5

1.2Антипирендер туралы жалпы мәлімет…………………………….............6

1.2.1 Полимерлі материалдардың жануын тежейтін заттардың

жіктелуі……………………………………………………………………….....7

1.2.2 Жануды тежегіштер……………………………………………………......9

1.2.3 Антипирендеуші құрамдар, жану тежегіштерінің синергистері

және тұрақтандырғыштары…………………………………………………..10

1.2.4 Антипирендеуші модификаторлар…………………………………...11

1.3 Органикалық заттардың жанғыштығын төмендету тәсілдері……….........12

1.3.1 Антипиренді қоспаларды енгізу………………………………………...13

1.3.2 Антипирен-реагенттердің қолдануы……………………………………15

1.4 Ағашты оттан қорғау тәсілдері мен шаралары…………………………..16

1.4.1 Конструкциялар және беттерді дайындауға қойылатын

талаптар…………………………………………………………………………17

1.4.2. Оттан қорғау заттары, оларды дайындау және жағу

технологиясы…………………………………………………………………...18

2 Эксперименттік бөлім………………………………………………………..19

2.1 Диизопропилфосфиттің синтезі…………………………………………...19

2.2 Диизопропилфосфорлы қышқылдың натрийлі тұзын алу…………........20

2.2.1 Фосфонсірке қышқылының эфирін алу………………………………...21

2.2.2 Фосфонсірке қышқылын алу әдістемесі..................................................22

3 Нәтижелер және оларды талдау………………………………......................23

Қорытынды……………………………………………………………..............31

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі………………………………......................35

Қосымша………………………………………………………………………..37

Кіріспе

Қазіргі уақытқа дейін химиктердің назарын аударған элементорганикалық қосылыстардың әртүрлі типтерінің ішінде фосфорорганикалық қосылыстар маңызды орын алады. Теориялық тұрғыдан едәуір қызығушылық туғыза отырып, фосфорорганикалық қосылыстар сонымен бірге, іс жүзінде де зор маңызға ие. Олар дәрілік препараттар, инсектицидтер, фунгицидтер, пластификаторлар мен тұрақтандырғыштар ретінде, беттік-белсенді заттар, экстрагенттер, катализаторлар, отқа төзімді фосфорорганикалық полимерлі материалдарды синтездеуге арналған мономерлер, жағушы майларға қосымшалар, материалдарға жанбайтын қасиет беретін қоспалар, синтетикалық шайырлар және т.б. ретінде кең қолданыс тапқан.

Іс жүзінде қолданудың үлкен мүмкіндіктері фосфорорганикалық қосылыстар химиясының қарқынды түрде дамуына әкелді. Бұрыннан белгілі және жаңадан ашылған әдістердің көмегімен фосфордың көптеген жаңа органикалық туындылары алынды; фосфорорганикалық қосылыстардың әртүрлі кластарының реакциялық қабілеттілігі жөніндегі мәселелер кеңінен зерттелді, осындай қосылыстардың құрылымы мен олардың реакция механизмдері бағытында қызығушылық туғызатын нәтижелер алынды.

Фосфордың органикалық туындыларын практикалық пайдаланудағы маңызды жетістіктер және фосфор қосылыстарының өмірлік маңызды процестердегі маңызды ролі осы қосылыстардың химиясына деген қызығушылықты арттыра түседі. Соңғы он жылдықтарда фосфорорганикалық қосылыстардың препаративті химиясы үлкен маңызға ие болды, көптеген мақалалар мен монографияларда жүйеге келтіріліп жалпыланған орасан зор тәжірибелік материал жинақталды.

Қазіргі кезде фосфорорганикалық қосылыстар химиясы едәуір қарқынды жылдамдықпен дамып келеді. Бұл, ең алдымен, олардың теориялық және, әсіресе, практикалық маңызымен түсіндіріледі. Өздерінің пайдалы қасиеттерінің арқасында фосфорорганикалық қосылыстар осындай мәнге ие болған. Фосфорорганикалық қосылыстардың ауыл шаруашылығында инсектицидтер, көз ауруларын, қатерлі ісікті емдеуде дәрілік заттар, кен өндіру өнеркәсібінде флотореагенттер, полимерлердің тұрақтандырғыштары, жағушы майларға антиоксиданттар ретінде, жанбайтын материалдарды жасап шығаруда кең қолданылатыны белгілі. Оларды іс жүзінде қолдану салалары жыл сайын артып келеді.

