Перечень условных обозначений
Введение
Аналитический обзор
Фурановые соединения
Сырье для получения фурановых производных
Свойства фурановых соединений
Фурановые смолы
Отверждение фурановых смол
Фурано – эпоксидные смолы
Цель и задачи исследования
Экспериментальная часть
Объекты и методы исследования
Объекты исследования
Методы исследования
Экспериментальная часть
Исследование протекания возможных реакций в композиции Фурфурилглицидиловый эфир – жирная кислота
Синтез композиций на основе Фурфурилглицидиловый эфир – жирная кислота
Экономическая часть
Расчет себестоимости научно-технической продукции
Расчет затрат на материалы для выполнения научно-исследовательской работы (НИР)
Стоимость оборудования для НИР
Стоимость малоценных и быстроизнашивающихся предметов (МБП)
Затраты на оплату труда
Отчисление на государственное страхование, пенсионный фонд и фонд защиты от безработицы
Расход на электроэнергию
Прочие прямые расходы
Накладные расходы
Оценка научно- технического уровня (НТУ) выполненной НИР
Оценка доли творческого труда по типовым этапам НИР
Охрана труда и окружающей среды
Общие вопросы охраны труда
Система охраны труда
Государственная политика в области охраны труда
Идентификация опасных и вредных производственных факторов
Промышленная санитария
Характеристика веществ, применяемых при исследовании
Микроклимат в рабочей зоне
Вентиляция
Освещение
Шум и вибрация
Техника безопасности
Электробезопасность
Пожарная безопасность
Расчетная часть
Гражданская оборона
Радиоактивное заражение
Режимы радиационной защиты
Расчетная часть
Заключение
Список источников информации
В записке НИР: 58 с., 4 рис., 10 табл., 28 источников.
Ключевые слова: ФУРФУРИЛГЛИЦИДИЛОВЫЙ ЭФИР, ЖИРНАЯ КИСЛОТА, ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ, ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО – СКАНИРУЮЩАЯ КАЛОРИМЕТРИЯ, ЭПОКСИДНЫЕ ГРУППЫ.
В НИР исследовали возможность получения на основе ЭФУ и ЖК экологически полноценных ЛКМ.
В присутствии комплексного катализатора были исследованы реакции взаимодействия эпоксидных групп с карбоксильными и вторичными гидроксильными группами. Установлены оптимальные пути проведения этих реакций. На основе этих продуктов получены покрытия с высоким содержанием нелетучих. Установлены константы скоростей протекающих реакций. Определены физико-механические свойства покрытий.
Уделено внимание экономическим вопросам данной работы и вопросам, связанным с охраной труда и окружающей среды, а также гражданской обороне.
ВВЕДЕНИЕ
Дипломная НИР является развитием научного направления кафедры ТПКМ и П по теме: «Разработка научных подходов к созданию новых, эффективных, универсальных, экологически полноценных ЛКМ на основе возобновляемого сырья Украины, а также с использованием химических процессов модификации известных ЛКМ и нефтепродуктов».
К источникам возобновляемого сырья в Украине относятся растительные масла, а также химические продукты, выделяемые из отходов сельскохозяйственной продукции – лузга подсолнуха, кочерыжки кукурузы (пентозанное сырье из которого получают фурфурол и его производные – фурфуриловый спирт, фурфурилглицидиловый эфир и др.).
ЛКМ нового поколения существенно отличаются в экологическом отношении от известных органо-растворимых ЛКМ, выпускаемых промышленностью, а именно:
- органический растворитель реакционно-способный и несет в себе функции и растворителя и структурообразующего агента, и, таким образом, не поступает в воздушный бассейн;
- введение новых каталитических систем способствует ускорению процессов отверждения покрытий и придает им повышенную твердость за счет повышения частоты сшивки;
- разработка новой технологии и компоновки оборудования снижает расход на материалы и количество побочных продуктов;
- использование продуктов химической переработки отходов сельскохозяйственной продукции способствует экологической чистоте полей и дает дешевое сырье для ЛКМ.
Перечисленные выше преимущества пентозанного сырья и является источником развития исследований по созданию нового класса экологически чистых ЛКМ на основе жирных кислот (насыщенных и ненасыщенных), фурфурилового спирта и ЭФУ.
Первые работы по изучению кинетики и механизма полимеризации ЭФУ на комплексных ониевых катализаторах были проведены проф. А.М. Каратеевым [28], в институте химической физики АНСССР (Черноголовка). Было показано, что полимеризация ЭФУ проходит по механизму катионной полимеризации. На кинетической кривой (ДАК – 1 –1А) наблюдаются два пика – раскрытие оксиранового цикла и при более высокой температуре (200С) – раскрывание двойных связей фуранового кольца. В дальнейшем было выяснено, что полимеризация ЭФУ с образованием густо сшитой структуры (Тg = 200 - 250С в зависимости от строения исходного мономера – Тg = 250С для полимеризации фурфурилацетата) проходит до конца, т.е. с исчерпанием всех функциональностей, только в присутствии кислорода воздуха. В вакууме полимеризация ЭФУ и фурфурилацетата не проходит при температуре даже выше 200С. Автор работы [28] указал на этот факт без механизма реакции.
Таким образом, использование указанных реакционно-способных мономеров, представляет значительный интерес, как с точки зрения раскрытия механизма реакции, так и с прагматической позиции – для ЛКМ, которые не загрязняют окружающую среду эмиссией растворителя и, при этом, образуют покрытия, которые по некоторым показателям превосходят известные в настоящие время органорастворимые ЛКМ - типа алкидных смол.
Нам удалось выполнить главную задачу поставленного эксперимента – доказать возможность протекания реакции фурфурилглицедилового эфира по вторичным гидроксильнным группам. Это позволит синтезировать пленкообразующие с различными, необходимыми для потребления, свойствами. Кроме того протекание этой реакции позволит получать аналогичные продукты уже не на жирных кислотах, а непосредственно на растительных маслах, которые являются более дешевыми и доступными.
Полученные таким образом пленкообразующие уже обладают заданной молярно – технической вязкостью, что исключает использование растворителя.
Образующиеся покрытия обладают хорошими физическими и химическими свойствами, что позволит применять их в различных отраслях промышленности.
1. Закон Украины “ Об охране труда “ г. Киев 14 октября 1992 г, ст.4.
2. ГОСТ 12.0.003 – 74 ССБТ. Опасные и вредные производственные факторы. Классификация – Введен 01.01.76
3. Затидуллин Ш.З. “ Гигиена труда и профессиональные заболевания ” 1970, №9, с.52 – 55
4. Лазарев Н.В. “ Вредные вещества в промышленности ” – М.: Химия, 1976 г., т.2 – 400 с.
5. ГОСТ 12.1.005 – 88 ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны. – Введен 01.01.88
6. Макаров Г.В. и др. “ Охрана труда в химической промышленности ” М.: Химия, 1980г. – 568 с.
7. СНиП 2.04.05 – 86 Норма проектирования отопления, вентиляции, концентрирование воздуха – М.: Стройиздат, 1985 г. – 418 с.
8. СНиП 11.4 – 79 Естественное и искусственное освещение. Нормы проектирования. – М.: Стройиздат, 1980г. – 110 с.
9. ГОСТ 12.1.029 – 80 ( СТ СЭВ 1928 – 79 ) Средства и методы защиты от шума. Классификация.
10. ГОСТ 12.1.003 – 88 ССБТ. Шум. Общие требования. – Введен 01.01.89
11. ГОСТ 12.1.030 – 81 ССБТ. Электробезопасность. Защитное заземление. – Введен 01.01.82
1. Морозов Е.Ф. Производство фурфурола. Москва: Лесная промышленность, 1988.
2. Пономарев А.А. Производство фурфурола. Саратов 1960.
3. Петров А.А. и др. Органическая химия. Москва: Высшая школа,1981.
4. Harries C., Ber. 31,37
5. Щербаков А.А. Фурфурол и его применение. Москва: Высшая школа, 1985.
6. Оробченко Е.В. Фурановые смолы. Киев: Наука, 1963.
7. Маматов Ю.М. Фурано – эпоксидные смолы. Москва, 1979.
8. Пат. Япон. № 28110. Фудзио Рета, Саката Редзо, 1969.
9. Малиновский М.С., Гольцев В.И. Получение глицидилфурфурилового эфира // Украинский химический журнал. 1967. – № 9. – Вып. 33. – С. 920 – 923.
10. Щедрин В.И. Дифферециально – сканирующая калориметрия. Москва: Наука,
1980.