новые химические технологии
АНАЛИТИЧЕСКИЙ ПОРТАЛ ХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
ПОИСК    

НА ГЛАВНУЮ 

СОДЕРЖАНИЕ:

НАУКА и ТЕХНОЛОГИИ

Базовая химия и нефтехимия

Продукты оргсинтеза ............

Альтернативные топлива, энергетика ...........................

Полимеры ...........................

ТЕНДЕНЦИИ РЫНКА

Мнения, оценки ...................

Законы и практика ...............

Отраслевая статистика .........

ЭКОЛОГИЯ

Промышленная безопасность

Экоиндустрия .......................

Рециклинг ............................

СОТРУДНИЧЕСТВО

Для авторов .........................

Реклама на сайте ................

Контакты .............................

Справочная .........................

Партнеры ............................

СОБЫТИЯ ОТРАСЛИ

Прошедшие мероприятия .....

Будущие мероприятия ...........

ТЕНДЕРЫ

ОБЗОРЫ РЫНКОВ

Анализ рынка бутилгликолей в России
Анализ рынка синтетического силиката алюминия в России
Анализ рынка политерпеновых смол в России
Анализ рынка гидрокарбоновых смол в России
Анализ рынка дэтилтолуамида в России
Анализ рынка толилтриазола в России
Анализ рынка тетранатриевой соли в России
Анализ рынка буры пятиводной в России
Анализ рынка воздухововлекающих добавок в России
Анализ рынка реологических модификаторов в России

>> Все отчеты

ОТЧЕТЫ ПО ТЕМАМ

Базовая химия и нефтехимия
Продукты оргсинтеза
Синтетические смолы и ЛКМ
Нефтепереработка
Минеральные удобрения
Полимеры и синтетические каучуки
Продукция из пластмасс
Биохимия
Автохимия и автокосметика
Смежная продукция
Исследования «Ad Hoc»
Строительство
In English
  Экспорт статей (rss)

Полимеры

НАПОЛНИТЕЛЬ ДЛЯ ПОЛИУРЕТАНА: вторичный оксид алюминия


В отходах и некондиционных продуктах нефтехимии большую долю занимают катализаторы, основа которых – оксиды металлов, таких как Si, Fe и Al. В твердые отходы входят бракованные и отработанные фильтры газоочистки, в частности, на основе оксидов Si и Al… Встает задача их квалифицированной утилизации. В тоже время для получения полимерных композитов и резин используются наполнители аналогичного состава. Ранее разработан литьевой полиуретан типа СКУ-ОМ, наполненный оксидом алюминия (отработанный катализатор + некондиционная активная окись алюминия, используемая в качестве осушителя).


 

Одним из источников загрязнения литосферы являются твердые отходы, наибольшую часть которых составляют отходы производства. Накопление последних во многих отраслях промышленности обусловлено существующим уровнем технологии переработки соответствующего сырья и недостаточностью его комплексного использования. Удаление (транспортирование) отходов и их хранение (устройство и содержание отвалов и шламонакопителей) являются дорогостоящими мероприятиями.
Несмотря на высокую технологичность процессов нефтехимических производств, они также сопряжены со значительным количеством отходов и некондиционных продуктов. Большую долю в них занимают катализаторы, основу которых составляют оксиды металлов, таких как Si, Fe и Al. Кроме того, в твердые отходы входят бракованные и отработанные фильтры газоочистки, в частности на основе оксидов Si и Al. В этой связи встает задача их квалифицированной утилизации с целью возвращения в производственный цикл.
В тоже время для получения многих полимерных композиционных материалов и резин используются наполнители аналогичного состава. Однако последние весьма дефицитны и дороги. В этой связи актуальной является задача использования твердых отходов, содержащих Al, в качестве альтернативных наполнителей полимерных материалов и, в частности, литьевых полиуретанов (ПУ), попутно решая экологические аспекты их утилизации.
Ранее разработан литьевой полиуретан типа СКУ-ОМ, наполненный оксидом алюминия, представляющим собой некондиционный или отработанный катализатор процесса дегидратации метилфенилкарбинола -окись алюминия активная (КОА) ТУ 6-09-3428-78, а также некондиционная активная окись алюминия, используемая в качестве осушителя (ОА) ГОСТ 8136-85 1. В качестве гидроксилсодержащей составляющей использовался полиэтиленгликольадипинат (ПЭА), производимый на ОАО “Казанский завод СК” под торговой маркой П-6, диизоцианатной - смесь 2,4 и 2,6 толуилендиизоцианата в соотношении 80/20.(ТДИ).
Динамическая вязкость ненаполненного и наполненного ПЭА в количестве 0-50% от массы реакционной смеси определялась вискозиметрическим методом с помощью ротационного вискозиметра «Реотест» (ГДР) в интервале температур 60-80 0С [2].
Адсорбционная активность наполнителей по отношению к молекулам ТДИ определялась методом ИК-спектроскопии [3].

