Ксилитанның олигоэфирлерін синтездеу және зерттеу
ЖОСПАР
Кіріспе
І. ӘДЕБИЕТТІК ШОЛУ
1.1 Ксилитанның алынуы, құрылысы мен қасиеттері
1.2 Ксилитанның шикізат ресурстары
1.3 Ксилитан негіздегі эпоксидтік шайырлардың алынуының жалпы сипаттамасы
1.4 Эпоксид шайырлар және олардың олардың жалпы сипаттамалары
1.5 Эпоксиддиан шайырлары
1.6 Алифаттық эпоксид шайырлары
1.7 Циклоалифатты эпоксид шайырлары
1.8 Ксилитан негіздегі эпоксид шайырлары
2. ЭКСПЕРИМЕНТТІК БӨЛІМ
2.1 Алғашқы мономерлер және реактивтер
2.2. Олигомерлерді синтездеу әдістері және компаундтарды алу
2.2.1. Ксилитанның жай эфирлерін синтездеу
2.3. Талдау әдістері
3. НӘТИЖЕЛЕРДІ ТАЛДАУЛАР
3.1. Ксилитанның күрделі олигоэфирлерін және оның кейбір туындыларын синтездеу және зерттеу
3.2. Қаныққан ксилитанның күрделі олигоэфирлері
3.3 Ксилитанның қанықпаған күрделі олигоэфирлері
3.3.1 Балқымадан ксилитан мен малеин ангидриді ПЭ реакциясы
3.4 Эпоксиксилитанды блоксополимерлер
3.4.1 Блоксополимерлерді синтездеу және олардың қатаюы
3.5 Лактарды дайындау
3.5.1 Зерттелген лактарды өмір сүргіштігін зерттеу
3.5.2 Қатаю режимін зерттеу
Қорытынды
Пайдаланған әдебиеттер
Кіріспе
І. ӘДЕБИЕТТІК ШОЛУ
1.1 Ксилитанның алынуы, құрылысы мен қасиеттері
1.2 Ксилитанның шикізат ресурстары
1.3 Ксилитан негіздегі эпоксидтік шайырлардың алынуының жалпы сипаттамасы
1.4 Эпоксид шайырлар және олардың олардың жалпы сипаттамалары
1.5 Эпоксиддиан шайырлары
1.6 Алифаттық эпоксид шайырлары
1.7 Циклоалифатты эпоксид шайырлары
1.8 Ксилитан негіздегі эпоксид шайырлары
2. ЭКСПЕРИМЕНТТІК БӨЛІМ
2.1 Алғашқы мономерлер және реактивтер
2.2. Олигомерлерді синтездеу әдістері және компаундтарды алу
2.2.1. Ксилитанның жай эфирлерін синтездеу
2.3. Талдау әдістері
3. НӘТИЖЕЛЕРДІ ТАЛДАУЛАР
3.1. Ксилитанның күрделі олигоэфирлерін және оның кейбір туындыларын синтездеу және зерттеу
3.2. Қаныққан ксилитанның күрделі олигоэфирлері
3.3 Ксилитанның қанықпаған күрделі олигоэфирлері
3.3.1 Балқымадан ксилитан мен малеин ангидриді ПЭ реакциясы
3.4 Эпоксиксилитанды блоксополимерлер
3.4.1 Блоксополимерлерді синтездеу және олардың қатаюы
3.5 Лактарды дайындау
3.5.1 Зерттелген лактарды өмір сүргіштігін зерттеу
3.5.2 Қатаю режимін зерттеу
Қорытынды
Пайдаланған әдебиеттер
Ес дегеніміз – адам тәжірибесін есте тұту , сақтау және қайта жаңғырту жолымен бейнелендіру.
Ес қабылдау актісінің өзіне де қатысады, өйткені танусыз қабылдау мүмкін емес, зат қабылдаудың қатыссыз қайта жңғырып жатқанда ес қабылдаумен қатыссыз қайта жаңғырып жатқанда ес қабылдаумен байланысы жоқ, дара психикалық процесс ретінде көрініс береді.
Естің негізінде ассоцациялар немесе байланыстар жатады. Ақиқат дүниедегі бір – бірімен байланысты зат немесе құылыстар адамның есінде де байланысын сақталады. Бұл заттардың біреуімен кездесіп ассоцация бойынша онымен байланысты басқасын еске түіре аламыз.
Физиологиялық жағынан алғанда ассоцация уақытша нервтік байланыс болып саналады. Ассоцациялар қарапайым және күрделі болып бөлінеді. Қарапайымына аралас, ұқсастық, қарама – қарсылық жөнінен үш түрлі ассоцацияға жатқызылады.
Ұқсастық жөніндегі ассоцация ұқсас сипатты екі құбылысты біріктіреді, оның біреуінің аталуы екіншісін еске түсіреді.
Қарама - қарсылық ассоцация қарама – қарсы екі құбылысты байланыстар.
Ес түрлері.
Есте қалдыру және қайта жаңғырту үшін жұмсалынатын әрекеттердің сипатына орай естің әр түрлі келесі негізгі үш өлшемге сәйкес олуы шарт: 1) Әрекеттегі басымдау болған психикалық белсенділіктің сипаты бойынша ес – қозғалысты, сезімдік, бейнелі сөз логикалы болып бөлінеді;2) іс әрекет мақсатына орай ес ырықты және ырықсыз болуы мүмкін; 3) дүниелік іс - әрекеттегі рол мен орнына тәуелді жатталып, сақтау мерзімінің мөлшеріне байланысты - қысқа мерзімді және нақты қызметтік естер ажыратылады.
Қозғалысты ес - әрқилы қимыл – қозғалыстар мен олардың бірлікті жүйесін есте қалдырып, сақтап және қайта жаңғырту . кейбір адамдарда осы ес түрі басқаларынан гөрі басымдау келеді. ондайлар мысалы, музыкалық шығарманы дауыспен қайталай алмаса да, бимен көрсетуге шебер. Ал кей біреулердің қозғалысты ес тіпті шабан. Бұл ес түрінің әрқандай еңбектің дағдылары қалыптастыруда, балалардың жүру , жазу әрекеттерінің қалыпқа түсуінде және т.б. маңызы өте үлкен. Қозғалысты ес болмағында, біз қажетті әрекетпен қимылдарымызды әрдайым жаңадан үйреніп баруымызға тура келеді.
Сезімдік ес - әдетте қажеттеріміз бен қазаулардың, қоршаған ортамен қоршаған ортамен қатынасымыздың қаншалықты тиімді не зиянды, ұнамды не жағымсыз орындалып жатқанын көңіл күйімізбен танытамыз. Осыдан, көңіл – күй есі адам өмірі мен іс - әрекетінде өте үлкен маңызға ие. Басымыздан өтіп, есімізден сабақталған сезімдер әрқашан бізді әрекетке ынталандырады немесе өткендегі жағымсыз әсерлерге тап келтіретін оқиғалардан сақтандырады. Сізбен қатысқан адамның көңілін аулау, оқыған кітабыңыздың кейіпкерімен қоылып, толғанысқа түсіңіз, осы сезімдік осы сезімдік еске негізделген.
Бейнелі ес - елестерге , табиғат көріністеріне,сонымен бірге дыбыстар, дәмге негізделген жад іздері . Ол көру, есту, сипай сезу, иістік және дәмді болып бөлінеді.
Егер көру, естері естері әрбір жеке дамыған болса, онда сезімдік , иістік пен дәмді естер адамның кәсіптік қасиеттеріне жатады. Сәйкес түйесіктер сияқты мұндай ес түрлері іс - әрекет шарттарына орай қарқынды дамы, кейде кемшілігі болған ес түрлерінің орнын толықтыруда керемет деңгейлерге көтерілуі мүмкін. Мысалы соқырдың дүниемен сезіну, естігіштігі ал кереңнің көргіштігі,иіскей, жанаса сезгіштігі т.б.
Сөздік логикалы (мағыналы) ес мазмұнына біздің ай өрісіміз кіреді. Ой тілсіз өрнектелмейді, сондықтан ай тек мағыналық ғана болмай, сөзді логикалық болатын осыдан. Сөзді логикалы ес басқа ес түрлерінің дамуына арқа сүйей отырып, оларға , жетекшілік етеді және өз дамуымен олардың жоғары деңгейге көтерілуіне ықпалын тигізеді. Оқу процесіндегі шәкірттің білім игеруі мен топтауы, негізінен осы мағыналық еске байланысты.
Іс - әрекет мақсатына байланысты ес – ырықты, ырықсыз болып бөлінеді. Арнайы есте қалдыру немесе түсіру мақсаты болған психикалық процесс ырықсыз көрініс беріп ал егер бұл процесс мақсатты бағдарланған болса
Ес қабылдау актісінің өзіне де қатысады, өйткені танусыз қабылдау мүмкін емес, зат қабылдаудың қатыссыз қайта жңғырып жатқанда ес қабылдаумен қатыссыз қайта жаңғырып жатқанда ес қабылдаумен байланысы жоқ, дара психикалық процесс ретінде көрініс береді.
Естің негізінде ассоцациялар немесе байланыстар жатады. Ақиқат дүниедегі бір – бірімен байланысты зат немесе құылыстар адамның есінде де байланысын сақталады. Бұл заттардың біреуімен кездесіп ассоцация бойынша онымен байланысты басқасын еске түіре аламыз.
Физиологиялық жағынан алғанда ассоцация уақытша нервтік байланыс болып саналады. Ассоцациялар қарапайым және күрделі болып бөлінеді. Қарапайымына аралас, ұқсастық, қарама – қарсылық жөнінен үш түрлі ассоцацияға жатқызылады.
Ұқсастық жөніндегі ассоцация ұқсас сипатты екі құбылысты біріктіреді, оның біреуінің аталуы екіншісін еске түсіреді.
Қарама - қарсылық ассоцация қарама – қарсы екі құбылысты байланыстар.
Ес түрлері.