Антипирендер деп (гректің anti- -қарсылық мәнді қосымша және руr – от сөздерінен) (жану ингибиторлары) органикалық текті материалдардың жанғыштығын төмендететін, материалдардың отқа төзімділігін арттырытын заттарды түсінеді.

Антипирендерді енгізу тәсілі қорғалатын материалдың түрінен тәуелді болады. Осылайша, ағашты антипирен ерітіндісімен сулайды немесе бетіне құрамында антипирен болатын бояуды жағады. Синтетикалық полимерлерге антипирендер оларды алу сатысында, одан әрі өңдеу сатысында (мысалы, талшық жасау кезінде) немесе дайын бұйымға енгізілуі мүмкін.

Сіңдіру әдісімен оттан қорғау материалға арнайы заттарды – антипирендерді енгізуге негізделген. Бұл әдіс құрылыс нысандарын жерігілікті оттан қорғауды қамтамасыз етеді. Бұл жағдайда материал тек жалын таралған жерге дейін күйіп кетеді.

Осы жұмыстың мақсаты синтезделген фосфорорганикалық қосылыстардың антипиренді қасиеттерін зерттеу болып келеді. Қойылған мақсат келесі мәселелерді шешуді көздейді:

• Потенциалды түрде антипирендік қасиеттерге ие болатын фосфонсірке қышқылының синтезі.

1 Фосфорорганикалық қосылыстар

1.1 Фосфонкарбон қышқылдары туралы жалпы мәлімет

1924 ж. швед ғалымы Ниленнің еңбегі жарық көрді. Сол еңбегінде ол фосфокарбон қышқылдарының бірқатар эфирлерін алу әдістері сипатталған. 1914 ж. «Галоидорынбасылған май қышқылдары эфирлерінің фосфорлы қышқыл эфирлеріне әсері туралы» жұмыс жарық көрді. Бұл жұмыста галоидоорынбасылған май қышқылдары эфирлерінің фосфорлы қышқыл эфирлерімен әрекеттескенде жалпы түрі (RO)₂PO(RCOOR) қышқылдар эфирлері келесі сұлба бойынша алынады:

Барлық жағдайда фосфонкарбон қышқылдарының сәйкесті эфирлері алынды, маңызды физикалық тұрақтылар дәл анықталды: қайнау температуралары, меншікті салмақтары, және эфирлердің құрамы сәйкесті талдау әдістерімен дәлелденді.

Алынған фосфонкарбон қышқылдарының эфирлерін зерттеумен қатар аталған эфирлердің сабындану өнімдері, яғни негізінде фосфонкарбон қышқылдары мен олардың тұздары зерттелген.

Фосфонкарбон қышқылдары эфирлерінің сабындану өнімдерін және басқа да қасиеттерін зерттеу бойынша аяқталмаған жұмыстардың жариялануы Нилен еңбегінің жарық көруімен байланысты.

Сол еңбегінде Нилен осы әдіспен қатар фосфонкарбон қышқылдары эфирлерін алу үшін түрледірілген Михаэлис пен Беккер әдісін келтіреді және оны этилфосфон қышқылының этилді эфирін алу үшін қолданады. Фосфонкарбон қышқылдарының эфирлерін алу үшін Нилен диэтилфосфорлы қышқылдың натрийлі туындыларына галоидоорынбасылған май қышқылдарының эфирлерімен әсер еткен:

RCOOR'Hal + NaPO(OC₂H₅)₂ = NaCl + RCOOR'PO(OC₂H₅)₂

Осындай жолмен Нилен фосфонқұмырсқа және фосфонсірке қышқылдарының этилді эфирлерін алды.

1.2 Антипирендер туралы жалпы мәлімет

Материалдардың отқа төзімділігін арттыру үшін арнайы заттар – антипирендерді қолданады. Антипирендерді қолдану материал құрамына енгізілетін оңай балқитын заттардың (мысалы, бор қышқылынң тұздары – бура, фосфор және кремний қышқылдарының тұздары: диаммоний фосфат, аммофос, күкіртқышқылды аммоний) балқуына немесе қыздыру кезінде жануды жалғастырмайтын газдарды (мысалы, аммиак, күкіртті газ) бөліп шығаратын заттардың ыдырауына негізделген. Бірінші жағдайда жылудың бір бөлігі антипирендерді балқытуға жұмсалады, бұл тұтану температурасын жоғарылатады, ал екінші жағдайда тұздардың ыдырауы кезінде бөлініп шығатын газдар жалынның таралуына кедергі жасайды.