ИК-спектры ОА, прокаленного при 250 0С, показывают наличие гидроксильных групп в области 3318 см-1, являющихся бренстедовскими кислотными центрами [4]. Последние могут являться источниками образования дополнительных водородных связей при адсорбции молекул ПЭА на поверхности ОА, а также реагировать с диизоцианатом, сдвигая оптимальное мольное соотношение в сторону увеличения расхода ТДИ. Тем более, что при сравнении энергии когезии молекул ТДИ и ПЭА очевидно, что таковая для макромолекул ПЭА (258,48 кДж/(мольЕ)) намного меньше, чем для ТДИ (398,08 кДж/(мольЕ)). Это свидетельствует о вероятности более значительных взаимодействиях между молекулами ТДИ по сравнению с макромолекулами ПЭА. Следовательно, поверхность наполнителя будет атакована молекулами наиболее реакционноспособного компонента (ТДИ). Чтобы избежать проблемы потери качества продукта за счет химической сорбции ТДИ, была оценена адсорбционная способность ОА и КОА по отношению к диизоцианатной составляющей синтеза ПУ.
Процесс сорбирования регистрировался ИК-спектрометрически. Раствор ТДИ в четыреххлористом углероде с рассчитанным количеством наполнителя термостатировался в течение 5 часов при температуре 60 0С, так как более высокие температуры могли привести к нежелательным процессам ди - и тримеризации ТДИ. Количество наполнителя выбиралось, исходя из 5-15 %мас. наполнения всей реакционной смеси.
ИК-спектры фильтратов после смешения ТДИ с ОА показывают незначительное уменьшение интенсивности полос поглощения в области 2256 см-1, отнесенной к валентным колебаниям NCO-группы (86 % поглощения для ТДИ и 84 % поглощения для ТДИ+ОА). Этот факт говорит о том, что в данных условиях идет незначительное расходование изоцианата, которое теоретически может происходить либо за счет реакции изоцианатных групп, либо за счет сорбции на поверхности ОА. Однако наиболее вероятно, что в данном случае проходит процесс сорбирования. В пользу последнего предположения говорит то обстоятельство, что в ИК-спектрах фильтратов не обнаружено новых полос поглощения [5].
Аналогичная картина наблюдается и в случае отработанного и неотработанного катализатора (КОА) (Табл. 1.).

Таблица 1. Зависимость оптической плотности D2256  ТДИ от типа наполнителя и продолжительности взаимодействия

 

Время, час
Наполнитель012345
ОА, 5%мас.1,031,000,890,980,820,98
ОА, 10 %мас.1,030,980,930,970,980,93
ОА, 15,%мас.1,030,880,910,890,910,88
Отр. КОА, 15 %мас.1,030,950,940,960,930,97
Неотр. КОА, 15%мас.1,030,920,900,910,930,94


При изучении влияния количества введенного ОА на процесс сорбирования ТДИ было выявлено, что вплоть до 15 % мас. наполнения не происходит существенных изменений в ИК-спектрах фильтратов.
Таким образом, можно предположить, что в данном случае протекает физическая, а не химическая сорбция.
Чтобы исключить возможность взаимодействия адсорбированной на поверхности ОА и КОА в процессе хранения и эксплуатации влаги с ТДИ, был проведен сравнительный анализ ИК-спектров ТДИ после взаимодействия с прокаленными при 300 0С и непрокаленными наполнителями. Выявлено, что прокаливание КОА хотя и приводит к увеличению сорбционной способности последнего, но абсолютное значение настолько невелико, что им можно пренебречь (табл. 2.). Аналогичный эксперимент, проведенный с неотработанным КОА, дал подобную картину с той лишь разницей, что неотработанный прокаленный КОА обладает большей сорбционной способностью по сравнению с непрокаленным  (табл. 2.) [6].

Таблица 2. Оптическая плотность ТДИ после взаимодействия КОА

 

КОАТДИ
 ОтработанныйНеотработанный 
D2256Прокал.Непрокал.Прокал.Непрокл. 
 0,810,830,760,83 
     0,84