Есте қалдыру және қайта жаңғырту үшін жұмсалынатын әрекеттердің сипатына орай естің әр түрлі келесі негізгі үш өлшемге сәйкес олуы шарт: 1) Әрекеттегі басымдау болған психикалық белсенділіктің сипаты бойынша ес – қозғалысты, сезімдік, бейнелі сөз логикалы болып бөлінеді;2) іс әрекет мақсатына орай ес ырықты және ырықсыз болуы мүмкін; 3) дүниелік іс - әрекеттегі рол мен орнына тәуелді жатталып, сақтау мерзімінің мөлшеріне байланысты - қысқа мерзімді және нақты қызметтік естер ажыратылады.
Қозғалысты ес - әрқилы қимыл – қозғалыстар мен олардың бірлікті жүйесін есте қалдырып, сақтап және қайта жаңғырту . кейбір адамдарда осы ес түрі басқаларынан гөрі басымдау келеді. ондайлар мысалы, музыкалық шығарманы дауыспен қайталай алмаса да, бимен көрсетуге шебер. Ал кей біреулердің қозғалысты ес тіпті шабан. Бұл ес түрінің әрқандай еңбектің дағдылары қалыптастыруда, балалардың жүру , жазу әрекеттерінің қалыпқа түсуінде және т.б. маңызы өте үлкен. Қозғалысты ес болмағында, біз қажетті әрекетпен қимылдарымызды әрдайым жаңадан үйреніп баруымызға тура келеді.
Сезімдік ес - әдетте қажеттеріміз бен қазаулардың, қоршаған ортамен қоршаған ортамен қатынасымыздың қаншалықты тиімді не зиянды, ұнамды не жағымсыз орындалып жатқанын көңіл күйімізбен танытамыз. Осыдан, көңіл – күй есі адам өмірі мен іс - әрекетінде өте үлкен маңызға ие. Басымыздан өтіп, есімізден сабақталған сезімдер әрқашан бізді әрекетке ынталандырады немесе өткендегі жағымсыз әсерлерге тап келтіретін оқиғалардан сақтандырады. Сізбен қатысқан адамның көңілін аулау, оқыған кітабыңыздың кейіпкерімен қоылып, толғанысқа түсіңіз, осы сезімдік осы сезімдік еске негізделген.
Бейнелі ес - елестерге , табиғат көріністеріне,сонымен бірге дыбыстар, дәмге негізделген жад іздері . Ол көру, есту, сипай сезу, иістік және дәмді болып бөлінеді.
Егер көру, естері естері әрбір жеке дамыған болса, онда сезімдік , иістік пен дәмді естер адамның кәсіптік қасиеттеріне жатады. Сәйкес түйесіктер сияқты мұндай ес түрлері іс - әрекет шарттарына орай қарқынды дамы, кейде кемшілігі болған ес түрлерінің орнын толықтыруда керемет деңгейлерге көтерілуі мүмкін. Мысалы соқырдың дүниемен сезіну, естігіштігі ал кереңнің көргіштігі,иіскей, жанаса сезгіштігі т.б.
Сөздік логикалы (мағыналы) ес мазмұнына біздің ай өрісіміз кіреді. Ой тілсіз өрнектелмейді, сондықтан ай тек мағыналық ғана болмай, сөзді логикалық болатын осыдан. Сөзді логикалы ес басқа ес түрлерінің дамуына арқа сүйей отырып, оларға , жетекшілік етеді және өз дамуымен олардың жоғары деңгейге көтерілуіне ықпалын тигізеді. Оқу процесіндегі шәкірттің білім игеруі мен топтауы, негізінен осы мағыналық еске байланысты.
Іс - әрекет мақсатына байланысты ес – ырықты, ырықсыз болып бөлінеді. Арнайы есте қалдыру немесе түсіру мақсаты болған психикалық процесс ырықсыз көрініс беріп ал егер бұл процесс мақсатты бағдарланған болса
Ксилитанның олигоэфирлерін синтездеу және зерттеу
ЖОСПАР
Кіріспе
І. ӘДЕБИЕТТІК ШОЛУ
1.1 Ксилитанның алынуы, құрылысы мен қасиеттері
1.2 Ксилитанның шикізат ресурстары
1.3 Ксилитан негіздегі эпоксидтік шайырлардың алынуының жалпы сипаттамасы
1.4 Эпоксид шайырлар және олардың олардың жалпы сипаттамалары
1.5 Эпоксиддиан шайырлары
1.6 Алифаттық эпоксид шайырлары
1.7 Циклоалифатты эпоксид шайырлары
1.8 Ксилитан негіздегі эпоксид шайырлары
2. ЭКСПЕРИМЕНТТІК БӨЛІМ
2.1 Алғашқы мономерлер және реактивтер
2.2. Олигомерлерді синтездеу әдістері және компаундтарды алу
2.2.1. Ксилитанның жай эфирлерін синтездеу
2.3. Талдау әдістері
3. НӘТИЖЕЛЕРДІ ТАЛДАУЛАР
3.1. Ксилитанның күрделі олигоэфирлерін және оның кейбір туындыларын
синтездеу және зерттеу
3.2. Қаныққан ксилитанның күрделі олигоэфирлері
3.3 Ксилитанның қанықпаған күрделі олигоэфирлері
3.3.1 Балқымадан ксилитан мен малеин ангидриді ПЭ реакциясы
3.4 Эпоксиксилитанды блоксополимерлер
3.4.1 Блоксополимерлерді синтездеу және олардың қатаюы
3.5 Лактарды дайындау
3.5.1 Зерттелген лактарды өмір сүргіштігін зерттеу
3.5.2 Қатаю режимін зерттеу
Қорытынды
Пайдаланған әдебиеттер
Кіріспе
Жұмыстың актуалдығы: Халық шаруашылығының әртүрлі салаларындағы полимерлік
материалды кеңінен қолдану ғылыми техникалық прогресстің бірден-бір қажетті
шарты болып табылады. Қазіргі кезеңдегі полимерлік материалдарды көптеп алу
үшін төменгі молекулалық заттар – олигомерлер қолданылады.
Полифункционалды олигомерлердің ерекшеліктері полиреакциялығына, яғни
полимерлену, поликонденсациялану және химиялық реакциялардың басқа
түрлерімен полимерлер түзу қабілетті. Реакцияға қабілетті олигомер белгілі
бір химиялық құрылымына байланысты және эффективті функционалдық топтардың
болуынан бағытталатын синтезді юүргізуге мүмкіншілік бар. Сондықтан
берілген қасиеттері бар полимерлер алуға көптеп қолданылады. Осы себепті
полифункционалды олигомерді синтездеу және зерттеу өте актуальды
проблемалардың қатарына жатады.
Жұмыстың жаңалығы: Полимерлік материалды өндіру және қайта өңдеу
өндірісінің кеңінен дамуы шикізат көздерін кеңейтуді қажет ететін
мәселелерді көтереді.
Бұл жұмыста ксилитанды теориялық және эксперименталдық зерттеу нәтижесінің
қорытындыларықарастырылған, өйткені ксилитан реакцияға қабілетті
полифункционалды олигомерді синтездеуде және осы негізінде әртүрлі
полимерлік материалды алуға қажетті болып зерттеледі.
Жаңа ксилитанның полиэфирлері алынып зерттелген. Ксилитанның эпокси жаңа
лакты блоксополимерлері негізінде жаңа антикоррозиялық қорғағыш
қаптамаларының ең тиімді құралдары алынған. Амин типті қаттайтқыш қатысында
бөлме температурасындағы қаптаманың қатаю процессі зерттелген.
Экспериментальды зерттеудің нәтижелері ксилитанды реакцияға қабілетті
олигомерлер алуға және соның негізінде полиэфирлі эпоксидті шайырлар алуға
болатынын көрсетті. Алынған өнімдер антикоррозиялық қорғағыш қаптама
ретінде құйғыш компаут және әртүрлі полимерлік жүйелердің модификаторлары
ретінде қолданылады.
Жұмыстың маңыздылығы: Ксилитан негіздегі полиреакциялық олигомерді
синтездеу үшін полимеризациялық және поликонденсациялық олигомерлеу
әдістері қолданылады. Экспериментальдық зерттеу нәтижелері көрсеткендей
ксилитанды реакцияға қабілетті олигомерлік қарапайым күрделі хлоргидринді
глицидиельді эфирлер алуға және басқа да түрлі шайырлар алуға қолданылады.
Соңғылар желім, престелген материалдар, антикоррозиялық қорғағыш қабаттар
байланыстырғыш қабатты пластиктер және әртүрлі полимерлік жүйелердің
модификаторлары ретінде қолданылады.
І. ӘДЕБИЕТТІК ШОЛУ
1.1 Ксилитанның алынуы, құрылысы мен қасиеттері
Ксилитан алудың алғашқы материалдары: полисахаридтер, ксиландар болады,
бұлар өсімдік клеткаларының құрамына енуі.
Ксилан молекуласы негізінен пентозалардың ангидридтерімен – ксилозадан
және арабинозадан тұрады. Олар өзара ковалентті байланыспен байланысқан 1,
12, 23. Пентозалардың құрылымдары олардың құрылысымен анықталады, яғни α
және β конфигурациялары, сонымен бірге пиронозды және фуранозды пентоза
сақиналарымен анықталады. Ксилозды гидролиздегенде Д-ксилоза алынады. Оны
келесі түрде көрсетуге болады:
(1) (2)
(3)
Гидролиз реакциясы жүйеге қосылатын күшті қышқылдармен жылдамдатылады.
Қышқыл мөлшері шикізаттың сипатына және гидролиздеу әдісіне байланысты.
Полисахаридтерді өндірісте негізінен күкірт немесе тұз қышқылының
сұйытылған ерітінділері қатысында гидролиздейді.
Ксилозаның басты бір туындысы – бес атомды спирт, ксилит 7, 8, 43. Ол
ксилитан алудың алғашқы шикізаты болып есептелінеді.
Полисахаридтерден ксилитан алу процесі ең болмағанда келесі тізбекте
көрсетілген үш маңызды химиялық реакциялардан тұрады.
