1. Введение
КФС и композиционные материалы на их основе, как более дешёвые и доступные материалы, довольно широко используются в различных отраслях промышленности и в быту
[1][2]
По указанному направлению уместно отметить работы авторов
[3][4][5]рассматривается динамика эмиссии формальдегида из материала КФС до и после его модификации при различных температурах. Для модификации КФС использованы азотсодержащие гетероциклические соединения, в частности: ГИМ, ТГИМ, ГУ.ТГУ и олигомернй продукт ПГУ.
Структурные формулы модификаторов и реакция оброзования олигомера реакцией между ГУ и глоксалем
Ниже приводятся структурные формулы модификаторов и реакция образования олигомера реакцией между ГУ и глоксалем
В зависимости от способов введения модификатора в реакционную среду получают полимерные макромолекулы по ниже представленной структуре:
Полимерные макромолекулы
---[-HN-C(O)-NH-CH2-]n—[-HN-R-NH-CH2-]m-OH ; n>m---[-HN-C(O)-NH-CH2-NH-R-NH-CH2-]n-[-CH2-NH-C(O)-NH-]m-CH2-OH; m>n
Ниже в таблице приводятся результаты эмиссии формальдегида из плёнок.
Зависимость эмиссии формальдегида от природы модификаторов при различных температурах
| Плëнки из КФС до и после их модификации | Количество,CH2Missing Mark : subO после эмиссии %, при ℃ | ||||||
| 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| Не мод. КФС | 0,3 | 0,34 | 0,4 | 0,47 | 0,53 | 1,2 | 1,5 |
| (а) | |||||||
| ГИМ | 0,075 | 0,083 | 0,09 | 0,014 | 0,1 | 0,2 | 0,25 |
| ТГИМ | 0,081 | 0,086 | 0,091 | 0,016 | 0,11 | 0,22 | 0,27 |
| ГУ | 0,05 | 0,053 | 0,064 | 0,07 | 0,03 | 0,084 | 0,09 |
| ТГУ | 0,06 | 0,063 | 0,068 | 0,074 | 0,084 | 0,09 | 0,11 |
| (б) | |||||||
| ГИМ | 0,08 | 0,088 | 0,094 | 0,1 | 0,14 | 0,2 | 0,26 |
| ТГИМ | 0,086 | 0,091 | 0,097 | 0,15 | 0,17 | 0,22 | 0,29 |
| ГУ | 0,07 | 0,076 | 0,088 | 0,091 | 0,1 | 0,13 | 0,18 |
| ТГУ | 0,08 | 0,086 | 0,09 | 0,098 | 0,11 | 0,19 | 0,21 |
| ПГУ | 0,025 | 0,03 | 0,037 | 0,046 | 0,057 | 0,068 | 0,075 |
Как следует из приведённой таблицы, лучшим модификатором для плëнок из КФС является ПГУ. Результаты исследования размещённых в указанной таб. одновременно дают нам возможности правильного выбора модификатора и способа модификации смолы для
получения наиболее хороших результатов. Статистическое распределение модификатора в полимерной цепи смолы значительно снижает вероятность эмиссии формальдегида из полимерной цепи, по-видимому, из-за более близкого нахождения между собой мономерных звеньев модификатора и метилолных групп смолы, в результате между ними образовавшиеся ассоциаты приводят к существенному снижению скорости элиминирования формальдегида.
2. Экспериментальная часть
Карбамид очищен водно-спиртовым раствором (при их ровном объëмном соотношении) и высушен под вакуумом с остаточным давлением (1,5–2,0 мм.рт.ст.) при 70–75℃ до постоянной массы, т.пл. 135℃. Использованы: 37,0% водный раствор формальдегида, 40,0% водный раствор глиоксаля. Соединения ГИМ, ГУ и ТГУ получены согласно
[7]
Элиминированный формальдегид определен согласно
[8]
14,2г.(0,1моль) ГУ,11,6г.(0,2моль) глиоксаль при pH=5,5-6,0 и температуре 65,0℃ с перемешиванием, реакцию проводят 1,5 часа. При комнатной температуре продукт реакции высаживают в этиловый спирт. Фильтруют и осадок несколько раз промывают этиловым спиртом и сушат под вакуумом с остаточным давлением (1,5–2,0 мм.рт.ст.) и температуре 70–75℃ до постоянной массы. Серого оттенка продукт, размягчается при 98,5℃. Выход 78,5% по ГУ.
3,0г.(0,05моль) карбамид, 0,295 г(0,0025моль) ГИМ, или 0.335г.(0,0025моль) ТГИМ, или 0,36г. (0,0025 моль) ГУ или 0,435г. (0,0025 моль) ТГУ,5,0мл воды и 4,5г.(0,15моль)формальдегида при pH=8,0 и температуре 85,0-90,0 ℃ перемешивают 1,0час. Затем при температуре 60℃ в реактор вводят 3,0г.(0,05 моль) карбамида и при 65℃ модификаторы выше указанных количествах и продолжают перемешивания 1,5 часа. Под вакуумом 10,0–15,0 мм.рт.ст.отгоняют жидкость и осадок несколько раз промывают этиловым спиртом и сушат под вакуумом с остаточным давлением 1,0–1,5 мм.рт.ст.до постоянной массы.
4,5г.(0.15моль) формальдегид,5,0мл.вода, 3,0г.(0,05моль)карбамид, при pH=8,5 и температуре 85,0℃ перемешивают 1,0 ч. Затем при температуре 65℃ и pH=3,5-4,0 в реактор вводят 3,0г.(0,05моль) карбамид и продолжают перемешивать 1,5–2,0 часа. После чего при pH=8,0-8,5 и температуре 65℃ в реактор вводят 0,295(0,0025моль) ГИМ, или 0,335г(0,0025моль) ТГИМ, или 0,36г.(0,0025моль) ГУ, или 0,435г.(0,0025моль) ТГУ, 5,0 мл.воды и перемешивают 1,5 ч. После под вакуумом с остаточным давлением (10–15,0мм.рт.ст.) и при 70℃ отгоняют воду и осадок промывают этиловым спиртом и сушат под вакуумом с остаточным давлением (1,5–2,0мм.рт.ст) и 75℃ до постоянной массы.
В Реактор вводят 25,0г. КФС, сухой остаток которого составляет 46,8%, и 0,65г. (0,0025моль) ПГУ. При 65℃ перемешивают 1,5ч. Под вакуумом с остаточным давлением (10,0–15,0 мм.рт.ст.) при вышеуказанной температуре удаляют воду и вязкую массу промывают этиловым спиртом и сушат под вакуумом с остаточным давлением (1,5–2,0мм.рт.ст.) при 60,0℃ до постоянной массы.
На предметное стекло, покрытое антиадгезëнной плëнкой, наносят образцы смолы с таким толщиной, чтобы после их сушки образовались плëнка с размером 50x20мм и толщиной 1,5мм. Сушка на стекле нанесённой смолы проводилась в сушильном шкафу при температуре 55-60℃ до постоянной массы.
По вышеуказанной методике полученная плëнка помещается в химический стакан с дистиллированной 50 мл. водой, и в таблице при указанных температурах выдерживают 5,0 часов и в водном образце определяют формальдегид после его выделения из плëнки КФС.
3. Заключение
Для снижения эмисия формальдегида из материалов на основе карбамидоформальдегидной смолы еë модифицировали производными имидазолидинов и тиоимидазолидинов. Наиболее лучшие результаты по снижению эмиссии формальдегида из плëнок, полученных на смоле, показал модифицированный продукт взаимодействия гликолурила с глиоксалем.