Мочевина-формальдегидті шайырлар: алынуы, қолданылуы және қасиеттері

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-17 18:58

Мочевина-формальдегидті шайырлар құрылыста, ағаш өңдеуде және экономиканың кейбір басқа салаларында кеңінен қолданылады. Олар алғаш рет 1927 жылы Америка Құрама Штаттарында өнеркәсіптік түрде шығарылды. Суға төзімділігі мен беріктігі бойынша мұндай шайырлар полиэстер мен эпоксидті материалдардан біршама төмен. Бірақ оларды жасау әлдеқайда арзан.

Ол қалай өндіріледі

FSC шайырлары, аты айтып тұрғандай, формальдегидті мочевинамен поликонденсациялау арқылы алынады. Олар тұтанғыш емес сулы суспензия болып табылады, олардың тұтқырлық дәрежесі мен түсі брендке байланысты өзгеруі мүмкін. Мочевина-формальдегидті шайырларды өндіру әдетте пиджакпен және арнайы араластырғыш құрылғымен жабдықталған арнайы аппаратты пайдалануды қамтиды. Жалпы алғанда, мұндай өнімдерді өндіру процесі үш негізгі кезеңді қамтиды:

• поликонденсация;
• қышқыл конденсациясы;
• кептіру.

Шайырды поликонденсациялау рН кезінде сілтілі ортада жүзеге асырылады.реакция ерітіндісі, 7,5-8 тең. Өндіріс барысында мочевина: формальдегидтің молярлық қатынасы 1:1,6-1,9 болуын қамтамасыз етіңіз.

Қышқылды конденсациялау рН=4,5-4,8 ортада жүргізіледі. Бұл кезеңде молекулалық массаның ұлғаюына байланысты ерітіндінің тұтқырлығы күрт арта бастайды. Қышқылдық конденсация реакциясының соңында шайырға карбамидтің тағы бір бөлігі қосылады. Бұл заттың қажетті мөлшері дайын ерітіндідегі компоненттердің молярлық қатынасы 1:1,3-1,4 болатындай етіп есептеледі. Кептіру сатысында шайыр әдеттегі тұтқырлықтың қажетті мәндеріне дейін жеткізіледі. Соңғы кезеңде өнім салқындатылып, оның уыттылығын азайту үшін өзгертіледі.

Пайдалану аймағы

Мочевина-формальдегидті шайыр (формула N=CH2 C=O және NH2 HOCH2NH C=O NH2) өндірісте қолданылуы мүмкін:

• ДСП және ДСП;
• фанер;
• толтырғыштар, лактар және бояулар;
• ылғалға төзімді қағаз және картон (сіңдіру);
• көбік.

Мочевина-формальдегидті шайыр (KF-MX2) бұрғылауда да өте жиі қолданылады. Бұл жағдайда цемент шламдарының негізі ретінде пайдаланылады. Соңғысы, өз кезегінде, ауада тез қатаюы мүмкін тұтқыр қоспалар. Цемент суспензиялары негізінен қаптамаларды бекіту және оларды коррозиядан қорғау үшін қолданылады.

FSC негізіндегі желім

Ағаш өңдеу өнеркәсібінің кәсіпорындарында оның таза түрінде FSC сирек қолданылады. Көбінесе ол ағаш ұстасында қолданылатын мочевина-формальдегидті шайыр желімінің негізгі элементі ретінде қызмет етеді. FSC негізінде жасалған мұндай өнімдердің бес негізгі түрі бар:

• KF-B - жылдам қататын желім;
• KF-O - жалпы мақсаттағы (формальдегид мөлшері 0,25%-дан жоғары емес);
• KF-MT - төмен уыттылық, ДВП және ДСП өндірісінде қолданылады;
• KF-F - жоғары сергектікпен;
• KF-BZh - KF-B және KF-Zh брендтерінің артықшылықтарын біріктіреді.

