Экологические проблемы при получении композиций на основе модифицированных фенолоформальдегидных олигомеров

Размещено на http://www.allbest.ru/

Экологические проблемы при получении композиций на основе модифицированных фенолоформальдегидных олигомеров

Наибова Тамила Мухтар кызы,

кандидат химических наук, доцент,

Назаров Ельшан Низами оглы,

Алиева Захида Назим кызы,

Газыйева Гюлтакин Расим кызы.

Азербайджанская Государственная Нефтяная Академия

Фенолоформальдегидный олигомер (ФФО) - один из классических промышленных олигомеров до сих пор находит широкое применение в машиностроении, электротехнике, технологии приготовления покрытий и т.д. Современные масштабы развития техники все более ужесточают требования, предъявляемые к ФФО. Изменения свойств ФФО осуществляется методом физической и химической модификации. Физически модифицированные олигомеры из-за отсутствия прочной химической связи между ингредиентами часто подвергается растрескиванию, расслоению и другим нежелательным явлением. Однако для направленного изменения свойств олигомеров чаще всего используют метод химической модификации. Этот метод является одним из перспективных и реальных путей, позволяющих, изменив структуры целевого продукта, улучшить их физико-механические, электрофизические свойства и достичь значительного увеличения срока их службы.

Существующие ФФО, наряду с хорошими показателями физико-механических свойств имеют ряд недостатков, как низкая диэлектрическая проницаемость, хрупкость, недостаточная адгезионная прочность. В то же время ФФО токсичны из-за содержания в них от 5 до 15 % (масс) свободного фенола.

Высокая экологическая опасность производства ФФО обусловлена, с одной стороны, техническими свойствами применяемых материалов и содержащихся в них вредных веществ, с другой стороны - образованием реакционных вод при их синтезе, которые загрязнены как исходными веществами, так и продуктами реакции. Кислые и щелочные реакционные воды (реакция проводилась в кислой или щелочной среде) в виде сточных вод, попадая в водоем, понижают или повышают значение pH водной среды и это приводит к гибели микроорганизмов, растительности и т.д. В технологическом процессе сушки ФФО также удаляются летучие продукты - вода, формальдегид, некоторые побочные продукты реакции и часть непрореагировавшего фенола. Перечисленные вещества являются довольно токсичными - фенол отрицательно влияет на центральную нервную систему. Все это ставит перед наукой и производством задачу их локализации, сборы и нейтрализации. Достичь коренного улучшения экологической ситуации в отрасли получения ФФО невозможно, поскольку многие проблемы могут быть разрешены только путем разработки новых технологии. В связи с этим изучаются пути уменьшения экологической опасности при получении и применении ФФО.

Для улучшения выше указанных эксплуатационных свойств ФФО их модифицируют соединениями с различными функциональными группами [3-4]. Разработанные нами методы получения новых модифицированных ФФО по техническому оформлению не отличаются от технологии получения ФФО и могут без существующих дополнительных изменений реализоваться в существующих промышленных установках для получения ФФО, одновременно позволяет решать экологические проблемы, связанные с синтезом и применением ФФО. Модификация ФФО приводит к дополнительному связыванию фенола и формальдегида различными функциональными группами модификаторов и тем самым к снижению остаточного содержания фенола и формальдегида в модифицированном олигомере. Применение модифицированных ФФО с низким содержанием фенола и формальдегида в качестве связующего в антикоррозионных композициях в нефтегазодобывающей отрасли показало, что уменьшает степень загрязнения окружающей среды в 3-5 раза [5].

Материалы, применяемые в антикоррозионной технике как защитные покрытия содержать не только олигомеры, но и другие вещества, применяемые для создания композиционных материалов с заранее заданными свойствами. В качестве наполнителя использовали шлам боксита, а в качестве растворителя - ацетон при следующем соотношении компонентов, масс %:

- модифицированный ФФО - 40-45;

- шлам боксита - 5-10;

- ацетон - остальные.

В качестве связующего использовали бензамид - фенолоформальдегидный олигомер, синтезированный согласно методике в [6]. В качестве наполнителя использовали отходы производства Гянджинского глиноземного завода - шлам боксита (состав: 4,98% SiO₂; 25,56% Al₂O₃; 48,75% Fe₂O₃; 1,32% CaO; 5% MgO; 1,61% S O₃; 1,26% смесь Na₂O+K₂O и 11,72% летучих соединений). Шлам боксита представляет собой дисперсный порошок темно - красного цвета, с плотностью 3700 кг/м³. При работе завода на полную мощность в год получается 4105 тонн отхода шлама боксита.

Композицию для защитного покрытия готовят следующим образом:

На первом этапе готовят раствор олигомера, затем полученный раствор загружают в барабан, куда добавляют определенными порциями по 0,5 г каждая, вводят, не прекращая перемешивания, просеянный наполнитель. После введения всей порции наполнителя перемешивание продолжают еще в течение 30 минут. Готовый состав можно наносить на обезжиренную от продуктов коррозии поверхность объекта кистью или пульверизатором в два слоя, толщиной по 50-60 мкм каждый. После чего образцы с покрытиями выдерживались в термостате для отверждения. Отверждение проводили при следующем режиме:

? при температуре 80 ⁰С - 0,5 час;

? 100 ⁰С - 0,5 час;

? 120 ⁰С - 0,5 час;

? 140 ⁰С - 2,5-3,0 час.

Определены основные характеристики композиций на основе модифицированных ФФО. Испытание образцов проводили после их отверждения. Отвержденные олигомерные композиции с трехмерно-сетчатой структурой обладают хорошими физико-механическими и защитными свойствами (табл. 1).

Таблица 1.

Физико-механические показатели покрытий на основе модифицированных ФФО бензамидом.

Испытуемые композиционные покрытия обладают высокой стойкостью, что позволяет рекомендовать их в качестве покрытия для антикоррозионной защиты для трубопроводов, работающих в агрессивных нефтепромысловых условия, воздействиям нефти, пресной и пластовой соленой воды.

Литература

фенолоформальдегидный олигомер экологический производство

1. Энтелис С.Г., Евремов В.В., Кузаев А. Реакционноспособные олигомеры. М.: Химия, 1985, 303 с.

2. Кноп А., Шейб В. Фенолные смолы и материалы на их основе. М. : Химия, 1983, 271 с.

3. Наибова Т.М., Ризаев М.Г., Билалов Я.М. Синтез модифицированных фенолоформальдегидных смол. Аз.хим. журнал, 1983, № 6 с. 80-82.

4. Наибова Т.М., Ризаев М.Г., Билалов Я.М. и др. Модификация фенолоформальдегидных олигомеров непредельными эпоксидными соединениями алифатического ряда. Ж.. Пластические массы, Москва, 2001, №1, с. 23-25.

5. Наибова Т.М., Ризаев М.Г., Билалов Я.М. Синтез модифицированных ФФО с уменьшенным количеством фенола. Тез. Докл. Всесоюзного конференции «Экология производства и применения пластмасс и изделии из них». Ленинград, 1989, с. 51-53.

6. Наибова Т.М. Фенолоформальдегидные олигомеры, модифицированные бензогуанамином, бензиламином и бензамидом. Авт. дис.-на соис. уч.степ. Канд. хим. наук. Б.:1987, 17 с.

Размещено на Allbest.ru