Отсутствие новых полос поглощения в ИК-спектрах исследуемых систем указывает на механизм физической сорбции за счет межмолекулярных взаимодействий, в том числе водородных, образованных вследствие наличия бренстедовских центров, с образованием устойчивых структур. На это указывает увеличение динамической вязкости наполненных ПЭА (8,9 Пас по сравнению с 0,9 Пас для не наполненного ПЭА).
На рис. 1. видно, что для ПЭА при малых скоростях сдвига наблюдается повышение значений вязкости. С увеличением скорости сдвига выше 80с-1 значение вязкости выходит на плато. При этом, чем выше температура испытания, тем значение вязкости закономерно уменьшается.
Введение наполнителя в количестве 20 %мас. и 50 %мас. способствует увеличению вязкости, однако характер кривых сохраняется. Абсолютное значение вязкости наполненных полиэфиров тем выше, чем больше степень наполнения. Возрастание вязкости в системе полиэфир-наполнитель при малых скоростях сдвига можно объяснить существованием флуктуационных образований в ПЭА за счет межмолекулярных водородных связей и адсорбционных взаимодействий между твердой поверхностью оксида алюминия и ПЭА, а также агломерацией самого наполнителя в среде полиэфира. Причем при увеличении скорости сдвига флуктуационные и агрегативные структуры начинают разрушаться, чем объясняется падение значения вязкости изучаемых систем до постоянной величины (рис.1). Однако, более высокое положение кривой вязкости наполненного полиэфира говорит о сохранении в диапазоне высоких скоростей сдвига стабильных флуктуационных взаимодействий в системе, ответственных за повышение вязкости.
  

Рис.1. Влияние степени наполнения на динамическую вязкость ПЭА (1) и его смесей с 20 % мас. (2) и 50 % мас. (3) ОА при 60 (а), 70 (б) и 80 (в) 0С.

Иной характер носят логарифмические зависимости вязкости от напряжения сдвига (рис. 2). При температуре 60 0С, по всей вероятности, не происходит полной раскристаллизации ПЭА температура плавления которого ~55 0С, что сказывается на аномальном ходе кривых. При повышении температуры испытания до 70-80 0С ход кривых характерен для ньютоновских жидкостей.


Рис 2. Влияние степени наполнения на логарифмическую зависимость вязкости от напряжения сдвига: 1- ПЭА; 2 - ПЭА+20 %мас. ОА;3 - ПЭА+50 %мас. ОА при 60 (а), 70 (б) и 80 (в) 0С

Таким образом, из проведенных исследований выявлено, что наполнение полиэфиров приводит к увеличению вязкости системы. Однако температура 80 0С, при которой происходит смешение полиэфира с наполнителем и последующая сушка достаточна для того, чтобы снизить вязкость до значений, практически близких к ненаполненному полиэфиру. Тот факт, что как ненаполненные системы, так и с использованием ОА начинают подчиняться законам течения ньютоновских жидкостей, позволяет рекомендовать перемешивание при скорости сдвига выше 80 с-1. Поэтому можно констатировать, что технология получения ПУ с использованием оксида алюминия не будет иметь существенных отличий от стандартной.

Литература
1. Сафиуллина Т.Р., Мухарлямов С.Ф., Зенитова Л.А.. Наполнение литьевых полиуретанов отходами нефтехимических производств// Тезисы докладов 6 Российской практической конференции резинщиков. “Сырье и материалы для резиновой промышленности. От материалов - к изделиям”, Москва, 1999. с.237.
2. Лазарев С.Я., Рейхсфельд В.О., Еркова Л.Н.. Лабораторный практикум по синтетическим каучукам. Л.: Химия, 1986. 224 с.
3. Смит А. Прикладная ИК-спектроскопия. - М.: Мир, 1982. 328 с.
4. Давыдов А.А. ИК-спектроскопия в химии поверхности окислов. - Новосибирск: Наука, 1984. 245 с.
5. Сафиуллина Т.Р., Мухарлямов С.Ф., Зенитова Л.А.. Новые композиционные материалы на основе наполненных полиуретанов// Сборник тезисов докладов Всероссийской научно-технической конференции “Композиционные материалы в авиастроении и народном хозяйстве”, Казань,1999. с.109.
6. Сафиуллина Т.Р., Цыганова Е.А., Мухарлямов С.Ф., Зенитова Л.А.. Наполнение полиуретанов отходами нефтехимических производств как способ создания новых полимерных композиционных материалов// Депонированная статья в ВИНИТИ № 2292-В99, 1999.

 

 

 

Т.Р. Сафиуллина, Е.А. Сергеева, Л.А. Зенитова, А.В. Зверев,
Казанский государственный технологический университет, г. Казань
www.kzck.ru

Версия для печати | Отправить |  Сделать стартовой |  Добавить в избранное

Куплю

19.04.2011 Белорусские рубли в Москве  Москва

18.04.2011 Индустриальные масла: И-8А, ИГНЕ-68, ИГНЕ-32, ИС-20, ИГС-68,И-5А, И-40А, И-50А, ИЛС-5, ИЛС-10, ИЛС-220(Мо), ИГП, ИТД  Москва

04.04.2011 Куплю Биг-Бэги, МКР на переработку.  Москва

Продам

19.04.2011 Продаем скипидар  Нижний Новгород

19.04.2011 Продаем растворители  Нижний Новгород

19.04.2011 Продаем бочки новые и б/у.  Нижний Новгород

Материалы раздела

БИОПРОИЗВОДНОЕ ПОЛИЭФИРНОЕ ВОЛОКНО ECO CIRCLE PLANTFIBER
СЭНДВИЧ-ПАНЕЛИ INDUSTRIUM
ПОЛИМЕРЫ ИЗ CO2
DUPONT CORIAN В ОТДЕЛКЕ МЕТРО В НЕАПОЛЕ
ЖЕЛЕЗООКИСНЫЕ ПИГМЕНТЫ для ЛИТИЙ-ИОНЫХ БАТАРЕЙ
ШЛЕМЫ ИЗ СКРАПА
МАТЕРИАЛЫ DUPONT CORIAN в ИНТЕРЬЕРАХ «АЭРОЭКСПРЕСС»
КАК ОПРЕДЕЛИТЬ СТОЙКОСТЬ ПОЛИМЕРНОГО ПОКРЫТИЯ?
КАБЕЛЬНЫЕ ЛОТКИ CABLOFIL
ОБЛЕГЧЁННЫЕ ПЛИТЫ SUPERPAN STAR
ПЕРВЫЕ КАРБОНОВЫЕ ДИСКИ
БУДУЩЕЕ ОРГАНИЧЕСКИХ СВЕТОДИОДОВ
НОВЫЕ ПЛЕНКИ для ОПК
БРОНЯ НА ОСНОВЕ САПФИРА
ПОСЛЕДНИЕ РАЗРАБОТКИ BASF ДЛЯ АВТОПРОМА
НОВЫЕ ПОЛИМЕРЫ ДЛЯ МЕДИЦИНЫ
ОРГАНИЧЕСКАЯ ЭЛЕКТРОНИКА
ПОЛИМЕРЫ из ОТХОДОВ ЖИВОТНОВОДСТВА
ГИБКИЕ СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ
ТОНКОПЛЕНОЧНАЯ ФОТОВОЛЬТАИКА
ПОЛИМЕРЫ из ЦЕЛЛЮЛОЗЫ
КОМПОЗИТЫ, АРМИРОВАННЫЕ УГЛЕВОЛОКНОМ
НОВЫЕ ПРОДУКТЫ ИЗ УГЛЕРОДНОГО ВОЛОКНА ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА
НОВЫЕ РАСТВОРНЫЕ БУТАДИЕН-СТИРОЛЬНЫХ КАУЧУКИ (S-SBR) «LANXESS»
НАНОПОКРЫТИЯ для ТЕПЛИЦ
НОВЫЕ АДГЕЗИВЫ 3M для ЭЛЕКТРОНИКИ
ИСКУССТВЕННОЕ СЕРДЦЕ
БОЛЬШЕ ГРУЗОВ МОЖНО ПЕРЕВОЗИТЬ В БИГ-БЕГАХ
БИОИЗОПРЕН – БУДУЩЕЕ ШИННОЙ ОТРАСЛИ
«БЕЛКОВЫЕ» МИКРОСХЕМЫ
НОВЫЙ КОАЛЕСЦЕНТНЫЙ ФИЛЬТР GE
АВТОМАТИЗАЦИЯ на «ГАЛОПОЛИМЕРЕ»
НОВАЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ BASF
ПОЛИЭФИРНЫЕ ТКАНИ ECO STORM
ОПАСНОСТЬ ДЕТСКОЙ БИЖУТЕРИИ
ПОЛУЧЕНИЕ ТОНКОСЛОЙНОГО ФТОРОПЛАСТОВОГО ПОКРЫТИЯ
УГЛЕРОДНЫЕ ВОЛОКНА В АВТОПРОМЕ
«УМНАЯ» СИСТЕМА RFID КОНТРОЛЯ
«ХОЛЛОФАЙБЕР» как МЕЖВЕНЦОВЫЙ УТЕПЛИТЕЛЬ
НОВЫЙ ПРОТЕКТОРНЫЙ АГРЕГАТ «НИЖНЕКАМСКШИНА»
ЗАЩИТНЫЕ МАТЫ NEOPOLEN НА СПОРТИВНЫХ ТРАССАХ
НАНОТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ ДОРОЖНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА
МАТЕРИАЛЫ DUPONT НА ЕВРО-2012
ПЕРЕРАБОТКА БИОМАССЫ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ ЦБК
KELLOGG BROWN: технология получения пропилена из нафты

>>Все статьи

Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru
Copyright © Newchemistry.ru 2006. All Rights Reserved