Тез қататын KF-B желімдері ағаш өңдеу өнеркәсібінде негізінен фанера өндірісінде және бір аралықты престе жиһаз панельдерін қаптауда қолданылады. Төмен уытты өнім KF-O негізінен қағазды байланыстыру үшін қолданылады. Сондай-ақ, мұндай желімді фанера өндірісінде қолдануға болады. ДСП және оны қолданумен ДВП жасалмайды. Чиптер немесе талшықтар негізіндегі тақталарды өндіру үшін KF-MT брендінің өнімі пайдаланылады.

Ыдыс мерзімі жоғары желім жиһаздың барлық түрлерін біріктіруге тамаша. Құрылыста, кейбір жағдайларда оны әлсіз топырақты нығайту үшін де қолдануға болады. KF-BZH әмбебап желімдері көбінесе фанер және жиһаз өндірісінде қолданылады. Оларды ағаш және құрылыс бұйымдарының әртүрлі түрлерін өндіруде де қолдануға болады. Қаттыдандырғыш түріне байланысты барлық FSC негізіндегі желімдерді ыстық және суық желімдеу үшін пайдалануға болады.

Кейдеқұрылыста, ағаш өңдеуде және т.б., әртүрлі модификациялық қоспалары бар арнайы желімдер де қолданылады.

KF-MT шайыр қасиеттері

Мочевина-формальдегидті шайырлардың техникалық сипаттамалары қолданылуына байланысты әртүрлі болуы мүмкін. Төмендегі кестеден ДВП және ДСП өндірісінде қолданылатын ең танымал KF-MT шайырының қасиеттері туралы ақпаратты алуға болады.

KF-MT

Сипаттамасы	Көрсеткіштер
Сыну коэффициенті	1,462…1,465
Қатты заттардың үлесі	66 % масса
Номиналды тұтқырлық +20 oC	30…50 VZ-4 сәйкес өндірілгеннен кейін бірден, 150 - 60 күннен кейін
Бос формальдегидтің рұқсат етілген массалық үлесі	0,3 %
rn	6,5…6,8
1% NHCL қосу арқылы желатиндеу (t=100/20 oC)	35…55 / 8

KF-MT KF-шайырлардың басқа брендтерінен, ең алдымен, салыстырмалы жоғары құрғақ қалдығы бар төмендетілген тұтқырлығымен ерекшеленеді. Мұндай сипаттамалар оны ауасыз бүріккіш араластырғыштарға енгізуге мүмкіндік береді. Мұндай жабдықты пайдалану, өз кезегінде, шайырмен өңделген ағаш бөлшектерінің ылғалдылығын айтарлықтай азайтуға және тиісінше, тақталарды престеу уақытын қысқартуға мүмкіндік береді.

Сіңдіретін шайырлар (SCFP)

Бұл FSC сорты ылғалға төзімді картон мен қағаз өндірісінде қолданылады. Кейде ол сәндік орамдық пленкаларды, ДСП мен ДВП фанераларын сіңдіру үшін де қолданылады. Төмендегі кестеде бұл өнімнің техникалық сипаттамалары көрсетілген.

SKFP

Сипаттамасы	Индикатор
Құрғақ қалдық	45…53 %
Салыстырмалы тұтқырлық	13-15 VZ-246 сәйкес 4 мм саптамамен
Бос формальдегидтің үлесі	0,5% артық емес
rn	7.3-8
100 C-де желатиндеу уақыты	2-5

Қаптамаларды өндіру үшін қолданылатын шайырдың сипаттамалары

Бұл мақсат үшін әдетте K-421-02 брендінің өнімі пайдаланылады. Бұл меламинді мочевина формальдегидті шайыр, мөлдір сұйықтық және келесі қасиеттерге ие:

K-421-02

Сипаттамасы	Индикатор
VZ-246 сәйкес номиналды тұтқырлық	40-55
Бос формальдегидтің үлесі	0,3% артық емес
Көмірсутек үйлесімділігі	157 мг/л-ден төмен емес
KOH қышқылының саны	1,0 артық емес
Ксилол үйлесімділігі 1:1	Толық
Қоспаны резеңке шайырмен немесе кастор глифталымен кептіру	45 минуттан артық емес

KF-MX2 қасиеттері

Цемент суспензияларын өндіру үшін қолданылатын мочевина-формальдегидті шайырлар да ГОСТ-қа толық сәйкес келуі керек.

