Исследована модификация карбамидоформальдегидной смолы ПКП-52 резольной карданолформальдегидной смолой (МПК) для получения минераловатных плит. Структура МПК изучена методами гельпроникающей хроматографии, ИК- и ЯМР-спектроскопии.The modification of ureaformaldehyde resin PKP-52 of the cardanol formaldehyde resin of the type resole for thermal insulating plates of mineral wool was investigated. The methods of gel permeation chromatography, IR- and NMR-spectroscopy were used to make a careful study of the structure of MPK

Бурындин, В. Г.

Быстрикова, А. П.

Выдрина, Т. С.

Высоцкая, О. Т.

Глухих, В. В.

Шишлов, О. Ф.

Electronic archive of the Ural State Forest Engineering University

84  УДК 678 В.В. Глухих, О.Т. Высоцкая, Т.С. Выдрина,  А.П. Быстрикова, В.Г. Бурындин (V.V. Glukhikh, O.T. Vysotskaya, T.S. Vydrina,  A.P. Bystrikova, V.G. Buryndin) УГЛТУ, Екатеринбург  (USFEU, Eraterinburg О.Ф. Шишлов (O.F.Shishlov) ОАО «Уралхимпласт», Нижний Тагил OAO «Uralchimplast», Nighniy Tagil)  МОДИФИКАЦИЯ  КАРБАМИДОФОРМАЛЬДЕГИДНОЙ  СМОЛЫ  ПКП-52  МЕТИЛОЛЬНЫМИ  ПРОИЗВОДНЫМИ  КАРДАНОЛА (MODIFICATION OF  UREAFORMALDEHYDE  RESIN  PKP-52  BASED  ON  CARDANOL METHYLOLS  DERIVATIVES  )  Исследована модификация карбамидоформальдегидной смолы ПКП-52 резольной карданолформальдегидной смолой (МПК) для получения минера-ловатных плит. Структура МПК изучена методами гельпроникающей хроматографии, ИК- и ЯМР-спектроскопии. The modification of ureaformaldehyde resin PKP-52 of the cardanol for-maldehyde resin of the type resole for thermal insulating plates of mineral wool was investigated. The methods of gel permeation chromatography, IR- and NMR-spectroscopy were used to make a careful study of the structure of MPK.  На основании результатов совместных исследований с Уральским государственным лесотехническим университетом (УГЛТУ) ОАО «Урал-химпласт» выпускает жидкую карбамидоформальдегидную смолу ПКП-52 для изготовления минераловатных теплоизоляционных материалов и дру-гих целей. Смола ПКП-52 позволяет производить малотоксичные минера-ловатные плиты, однако их водостойкость ниже, чем у материалов, полу-ченных с фенолформальдегидными связующими. Нами установлено, что модификация смолы ПКП-52 фенолоспиртами позволяет улучшить водо-поглощение песчаносмоляных брусков (лабораторных аналогов минерало-ватных плит). В связи с существующей тенденцией роста цены синтетического фе-нола возникает необходимость исследования возможности повышения во-достойкости минераловатных материалов с карбамидными связующими за счет модификации их производными фенолов природного происхождения. Электронный архив УГЛТУ85  Анализ состояния получения фенолов природного происхождения по-казал, что для промышленного применения в сегодняшних условиях инте-рес представляет карданол.  По химическому строению карданол является ненасыщенным алкил-фенолом. Ненасыщенные алифатические боковые цепи находятся в мета-положении к фенольному гидроксилу. Упрощенно химическое строение карданола можно представить следующим образом: (CH 2)OH7CH CH CH 2 CH CH CH 2 CH 2 CH 3 Целью данной работы являлось исследование возможности модифи-кации смолы ПКП-52 карданолом и его метилольными производными (МПК) для получения водостойких минераловатных плит. Со смолами и смесью смолы ПКП-52 с карданолом и МПК получали песчаносмоляные бруски (ПСБ) размером 170х15х10 мм из кварцевого песка фракции 0,63 мм при содержании в бруске 10% мас. абсолютно су-хого связующего, выдержке бруска в термошкафу в течение 120 мин при температуре 180оС. Сорбционное увлажнение, водопоглощение при ча-стичном и полном погружении ПСБ в воду за 24 ч (сорбционное, частич-ное и полное водопоглощение) определяли по методикам ГОСТ 17177-94. Выделение формальдегида – по методу WKI при 60оС в течение 4 ч. Результаты экспериментов показали, что смешение смолы ПКП-52 с 1-10 % мас. карданола (по сухим веществам) не приводит к статистически достоверному уровню улучшения свойств ПСБ. Возможно, это связано с плохим распределением карданола по объему связующего, так как карда-нол нерастворим в воде. С учетом результатов наших исследований по мо-дификации карбамидоформальдегидных смол фенолом и фенолоспиртами было решено использовать для модификации смолы ПКП-52 метилольные производные карданола. Синтез МПК проводили при температуре 80оС и выдержке 9 ч. После охлаждения реакционную массу выдерживали сутки при комнатной тем-пературе, затем верхний слой отделяли от нижнего водного слоя и исполь-зовали для модификации смолы ПКП-52. Полученный продукт плохо рас-творяется в воде, хорошо растворяется в толуоле, хлороформе, тетрагид-рофуране, диметилформамиде. Из