Работа 7. Получение меламино-формальдегидных смол

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: получение меламино-формальдегидного олигомера; определение водного числа олигомера; отверждение полученного олигомера.

ПРИБОРЫ И ПОСУДА: колба круглодонная емкостью 100 см³, холодильник Либиха, пипетка на 1 см³, бюретка.

РЕАКТИВЫ: меламин, формальдегид (техн.), 1 н раствор гидрооксида натрия.

Методика работы

В круглодонную колбу емкостью 100 см³, снабженную обратным холодильником помещают 12,6 г меламина, потом приливают 27,5 см³ 30 %-го стабилизированного формальдегида, приведенного к рН = 8,5 с помощью щелочи. Колбу помещают в термостат, нагретый до 100 ⁰С, и с этого момента отсчитывают время. Через некоторое время отбирают 1 мл раствора, охлаждают до 20 ⁰С и титруют дистиллированной водой до появления мути. Испытание считается оконченным после того, как воды, израсходованной на титрование, становится меньше 4 мл. Продолжительность синтеза составляет 110–140 мин.

Г

31

идрофобность меламино-формальдегидных олигомеров, выражающаяся в их способности при достижении определенной глубины конденсации мутнеть при смешивании с водой, используется в качестве характеристики для контроля реакции конденсации. Такой характеристикой является так называемое водное число – количество воды, которое может быть добавлено к 1 мл олигомера до помутнения. Процесс дальнейшей конденсации протекает уже при сушке пропитанного наполнителя и заканчивается отверждением связующего и образованием трехмерной структуры.

ЗАДАНИЕ. Написать схему реакций получения и отверждения меламино-формальдегидного олигомера, оценить растворимость олигомера до и после отверждения.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПО РАБОТАМ

1. Дайте определение термореактивных полимеров.

2. Как зависит структура образующихся продуктов от природы исходных мономеров?

3. Как влияют концентрация мономера, характер катализатора и температура на процесс поликонденсации?

4. Назовите стадии отверждения феноло-формальдегидных олигомеров?

5. Каков механизм реакции получения олигомеров и отверждения феноло-формальдегидных и меламино-формальдегидных смол?

32

Методы переработки термопластичных полимеров

Ц елью переработки пластмасс является получение из них изделий конкретной заданной формы, обладающих требуемым комплексом технологических и эксплуатационных показателей.

Переработка пластмасс – превращение полимерных материалов в изделия методом формования. Формованию изделия могут предшествовать манипуляции, посредством которых модифицируются свойства полимера и он подготавливается к стадии формования. Готовые изделия могут подвергаться обработке, улучшающей их внешний вид. Тем не менее, основным содержанием технологии переработки полимеров остается формование изделий.

При переработке пластмасс используют такие характерные для них свойства, как способность приобретать пластичность и текучесть при воздействии определенных температуры и давления и сохранять затем в обычных условиях приданную им во время переработки форму. При переработке термопластов не происходит существенных химических изменений, материал в готовом виде сохраняет способность плавиться (или растворяться) и может быть переработан повторно. У термореактивных полимеров при переработке происходят химические процессы, в результате которых материал становится неплавким и нерастворимым.

Переработка – это совокупность технологических процессов, позволяющих получать из полимеров изделия заданной конфигурации и размеров, с требуемыми эксплуатационными свойствами на специальном оборудовании.

Главная цель переработки –получение продукции высокого качества при максимальной производительности. Для этого в условиях массового производства изделий приходится решать материаловедческие, технологические, научно-организационные и другие задачи. Решение этих задач основывается на знаниях процессов, протекающих при переработке полимеров. В основе процессов, протекающих на различных стадиях переработки полимеров разными методами, лежат фундаментальные физические и физико-химические процессы, процессы структурообразования, такие как:

1. Нагревание, охлаждение, плавление, стеклование полимеров;

2. Изменение объемов полимеров при воздействии температуры (тепловое расширение) и давления (сжатие);

3. Деформация полимеров, сопровождающаяся развитием необратимой пластической и обратимой высокоэластической деформации и ориентацией макромолекулярных цепей;

4. Релаксационные процессы;

5. Формирование надмолекулярной структуры;

6. К

   33

   ристаллизация кристаллизующихся полимеров;

7. Деструкция полимеров под действием температуры, кислорода воздуха, влаги и механических воздействий.

Все перечисленные процессы не протекают изолированно и их надо учитывать при переработке полимеров.

На стадии формования и на последующих стадиях переработки в полимере могут происходить существенные структурные изменения (например, изменение надмолекулярной структуры, развитие молекулярной ориентации), которые могут быть результатом целенаправленного воздействия, предпринимаемого для улучшения физических и механических характеристик полимера. Связь между процессами формования и изменением структуры имеет большое практическое значение. Понимание этой связи помогает выбирать оптимальный технологический процесс.

Переработка полимеров включает:

• Подготовку полимера к изготовлению изделий (придание требуемой влажности);

• Собственно изготовление изделий;

• Последующую обработку в целях улучшения свойств готового изделия (термическую обработку, радиационное сшивание и др.)

Изготовление изделий из термопластов основными методами осуществляется путем перевода в высокоэластическое или вязкотекучее состояние, главным образом, за счет нагревания, придания ему требуемой формы под воздействием внешних факторов и фиксации требуемой формы в результате охлаждения.

Процесс придания полимеру требуемой формы под воздействием внешних факторов называют формованием. Выбор метода формования определяется конфигурацией изделия. В тех случаях, когда можно использовать несколько различных методов формования, учитываются соображения экономии.