Файл: Обеспыливание автомобильных дорог и аэродромов..pdf

ля. Например, при добавлении Al2(S0 4 )3 получается смола, кото­ рая после суточного пребывания в воде становится эластичной, а> в присутствии FeCl3— твердой, неэластичной міассой.

Влияние на получаемый продукт оказывает и изменение усло­ вий реакции смолообразования. При создании щелочной среды

и др.). Качества смолы, получаемой с применением других отвер­ дителей, ухудшается. Например, в присутствии NH4OH и серно­ кислого алюминия образуется смола, которая при длительном пребывании в воде распадается на отдельные резинообразные комки.

Целью исследований было также изучение условий образова­ ния смол, состоящих из:

концентрата сульфитно-спиртовой барды, фурфурола, отверди­ теля и мочевины (лигносульфонатфурфуролмочевинная смола);

концентрата сульфитно-спиртовой барды, формалина, отвер­ дителя .. и мочевины (лигносульфонатформальдегидмочевиннаяі смола);

концентрата сульфитно-спиртовой барды и карбамидных смол( (лигносулыфонаткарбамидные смолы — ЛіКС).

Устанавливалось действие факторов, оказывающих влияние

Лигносульфоновый комплекс вступает в реакцию с фурфуро­ лом. При этом образуются водонерастворимые продукты, поэтому сначала исследовали возможность получения смолы без добавка мочевины. Весовые отношения между концентратом (считая на> сухие вещества в концентрате) и фурфуролом колебались от 1 :2 до 1 :0,25. В качестве отвердителя была взята концентрированная серная кислота.

За 24 ч только при соотношении концентрата и фурфурола, равном 1 :0;25, была получена твердая нерастворимая в воде смо­ ла. При более высоком содержании фурфурола (іі : 1 и '1 :0,5) для смолообразования потребовалось 48 ч.

Введение в смесь мочевины ускоряет процесс образования смо­ лы. Так, например, при добавлении мочевины в количестве 10%. от веса сухого концентрата получается твердая смола за 24 ч. Увеличение количества мочевины до 20% (содержание отверди­ теля 5—10%) приводит к получению твердой смолы за 2 ч. Та­ ким образом, добавка мочевины в количестве 15—20% к весу сухого вещества концентрата способствует превращению смолооб­ разной массы в твердую (в течение 2—4 ч).

Далее исследовали возможность использования в качестве от­ вердителя смолы щавелевой кислоты. Опыты показали, что ща­ велевая кислота отверждает смолу, но несколько медленнее, чем

,8 9

серная кислота. Только при увеличенном количестве фурфурола (соотношение К Б Ж : Ф—4 : 1) и содержании щавелевой кислоты, равном 10%, можно за 2 ч получить твердую смолу. Смеси с меньшим количеством фурфурола (КБЖ : Ф —4 : 0,5) твердеют медленнее — за 24 ч.

При исследовании процессов взаимодействия лигносульфонатов с мочевиной и формалином весовое содержание сульфитноспиртовой барды и суммы формалина и мочевины принимали в пределам от 10 до 90%- Количество концентрата определяли из расчета на ЮО-нроцентный раствор. В опытах попользовали 50нроцеитный бардяной концентрат и сухой порошок концентрата.

На процессы смолообразования оказывают влияние вид и ко­ личество катализатора, а также соотношения между формалином и мочевиной. При соотношении формалина и мочевины 3:7 водоустойчивая смола образуется при добавлении 40—50% сульфит­ но-спиртовой барды. Увеличение дозировки формалина до 43— 50% (Ф : іМ—4,3 : 5,7 и 5:5) приводит к образованию водоустой­ чивой смолы с повышенным содержанием сульфитно-спиртовой барды, доходящим до 60—70%. При внесении формалина более 60% (Ф: М —6:4) и любом содержании сульфитно-спиртовой бар­ ды смолообразования не происходит.

Результаты эксперимента графически изображены на рис. 21, где кривые 1, 2 и 3 относятся к смесям, содержащим 30, 60 и 80% формалина при продолжительности реакции 5 ч. Кривые 1', 2', 3' соответствуют 24-часовому твердению смолы соответственно для тех же составов. Из приведенных данных видно, что для получе­ ния смолы, содержащей 60—70% лигносульфонатов, необходимо иметь соотношение формалина и мочевины 1 :4.