гидролиз
гидрлеу
Ксилозаның тотықсыздану реакциясы схемасын келесі түрде жазуға болады:
(4) (5)
(6)
Ксилозаның гидрлеу реакциясын әртүрлі катализаторлармен жүргізеді.
Ксилиттің құрылысын рентгенография мен зерттеу нәтижесінде ксилит
молекуласының симметриясы емес және бір жазықтықта жатпайтыны және зигзак
тәріздес болатыны анықталды. С3 – С4 байланысының айналасыеда бұрылып С5 -
атомы молекула жазықтығынан шығатыны анықталды 3, 4, 42.
Ксилит қышқылдар қатысында қыздырылғанда ангидридтер түзіп,
дегидратталады. Ксилит моноангидридінің тотықсыздану реакциясы аралық
өнімдерінің сипаты олардың механизмі гликольдердің тотықсыздану
реакциясының механизміне ұқсас жүретінін көрсетеді.
НІО4 Н3ІО5 Н5ІО6
-Н2О -Н2О
(7) (8)
Иод қышқылының бір эквивалентінің шығымы үш гидроксил топтың 2-уі көрші
жату керек екендігін, ал формальдегидтің болмауы екі гидроксил топтың
екіншілік болатындығын көрсетеді. Осы мәліметтерге сүйене отырып авторлар
дегидратация өнімдері 1,4 және және 2,5 - ангидроксилит (8,11) болады деп
есептелді.
(9) (10)
(11)
Ангидроксилитте үш гидроксил топ болады, үш бензоат (12), ксилитанның
үшизоционаты (13) синтезделуі арқылы және кристалдық тозил эфирінің
алынуымен, мысалы – 2, 3, 5 үш тозил – 1, 4 – ангидроксилит алынуымен
дәлелденеді.
(12)
(13)
(14)
Бір біріншілік гидроксил топтың болмауы кристалдық ксилитанның диацетат
моноүшфенил метил эфирі синтезделуімен (15), сонымен бірге 2, 3 – дитозил –
5 – үшфенил метил – 1, 4 – ангидроксилит (16) алынуымен дәлелденеді
21 – 24.
(15)
(16)
Дегенмен ксилитанның формуласын 1, 4 - моноангидроксилит сияқты пентоза
молекуласының құрылысын жартылай ацетальды фуроноз түрін негізгі ала отырып
жазған дұрыс. Циклопентан сақинасына ұқсас тетрагидрофуран циклі фуран
туындыларында толық жазық болмайды 10, 28.
Бұл жұмыста ксилитан құрылысының ең ықтимал конформациясы ретінде 1, 4 –
моно- ангидридро ксилиттегідей Т23 конформациядағы түрі алынды
(17)
Ксилитан құрамында С1 атомында орынбасар жоқ болғандықтан оның тарапынан
анамерлік эффект болмайды. С4 атомындағы метилол тобы оксиал жағдайда
болады және оның эндоциклдік оттегіге әсері байқалмайды 2, 5, 27.
Орынбасарлары аксиал болатын көмірсулар конформациясының орнықсыздығы жайлы
факторлар ксилитан жағдайында оның әртүрлі жағдайдағы реакцияға
қабілеттілігін түсіндіреді.
Ксилитан молекуласында аздаған кернеулену болады. Мысалы, циклопентанның
валенттік байланыстарының ауытқу бұрышы 0,44. Бұл көрсеткіш кернеуленудің
аздығын көрсетеді. Мысалы, циклопропанда валентті байланыстардың ауытқу
бұрышы 22,04. Циклопентан молекуласында торсиандық кернеулену шамасы
біршама үлкен, ол көлегейлейген жағдайда орналасқан бес жұп сутегі
атомдарының өзара тебілеуінен пайда болады. ксилит үшін валентті
байланыстардың ауытқу бұрышы 1280 болатынын көрсетті.
Ксилит молекуласында да С3 – С4 орынбасарларының көлегейленуі нәтижесінде
аздаған торсиондық кернеу болуы керек. Ксилитан цикліндегі басқа
атомдардағы орынбасарлар, сутегі атомдары және С2 – С3 атомдарындағы
гидроксил топтар тақ конформацияларда орналасып кернеуленуді болдырмайды.
Егер циклопарафин цикліндегі (циклопентан) көміртегі атомын ауыстыратын
оттегі атомы циклдің кернеуленуіне үлкен өзгерістер алып келмейтіндігін
ескеретін болсақ 21, 39, 40, онда ксилитан циклі шын мәнінде кернеуленуі
аз болады. яғни орнықты цкл болып есептелінеді.
Бірінші кестеде ковалентті радиустары бойынша есептелінген атом
ядроларының арақашықтықтары көрсетілген:
dAB = rA + rB
мұндағы: dAB – ковалентті байланыстағы ядро аралық арақашықтық;
rA,B – молекуладағы атомдардың ковалентті радиустары.
1. – кесте
Атомдардың ядроаралық арақашықтықтары
№ Атомдардың ковалентті Байланыс ұзындығы
Байланыс радиустары А0
rA rB dAB
1 С – С 0,77 0,77 1,54
2 С – О 0,77 0,66 1,43
3 С – Н 0,77 0,30 1,07
4 О – Н 0,66 0,30 0,96
Кестедегі С – О байланысының ара қашықтығы С – С байланысының ұзындығынан
айырмашылығы бар екендігі көрінеді. Яғни ксилитан молекуласындағы
кернеуленудің аз да болса болатындығына осы себепкер. Ксилитанның қайнау
температурасы жоғары және тек вакуумде ыдыраусыз қайта айдалады. Бұл
ксилитан молекуласының молекула аралық сутектік байланыс арқылы
ассоциацияланатынының дәлелі.
Ксилитан молекуласында гидроксил топтар оң индукциялық эффектің әсерінде
болады, сондықтан гидроксил топтардың қышқылдық қасиеттері әлсіз болады.
Дегенмен циклдегі оттегі атомының болатындығын ескерсек және циклға жақын
орналасқан екі оттегі атомы бар екенін ескерсек, онда ксилитан
молекуласындағы гидроксил топтарының сутегі атомдары протондалғанына көз
жеткізуге болады. біріншілік гидроксил топтардың қышқылдық қасиеттері
циклдегі оттегі атомдарының электр терістілік қасиеттеріне байланысты
көбірек болады.
Ксилитан молекуласындағы гидроксил топтар негізгі функционал топтар
болатындықтан химиялық түрленуде маңызды роль атқаратын бір қасиетті айта
кету керек. Гидроксил топтардың негізгі реакцияларының бірі нуклеофильді
орынбасу реакциясы, ол СО байланысының поляризациялану және карб катион
түзілуімен жүреді
R – O – H ⋄ Rδ+ – OHδ-
Реакция галоид сутекті қышқылдар қатысында өте үлкен жылдамдықпен жүреді,
өйткені күшті қышқылдың протоны оттегі атомының бос электрондық жұбына
ұмтылып электрон тығыздығының көміртегі атомынан оттегі атомына ығысуға
ықпал жасайды. Нәтижесінде, С атомы ішінара оң заряд алады. Оған қышқылдық
анионы ұмтылып өзінің теріс зарядын береді.
Сонымен әдебиеттердегі мәліметтерді талдаулар және бұрын жүргізілген
зерттеулердің нәтижесін талдаулар ксилитанның қабылданған конформациясы,
оның көптеген қасиеттерін түсіндірді.
1.2 Ксилитанның шикізат ресурстары
Жоғарыда айтылғандай ксилитан өндірісінің шикізаттары болып пентозалық
полисахаридтер табылады. Олар өсімдік клеткаларында көптеп кездеседі. Мақта
шииттері, дәндердің сабандары, пісте сабақтары, жүгері сабақтары сияқты
пентозан құрамдас шикізат ресурстары жыл сайын қайтадан толығып отырады
және жеткілікті 6, 7, 31. Ксилитанның шикізат көздері өте көп және
өндіріс технологиясы қарапайым, оның молекулаларының химиялық құрылысы
белгілі болғандықтан, ксилитанды полимерлер синтездеуге қолдануға болады.
Жаңа полимерлер алуға шикізат ретінде ксилитан – 1,4 – моноангидроксилит
қолдануға болады, осының негізінде қазіргі кезеңде жай және күрделі
хлоргидриндік және глицидильдік олигоэфирлер синтездеуге болады. олар халық
шаруашылығының әр түрлі салаларында жапсырғыш, байланыстырғыш және
антикоррозиялық қаптамалар ретінде қолданыс табады.
Глицидильдік эфирлер эпоксид шайырлары қасиеттері болатыны, ғылыми
дәлелденіп және экспериментальдық тағайындалған.
1.3 Ксилитан негіздегі эпоксидтік шайырлардың алынуының жалпы сипаттамасы
Эпоксиксилитан шайырларын өндіруге қолайлы арзан өнімдер: ксилитан
эпихлоргидрі, күкірт қышқылы, үшфтор бордың эфираты, күйдіргіш натр және
еріткіштері. Ксилитан негізгі өнім ретінде басқа гидроксил топтары бар
қосылыстардан айрықша 39, 43.
Ксилитанды қолданудың келесі артықшылықтарын айта кету керек.
1. Ксилитан алудың шикізаттары жеткілікті;
2. Шикізат құны төмен;
3. Ксилитан молекуласының құрылысының ерекшеліктері (молекулада аса берік
емес тетрагидрофуран циклының болуы және активтілігі әр түрлі үш
гидроксил топтың болуы). Спецификалық қасиеттері бар эпоксид шайырын
алуға мүмкіншілік жасайды.
4. Ксилитанның өндірісінің болуы бұл бағыттағы зерттеулерді анықтайды,
өйткені бағалы полимер материалдар алуға қажетті гидроксил топтары бар
мономерлер жетіспейді.
Ксилитан негіздегі эпоксид шайырларын алу 2 сатыдан тұрады. Бірінші сатысы
катиондық катализаторлар (күкірт қышқылы немесе үш фторлы бар эфираты)
қатысуында ксилитанның эпихлор гидринмен конденсациясы нәтижесінде үшхлор
гидрин эфирлерінің түзілуі. Екінші сатыда үшхлор гидрин эфирлерін күйдіргіш
натрмен дегидрохлорлап нәтижесінде эпоксид шайырларынң негізін құрайтын
глицидильдік эфирлерінің түзілуі.