Антипирендерге қойылатын талаптар:

• Қорғалатын материалдың жануына кедергі болу;

• Металл бөліктерінің коррозиясын тудырмау;

• Әсерінің ұзақтығы;

• Ағаштың гигроскопиялық қасиеттерін арттырмау;

• Адамдар мен жануарлар үшін улы болмау;

• Ағашқа жағылған лак-бояу беттеріне әсер етпеу;

• Сіңдірілетін материалдың биотұрақтылығын қамтамасыз ету (өз бетінше немесе бірге енгізілетін антисептиктермен);

• Материалды механикалық өңдеу кезінде қиындықтар тудырмау;

• Сіңдірілетін материалдың қасиеттеріне әсерін тигізбеу;

• Қымбат болмау;

Ең жақсы антипирендердің бірі қыздырғанда ағашты қорғаушы қабықпен жабатын фосфор тотықтарын және жанбайтын газ аммиакты түзетін диаммоний фосфаты (NH₄)₂HPO₄ (аммоний фосфорқышқылды екі алмастырылған) болып келеді. диаммоний фосфаты әдетте аммоний сульфатымен (NH₄)₂SO₄ қоспада қолданылады.

Сонымен қатар фосфор қышқылды натрийдің аммоний сульфатымен қоспасы жақсы антипирен болып келеді.

Антипирен ретінде бураның бор қышқылымен қоспасы да пайдалануы мүмкін (1:1 қатынаста).

Ағаш құрылыстарды от және шіруден сақтау үшін антипирендердің құрамына антипирендердің оттан қорғаушы қасиеттеріне әсер етпейтін антисептиктер қосу керек (мысалы, фторлы натрий) .

1.2.1 Полимерлі материалдардың жануын тежейтін заттардың жіктелуі.

Материалдардың жануын тежейтін заттарды келесідей жіктеуге болады: 1) түріне қарай; 2) бағытталуына қарай; 3) материалдың құрамында әрекет ету механизміне байланысты; 4) жануды тежейтін немесе модификациялаушы агенттің құрамындағы негізгі әрекет етуші элемент немесе топқа байланысты. Жануды тежейтін заттардың жіктелуі төменде келтірілген.

Жануды тежейтін заттардың түріне байланысты:

• жануды тежегіштер (біріншілік немесе негізгі; белсендіргіштер немесе синергистер; жану процестерінің физикалық бейнесін өзгертетін заттар);

• жануды тежегіштер қоспалары немесе антипиренді құрамдар, синергиялық қоспалар;

• антипирендеуші модификаторлар.

Бағытталуы бойынша:

• жалпы бағытталған заттар;

• жекелеген материалдар топтары үшін қолданылатын заттар (резиналар, маталар, пенопласттар, пластмассалар және басқа да материалдар);

• жекелеген полимерлер немесе полимерлер кластары үшін қолданылатын заттар;

Әрекет ету механизмі бойынша:

• кокстау катализаторлары; материал бетінде кокстың түзілуін туғызатын заттар;

• жану ингибиторлары (газды фазада);

• материалдың беттік температурасын төмендететін заттар;

Негізгі әрекет етуші элемент немесе топ бойынша:

• құрамында фосфор, азот, галоген, күкірт, бор, сурьма, кремний болатын қосылыстар;

• құрамында фосфор мен галоген, немесе фосфор мен азот, немесе басқа екі әрекет етуші элемент немесе топ болатын заттар (біріктірілген қосылыстар);

• құрамында аллилді топтар, гетероциклдер, пеорксидті топтар және торлану, коксталу процестерін тудыратын басқа да топтар болатын заттар;

• құрамында байлныстырылған су, карбонаттар және ыдырауы фазалық ауысумен қатар жүретін басқа да қосылыстар (алюминий және басқа металдардың гидроксидтері, металдардың (сілтілік жер) бораттары мен карбонаттары);

• кокстауды тудыратын ауыспалы валенттілікті металдардың комплексті қосылыстары, тотықтары және тұздары (Fе, Сu, V және т.б. қосылыстары);

Төменде жануды тежегіштердің, антипирендеуші құрамдардың және антипирендеуші модификаторлардың мысалдары келтірілген.