Образование лигносульфонатформальдегидной смолы протека­ ет в присутствии катализаторов. Для этой цели можно использо­ вать соли, кислоты и другие реагенты. В опытах применяли: сер­ нокислое окисное железо, соляную и щавелевую кислоты, хлорис­ тый аммоний и другие вещества. Зависимость скорости смолооб­ разования от вида отвердителя приведена на рис. 22.

Скорость процесса образования смолы можно регулировать не только различными катализаторами, но и изменением дозировок отвердителя.

На рис. 03 кривые 1, 2, 3 и 4 характеризуют смеси, содержа­

1 и 2% недостаточно для получения твердой смолы, содержащей

80% в течение суток (кривые 3 и 3').

Если увеличить дозировку катализатора до .10%, то за 5 ч об­ разуется смола, содержащая до 80% сульфитно-спиртовой ба’рды. Таким образом, оптимальное количество катализатора для быстротвердеющих смесей находится в пределах между 5—10% обще­ го веса смолы.

90

Лучшие результаты были 'Получены при добавлении к смесям сернокислого окисного железа. Б этом случае образуются водоустойчивые смолы, которые после 48-часового пребывания в воде и длительного высыхания на воздухе не покрываются трещинами.

Исследования показали, что вода, вносимая с бардяным ЗО-ироцентаьш концентратом и формалином, тормозит процесс смолообразования и ухудшает качество образующихся смол. По­ этому часть работ была выполнена с концентратом сульфитноспиртоівой барды в виде сухого порошка. При этом оказалось, что

Содержание Р,М и CCS, %

і

Рис. 23. Скорость смолообразования в зависимости от количества отвер­ дителя Fe2(S0.1)3. Отношение между формалином и мочевиной 1 : .1:

•91

количество концентрата барды в смоле можно увеличить до 60—

ным железом) 6—7% от веса смолы.

Далее работы проводились с карбамидными смолами промыш­ ленного производства: МФ-17, М-70, М49-62. Оказалось, что лигносульіфонаткарбамидные смолы (ЛКС) холодного отверждения могут образовываться при смешении концентрата сульфитно-спир­ товой .барды непосредственно с карбамидными смолами. Реакция поликонденсации протекает в присутствии катализаторов.

Соотношение между сульфитно-спиртовой бардой и карбамид­ ными смолами изменялось в пределах от 10 до 90%. В качестве катализаторов использовались щавелевая и фосфорная кислоты, аммонийные соли, соли трехвалентного железа и другие соедине­ ния.- Смесь со всеми исследуемыми карбамидными смолами твер­ деет в течение 3—б ч при добавлении 1—2 % щавелевой кислоты. При этом образуется водоустойчивая смола, содержащая до 70— 80% сульфитно-спиртовой барды.

Образование ЛКС в присутствии хлористого аммония '(1—2%) происходит более медленно, и твердые смолы образуются через 24 ч. Повышение дозировки хлористого аммония не ускоряет про­ цесса. Реакция лигносульфонатов с карбамидной смолой марки М-19-Ѳ2 продолжается еще более длительное время — около 48 ч.

Азотнокислый и (фосфорнокислый аммоний (1—2%) действуют примерно так же, как и хлористый аммоний, и отверждают смеси в течение суток. Реакция с сернокислым аммонием затягивается до двух суток. Хорошие результаты по отверждению липносульфонаткар бамидных смол были получены при использовании хлор­ ного и сернокислого окишого железа. В этом случае смолы отли­ чаются наименьшей хрупкостью и не покрываются трещинами при их длительном хранении на воздухе.

Смеси с карбамидными смолами марок М-70 и М-19-62 твер­ деют при добавках 1% сернокислого окисного железа в течение 24—48 ч. Образование смолы в присутствии хлорного железа про­ текает еще более интенсивно, чем с сернокислым железом, поэто­ му для обеспечения процессов смолообразования его требуется меньшіе. Из различных карбамидных смол наилучшие результаты были у смол М-19-62.

Опыты показали, что все характерные грунты, обработанные бардяным концентратом, формалином, мочевиной и отвердителя­ ми (хлорным и сернокислым окисным железом), становятся во­ достойкими и не разрушаются при длительном пребывании в во­ де. Оптимальное количество отвердителя составляет 0,5—.-1% от веса грунта (при расчете на кристаллогидраты). Реакции смоло­ образования в грунтах идут лучше всего при соотношении фор­ малина и мочевины, равном 1 : 1.

Для песчаных грунтов количество концентрата барды, кото­ рое можно вводить в грунт без нарушения процесса смолообразо­ вания, колеблется в пределах 10—80% от веса смолы (рис. 24).

92