1.4 Эпоксид шайырлар және олардың олардың жалпы сипаттамалары
Эпоксид шайырлары туралы алғашқы мәліметтер патенттік әдебиеттерде 1943
жылы жарияланды, ал 1953 жылдан бастап эпоксид шайырларының алғашқы түрі
диандық эпоксид шайырлары өндіріле бастады. Соңғы үш онжылдықты эпоксид
шайырларының өндірісі қарқынды жүруде. Орташа жылдық өсім 111 – 125%
құрайды, яғни эпоксид шайырлары халық шаруашылығының барлық салаларында
қолданылады.
Техникалық прогресс қолданылу қасиеттері жоғары болатын жаңа полимерлік
материалдарды алуды қажет етеді.
Сондықтан эпоксид шайырларын өндіруді көбейту шығарылатын өнімдердің
сапасын арттыруды қажет етті. Соңғы екі онжылдықта айрықша қасиеттері бар
эпоксид шайырларын өндіру біршама артты. Жылуға беріктігі, диэлектридтік
қасиеттері, иілгіштігі, механикалық беріктігі, агрессивті ортаға
орнықтылығы т.б. қасиеттері арттырылды. Сонымен бірге, эпоксид шайырларының
шикізаттық базасы арттырылды.
Коллоид құрамдас екі атомды фенолдар, ароматты амндер, резорцин,
аминофенол алифаттық, фурандық т.б. негіздегі эпоксидтік шайырлар алынды.
Басқаларға қарағанда бағалы қасиеттері бар цикло алифаттық эпоксидтік
шайырлар алынды.
Эпоксидті шайырлар деп құрамында эпоксид топтары бар молекулалық массасы
100 – ден бірнеше мыңға баратын әр түрлі қосылыстарды айтады. Олар
балқымайтын және ерімейтін полимерлерге түрленуге қабілетті. Алғашқы
материалдарды, алыну әдістерінің процесті жүргізу шарттарына және
реакцияласатын заттардың құрамына байланысты әр түрлі құрамды, әр түрлі
молекулалық массалар және әр түрлі эпоксид топтары бар әр түрлі эпоксид
шайырларын алуға болады. эпоксид шайырларының біршама бағалы қасиеттері
оның өндірісінің өсуіне және кеңінен қолданылуға мүмкіндік жасады. Эпоксид
шайырлары басқа шайырлармен (фенолды, полиэфирлі, акрил) салыстырғанда өте
бағалы қасиеттерге ие:
1. Тұтқырлығы төмен: сұйық шайырлар және оның қатырғыштары тұтқырлығы
төмен өңдеуге жеңіл жүйелер түзеді.
2. Жеңіл қатаюы: таңдап алынған қатырғышқа байланысты эпоксид шайырлар 5 –
1500 аралығында жеңіл қатаяды.
3. Усадка (отырудың) аздығы: эпоксид шайырларының жақсы қасиеттерінің бірі
– қатаю процесі кезінде молекулалық ұшқыш заттардың бөлінуі болмайтындықтан
усадка (отырудың) аздығы.
Фенолдан құйылған шайырлар қатаю процесі кезінде су бөліп күшті отырады.
Сол сияқты акрил және полиэфирлік шайырлар сұйық күйден гель тәріздес күйге
өткенде қайта топтасып күшті отырады.
4. Адгезиялық қабаттың жоғарылығы: құрамында полярлық және эфирлік
топтардың болуына байланысты эпоксидті шайырлар жақсы клей болып
есептелінеді.
5. Механикалық қасиеттердің жоғарылығы: таңдап алынған композициялардың
беріктігін басқа құйылған шайырлардың беріктігінен жоғары болады.
6. Электр изоляциялық қасиеттері жоғары: эпоксид шайырлары жақсы
диэлектрид болып табылады.
7. Химиялық беріктігі жақсы. Қатайған эпоксид шайырларының химилық
беріктігі негізінен қолданылатын қатырғыш түріне байланысты.
8. Эпоксид шайырларының әмбебаптығы. Олардың негізгі қасиеттері
композициядағы әр түрлі шайырлардың құрамын өзгерту арқылы және
модификаторымен тотықтырғыштар ендіру арқылы реттеуге болады.
Эпоксид шайырларын екі әдіспен алуға болады:
1. Этилхлоргидринді немесе дихлоргидринді екі немесе көп атомды
фенолдармен, резортинмен, анилинмен, фенол шайырларымен, аминдермен,
гликолбдермен т.б. құрамында жылжығыш сутегі атомдары бар қосылыстармен
өзара әрекеттестіріп хлоргидрин эфирлерін дегидрохлорлау реакциясы
арқылы;
2. Қышқыл үстіндегі қанықпаған қосылыстарды тікелей эпоксидтеп алуға
болады.
1.5 Эпоксиддиан шайырлары
Іс жүзінде кеңінен қолданылатын және белгілі эпоксид шайырлары болып диан
эпоксид шайырлары табылады, олар дифенил пропанды
(2,2-ди-п - оксифенил пропан ЭХГ - мен сілтілі ортада)
конденсациялау өнімдері болады. диан эпоксид шайырларының түзілуі бірнеше
реакцияның нәтижесінде болады.
Дифенилол - пропан және ЭХГ қатысуындағы реакцияның жүруі эпоксид
шайырларының түзілуіне алып келеді. Оның жалпы формуласы келесі түрде
жазылады:
мұндағы: n – полимеризация дәрежесі және ол 2 – 7 тең.
Алғашқы құраушылардың қатынасын өзгерте отырып молекулалық массалары
әртүрлі шайырлар алады. Одандық өндірісте сұйық және қатты күйдегі эпоксид
топтары үш - бестен 22%болатын әр түрлі шайырлар өндіріледі.
Қатаймаған эпоксид шайырлары (дианды) термопластикалық өнімдері, олардың
түсі сары түстен ашық қоңыр түске дейін болады. молекулалық массаларына
байланысты олар кетондарда, күрделі эфирлерде, диоксанда, хлор бензолда,
спиртте және ароматты көмірсутектерде ериді.
Қатайған күйдегі эпоксид шайырларының бір қатары бағалы техникалық
қасиеттері болады, яғни механикалық беріктігі, химиялық орнықтылығы әр
түрлі материалдарға адгезиясының жоғары болуы және диэлектрид көрсеткішінің
жоғарылығы.
Дианэпоксидшайырлары клей және цемент өндірісінде қабатты пластиктер
өндіруде маңызды роль атқарып, өндірістің әр түрлі салаларында кеңінен
қолданылады.
1.6 Алифаттық эпоксид шайырлары
Дианэпоксид шайырлары беріктігімен химиялық орнықтылығымен сипатталады.
Дегенмен олардың тұтқырлығы жоғары болғандықтан қалыпты температурада өңдеу
қиындығы соғады. Қаттылық, сызықты ұлғаю коэффициентінің жоғарылысын
қатайған диандық шайырлардың ішкі кернеуленуінің пайда болу себебі болады
және бұйымдардың қирауына алып келеді. Осындай кемшіліктерді бодырмау үшін
дианды эпоксид шайырларын активті модификаторлар енгізіп модификациялайды.
Олар полимерлер түзілу реакциясына қатысады және ол химиялық байланыстар
түзіп құрылымға енеді. Айтылған модификаторлар түрінде алифатты эпоксид
шайырлары (АЭШ) жатады. АЭШ көп атомды спирттер мен ЭГХ екі әдіспен алады:
бірсатысы және екісатысы. Бірсатылы әдіспен синтезделген АЭШ құрылымы
келесі формуламен өрнектеледі
мұндағы: R – гликоль қалдығы; n – поликонденсация дәрежесі, ол ЭХГ және
гликоль қатынасымен анықталады.
Екісатылы әдіспен алынған АЭШ тұтқырлығы төмен және құрамында эпоксид
топтары мен хлор жоғары болады. Қазіргі кезеңде АЭШ этиленгликольден (МЭГ
–2), диэтиленгликольден (ТЭГ –1) т.б. алынады.
1.7 Циклоалифатты эпоксид шайырлары
Эпоксид шайырларының бұл түрі классикалық дианшайырларынан құрылысы мен
алыну әдістерімен айрықшаланады. Эпоксид шайырларының негізгі қасиеттерін
сақтай отырып циклоалифатты эпоксид шайырлары бірқатар бағалы қасиеттерге
ие болады:
- тұтқырлығы төмен және өмірге қабілеттілігі жоғары;
- қасиеттері мен құрамының жоғары тұтқырлығы;
- сақталу мерзімінің шектеусіздігі;
- әр түрлі жағдайларда әртүрлі әдіспен үш өлшемді құрылым түзіп қатаю
қабілеті.
Циклоалифатты шайырлар негіздегі полимерлерге 2500С температураға дейін
термоорнықтылығы, жылулық деформациясының температурасының жоғарылығы,
атмосфераға және жарыққа жақсы орнықтылығы тән. Олардың құрамында еселі
байланыстар болмайды. Олардың құрылымында көпірлі байланыстар түзіліп
жарыққа беріктігі жоғары, диэлектрик көрсеткіштері жақсы және температураға
беріктігі сақталады.
Циклоалифатты эпоксид шайырларын синтездеуге шикізат ретінде құрамында екі
немесе одан көбірек алифин байланыстары болатын әртүрлі қанықпаған
қосылыстар қолданылады. Жоғарыда айтылған қасиеттердің болуы оларды
электризоляциялық материал ретінде кеңінен қолдануға мүмкіншілік жасайды.
Циклоалифатты эпоксид шайырлары пластик өндірісінде қолданылады.
1.8 Ксилитан негіздегі эпоксид шайырлары
Ксилитан алудың шикізаты ретінде өсімдіктер құрамына енетін полисахаридтер
қолданылады. Ксилитан алу процесі 3 негізгі химиялық реакциядан тұрады.
