KỸ THUẬT SẢN XUẤT CHẤT DẺO - PHẦN 2 CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT MỘT SỐ POLYMER TRÙNG NGƯNG - CHƯƠNG 8

SẢN XUẤT NHỰA URE-FORMALDEHYT I/ Nguyên liệu 1/ Ure CO(NH2)2 d = 1,335 g/cm3 tnc= 132,7oC + Cấu trúc tinh thể hình kim dài không màu hoặc hình lăng kính trắng. Ure hoà tan tốt trong nước, trong rượu và trong amoniac lỏng, nhưng hoà tan ít trong este và không tan trong cloroform. Ure có đặc tính kiềm yếu và khi đốt nóng dung dịch nước của ure đến 80oC tạo ra muối amon của axit cacbamit NH3COOH, khi đốt cao hơn 130oC ure bị phân huỷ thành CO2 và NH3....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
KỸ THUẬT SẢN XUẤT CHẤT DẺO - PHẦN 2 CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT MỘT SỐ POLYMER TRÙNG NGƯNG - CHƯƠNG 8CHƯƠNG VIII: SẢN XUẤT NHỰA URE-FORMALDEHYTI/ Nguyên liệu1/ Ure CO(NH2)2 d = 1,335 g/cm3 tnc= 132,7oC + Cấu trúc tinh thể hình kim dài không màu hoặc hình lăng kính trắng. Ure hoà tantốt trong nước, trong rượu và trong amoniac lỏng, nhưng hoà tan ít trong este và khôngtan trong cloroform. Ure có đặc tính kiềm yếu và khi đốt nóng dung dịch nước của uređến 80oC tạo ra muối amon của axit cacbamit NH3COOH, khi đốt cao hơn 130oC ure bịphân huỷ thành CO2 và NH3. + Điều chế: NH3 tác dụng với CO2 tạo thành cacbamat amon, sau đó tách nước từcacbamat rắn hoặc dạng chảy lỏng bằng cách đun nóng đến nhiệt độ 135 – 150oC và ápsuất 55 – 60atm trong autoclave CO2 + 2NH3 NH2COONH4 CO(NH2)2 + H2O2/ Formaldehyt ( CH2O) phần trướcII/ Lý thuyết trùng ngưng ure với formaldehyt và cấu tạo của nhựa1/Quá trình tạo ra các sản phẩm ban đầu Nhiều ý kiến cho rằng mono và dimetylol ure là những sản phẩm đầu tiên của phảnứng ure với formaldehyt. Phụ thuộc vào các điều kiện sau: + Tỷ lệ xác định giữa ure và formaldehyt + Môi trường trung tính hoặc kiềm yếu + Nhiệt độ phản ứng thấp Trong môi trường kiềm yếu pH = 7,5 – 8 và tỷ lệ ure : formaldehyt = 1 : 1,6 – 2 thìban đầu tạo ra monometylol và dimetylol ure. NH2 NH to CH2OH + O C CH2O CO NH2 NH2 monometylol ure (tinh thể) NH2 NH to CH2OH + 2 CH2O O C CO NH2 NH CH2OH Dimetylol ure (tinh thể) Monometylol ure có nhiệt độ nóng chảy tnc=111 – 113oC, còn dimetylol urekhoảng 121 – 122oC, chúng tan tốt trong nước, trong rượu metylic, etylic, không tan trongete. Trong môi trường axit pH = 1 – 5 với tỉ lệ ure:formaldehyt = 1 : 2 hoặc 1 : 1 thì tạora sản phẩm vô định hình không trong suốt, không tan. N CH2 N CH2 CO CO N NH2 CH2 monometylen ure dimetylen ure2/ Quá trình tạo nhựa và cấu tạo của nhựa ure-formaldehyt Từ monometylol ure tạo ra nhựa mạch thẳng quá trình xảy ra theo từng bậc NH CH2OH NH CH2OH HO CH2 NH2 + H2O + CO CO CO NH CH2 NH CO NH2 NH2 NH2 NH CH2OH NH CH2OH + H2O CO CO Hoặc NH CH2 O CH2 NHTổng quát: H2N-CO-NH-CH2-[-NH-CO-NH-CH2-]n-NH-CO-NH-CH2OHTừ dimetylol ure có thể tạo ra nhựa mạch thẳng và vòng NH CH2OH (n+2) CO HOCH2 NH CO NH CH2 N CO NH CH N CO NH 2` CH2OH NH CH2OH nCH2OH CH2OH + H2OHoặc: CH2OH CH2OH CH2OH N CH2 NH N CH2 NH N CH2 NH CO CO CO CO CO CO NH CH2 N CH2 N CH2 N CH2 CH2OH N CH2 N n3/ Quá trình đóng rắn Đóng rắn nhựa UF chỉ xảy ra trong trường hợp nhựa chứa các nhóm metylol tự do.Lượng nhóm metylol trong nhựa càng lớn nếu lượng CH2O lấy dùng cho phản ứng càngnhiều. Nhiệt độ và xúc tác có ảnh hưởng đến tốc độ đóng rắn của nhựa. Chất xúc tác đóng rắn nhựa ure-formaldehyt là các axit hữu cơ (axit oxalic, axitôleic, axit formic....) axit vô cơ (HCl, H3PO4...) một số muối (clorua amôn, clorua kẽm...).III/ Sản xuất nhựa ure-formaldehyt Tỷ lệ ure/formaldehyt = 1/1,6 – 2, pH = 7,5 – 8 (dùng dung dịch xút nồng độC%=10% để trung hoà). Cho axit oxalic hoặc axit formic ở cuối quá trình 0,01 – 0,02phần so với ure Thứ tự cho vào: cho formaldehyt vào thiết bị phản ứng rồi dùng dung dịch NaOH10% để khốmg chế pH=7,5 – 8 sau đó cho ure vào tiến hành khuấy trộn. Nhiệt độ ban đầucủa phản ứng 40 – 50oC, trong giai đoạn này tạo dẫn xuất mono nên không nâng nhiệtcao, duy trì ở nhiệt độ này trong vòng 30 – 45phút. Sau đó tăng nhiệt độ lên 80 – 85oCtrong thời gian 20 phút và bảo đảm pH không thay đổi. Làm nguội xuống 60 – 65oC, cho thêm dung dịch axit oxalic nồng độ 10 – 15%vào nhằm mục đích tạo nhựa phân tử lớn hơn và xúc tác đóng rắn. Tổng thời gian phảnứng 4 ...