Файл: Фурмер, И. Э. Общая химическая технология учеб. пособие.pdf

вом при помощи пара, подаваемого в паровую рубашку 4, и электри­ ческим обогревом нижней части колонны 3. По мере движения стирола сверху вниз колонны заканчивается его полимеризация. При этом стирол частично испаряется, его пары поступают в холодильник 1, где он конденсируется и возвращается снова в процесс.

Расплавленный полистирол, выходящий из колонны, поступает в обогреваемый шнек-пресс 5, откуда в виде вязкой непрерывной струи

Стирол

колонна, 4 — паровая рубашка, 5 — шнек-пресс, 6 — рольганг

выходит на охлаждаемый водой или воздухом рольганг 6, здесь он затвердевает и после охлаждения передается на переработку. Реакто­ ры и полимеризационная колонна изготовляются из алюминия или из эмалированной стали.

При полимеризации полистирола в эмульсии получают эмульсион­

ционного материала. Из него изготавливают детали машин, облицо­ вочные плиты, пленку, предметы бытового потребления.

Э м у л ь с и о н н ы й п о л и с т и р о л — белый порошок, ис­ пользуемый не только для изготовления различных изделий, но также для получения пенопластов.

240

Получение полиакрилатов. Полиакрилаты — продукты полимери­ зации производных акриловой кислоты СН2 =С Н —СООН. Наиболь­ шее распространение получил полиметилметакрилат — продукт по­ лимеризации метилового эфира метакриловои кислоты СН2 =ССН3 СООСН3:

Эмульсионным, блочным и лаковым способами получают полимер (—СН2—ССНзСООСН з—)„.

Полиметилметакрилат начал получать распространение тогда, когда потребовались материалы для остекления самолетов. Он обла­ дает высокой прозрачностью и потому был назван о р г а н и ч е с к и м с т е к л о м . Органическое стекло — очень твердый, хорошо формуе­ мый материал. Он не подвергается действию масел, бензина, хоро­ шо поддается механической обработке, легко окрашивается. Органическое стекло применяют для остекления самолетов, автомо­ билей и др., для изготовления химической аппаратуры, используют в радиотехнике, для изготовления бытовых изделий. Способность органического стекла пропускать ультрафиолетовые лучи обусловила его применение для остекления теплиц.

На основе полимеризационных смол получают полипропилен, полиизобутилен, полиформальдегид.

ническую прочность и более высокую температуру размягчения, чем полиэтилен. Он устойчив к действию растворов кислот, щелочей, солей, органических растворителей. Из него изготавливают трубы,

сн3/ „

масса, хорошо смешивающаяся с наполнителями (сажа, графит). Он химически стоек, пластичен и потому используется для защиты аппаратуры от коррозии.

П о л и ф о р м а л ь д е г и д (—СН2 —О—)„ нерастворим при низ­ ких температурах во всех обычных растворителях, стоек к воздейст­ вию многих химических сред, плесени, насекомых, имеет высокие диэлектрические и механические свойства. Полимер жесткий, твер­ дый и сохраняет все свойства при нагревании до 120° С. Его исполь­ зуют для получения шестерен, вкладышей подшипников скольжения, труб, листов и т. п.

241

§ 72. Пластические массы на основе поликонденсационных смол

Не менее важную роль, чем термопласты, играют термореактив­ ные поликонденсационные смолы— феноло-формальдегидные, карба­ мидные и др., которые входят в качестве связующего в композиции термореактивных пластических масс.

Ф е н о л о - ф о р м а л ь д е г и д н ы е с м о л ы и п л а с т и ­

термопластична, так как ее молекулы имеют линейное строение. Если же смешать большие количества формалина с фенолом в присутствии щелочи (катализатор) и нагреть, то получится р е з о л fa-

242

Молекулы этой смолы имеют пространственную структуру, и потому смола термореактивна.

Аппаратурное оформление процессов получения новолачных и резольных смол мало отличается друг от друга (рис. 8 8 ). В реактор с мешалкой 1 загружают фенол, формалин и катализатор. Смесь пе­ ремешивают и нагревают до 70—75° С подачей пара в рубашку реак­ тора. После этого нагрев прекращают. За счет тепла реакции

воду. Пары воды, выходящие из реактора 1, охлаждаются в холодиль­ нике-конденсаторе 2, и конденсат возвращается в реактор. В реакто­ ре образуется смесь, состоящая из воды, непрореагировавших фенола и формальдегида и образовавшейся смолы. Для получения сухой фе­ нолформальдегидной смолы в реакторе создают разрежение и в ру­ башку реактора подают для обогрева пар. Получаемый в аппара­ те 2 конденсат собирают в вакуум-приемнике 3. Приготовленную смо­ лу выпускают из реактора в противень 4, где ее охлаждают и затем направляют на склад.