гидролиз
гидрлеу
Ксилитан шикізатының көп болуымен бірге оның спецификалық құрылысы айрықша
болады:
Тетрагидрофуран циклінде реакцияға қабілетті 3 гидроксил топтың болуы
осының негізінде бағалы қасиеттері бар эпоксид қосылыстарын алуға
мүмкіншілік жасайды. Ксилитандағы гидроксил топтар әртүрлі химиялық
активтілік көрсетеді. Кейбір реакцияларда ксилитан моно-, ди-, үш
функционалды қосылыстар түрінде көрсетеді.
Реакцияға қабілеттігі жоғары болып С5 атомындағы біріншілік ОН тобы
есептелінеді. Әртүрлі реакцияларда олар конденсация реакциясына қатысқаннан
кейін реакцияға екіншілік ОН топтар қатысады 4, 7, 8.
Эксперименттер көрсеткендей С2 атомдағы ОН – тобының реакцияға
қабілеттілігі С3 атомындағы ОН – тобынан жоғары болады. Өйткені соңғы
топтың кеңістіктік тасалануы көбірек. Эпоксиксилитан шайырлары (ЭКШ) сары-
қоңыр түстен қызыл-қоңыр түске дейін болатын тұтқыр сұйықтар және құрамында
12 – 20% эпоксид топтары болады. Қышқылдық және негіздік сипаттағы
қатырғыштар әсеріне (мамин және фталангидриді, полиэтилен полиамин)
шайырлар балқымайтын және ерімейтін күйге өтеді.
Қатырғыш мөлшерлерін құрылысы және қатаю реакциясының уақыты мен
температурасы эпоксиксилитан шайырларының қатаюында маңызды роль
атқаратындығы эксперименттен тағайындалған.
1.8 – кесте
Химиялық құрамы
№ Құрамы Шырша Қарағай Қайың Осина Жүзім
дәнегі
1 2 3 4 5 6 7
1 Янтарлы 180 300 0,89 0,05
190 225 0,91 0,075 57,30
200 165 0,92 0,11
210 160 0,90 0,128
2 Глутарлы 180 385 0,90 0,04
190 280 0,90 0,06 62,80
200 200 0,91 0,088
210 150 0,91 0,1216
3 Адипинді 190 345 0,90 0,047
200 225 0,90 0,068
210 180 0,91 0,093 68,60
220 120 0,92 0,136
4 Азелаинді 180 510 0,89 0,025
190 410 0,91 0,042
200 290 0,92 0,058
210 165 0,89 0,083 69,50
5 Себацинді 190 430 0,90 0,035
200 320 0,91 0,048
210 200 0,89 0,072 67,80
220 160 0,92 0,095
Күрделі олигоэфирлердің түзілу реакциясының ең ықтимал схемасы келесі:
Жоғарыда айтылғандай кинетикалық зерттеулер гель түзілу моментіне дейін
жүргізілді. Сызықты полиэфирлердің тармақталуы және молекулааралық тігілу
С3 – тегі орынбаспаған 2-шілік гидроксил топтарымен қышқыл эфирлеріндегі
немесе полиэфирлер макромолекуласындағы бос карбоксил топтардың өзара
әрекеттесуімен болады.
Этерификация процесінің жылдамдығы көмірсутекті тізбектің ұзындығы
артуымен төмендейді. Ол қышқылдардың әртүрлі каталитикалық активтілігімен
түсіндіріледі. Каталитикалық активтілік диссоциация тұрақтысына байланысты
5, 9, 45. Мысалы, янтарь қышқылынан себацин қышқылына өткенде реакцияның
аяқталу дәрежесі Р = 0,9 – 0,91, 1900С кезінде 225, 280, 345, 410, 430
минут өткенде (3.2.1 – 3.2.3 – сурет) сақталады. Полиэтерификация
реакциясының аяқталу дәрежесі мәндері бойынша бір-бірімен шамалас және 0,89
– 0,92 аралығында жатады (3.2.1 – кесте). Эквимолекулалық қатынаста гель
түзілу моменті 180 – 2200С аралығында басталады және қышқыл тізбегінің
ұзындығына реакция ұзындығына байланысты емес.
Температураны жоғарлату этерификацияның белгілі дәрежеде жету моментін
үдетеді. Көмірсутекті тізбектің ұзындығы реакция жылдамдығына әсер етеді.
Мысалы: янтарь қышқылының гель түзілуі 2000С кезінде реакция басынан 165
минут өткенде басталады, ал глутарь қышқылы болса 200 минут, адепиндікі –
225 минут, азелаиндікі – 290 минут және себаниндікі – 320 минут өткенде
басталады. Этерификация реакциясы қышқылда жеңіл жүреді.
Полиэтерификация процесінде екі қышқылды негіздің мөлшері күшті әсер
етеді. Оны ксилитан мен адепин қышқылының эквивалентті қатынастардағы
полиэтерификация (ПЭ) реакциясының кинетикалық мәліметтері дәлелдейді
(3.2.2 – кесте).
Эквимолекулалық қатынасында гель түзілу моментінде реакцияның аяқталу
дәрежесі 0,91-0,92, ал эквиваленттік қатынаста 0,84-0,86 артпайды (3.2.1 –
3.2.3 – сурет).
3.2.2 – кесте
Эквиваленттік қатынастағы ксилитан және адепин қышқылдарының ПЭ
реакциясының кинетикалық мәліметтері
Мерзімі Температура, 0С Е кДж
моль
180 190 200 210
Гель түзілу моментіне
дейінгі реакцияның
ұзақтығы, мин. 172 120 85 65 62,0
К*10-2 лмоль*с 0,076 0,128 0,149 0,189 0,167
Эквиваленттік қатынастағы реакцияның аяқталу дәрежесі шамасының аздығын
репакцияның ксилитандағы С3 атомының гидроксил тобы есебінен жүруімен
түсіндіруге болады. Ол тармақталған және тігілген құрылымдардың түзілу
реакциясын жылдамдатады.
Реакция жылдамдығы реакцияласатын құраушылардың қатынастарынан ғана
емес температураға да байланысты. Мысалы, ксилитан мен адепин қышқылы
эквимолекулалық қатынасында гель түзілу моменті 1900С, 2000С, 2100С
басталады, ал эквиваленттік қатынаста (11,5 моль) сәйкесінше 130, 87, 65
минут кейін басталады (3.2.2 – кесте). Температураның жоғарылауымен
процестің жылдамдығын сипаттайтын түзулердің көлбеулеу бұрышы артады.
3.3 Ксилитанның қанықпаған күрделі олигоэфирлері
3.3.1 Балқымадан ксилитан мен малеин ангидриді ПЭ реакциясы
Эксперименталдық мәліметтер (3.3.1 – 3.3.2 – сурет) ПЭ процестерінде
малеин ингидриді (МА) мөлшерінің әсері үлкен болғаны көрінеді. Реакция
аяқталуының ең үлкен дәрежесі ксилитан ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
ЖОСПАР
Кіріспе
І. ӘДЕБИЕТТІК ШОЛУ
1.1 Ксилитанның алынуы, құрылысы мен қасиеттері
1.2 Ксилитанның шикізат ресурстары
1.3 Ксилитан негіздегі эпоксидтік шайырлардың алынуының жалпы сипаттамасы
1.4 Эпоксид шайырлар және олардың олардың жалпы сипаттамалары
1.5 Эпоксиддиан шайырлары
1.6 Алифаттық эпоксид шайырлары
1.7 Циклоалифатты эпоксид шайырлары
1.8 Ксилитан негіздегі эпоксид шайырлары
2. ЭКСПЕРИМЕНТТІК БӨЛІМ
2.1 Алғашқы мономерлер және реактивтер
2.2. Олигомерлерді синтездеу әдістері және компаундтарды алу
2.2.1. Ксилитанның жай эфирлерін синтездеу
2.3. Талдау әдістері
3. НӘТИЖЕЛЕРДІ ТАЛДАУЛАР
3.1. Ксилитанның күрделі олигоэфирлерін және оның кейбір туындыларын
синтездеу және зерттеу
3.2. Қаныққан ксилитанның күрделі олигоэфирлері
3.3 Ксилитанның қанықпаған күрделі олигоэфирлері
3.3.1 Балқымадан ксилитан мен малеин ангидриді ПЭ реакциясы
3.4 Эпоксиксилитанды блоксополимерлер
3.4.1 Блоксополимерлерді синтездеу және олардың қатаюы
3.5 Лактарды дайындау
3.5.1 Зерттелген лактарды өмір сүргіштігін зерттеу
3.5.2 Қатаю режимін зерттеу
Қорытынды
Пайдаланған әдебиеттер
Кіріспе
Жұмыстың актуалдығы: Халық шаруашылығының әртүрлі салаларындағы полимерлік
материалды кеңінен қолдану ғылыми техникалық прогресстің бірден-бір қажетті
шарты болып табылады. Қазіргі кезеңдегі полимерлік материалдарды көптеп алу
үшін төменгі молекулалық заттар – олигомерлер қолданылады.
Полифункционалды олигомерлердің ерекшеліктері полиреакциялығына, яғни
полимерлену, поликонденсациялану және химиялық реакциялардың басқа
түрлерімен полимерлер түзу қабілетті. Реакцияға қабілетті олигомер белгілі
бір химиялық құрылымына байланысты және эффективті функционалдық топтардың
болуынан бағытталатын синтезді юүргізуге мүмкіншілік бар. Сондықтан
берілген қасиеттері бар полимерлер алуға көптеп қолданылады. Осы себепті
полифункционалды олигомерді синтездеу және зерттеу өте актуальды
проблемалардың қатарына жатады.
Жұмыстың жаңалығы: Полимерлік материалды өндіру және қайта өңдеу
өндірісінің кеңінен дамуы шикізат көздерін кеңейтуді қажет ететін
мәселелерді көтереді.
Бұл жұмыста ксилитанды теориялық және эксперименталдық зерттеу нәтижесінің
қорытындыларықарастырылған, өйткені ксилитан реакцияға қабілетті
полифункционалды олигомерді синтездеуде және осы негізінде әртүрлі
полимерлік материалды алуға қажетті болып зерттеледі.
