Методами ТГА и ДСК изучены термические свойства бензоксазина на основе карданола.Thermal behavior of cardanol-based benzoxasine was studied by means of TGA and DSC

Глухих, В. В.

Ковалев, А. А.

Шишлов, О. Ф.

Electronic archive of the Ural State Forest Engineering University

   290  2. Липатов Ю.С. Справочник по химии полимеров / Ю.С. Липатов, А.Е. Нестеров, Т.М. Гриценко, Р.А. Веселовский. Киев: Наукова думка. 1971. 280 с.   УДК 678 А.А. Ковалев, О.Ф. Шишлов (А.А. Kovalev, O.F.Shishlov) ПАО «Уралхимпласт», Нижний Тагил (JSC «Uralchimplast», Nizny Tagil) В.В. Глухих (V.V. Gluckhih) УГЛТУ, Екатеринбург (USFEU, Ekaterinburg)  ИЗУЧЕНИЕ  ТЕРМИЧЕСКИХ  СВОЙСТВ  БЕНЗОКСАЗИНА   НА  ОСНОВЕ  КАРДАНОЛА (STUDY  OF  CARDANOL-BASED  BENZOXAZINE   THERMAL  BEHAVIOR)  Методами ТГА и ДСК изучены термические свойства бензоксазина на основе карданола. Thermal behavior of cardanol-based benzoxasine was studied by means of TGA and DSC.  Бензоксазины представляют интерес в качестве мономеров, а также отвердителей фенолформальдегидных и эпоксидных смол. Бензоксазины можно рассматривать как органические гетероциклические соединения, получаемые при совместной реакции монозамещенных аминов, альдегидов и фенолов [1]. Использование бензоксазинов в составе древесно-эпоксидных композитов позволяет снизить расход связующих вплоть до 30 % в составе материала [2]. В данном исследовании был проведен синтез бензоксазина на основе карданола с целью последующей модификации эпоксидных композиций для изготовления различных древесных композитов. При использовании в качестве исходных реагентов карданола, анили-на и формальдегида ожидается, что образование бензоксазина карданола (далее БК) протекает по реакции:  Электронный архив УГЛТУ   291  Синтез БК осуществляли следующим образом: в трехгорлый стеклян-ный реактор, снабженный мешалкой, термометром и обратным холодиль-ником, помещали 0,49 моль карданола (150 г), 0,48 моль анилина (45 г) и 0,96 моль параформа (29,7 г, содержание формальдегида 96,7 %). Смесь нагревали до 90 ºС и выдерживали при этой температуре 2 часа, после чего отгоняли воду под вакуумом 0,1 атм. при температуре не более 80 ºС. Вы-ход продукта составил 208 г. Готовый продукт БК охарактеризовали по ря-ду физико-химических показателей (таблица).  Показатели бензоксазина карданола  Наименование показателя Результат анализа Внешний вид Однородная вязкая жидкость  темно-коричневого цвета Динамическая вязкость при 20 ºС, мПа·с 300  Массовая доля свободного карданола, % 2,8   Структура полученного продукта была подтверждена при помощи ИК-спектроскопии и сравнения полученных данных с литературными. В спек-тре присутствуют полосы: 1256 см-1 (асимметричные вибрационные колеба-ния С-О-С); 1032 см-1(симметричные вибрационные колебания С-О-С);  1497 и 962 см-1, характерные для трехзамещенного ароматического кольца. При анализе методом дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) наблюдаются два пика в области 273 ºС и 368 ºС с тепловым эффек-том 82,9 Дж/г и 96,0 Дж/г соответственно. Пик на кривой ДСК при 273 ºС отвечает реакции полимеризации путем раскрытия циклов, пик при 368 ºС вызван деструкцией полимера. Кривая ДСК представлена на рис. 1.    Рис. 1. Вид кривой ДСК бензоксазина на основе карданола  При анализе БК методом ТГА (термогравиметрический анализ) на кривой потери массы наблюдаются две ступени потери массы (два пика на графике производной). Наибольшая потеря массы наблюдается при темпера-турах 280 ºС (интервал 210−325 ºС) и 455 ºС (интервал 335−510 ºС). На пер-Электронный архив УГЛТУ   292  вой ступени потеря массы составила 19,0 %, на второй 77,4 %. При дальней-шем увеличении температуры до 750 ºС потеря массы достигает 95 %. Кри-вая ТГА и ее производная по температуре представлены на рис. 2.    Рис. 2. Вид кривой ТГА и ее производной для БК  В литературных источниках предлагается следующая реакция для описания процесса поликонденсации бензоксазина:    Предлагаемая реакция не сопровождается выделением низкомолеку-лярных продуктов, что затрудняет интерпретацию потери массы материала при температуре 210−325 ºС (ТГА). Потеря массы также превышает сум-марную концентрацию остаточных мономеров. Вероятно, частичное раз-ложение продукта происходит уже в ходе поликонденсации, что не позво-ляет использовать данное соединение в качестве самостоятельного моно-мера, но возможно его использование в смеси с другими материалами – фенольными и эпоксидными смолами.   Электронный архив УГЛТУ   293  Библиографический список  1. Process for preparation of benzoxazine compounds in solventless sys-tems: пат. 5543516 США Apl. no. 245478; заявл. 18.05.1994; опубл. 06.08.1996. 2. Jubsilp C. High performance wood composites based on benzoxazine-epoxy alloys / C. Jubsilp, T. Takeichi, S. Hiziroglu, S. Rimdusit // Bioresource Technology. 2008. № 99. P. 8880−8886.   УДК 504.064.4 И.Н. Липунов, Л.А. Старыгин, И.Г. Первова, Д.И. Дубровенко (I.N. Lipunov, L.А. Starygin, I.G. Pervova, D.I. Dubrovenko) УГЛТУ, Екатеринбург (USFEU, Ekaterinburg)  РЕЦИКЛИНГ  ПРОМЫШЛЕННЫХ  ОТХОДОВ НА  ОСНОВЕ  ПРИОРИТЕТА МЕЖОТРАСЛЕВОЙ  КООПЕРАЦИИ  (JNDUSTRIAL  WASTES  RECYCLING  ON  THE  BASE OF  INTERBRANCHES  COOPERATION  PRIORITY)   Разработаны структура системы и технологическая схема рецик-линга промышленных отходов на основе циклоцентрического принципа об-ращения с отходами. The paper deals with the system structure and recycling technologic scheme elaboration on the base cyclecentric principle of industrial wastes treatment.   Процесс промышленной переработки отходов производства и потреб-ления с целью получения полупродуктов, продуктов или вторичного сырья называется  рециклингом отходов. Рециклинг промышленных отходов  рассматривается сегодня как один из наиболее эффективных способов ре-сурсосбережения. В настоящее время существует два концептуальных подхода к решению проблемы отходов – отходоцентрический (ОЦП) и циклоцентрический (ЦЦП), различающиеся уровнями иерархии обращения с отходами.  Отходоцентрический принцип, в основном применяемый в нашей стране, использует следующие иерархические уровни обращения с отхо-дами: предотвращение – снижение – разделение – вторичное использова-ние – рециклинг – обезвреживание – захоронение. Конечным результатом реализации такого подхода являются все продолжающееся увеличение от-ходов и формирование техногенных месторождений.   Электронный архив УГЛТУ

Study of cardanol-based benzoxazine thermal behavior

https://elar.usfeu.ru/bitstream/123456789/6487/1/konf-10-2017-096.pdf

Study of cardanol-based benzoxazine thermal behavior

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Electronic archive of the Ural State Forest Engineering University