KF-MX2

Сипаттамасы	Индикатор
Қатты заттардың үлесі	69 %
Бос формальдегидтің үлесі	0,5% артық емес
Сумен ерігіштігі 1-20 (t=20 oC)	Толық
PH	8-9
Гелатинизация	40-80

Мочевина-формальдегидті көбік: қолдану аясы

Бұл өнім негізінен құрылыста оқшаулағыш материал ретінде пайдаланылады. Оны суықтан оқшаулау үшін пайдалануға болады:

• стен;
• төбе астындағы кеңістік;
• едендер мен төбелер.

Кәдімгі полистирол көбікпен салыстырғанда, KFS көбікінің бір маңызды артықшылығы бар. Бұл материал толығымен жанғыш емес. Мочевина-формальдегидті шайырлар термоактивті заттар тобына жатады. Яғни, оларда кері реакциялар болуы мүмкін емес.анықтамасы. Тиісінше, FSC-көбік өрт кезінде балқыма түзбейді. Жалғыз нәрсе, ол жоғары температураның әсерінен адам денсаулығына қауіпті емес азот пен көмірқышқыл газын бөліп, аздап массасын жоғалтады. Көбіктің бұл түрінің қызмет ету мерзімі экструдталған полистирол көбікімен бірдей - шамамен 80 жыл. Бұл материалды пластиналар түрінде де, сұйық күйде де қолдануға болады. Соңғы жағдайда масса жай ғана әртүрлі құрылыс конструкцияларының қуыстарына құйылады.

FSC көбігі қалай жасалады

Алғаш рет бұл қызықты материал Германияда 30-жылдардың соңында пайда болды. Еуропада ғимараттар мен құрылыстарды салуда ол өте кең қолданылады. 30% жағдайда әртүрлі типтегі қоршау конструкцияларын оқшаулау кезінде бұл материал қолданылады. Жақында FSC-стирофам Ресейде көбірек танымал болды.

Бұл оқшаулауды өндіру технологиясы салыстырмалы түрде қарапайым. Сатылымда тіпті арнайы, салыстырмалы түрде арзан жабдық бар, оны негізінен кез келген адам сатып ала алады. Бұл параметрлер келесідей жұмыс істейді:

• фосфор қышқылының сулы ерітіндісі мен көбік түзгіштің контейнерлерінің біріне құйылады;
• мочевина-формальдегидті шайырдың өзі басқа контейнерге салынған;
• кран бөшкеде ашылады.

Материалдық құрамдастарды араластыру үшін қуатты сорғы пайдаланылады. Ол арқылы мочевина-формальдегидті шайыр мен көбік ағыны арнайы араластырғышта тазартылады. Осы ыдыста алынған масса құйыладысаптамасы бар шланг арқылы құрылыс конструкцияларының қуыстары.

Көбік пластмасса жасау үшін қолданылатын шайырдың қасиеттері

Осы мақсатта әдетте құрылыста KFZH-PV брендінің өнімі қолданылады. Бұл ақ немесе ашық қоңыр түсті сұйық шайыр, оның техникалық сипаттамалары ГОСТ талаптарына дәл сәйкес келуі керек.

KFJ-PV

Сипаттамасы	Индикатор
Құрғақ қалдық	51 %
Тегін формальдегид	0,25% артық емес
VZ-246 сәйкес номиналды тұтқырлық	17-25
rn	7,5-8,5
100 градуста желатиндеу oC	45-80
1:2 қатынасында сумен араласу	Толық
Кепілдендірілген сақтау мерзімі	20-25 күн

KF шайырлары қалай таңбаланады

Осылайша, мочевина-формальдегидті шайыр өнеркәсіп пен құрылыста өте кең қолданыс тапты. Бұл өнім ГОСТ-14192 талаптарына сәйкес таңбаланған. Контейнердің жапсырмасында FSC немесе шот-фактура болуы керек:

• сауда белгісімен өндірушінің аты;
• таза салмақ;
• шайыр сорты;
• өндірілген күні;
• саныкеш;
• стандарттың өзін белгілеу.