Жаңа ксилитанның полиэфирлері алынып зерттелген. Ксилитанның эпокси жаңа
лакты блоксополимерлері негізінде жаңа антикоррозиялық қорғағыш
қаптамаларының ең тиімді құралдары алынған. Амин типті қаттайтқыш қатысында
бөлме температурасындағы қаптаманың қатаю процессі зерттелген.
Экспериментальды зерттеудің нәтижелері ксилитанды реакцияға қабілетті
олигомерлер алуға және соның негізінде полиэфирлі эпоксидті шайырлар алуға
болатынын көрсетті. Алынған өнімдер антикоррозиялық қорғағыш қаптама
ретінде құйғыш компаут және әртүрлі полимерлік жүйелердің модификаторлары
ретінде қолданылады.
Жұмыстың маңыздылығы: Ксилитан негіздегі полиреакциялық олигомерді
синтездеу үшін полимеризациялық және поликонденсациялық олигомерлеу
әдістері қолданылады. Экспериментальдық зерттеу нәтижелері көрсеткендей
ксилитанды реакцияға қабілетті олигомерлік қарапайым күрделі хлоргидринді
глицидиельді эфирлер алуға және басқа да түрлі шайырлар алуға қолданылады.
Соңғылар желім, престелген материалдар, антикоррозиялық қорғағыш қабаттар
байланыстырғыш қабатты пластиктер және әртүрлі полимерлік жүйелердің
модификаторлары ретінде қолданылады.
І. ӘДЕБИЕТТІК ШОЛУ
1.1 Ксилитанның алынуы, құрылысы мен қасиеттері
Ксилитан алудың алғашқы материалдары: полисахаридтер, ксиландар болады,
бұлар өсімдік клеткаларының құрамына енуі.
Ксилан молекуласы негізінен пентозалардың ангидридтерімен – ксилозадан
және арабинозадан тұрады. Олар өзара ковалентті байланыспен байланысқан 1,
12, 23. Пентозалардың құрылымдары олардың құрылысымен анықталады, яғни α
және β конфигурациялары, сонымен бірге пиронозды және фуранозды пентоза
сақиналарымен анықталады. Ксилозды гидролиздегенде Д-ксилоза алынады. Оны
келесі түрде көрсетуге болады:
(1) (2)
(3)
Гидролиз реакциясы жүйеге қосылатын күшті қышқылдармен жылдамдатылады.
Қышқыл мөлшері шикізаттың сипатына және гидролиздеу әдісіне байланысты.
Полисахаридтерді өндірісте негізінен күкірт немесе тұз қышқылының
сұйытылған ерітінділері қатысында гидролиздейді.
Ксилозаның басты бір туындысы – бес атомды спирт, ксилит 7, 8, 43. Ол
ксилитан алудың алғашқы шикізаты болып есептелінеді.
Полисахаридтерден ксилитан алу процесі ең болмағанда келесі тізбекте
көрсетілген үш маңызды химиялық реакциялардан тұрады.
гидролиз
гидрлеу
Ксилозаның тотықсыздану реакциясы схемасын келесі түрде жазуға болады:
(4) (5)
(6)
Ксилозаның гидрлеу реакциясын әртүрлі катализаторлармен жүргізеді.
Ксилиттің құрылысын рентгенография мен зерттеу нәтижесінде ксилит
молекуласының симметриясы емес және бір жазықтықта жатпайтыны және зигзак
тәріздес болатыны анықталды. С3 – С4 байланысының айналасыеда бұрылып С5 -
атомы молекула жазықтығынан шығатыны анықталды 3, 4, 42.
Ксилит қышқылдар қатысында қыздырылғанда ангидридтер түзіп,
дегидратталады. Ксилит моноангидридінің тотықсыздану реакциясы аралық
өнімдерінің сипаты олардың механизмі гликольдердің тотықсыздану
реакциясының механизміне ұқсас жүретінін көрсетеді.
НІО4 Н3ІО5 Н5ІО6
-Н2О -Н2О
(7) (8)
Иод қышқылының бір эквивалентінің шығымы үш гидроксил топтың 2-уі көрші
жату керек екендігін, ал формальдегидтің болмауы екі гидроксил топтың
екіншілік болатындығын көрсетеді. Осы мәліметтерге сүйене отырып авторлар
дегидратация өнімдері 1,4 және және 2,5 - ангидроксилит (8,11) болады деп
есептелді.
(9) (10)
(11)
Ангидроксилитте үш гидроксил топ болады, үш бензоат (12), ксилитанның
үшизоционаты (13) синтезделуі арқылы және кристалдық тозил эфирінің
алынуымен, мысалы – 2, 3, 5 үш тозил – 1, 4 – ангидроксилит алынуымен
дәлелденеді.
(12)
(13)
(14)
Бір біріншілік гидроксил топтың болмауы кристалдық ксилитанның диацетат
моноүшфенил метил эфирі синтезделуімен (15), сонымен бірге 2, 3 – дитозил –
5 – үшфенил метил – 1, 4 – ангидроксилит (16) алынуымен дәлелденеді
21 – 24.
(15)
(16)
Дегенмен ксилитанның формуласын 1, 4 - моноангидроксилит сияқты пентоза
молекуласының құрылысын жартылай ацетальды фуроноз түрін негізгі ала отырып
жазған дұрыс. Циклопентан сақинасына ұқсас тетрагидрофуран циклі фуран
туындыларында толық жазық болмайды 10, 28.
Бұл жұмыста ксилитан құрылысының ең ықтимал конформациясы ретінде 1, 4 –
моно- ангидридро ксилиттегідей Т23 конформациядағы түрі алынды
(17)
Ксилитан құрамында С1 атомында орынбасар жоқ болғандықтан оның тарапынан
анамерлік эффект болмайды. С4 атомындағы метилол тобы оксиал жағдайда
болады және оның эндоциклдік оттегіге әсері байқалмайды 2, 5, 27.
Орынбасарлары аксиал болатын көмірсулар конформациясының орнықсыздығы жайлы
факторлар ксилитан жағдайында оның әртүрлі жағдайдағы реакцияға
қабілеттілігін түсіндіреді.
Ксилитан молекуласында аздаған кернеулену болады. Мысалы, циклопентанның
валенттік байланыстарының ауытқу бұрышы 0,44. Бұл көрсеткіш кернеуленудің
аздығын көрсетеді. Мысалы, циклопропанда валентті байланыстардың ауытқу
бұрышы 22,04. Циклопентан молекуласында торсиандық кернеулену шамасы
біршама үлкен, ол көлегейлейген жағдайда орналасқан бес жұп сутегі
атомдарының өзара тебілеуінен пайда болады. ксилит үшін валентті
байланыстардың ауытқу бұрышы 1280 болатынын көрсетті.
Ксилит молекуласында да С3 – С4 орынбасарларының көлегейленуі нәтижесінде
аздаған торсиондық кернеу болуы керек. Ксилитан цикліндегі басқа
атомдардағы орынбасарлар, сутегі атомдары және С2 – С3 атомдарындағы
гидроксил топтар тақ конформацияларда орналасып кернеуленуді болдырмайды.
Егер циклопарафин цикліндегі (циклопентан) көміртегі атомын ауыстыратын
оттегі атомы циклдің кернеуленуіне үлкен өзгерістер алып келмейтіндігін
ескеретін болсақ 21, 39, 40, онда ксилитан циклі шын мәнінде кернеуленуі
аз болады. яғни орнықты цкл болып есептелінеді.
Бірінші кестеде ковалентті радиустары бойынша есептелінген атом
ядроларының арақашықтықтары көрсетілген:
dAB = rA + rB
мұндағы: dAB – ковалентті байланыстағы ядро аралық арақашықтық;
rA,B – молекуладағы атомдардың ковалентті радиустары.
1. – кесте
Атомдардың ядроаралық арақашықтықтары
№ Атомдардың ковалентті Байланыс ұзындығы
Байланыс радиустары А0
rA rB dAB
1 С – С 0,77 0,77 1,54
2 С – О 0,77 0,66 1,43
3 С – Н 0,77 0,30 1,07
4 О – Н 0,66 0,30 0,96
Кестедегі С – О байланысының ара қашықтығы С – С байланысының ұзындығынан
айырмашылығы бар екендігі көрінеді. Яғни ксилитан молекуласындағы
кернеуленудің аз да болса болатындығына осы себепкер. Ксилитанның қайнау
температурасы жоғары және тек вакуумде ыдыраусыз қайта айдалады. Бұл
ксилитан молекуласының молекула аралық сутектік байланыс арқылы
ассоциацияланатынының дәлелі.
Ксилитан молекуласында гидроксил топтар оң индукциялық эффектің әсерінде
болады, сондықтан гидроксил топтардың қышқылдық қасиеттері әлсіз болады.
Дегенмен циклдегі оттегі атомының болатындығын ескерсек және циклға жақын
орналасқан екі оттегі атомы бар екенін ескерсек, онда ксилитан
молекуласындағы гидроксил топтарының сутегі атомдары протондалғанына көз
жеткізуге болады. біріншілік гидроксил топтардың қышқылдық қасиеттері
циклдегі оттегі атомдарының электр терістілік қасиеттеріне байланысты
көбірек болады.
Ксилитан молекуласындағы гидроксил топтар негізгі функционал топтар
болатындықтан химиялық түрленуде маңызды роль атқаратын бір қасиетті айта
кету керек. Гидроксил топтардың негізгі реакцияларының бірі нуклеофильді
орынбасу реакциясы, ол СО байланысының поляризациялану және карб катион
түзілуімен жүреді
R – O – H ⋄ Rδ+ – OHδ-
Реакция галоид сутекті қышқылдар қатысында өте үлкен жылдамдықпен жүреді,
өйткені күшті қышқылдың протоны оттегі атомының бос электрондық жұбына
ұмтылып электрон тығыздығының көміртегі атомынан оттегі атомына ығысуға
ықпал жасайды. Нәтижесінде, С атомы ішінара оң заряд алады. Оған қышқылдық
анионы ұмтылып өзінің теріс зарядын береді.