Феноло-формальдегидные смолы используют без наполнителей —

В качестве наполнителей используют древесную'муку, асбест, тальк, каолин, магнезию и др. При применении в качестве наполнителя ас­

243

беста получают фаолит — химически стойкий материал, используе­ мый для изготовления химической аппаратуры.

Пластические массы на основе феноло-формальдегидных смол обла­ дают высокой прочностью, химической стойкостью, электроизоля­ ционными свойствами. Их применяют для изготовления деталей ра­ диотехнической аппаратуры, деталей, работающих при повышенной

вины) (NH2)2CO с формальдегидом. Аминопласты термореактивны, их используют с различными наполнителями для изготовления пред­ метов широкого потребления, электроизоляционных изделий, строи­ тельно-облицовочных материалов.

П о л и э ф и р н ы е с м о л ы получают поликонденсацией мно­ гоосновных кислот с многоатомными спиртами. Их используют для изготовления электроизоляционных композиций, лаков и эмалей.

НОС8 Н4 —С(СН3 )2 —СвИ 4ОН в щелочной среде. Образующийся поли­ карбонат — твердое прозрачное вещество — применяется для изготов­

структура цепей которых образована кремнием и кислородом, при этом кремний связан с органическими радикалами:

-Si—О—Si—О—Si-

I I I

R R R

где R — СН3, С2 Н 5 и др. Кремнийорганические соединения получа­ ют жидкими с различной вязкостью и твердыми с макромолекулами линейной и трехмерной структуры. Они отличаются разнообразием свойств, что объясняется изменением и различным сочетанием ради­ калов, входящих в их состав, а также размерами получаемых мак­ ромолекул.

Кремнийорганические соединения выдерживают значительное на­ гревание —■они могут длительно использоваться при температуре 200°С и кратковременно при температуре 5ЭЭ° С и выше. Они стой­ ки в воде, мало изменяют вязкость при изменении температуры. Многие из них имеют хорошие диэлектрические свойства, т. е. явля­ ются надежными изоляторами. Эго обусловило широкое применение

244

их в различных отраслях промышленности в качестве смазочных

Пропиткой хлопчатобумажной ткани раствором феноло-формальде- гидной смолы с последующим горячим прессованием получают т е к с ­ т о л и т , отличающийся повышенной водостойкостью и значитель­ ной прочностью. Его используют для изготовления деталей ма­ шин.

Более прочен, чем текстолит, другой слоистый пластик — с т е к ­ л о т е к с т о л и т . Его изготовляют из стеклянной ткани, пропитан­ ной феноло-формальдегидными, полиэпоксидными, кремнийорганическими смолами. Значительный интерес представляет стеклотекстолит, полученный из стеклянной ткани, пропитанной кремнийорганическими соединениями. Он может выдержать высокотемпературную нагрузку без изменения внешней формы.

Стеклопластики нашли применение в автомобилестроении, самоле­ тостроении, для изготовления деталей машин, лодок, их используют

вкачестве электроизоляционных материалов и т. д.

§73. Эфиры целлюлозы и пластические массы

на их основе

Ц е л л ю л о з а (СвН1 0 О 5)п — это природное бесцветное, неплав­ кое и нерастворимое вещество, входящее в состав клеток древесины, хлопка и других растений.

Целлюлоза по своей химической природе является высокомолеку­ лярным спиртом — ее молекулы содержат гидроксильную группу. Целлюлоза вступает в реакцию с различными веществами; при ее взаимодействии с кислотами происходит образование эфиров целлю­ лозы. Так, при обработке ее смесью азотной и серной кислот азотная кислота соединяется с молекулами целлюлозы, образуя азотнокис­ лый эфир, который называют н и т р о ц е л л ю л о з о й . В резуль­ тате реакции между целлюлозой и уксусной кислотой или ее ангидри­ дом (ацетангидридом) получается эфир уксусной кислоты — а ц е т и л ­ ц е л л ю л о з а . Из эфиров целлюлозы нельзя непосредственно получить пластические массы, так как они недостаточно термоплас­ тичны. Для придания пластичности их смешивают с пластификатора­ ми , например с камфарой.

Н и т р о ц е л л ю л о з а при растворении ее в спиртовом раст­ воре камфары и при последующем удалении спирта образует пласти­ ческую массу ц е л л у л о и д . Целлулоид при нагревании становит­ ся пластичным, поддается обработке, легко окрашивается. Изделия

ит. п.

Ац е т и л ц е л л ю л о з а применяется для производства пласт­

масс, шелка, лаков, негорючих кино- и фотопленок.

245