Шайырды қалай орау керек

Ірі ағаш өңдеу және құрылыс компаниялары бұл өнімді әдетте өте көп мөлшерде сатып алады. Бұл жағдайда мочевина-формальдегидті шайыр КФ теміржол цистерналарында межелі жерге жеткізіледі. Өнімнің шағын партиялары болат барабандарға құйылады. Қолданар алдында соңғысы, ГОСТ-13950 сәйкес, мұқият жуу керек. Стандарттар ұсақ сыртқы ақаулары бар қайта пайдалануға болатын барабандарға шайыр құюға мүмкіндік береді.

Сынақ әдістері

Кәсіпорындар мочевина-формальдегидті шайырларды партиялармен қабылдайды (бірдей сипаттамалары мен салмағы 200 тоннадан аспайды). Өнімнің сапасын тексеру үшін сынақтар жүргізіледі. Алғашқы кезеңде олар мыналарды шығарады:

• дақ үлгілерін металл түтікпен іріктеу;
• барлық үлгілерді шыны ыдыста біріктіру;
• үлгі алу күні мен орны көрсетілген жапсырмалар.

Сынақтардың өзі визуалды тексеруді, сондай-ақ зертханада анықтауды қамтуы мүмкін:

• әр үлгінің құрғақ салмағы;
• бос формальдегидтің массалық үлесі;
• сутегі иондарының концентрациясы;
• желатиндеу уақыты;
• Сумен араласу;
• ең күшті.

Қалай дұрыс тасымалдау және сақтау керек

Мочевина-формальдегидті шайыр (осы заттың қауіптілік класы - II) барлық көлік құралдарымен тасымалдауға болады. Ауа температурасы 0 ^оС төмен болған кезде тек жылу алмастырғыштары немесе жылу оқшаулағыш жабындары бар резервуарларды пайдалануға болады. Соңғы жағдайда жылыту резервуардың курткасына ыстық су беру арқылы жүзеге асырылады. Осы процедурадан кейінгі FSC температурасы 25 ^{оС аспауы керек. Өнімді бумен қыздыруға тыйым салынады.}

Жазда ауа температурасы 25 ^оС болған кезде шайырды 10 күннен аспайтын мерзімде тасымалдауға болады. Өнімді 5 ^оС төмен емес және 20 ^{оС жоғары емес температурада тығыз жабылған ыдыста сақтаңыз. Бөшкелерді немесе шайырлы резервуарларды тікелей күн сәулесінің астында ұстауға жол берілмейді. ГОСТ сондай-ақ бұл өнім салынған контейнерлерді атмосфералық жауын-шашынның әсерін болдырмайтын шатыр астында сақтауды белгілейді.}

Мочевина-формальдегидті шайыр: өндірушілер мен брендтер

Бүгінде Ресейде жылына шамамен 500 мың тонна CFS өндіріледі. Бұл өнімдерді өндірумен айналысатын ең ірі отандық компаниялар:

• Ugra Lespromholding;
• Шатура;
• Волга фанера және жиһаз зауыты;

Біздің елде ресейлік-финдік өндірушілер де мочевина-формальдегид шайыры сияқты өнімдерді шығарады. Бұл материалды өндіруге маманданған, мысалы, Swiss Krono Group еуропалық концерніне кіретін Kronostar-Vostok компаниясы. Сонымен қатар, FSC химия өнеркәсібінің «Akron PJSC» (Великий Новгород) және «Metafrax» PJSC сияқты алыптары шығаратын өнімдердің бір түрі болып табылады.