Сонымен әдебиеттердегі мәліметтерді талдаулар және бұрын жүргізілген
зерттеулердің нәтижесін талдаулар ксилитанның қабылданған конформациясы,
оның көптеген қасиеттерін түсіндірді.
1.2 Ксилитанның шикізат ресурстары
Жоғарыда айтылғандай ксилитан өндірісінің шикізаттары болып пентозалық
полисахаридтер табылады. Олар өсімдік клеткаларында көптеп кездеседі. Мақта
шииттері, дәндердің сабандары, пісте сабақтары, жүгері сабақтары сияқты
пентозан құрамдас шикізат ресурстары жыл сайын қайтадан толығып отырады
және жеткілікті 6, 7, 31. Ксилитанның шикізат көздері өте көп және
өндіріс технологиясы қарапайым, оның молекулаларының химиялық құрылысы
белгілі болғандықтан, ксилитанды полимерлер синтездеуге қолдануға болады.
Жаңа полимерлер алуға шикізат ретінде ксилитан – 1,4 – моноангидроксилит
қолдануға болады, осының негізінде қазіргі кезеңде жай және күрделі
хлоргидриндік және глицидильдік олигоэфирлер синтездеуге болады. олар халық
шаруашылығының әр түрлі салаларында жапсырғыш, байланыстырғыш және
антикоррозиялық қаптамалар ретінде қолданыс табады.
Глицидильдік эфирлер эпоксид шайырлары қасиеттері болатыны, ғылыми
дәлелденіп және экспериментальдық тағайындалған.
1.3 Ксилитан негіздегі эпоксидтік шайырлардың алынуының жалпы сипаттамасы
Эпоксиксилитан шайырларын өндіруге қолайлы арзан өнімдер: ксилитан
эпихлоргидрі, күкірт қышқылы, үшфтор бордың эфираты, күйдіргіш натр және
еріткіштері. Ксилитан негізгі өнім ретінде басқа гидроксил топтары бар
қосылыстардан айрықша 39, 43.
Ксилитанды қолданудың келесі артықшылықтарын айта кету керек.
1. Ксилитан алудың шикізаттары жеткілікті;
2. Шикізат құны төмен;
3. Ксилитан молекуласының құрылысының ерекшеліктері (молекулада аса берік
емес тетрагидрофуран циклының болуы және активтілігі әр түрлі үш
гидроксил топтың болуы). Спецификалық қасиеттері бар эпоксид шайырын
алуға мүмкіншілік жасайды.
4. Ксилитанның өндірісінің болуы бұл бағыттағы зерттеулерді анықтайды,
өйткені бағалы полимер материалдар алуға қажетті гидроксил топтары бар
мономерлер жетіспейді.
Ксилитан негіздегі эпоксид шайырларын алу 2 сатыдан тұрады. Бірінші сатысы
катиондық катализаторлар (күкірт қышқылы немесе үш фторлы бар эфираты)
қатысуында ксилитанның эпихлор гидринмен конденсациясы нәтижесінде үшхлор
гидрин эфирлерінің түзілуі. Екінші сатыда үшхлор гидрин эфирлерін күйдіргіш
натрмен дегидрохлорлап нәтижесінде эпоксид шайырларынң негізін құрайтын
глицидильдік эфирлерінің түзілуі.
1.4 Эпоксид шайырлар және олардың олардың жалпы сипаттамалары
Эпоксид шайырлары туралы алғашқы мәліметтер патенттік әдебиеттерде 1943
жылы жарияланды, ал 1953 жылдан бастап эпоксид шайырларының алғашқы түрі
диандық эпоксид шайырлары өндіріле бастады. Соңғы үш онжылдықты эпоксид
шайырларының өндірісі қарқынды жүруде. Орташа жылдық өсім 111 – 125%
құрайды, яғни эпоксид шайырлары халық шаруашылығының барлық салаларында
қолданылады.
Техникалық прогресс қолданылу қасиеттері жоғары болатын жаңа полимерлік
материалдарды алуды қажет етеді.
Сондықтан эпоксид шайырларын өндіруді көбейту шығарылатын өнімдердің
сапасын арттыруды қажет етті. Соңғы екі онжылдықта айрықша қасиеттері бар
эпоксид шайырларын өндіру біршама артты. Жылуға беріктігі, диэлектридтік
қасиеттері, иілгіштігі, механикалық беріктігі, агрессивті ортаға
орнықтылығы т.б. қасиеттері арттырылды. Сонымен бірге, эпоксид шайырларының
шикізаттық базасы арттырылды.
Коллоид құрамдас екі атомды фенолдар, ароматты амндер, резорцин,
аминофенол алифаттық, фурандық т.б. негіздегі эпоксидтік шайырлар алынды.
Басқаларға қарағанда бағалы қасиеттері бар цикло алифаттық эпоксидтік
шайырлар алынды.
Эпоксидті шайырлар деп құрамында эпоксид топтары бар молекулалық массасы
100 – ден бірнеше мыңға баратын әр түрлі қосылыстарды айтады. Олар
балқымайтын және ерімейтін полимерлерге түрленуге қабілетті. Алғашқы
материалдарды, алыну әдістерінің процесті жүргізу шарттарына және
реакцияласатын заттардың құрамына байланысты әр түрлі құрамды, әр түрлі
молекулалық массалар және әр түрлі эпоксид топтары бар әр түрлі эпоксид
шайырларын алуға болады. эпоксид шайырларының біршама бағалы қасиеттері
оның өндірісінің өсуіне және кеңінен қолданылуға мүмкіндік жасады. Эпоксид
шайырлары басқа шайырлармен (фенолды, полиэфирлі, акрил) салыстырғанда өте
бағалы қасиеттерге ие:
1. Тұтқырлығы төмен: сұйық шайырлар және оның қатырғыштары тұтқырлығы
төмен өңдеуге жеңіл жүйелер түзеді.
2. Жеңіл қатаюы: таңдап алынған қатырғышқа байланысты эпоксид шайырлар 5 –
1500 аралығында жеңіл қатаяды.
3. Усадка (отырудың) аздығы: эпоксид шайырларының жақсы қасиеттерінің бірі
– қатаю процесі кезінде молекулалық ұшқыш заттардың бөлінуі болмайтындықтан
усадка (отырудың) аздығы.
Фенолдан құйылған шайырлар қатаю процесі кезінде су бөліп күшті отырады.
Сол сияқты акрил және полиэфирлік шайырлар сұйық күйден гель тәріздес күйге
өткенде қайта топтасып күшті отырады.
4. Адгезиялық қабаттың жоғарылығы: құрамында полярлық және эфирлік
топтардың болуына байланысты эпоксидті шайырлар жақсы клей болып
есептелінеді.
5. Механикалық қасиеттердің жоғарылығы: таңдап алынған композициялардың
беріктігін басқа құйылған шайырлардың беріктігінен жоғары болады.
6. Электр изоляциялық қасиеттері жоғары: эпоксид шайырлары жақсы
диэлектрид болып табылады.
7. Химиялық беріктігі жақсы. Қатайған эпоксид шайырларының химилық
беріктігі негізінен қолданылатын қатырғыш түріне байланысты.
8. Эпоксид шайырларының әмбебаптығы. Олардың негізгі қасиеттері
композициядағы әр түрлі шайырлардың құрамын өзгерту арқылы және
модификаторымен тотықтырғыштар ендіру арқылы реттеуге болады.
Эпоксид шайырларын екі әдіспен алуға болады:
1. Этилхлоргидринді немесе дихлоргидринді екі немесе көп атомды
фенолдармен, резортинмен, анилинмен, фенол шайырларымен, аминдермен,
гликолбдермен т.б. құрамында жылжығыш сутегі атомдары бар қосылыстармен
өзара әрекеттестіріп хлоргидрин эфирлерін дегидрохлорлау реакциясы
арқылы;
2. Қышқыл үстіндегі қанықпаған қосылыстарды тікелей эпоксидтеп алуға
болады.
1.5 Эпоксиддиан шайырлары
Іс жүзінде кеңінен қолданылатын және белгілі эпоксид шайырлары болып диан
эпоксид шайырлары табылады, олар дифенил пропанды
(2,2-ди-п - оксифенил пропан ЭХГ - мен сілтілі ортада)
конденсациялау өнімдері болады. диан эпоксид шайырларының түзілуі бірнеше
реакцияның нәтижесінде болады.
Дифенилол - пропан және ЭХГ қатысуындағы реакцияның жүруі эпоксид
шайырларының түзілуіне алып келеді. Оның жалпы формуласы келесі түрде
жазылады:
мұндағы: n – полимеризация дәрежесі және ол 2 – 7 тең.
Алғашқы құраушылардың қатынасын өзгерте отырып молекулалық массалары
әртүрлі шайырлар алады. Одандық өндірісте сұйық және қатты күйдегі эпоксид
топтары үш - бестен 22%болатын әр түрлі шайырлар өндіріледі.
Қатаймаған эпоксид шайырлары (дианды) термопластикалық өнімдері, олардың
түсі сары түстен ашық қоңыр түске дейін болады. молекулалық массаларына
байланысты олар кетондарда, күрделі эфирлерде, диоксанда, хлор бензолда,
спиртте және ароматты көмірсутектерде ериді.
Қатайған күйдегі эпоксид шайырларының бір қатары бағалы техникалық
қасиеттері болады, яғни механикалық беріктігі, химиялық орнықтылығы әр
түрлі материалдарға адгезиясының жоғары болуы және диэлектрид көрсеткішінің
жоғарылығы.
Дианэпоксидшайырлары клей және цемент өндірісінде қабатты пластиктер
өндіруде маңызды роль атқарып, өндірістің әр түрлі салаларында кеңінен
қолданылады.
1.6 Алифаттық эпоксид шайырлары
Дианэпоксид шайырлары беріктігімен химиялық орнықтылығымен сипатталады.