данных хроматограммы, полученной на жидкостном хроматографе LC – 10Avp SHIMADZU, следует, что МПК имеет в своем составе молеку-лы различного размера. С учетом проведенной калибровки на образцах по-лиэтиленгликолей установлено, что МПК имеет коэффициент полидис-персности Mw/Mn = 4,2. При этом значения молекулярных масс следующие: Электронный архив УГЛТУ86  среднечисловая молекулярная масса Mn = 1200 и среднемассовая молеку-лярная масса Mw = 5100. Спектры ИК-, ЯМР-1Н и ЯМР-13С показывают, что в структуре МПК содержатся гидроксиметильные заместители в ароматическом кольце кар-данола и продукты их конденсации (метиленовые группировки между ароматическими кольцами карданола). Таким образом, можно считать, что МПК представляет собой смесь карданола и его метилольных производ-ных с олигомерными продуктами поликонденсации резольного типа. Для получения ПСБ связующее готовили непосредственно перед по-лучением брусков смешением смолы ПКП-52 с различными количествами МПК без добавления отвердителей.  Зависимость частичного водопоглощения ПСБ со смолой ПКП-52 и ее смесями с МПК приведена на рисунке.  Из данных рисунка следует, что уже при содержании 1% МПК в ком-позиционном связующем происходит статистически достоверное (вероят-ность более 0,95) снижение частичного водопоглощения ПСБ по сравне-нию с брусками, полученными с исходной смолой ПКП-52. При содержа-нии МПК в связующем 10% наблюдается трехкратное снижение частично-го водопоглощения и при дальнейшем увеличении дозировки МПК этот показатель остается практически без изменений. Введение МПК в смолу ПКП-52 в исследованном диапазоне концен-траций не приводит к ухудшению прочности ПСБ при изгибе и выделению из них формальдегида. С учетом минимизации затрат на модификаторы для опытно-про-мышленной проверки получения минераловатных плит способом распы-ления связующего на минеральное волокно можно рекомендовать компо-зиционное связующее, представляющее собой смесь смолы ПКП-52 с 3% мас. МПК. 02468100 20 40 60 80Содержание МПК-2 в связующем, % мас.Частичное водопоглощение, % Водопоглощение за 24 ч ПСБ при их неполном погружении в воду Электронный архив УГЛТУ87  Таким образом, проведенные лабораторные исследования продемон-стрировали возможность улучшения водостойкости ПСБ за счет добавок в связующее на основе карбамидоформальдегидной смолы ПКП-52 мети-лольных производных карданола.  УДК 678 В.В. Глухих, А.И. Святкина, Т.С. Выдрина (V.V.Glukhikh, A.I.Svyatkina, T.S.Vydrina) УГЛТУ, Екатеринбург (USFEU, Ekaterinburg)  СРАВНИТЕЛЬНАЯ  ОЦЕНКА  КАРБАМИДО-   И  ФЕНОЛФОРМАЛЬДЕГИДНЫХ  СВЯЗУЮЩИХ   ДЛЯ  МИНЕРАЛОВАТНЫХ  ПЛИТ (COMPARATIVE  ESTIMATION  OF  UREA  FORMALDEHYDE  AND PHENOL  FORMALDEHYDE  ADHESIVES  FOR  MINERAL  WOOL)  Проведена сравнительная оценка свойств песчаносмоляных брусков (лабораторных аналогов минераловатных плит), полученных с промыш-ленными образцами жидких карбамидоформальдегидных смол (КС-11, ПКП-52, КФ-90) и резольных фенолформальдегидных смол (Феникс-320М и Авалон-082).  The comparative evaluation of properties of sand-resin bars (laboratory analogues of mineral wool), received with the industrial prototypes of liquid urea formaldehyde resins (KS-11, PKP-52, KF-90) and phenol formaldehyde resins type resole (Feniks-320M, Avalon-082) was carried out.  До недавнего времени в России при производстве минераловатных плит (МВП) в основном использовались карбамидоформальдегидные смо-лы (КС-11, ПКП-52, и др.). В последнее время в Уральском регионе произ-водители МВП перешли на применение в производстве плит более дорогих фенолформальдегидных смол, обеспечивающих теплоизоляционным мате-риалам улучшенные показатели механической прочности и водостойкости. В связи с существующей тенденцией роста цены синтетического фе-нола возникает необходимость исследования возможности повышения во-достойкости минераловатных материалов с карбамидными связующими за счет их модификации.  Целью данной работы являлась сравнительная оценка карбамидо- и фенолформальдегидных смол, используемых для получения минераловат-ных плит в Уральском федеральном округе. В работе из карбамидоформальдегидных смол использовали образцы смол промышленного производства ОАО «Уралхимпласт», г. Нижний Та-Электронный архив УГЛТУ

Modification of ureaformaldehyde resin PKP-52 based on cardanol methylols derivatives

https://elar.usfeu.ru/bitstream/123456789/8104/1/ntk-9-27.pdf

Modification of ureaformaldehyde resin PKP-52 based on cardanol methylols derivatives

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Electronic archive of the Ural State Forest Engineering University