Дегенмен олардың тұтқырлығы жоғары болғандықтан қалыпты температурада өңдеу
қиындығы соғады. Қаттылық, сызықты ұлғаю коэффициентінің жоғарылысын
қатайған диандық шайырлардың ішкі кернеуленуінің пайда болу себебі болады
және бұйымдардың қирауына алып келеді. Осындай кемшіліктерді бодырмау үшін
дианды эпоксид шайырларын активті модификаторлар енгізіп модификациялайды.
Олар полимерлер түзілу реакциясына қатысады және ол химиялық байланыстар
түзіп құрылымға енеді. Айтылған модификаторлар түрінде алифатты эпоксид
шайырлары (АЭШ) жатады. АЭШ көп атомды спирттер мен ЭГХ екі әдіспен алады:
бірсатысы және екісатысы. Бірсатылы әдіспен синтезделген АЭШ құрылымы
келесі формуламен өрнектеледі
мұндағы: R – гликоль қалдығы; n – поликонденсация дәрежесі, ол ЭХГ және
гликоль қатынасымен анықталады.
Екісатылы әдіспен алынған АЭШ тұтқырлығы төмен және құрамында эпоксид
топтары мен хлор жоғары болады. Қазіргі кезеңде АЭШ этиленгликольден (МЭГ
–2), диэтиленгликольден (ТЭГ –1) т.б. алынады.
1.7 Циклоалифатты эпоксид шайырлары
Эпоксид шайырларының бұл түрі классикалық дианшайырларынан құрылысы мен
алыну әдістерімен айрықшаланады. Эпоксид шайырларының негізгі қасиеттерін
сақтай отырып циклоалифатты эпоксид шайырлары бірқатар бағалы қасиеттерге
ие болады:
- тұтқырлығы төмен және өмірге қабілеттілігі жоғары;
- қасиеттері мен құрамының жоғары тұтқырлығы;
- сақталу мерзімінің шектеусіздігі;
- әр түрлі жағдайларда әртүрлі әдіспен үш өлшемді құрылым түзіп қатаю
қабілеті.
Циклоалифатты шайырлар негіздегі полимерлерге 2500С температураға дейін
термоорнықтылығы, жылулық деформациясының температурасының жоғарылығы,
атмосфераға және жарыққа жақсы орнықтылығы тән. Олардың құрамында еселі
байланыстар болмайды. Олардың құрылымында көпірлі байланыстар түзіліп
жарыққа беріктігі жоғары, диэлектрик көрсеткіштері жақсы және температураға
беріктігі сақталады.
Циклоалифатты эпоксид шайырларын синтездеуге шикізат ретінде құрамында екі
немесе одан көбірек алифин байланыстары болатын әртүрлі қанықпаған
қосылыстар қолданылады. Жоғарыда айтылған қасиеттердің болуы оларды
электризоляциялық материал ретінде кеңінен қолдануға мүмкіншілік жасайды.
Циклоалифатты эпоксид шайырлары пластик өндірісінде қолданылады.
1.8 Ксилитан негіздегі эпоксид шайырлары
Ксилитан алудың шикізаты ретінде өсімдіктер құрамына енетін полисахаридтер
қолданылады. Ксилитан алу процесі 3 негізгі химиялық реакциядан тұрады.
гидролиз
гидрлеу
Ксилитан шикізатының көп болуымен бірге оның спецификалық құрылысы айрықша
болады:
Тетрагидрофуран циклінде реакцияға қабілетті 3 гидроксил топтың болуы
осының негізінде бағалы қасиеттері бар эпоксид қосылыстарын алуға
мүмкіншілік жасайды. Ксилитандағы гидроксил топтар әртүрлі химиялық
активтілік көрсетеді. Кейбір реакцияларда ксилитан моно-, ди-, үш
функционалды қосылыстар түрінде көрсетеді.
Реакцияға қабілеттігі жоғары болып С5 атомындағы біріншілік ОН тобы
есептелінеді. Әртүрлі реакцияларда олар конденсация реакциясына қатысқаннан
кейін реакцияға екіншілік ОН топтар қатысады 4, 7, 8.
Эксперименттер көрсеткендей С2 атомдағы ОН – тобының реакцияға
қабілеттілігі С3 атомындағы ОН – тобынан жоғары болады. Өйткені соңғы
топтың кеңістіктік тасалануы көбірек. Эпоксиксилитан шайырлары (ЭКШ) сары-
қоңыр түстен қызыл-қоңыр түске дейін болатын тұтқыр сұйықтар және құрамында
12 – 20% эпоксид топтары болады. Қышқылдық және негіздік сипаттағы
қатырғыштар әсеріне (мамин және фталангидриді, полиэтилен полиамин)
шайырлар балқымайтын және ерімейтін күйге өтеді.
Қатырғыш мөлшерлерін құрылысы және қатаю реакциясының уақыты мен
температурасы эпоксиксилитан шайырларының қатаюында маңызды роль
атқаратындығы эксперименттен тағайындалған.
1.8 – кесте
Химиялық құрамы
№ Құрамы Шырша Қарағай Қайың Осина Жүзім
дәнегі
1 2 3 4 5 6 7
1 Янтарлы 180 300 0,89 0,05
190 225 0,91 0,075 57,30
200 165 0,92 0,11
210 160 0,90 0,128
2 Глутарлы 180 385 0,90 0,04
190 280 0,90 0,06 62,80
200 200 0,91 0,088
210 150 0,91 0,1216
3 Адипинді 190 345 0,90 0,047
200 225 0,90 0,068
210 180 0,91 0,093 68,60
220 120 0,92 0,136
4 Азелаинді 180 510 0,89 0,025
190 410 0,91 0,042
200 290 0,92 0,058
210 165 0,89 0,083 69,50
5 Себацинді 190 430 0,90 0,035
200 320 0,91 0,048
210 200 0,89 0,072 67,80
220 160 0,92 0,095
Күрделі олигоэфирлердің түзілу реакциясының ең ықтимал схемасы келесі:
Жоғарыда айтылғандай кинетикалық зерттеулер гель түзілу моментіне дейін
жүргізілді. Сызықты полиэфирлердің тармақталуы және молекулааралық тігілу
С3 – тегі орынбаспаған 2-шілік гидроксил топтарымен қышқыл эфирлеріндегі
немесе полиэфирлер макромолекуласындағы бос карбоксил топтардың өзара
әрекеттесуімен болады.
Этерификация процесінің жылдамдығы көмірсутекті тізбектің ұзындығы
артуымен төмендейді. Ол қышқылдардың әртүрлі каталитикалық активтілігімен
түсіндіріледі. Каталитикалық активтілік диссоциация тұрақтысына байланысты
5, 9, 45. Мысалы, янтарь қышқылынан себацин қышқылына өткенде реакцияның
аяқталу дәрежесі Р = 0,9 – 0,91, 1900С кезінде 225, 280, 345, 410, 430
минут өткенде (3.2.1 – 3.2.3 – сурет) сақталады. Полиэтерификация
реакциясының аяқталу дәрежесі мәндері бойынша бір-бірімен шамалас және 0,89
– 0,92 аралығында жатады (3.2.1 – кесте). Эквимолекулалық қатынаста гель
түзілу моменті 180 – 2200С аралығында басталады және қышқыл тізбегінің
ұзындығына реакция ұзындығына байланысты емес.
Температураны жоғарлату этерификацияның белгілі дәрежеде жету моментін
үдетеді. Көмірсутекті тізбектің ұзындығы реакция жылдамдығына әсер етеді.
Мысалы: янтарь қышқылының гель түзілуі 2000С кезінде реакция басынан 165
минут өткенде басталады, ал глутарь қышқылы болса 200 минут, адепиндікі –
225 минут, азелаиндікі – 290 минут және себаниндікі – 320 минут өткенде
басталады. Этерификация реакциясы қышқылда жеңіл жүреді.
Полиэтерификация процесінде екі қышқылды негіздің мөлшері күшті әсер
етеді. Оны ксилитан мен адепин қышқылының эквивалентті қатынастардағы
полиэтерификация (ПЭ) реакциясының кинетикалық мәліметтері дәлелдейді
(3.2.2 – кесте).
Эквимолекулалық қатынасында гель түзілу моментінде реакцияның аяқталу
дәрежесі 0,91-0,92, ал эквиваленттік қатынаста 0,84-0,86 артпайды (3.2.1 –
3.2.3 – сурет).
3.2.2 – кесте
Эквиваленттік қатынастағы ксилитан және адепин қышқылдарының ПЭ
реакциясының кинетикалық мәліметтері
Мерзімі Температура, 0С Е кДж
моль
180 190 200 210
Гель түзілу моментіне
дейінгі реакцияның
ұзақтығы, мин. 172 120 85 65 62,0
К*10-2 лмоль*с 0,076 0,128 0,149 0,189 0,167
Эквиваленттік қатынастағы реакцияның аяқталу дәрежесі шамасының аздығын
репакцияның ксилитандағы С3 атомының гидроксил тобы есебінен жүруімен
түсіндіруге болады. Ол тармақталған және тігілген құрылымдардың түзілу
реакциясын жылдамдатады.
Реакция жылдамдығы реакцияласатын құраушылардың қатынастарынан ғана
емес температураға да байланысты. Мысалы, ксилитан мен адепин қышқылы
эквимолекулалық қатынасында гель түзілу моменті 1900С, 2000С, 2100С
басталады, ал эквиваленттік қатынаста (11,5 моль) сәйкесінше 130, 87, 65
минут кейін басталады (3.2.2 – кесте). Температураның жоғарылауымен
процестің жылдамдығын сипаттайтын түзулердің көлбеулеу бұрышы артады.
3.3 Ксилитанның қанықпаған күрделі олигоэфирлері
3.3.1 Балқымадан ксилитан мен малеин ангидриді ПЭ реакциясы
Эксперименталдық мәліметтер (3.3.1 – 3.3.2 – сурет) ПЭ процестерінде
малеин ингидриді (МА) мөлшерінің әсері үлкен болғаны көрінеді. Реакция
аяқталуының ең үлкен дәрежесі ксилитан ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz