Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Синтез, свойства и применение полиолов на основе отходов жесткого пенополиуретана Галимзянова Альфия Рафаилевна

Синтез, свойства и применение полиолов на основе отходов жесткого пенополиуретана
<
Синтез, свойства и применение полиолов на основе отходов жесткого пенополиуретана Синтез, свойства и применение полиолов на основе отходов жесткого пенополиуретана Синтез, свойства и применение полиолов на основе отходов жесткого пенополиуретана Синтез, свойства и применение полиолов на основе отходов жесткого пенополиуретана Синтез, свойства и применение полиолов на основе отходов жесткого пенополиуретана Синтез, свойства и применение полиолов на основе отходов жесткого пенополиуретана Синтез, свойства и применение полиолов на основе отходов жесткого пенополиуретана Синтез, свойства и применение полиолов на основе отходов жесткого пенополиуретана Синтез, свойства и применение полиолов на основе отходов жесткого пенополиуретана Синтез, свойства и применение полиолов на основе отходов жесткого пенополиуретана Синтез, свойства и применение полиолов на основе отходов жесткого пенополиуретана Синтез, свойства и применение полиолов на основе отходов жесткого пенополиуретана
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Галимзянова Альфия Рафаилевна. Синтез, свойства и применение полиолов на основе отходов жесткого пенополиуретана : Дис. ... канд. хим. наук : 02.00.06 : Казань, 2003 129 c. РГБ ОД, 61:04-2/19-7

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА 1. Литературный обзор 8

1.1. Общие сведения о полиуретанах 8

1.2. Жесткие пенополиуретаны 16

1.3. Основные направления утилизации полиуретановых отходов 25

1.4. Гликолиз пенополиуретановых отходов 32

ГЛАВА 2. Экспериментальная часть 39

2.1. Характеристика исходных компонентов 39

2.2. Методика синтеза пенополиуретана 42

2.3. Методика деструкции пенополиуретана 43

2.4. Методики синтеза полиуретанов на основе продуктов гликолиза 44

2.4.1. Синтез полиуретановых клеевых композиций на основе продуктов гликолиза системы (ППУ + Л-564) 44

2.4.2. Синтез жестких пенополиуретанов на основе продуктов гликолиза систем (ППУ + Л-564) и (ППУ + Л-564 + Л-294 + Л-5003) 44

2.5. Методы исследования исходных компонентов 44

2.6. Методы исследования и расчеты физико-химических параметров продуктов гликолиза 45

2.7. Методы исследования полиуретанов 52

ГЛАВА 3. Результаты экспериментов и их обсуждение 53

3.1. Структура жесткого пенополиуретана и механизм его химической деструкции 53

3.1.1. Обоснование выбора условий деструкции 53

3.1.2. Физико-химические параметры продуктов гликолиза системы (ППУ + Лапрол-564) в процессе химической деструкции 55

3.1.3. Механизм гликолиза жестких пенополиуретанов под действием Ла-прола-564 67

3.1.4. Физико-химические параметры продуктов гликолиза системы (ППУ + Л-564 + Л-294 + Л-5003) и механизм химической деструкции ППУ 81

3.2. Синтез и свойства вторичных полиуретанов 93

3.2.1. Структура и свойства продуктов гликолиза, рекомендуемых для синтеза вторичных полиуретанов 93

3.2.2. Полиуретановые клеевые композиции на основе продукта гликолиза системы (ППУ + Л-564) 95

3.2.3. Жесткие пенополиуретаны на основе продуктов гликолиза систем (ППУ + Л-564) и (ППУ + Л-564 + Л-294 + Л-5003) 102

Выводы 105

Список литературы 106

Введение к работе

Актуальность проблемы. Жесткие пенополиуретаны (ПТГУ), благодаря уникальному сочетанию низкой теплопроводности, легкости и высокой технологичности находят все более широкое применение в различных отраслях промышленности. Ежегодный выпуск этих полимеров возрастает в среднем на 10 % и на сегодняшний день оценивается в 2 млн. т.

Высокие темпы и объемы производства жестких ППУ приводят к накоплению значительных количеств промышленных отходов, являющихся источниками загрязнений окружающей среды. В то же время снижение запасов природных ресурсов, и как следствие, их удорожание и дефицит диктуют настоятельную необходимость использования вторичного сырья.

Наиболее перспективным решением этих эколого-экономических проблем, является химическая деструкция отходов ППУ методом гликолиза. Подавляющее число исследований в этой области направлено на расширение ассортимента деструктирующих агентов (ДА), изучение их влияния на конечные свойства продуктов и синтез на основе последних вторичных полиуретанов (ПУ). Данных о закономерностях химической деструкции, отражающих влияние физических и физико-химических факторов на механизм разрушения полимера, а также на свойства и структуру образующихся соединений, практически нет. Указанное значительно усложняет выбор оптимальных условий получения продуктов гликолиза с заданным комплексом свойств. Кроме того, большинство известных гидроксилсодержащих соединений, разрушающих сетчатую структуру ПУ, являются дорогостоящими и дефицитными. В этой связи разработка метода гликолиза, лишенного указанных недостатков, является актуальной.

Диссертационная работа выполнена по заданию Министерства образования РФ на проведение в 2001 -2005 гг. научных исследований по тематическому плану НИР п. 1.5.01.

Работа выполнена при поддержке Центра содействия интеграции высшего образования и фундаментальной науки, Г-03-28-01 (№ 380) 2001 г.

Целью работы являлась разработка научно-обоснованного метода химической деструкции жесткого ППУ с использованием эффективных и доступных гидроксилсодержащих соединений для синтеза новых полиолов и создания на их основе технологий получения конкурентоспособных ПУ материалов.

Научная новизна работы состоит в том, что предложен и экспериментально обоснован метод химической деструкции жестких ППУ под действием оксипропилированных гидроксилсодержащих соединений, позволяющий направленно получать новые полиолы.

Установлена корреляция между структурой разрушаемого ППУ, природой ДА и составом продуктов гликолиза.

Впервые исследованы закономерности изменения физико-химических свойств продуктов гликолиза в зависимости от условий разрушения.

Выдвинут механизм химической деструкции жесткого ППУ, основанный на алкоголизе уретановых и мочевинных групп с образованием длинно-цепных полиядерных уретанполиолов с последующим их расщеплением на более мелкие фрагменты полиольной, уретанполиолъной, уретанмочевинпо-лиольной и аминполиольной природы.

Практическая значимость работы заключается в разработке технологии получения полиолов на основе отходов жестких ППУ и синтеза на их основе ПУ композиций, что позволяет решить проблемы ресурсосбережения и загрязнения окружающей среды.

Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на научных конференциях: 7 Международной конференции по химии и фи-зико-химии олигомеров «Олигомеры - 2000», Пермь, 2000 г.; Российской конференции «Актуальные проблемы нефтехимии», Москва, 2001 г.; VIII и IX конференциях «Резиновая промышленность. Сырье, материалы, технология», Москва, 2001 - 2002 гг.; X Международной конференции студентов и

аспирантов «Синтез, исследование свойств, модификация и переработка высокомолекулярных соединений», П Кирпичниковских чтениях, Казань, 2001 г.; Научно-практической конференции «Состояние и перспективы развития ОАО «Казанского завода синтетического каучука», Казань, 2001 г.; I Всероссийской конференции по каучуку и резине, Москва, 2002 г.; Научно-практической конференции «Производство и применение эластомерных материалов в строительстве», Казань, 2002 г.; Юбилейной научно - методической конференции «Ш Кирпичниковские чтения», Казань, 2003 г.; семинарах и научных сессиях Казанского государственного технологического университета 2000-2003 гг.

Публикации. Основные результаты исследований и практической реализации опубликованы в 5 статьях, 6 тезисах докладов.

Объем работы. Диссертация изложена на 129 страницах и состоит из введения, 3 глав, выводов и списка литературы, состоящего из 327 наименований. Работа иллюстрирована 26 рисунками и содержит 17 таблиц.

Автор выражает глубокую благодарность доктору технических наук, профессору Зенитовой Любовь Андреевне за помощь в постановке задачи исследования и научные консультации при выполнении работы, доктору химических наук, профессору Валуеву Валерию Ивановичу за неоценимую помощь в проведении эксперимента и обсуждении результатов работы, ведущему инженеру Розенталь Наталие Александровне за помощь в постановке эксперимента.

#

Жесткие пенополиуретаны

В последние несколько десятилетий потребление жестких ППУ во всех отраслях промышленности возрастает гигантскими темпами. Так в 1965 г. в мире использовалось не более 10 тыс. тонн этого материала, в 1975 г. 350 тыс. тонн, в 1990 году 1,06 млн. тонн, а в 1996 г. мировое потребление жестких ППУ составило 1,70 млн. тонн [56-58]. Указанные материалы используют, главным образом, в строительстве (60 %) и для технической изоляции (40 %) [57-59]. На рис. 1.4 представлено распределение потребления жестких ППУ в строительстве по странам. Большая доля потребления приходится на страны Северной Америки (43 %) и Западной Европы (35 %). Следует также отметить Азиатско - Тихоокеанский регион (10 %) [57, 60]. Несмотря на небольшую долю в мировом потреблении в данном секторе рынка наблюдается ежегодный рост объемов потребления за счет повышения уровня жизни в странах этого региона [61].

Основное назначение жестких ППУ - теплоизоляция [59, 62-65]. Преимущества данных материалов очевидны. Жесткие ППУ отличаются высокими теплоизоляционными свойствами, широким интервалом рабочих температур, высокой удельной прочностью, малой водо- и паропроницаемостью, широкими технологическими возможностями получения, а также стойкостью к коррозии, воздействию атмосферных факторов, химических сред и радиации.

Одним из преимуществ жестких ППУ перед другими пеноматериалами является легкость в изготовлении как на промышленных предприятиях, так и непосредственно на месте применения, путем смешения двух компонентов А и Б (реакции 1.1 - 1.9). Компонент А представляет собой смесь олигомеров, катализаторов, вспенивающих агентов, антипиренов и специальных добавок. В качестве компонента Б используются различные полиизоцианаты [68, 69].

Реакции вспенивания и отверждения протекают настолько быстро, что уже через несколько минут изделие готово для дальнейшего применения. Определяющими эксплуатационными параметрами при подборе ингредиентов для формирования рецептуры являются теплопроводность, длительная прочность, влагопоглощение, горючесть, а также экологическая безопасность. С другой стороны, особое значение для потребителя имеют технологические параметры, такие как время старта, время гелеобразования и температура полимеризации [66]. Регулирование основных эксплуатационных и технологических характеристик жестких ППУ проводится за счет варьирования природы исходного сырья, в частности, подбором различных модифицирующих добавок [67].

В качестве олигомерной составляющей компонента А обычно применяют гидроксилсодержащие соединения: простые и сложные полиэфиры [70-75]. Основные типы простых полиэфиров выпускаются в России под торговыми марками: Лапрол-503, Лапрол-503М, Лапрол-805, Лапрол-373, Лапрол-564, Лапрамол-294, Лапромол-375-2-20, Лапрол-263, Фосфополиол-П. Сложные полиэфиры выпускаются под марками: П-3, П-500, П-509, ПК-1, ОЛГ-9. Основное производство простых полиэфиров размещено на ОАО «Нижне-камскнефтехим» (г. Нижнекамск, Татарстан), сложных полиэфиров - на Ро-шальском химкомбинате (г. Рошаль, Московской обл.). Небольшие количества простых полиэфиров (главным образом специальных марок) выпускает Владимирский химический завод (г. Владимир) [69]. Полиэфиры, используемые в производстве жестких ППУ имеют функциональность от 3 до 8 и молекулярную массу 300-800 [76].

Основным типом простых полиэфиров, применяющихся в производстве ППУ, являются олигопропиленполиолы, различной функциональности и молекулярной массы [77]. Такие олигоэфиры могут быть модифицированы окисью этилена с целью введения более реакционноспособных первичных гидроксилъных групп.

Сложные полиэфиры при получении жестких ППУ используют преимущественно на основе дикарбоновых кислот и смеси диолов с триолами или более высокофункциональными полиолами (пентаэтрит, ксилит). Увеличение доли триольного компонента в сложном олигоэфире приводит к получению ППУ с большей жесткостью, обладающих более высокой термо- и химической стойкостью, меньшим удлинением. В сложном полиэфире, предназначенном для производстве жестких ППУ, должно быть лимитировано кислотное число (1-4) и содержание влаги [78]. ППУ на основе сложных полиэфиров характеризуются хорошими механическими свойствами, но низкой стойкостью к гидролизу [79].

Жесткие ППУ на основе простых полиэфиров по физико-механическим показателям не уступают ППУ на основе сложных, в то же время, они легче перерабатываются вследствие пониженной вязкости. Также отмечено, что ППУ на основе простых полиэфиров отличаются лучшей стойкостью к действию низких температур, устойчивы к кислотам и щелочам, имеют незначи « тельную хрупкость и высокую эластичность [36].

Методика деструкции пенополиуретана

Для получения жесткого ППУ использовалась следующая рецептура в Синтез жестких ППУ проводили путем смешения гидроксилсодержа-щего компонента («компонент А») с изоцианатсодержащим компонентом («компонент Б»). Ингридиенты рецептуры: Л-564, глицерин, вода, КЭП - 2А, ДМЭА, фреон составляют «компонент А». ПИЦ является «компонентом Б». Соотношение компонентов А и Б в рецептуре равно 1,1. Соотношение NCO/OH составило 1 (изоцианатный индекс ППУ = 100 %).

Синтез жестких ППУ осуществляли при комнатной температуре. В полиэтиленовый стакан загружали Л-564, глицерин, воду, КЭП - 2А и перемешивали на электрической мешалке со скоростью 3000 об./мин. в течение 60 с, затем добавляли ДМЭА и фреон, и перемешивали 10 с. Затем вводили рассчитанное количество ПИЦ и перемешивали 10 с. Полученную смесь выливали в жестяную коробку размером 0,15 х 0,15 х 0,15 м и наблюдали за процессом вспенивания по ТУ 6-55-32-89, фиксируя при этом следующие характеристики: а) время старта (с) - время от начала перемешивания компонентов до момента начала подъема пены - определяется по «побелению» композиции и начальному движению вверх; б) время гелеобразования (с) - время от начала перемешивания до по явления тянущихся нитей материала образующихся при периодическом «прокалывании» поднимающегося пенопласта стеклянной палочкой; в) время подъема пены (с) - время от начала перемешивания компонентов до момента окончания подъема пены - определяется по прекращению изменения высоты пенопласта.

Затем образцы вынимались из коробки и разрезались по высоте. Образец считался качественным, если на срезе не содержалось трещин, разрывов и внутренних полостей.

По истечении 3 суток после измерения временных параметров вспенивания из полученного пенопласта вырезаются образцы правильной геометрической формы для определения кажущейся плотности по ГОСТ 409 - 77.

Химическую деструкцию (гликолиз) жесткого ППУ проводили в элек-трообогреваемой трехгорлой колбе с перемешивающим устройством при температурах 150 - 220С в течение 7-30 часов. В колбу загружали ДА (Л-564 или смесь Л-564, Л-5003 и Л-294 соответственно). Далее доводили температуру до заданного уровня и непрерывно вводили предварительно измельченный ППУ с условным диаметром 2-5 мм. Скорость мешалки 300 об./мин. Скорость подачи крошки была установлена в соответствии со скоростью гомогенизации системы. Массовое соотношение ППУ : ДА было выбрано экспериментально, исходя из максимального количества отходов и минимального ДА, и составило 40 : 60 % масс. Временем начала процесса считали момент введения крошки в ДА. В процессе гликолиза отбирали пробы на физико-химический анализ. Первая проба бралась на момент видимой гомогенизации системы. 2.4. Методики синтеза полиуретанов на основе продуктов гликолиза Синтез полиуретановых клеевых композиций на основе продуктов гликолиза системы (ППУ + Л-564)

Клей УКппу состоит из продукта гликолиза, изоцианата и растворителя, и готовится путем смешения компонентов перед применением. Первый компонент представляет собой раствор продукта гликолиза в растворителе, концентрация которого варьировалась в пределах 30 - 60 масс. %, второй - изо-цианатный. Расчет компонентов производили из найденной Сон в продукте гликолиза и известной Смсо в изоцианатном компоненте. Соотношение NCO : ОН - 0,5 - 2.

Полученные клеевые соединения на основе композиции УКППУ испытывали в соответствии с ГОСТ. Синтез жестких пенополиуретанов на основе продуктов гликолиза систем (ППУ + Л-564) и (ППУ + Л-564 + Л-294 + Л-5003)

Синтез вторичных жестких ППУ проводился аналогично п. 2.2. путем замены части Л-564 на продукты гликолиза систем (ППУ + Л-564) и (ППУ + Л-564 + Л-294 + Л-5003).

Обоснование выбора условий деструкции

Объектами гликолитической деструкции явились отходы производства жесткого ППУ, предназначенного для теплоизоляции холодильного оборудования. Выбор последних, как следует из литературного обзора, обусловлен большими объемами их производства, и, следовательно, наличием достаточной базы вторичного сырья. В работе отходы производства жестких ППУ имитировались образцами, синтезированными в лабораторных условиях (раздел 2: 2).

В качестве деструктирующих агентов (ДА) использовали оксипропи-лированные гидроксилсодержащие соединения: простой полиэфир на основе оксида пропилена (торговая марка Лапрол-564 (Л-564), ММ 560, fn0H = 4); или смесь Л-564, простого полиэфира на основе оксидов пропилена и этилена (торговая марка Лапрол-5003 (Л-5003), ММ 5000, fn0H= 3) и N, N, N , N , -тетрагидроксипропиленэтилендиамина (торговая марка Лапрамол-294 (Л-294), ММ 290, fnoH= 4). В дальнейшем для удобства изложения химические названия соединений приводятся в соответствии с их торговыми марками.

Выбор ДА обусловлен их доступностью (рассматриваемые соединения выпускаются на ОАО «Нижнекамскнефтехим») и относительно невысокой стоимостью, а также возможностью целенаправленного варьирования в широких пределах свойств конечных продуктов.

Массовое соотношение ППУ и ДА составляло 40 : 60 и было выбрано экспериментально, исходя из расчета максимального количества ППУ и минимума ДА, с целью разрушения как можно большего количества отходов. Таким образом, в данной работе были исследованы следующие системы: 1) ППУ : Л-564 в массовом соотношении 40:60;

Температурный режим деструкции (Тд). Гликолиз проводили в диапазоне температур 150 - 220С. Выбор нижнего температурного интервала (150С) обусловлен минимальными энергетическими затратами, необходимыми для начала процесса деструкции. Верхняя граница (220С) ограничивалась негативным влиянием термоокисления. Это положение основывается на исследованиях проведенных Таракановым О. Г. и сотр. [308 - 311], согласно которым уретановые и мочевинные группы, благодаря наличию в своей структуре подвижного атома водорода, ингибируют процессы термоокисления простых полиэфиров. К примеру, термоокислительная деструкция простых полиэфиров происходила при температуре 100С. Если же в структуре полимера имелись уретановые и мочевинные группы, то разрушение происходило при температуре выше 200С.

В данной работе реакции термического разложения ППУ сведены к минимуму, благодаря наличию в системе гидроксилсодержащих соединений. Подтверждением сказанного служат реакции, моделирующие условия гликолиза ПУ полимера, проведенные в работе [226]: согласно которой, монофункциональный карбамат нагревали при 195С в течение 2,5 ч без этиленгликоля и в его присутствии. В первом случае наблюдалась термическая деструкция с образованием фенилимидазолидона, воды, анилина, эпоксида и СОг (реакция 3.1). В присутствии этиленгликоля указанные продукты не были обнаружены, из реакционной смеси выделялись бензиловый спирт и гидро ксифенилкарбамат (реакция 3.2).

Временной режим деструкции (ід). Анализ продуктов гликолиза проводили с момента видимой гомогенизации системы, которая наступала тем раньше, чем выше Тд и активность ДА. Временем начала процесса деструкции считали момент введения крошки в ДА. С ростом Тд снижался исследуемый временной диапазон.

Размер крошки. Оптимальный размер частиц ППУ по экспериментальным данным составил 2-5 мм. Указанная величина обеспечивала эффективное расщепление полимера, а также снимала проблему нежелательного воздействия статического электричества, характерного для тонкодисперсной пыли. Применение крошки с условным диаметром выше 5 мм приводило к увеличению времени деструкции.

Способ введения крошки. Введение предварительно размолотого ППУ осуществлялось путем непрерывной его подачи в ДА при скорости перемешивания 300 об./мин. Единовременная загрузка крошки, вследствие высокой насыпной плотности, приводила к накоплению ее на поверхности ДА с последующей агломерацией.

Структура и свойства продуктов гликолиза, рекомендуемых для синтеза вторичных полиуретанов

Вероятность образования в полимере аллофанатных и биуретовых связей очень мала, так как изоцианатный индекс ППУ = 100 % (выраженное в процентах отношение взятого количества изоцианатных групп к стехиомет-рически необходимому). Но даже если предположить наличие небольшого количества указанных групп в структуре ППУ, то в процессе деструкции в исследуемом температурном диапазоне (150 - 220С), они будут взаимодействовать с ОН- группами ДА (реакция 1.24 и 1.25, разд. 1.4), образуя при этом уретан- и мочевинсодержащие соединения. Следовательно, основными группами, по которым может пройти деструкция, являются уретановые и мо-чевинные. Согласно [222], алкоголиз уретановых групп протекает быстрее, мочевинных. Причем наиболее доступными являются уретановые связи образованные ОН -группами Л-564 ввиду меньших стерических факторов. Места атаки приведенного фрагмента ППУ ДА показаны стрелками (рис. 3.8).

Механизм разрушения жесткого ППУ по уретановым связям предполагает их гликолиз под действием ОН -групп Л-564 (реакция 1.26, разд. 1.4) по типу реакции переэтерификации.

В начальный период деструкции из полимерной матрицы, в результате гликолиза менее стойких уретановых связей, «вырываются» крупные куски макромолекул соединений типа 1 и 2. Формируются громоздкие разветвленные соединения с высокой функциональностью по ОН -группам ( 19) и фрагментам МДИ ( 8), в которых сохраняются стерически затрудненные уретановые, а также мочевинные группы, как более стойкие к алкоголизу. Это подтверждается результатами ГПХ. Так, анализ хроматограмм проб, отобранных в первые часы деструкции, показал наличие фракций с ММ 74000 и fwflH 30.

Далее, очевидно протекает гликолиз высокомолекулярных соединений типа 1 и 2 с образованием более мелких фрагментов. Причем сначала происходит разрушение соединения типа 1. Согласно принципу [316], когда более длинная полимерная цепь, имеющая в своей структуре большее число реак-ционноспособных центров (в данном случае уретановых связей) подвергнется деструкции быстрее, чем молекула с меньшей ММ. В результате реакций 3.1 - 3.3 идет образование соединений типа 3 - 6 с f j = 2 -5и эн =13- -7. Об этом свидетельствует снижение значений Mw (как наиболее чувствительной к деструктивным процессам) и вязкости, а также увеличение массовой ь доли молекул с fum = 3 (табл. 3.2, 3.3, разд. 3.1.2).

По мере углубления деструкции вновь образовавшиеся соединения типа 3 - 6 распадаются по оставшимся уретановым связям до соединений типа 7 - 10 (реакции 3.4 - 3.7), содержащих с своей структуре 1-2 фрагмента МДИ с юн = 8 -5. Подтверждением этого является снижение параметров ММР и вязкости (табл. 3.1, рис. 3.7, разд. 3.1.2), а также уменьшение доли полифункциональных по фрагментам МДИ молекул мди 6) с одновременным увеличением би- и монофункциональных молекул (ґмди = 2- - 1). Количество нефункциональных по ароматике молекул неизменно, что вызвано протеканием обменных реакций между Л-564 и монофункциональными молекулами (реакция 3.8).

Необходимо отметить, что на хроматограммах, отобранных в процессе деструкции, не обнаружены низкомолекулярные пики соответствующие глицериновой составляющей. На основании этого можно предположить, что распад соединения типа 10 под действием ДА с образованием глицерина мало вероятен.

В свою очередь, образовавшиеся соединения, особенно с низкой молекулярной массой (типа 5, 7 - 10) могут являться ДА по отношению к полифункциональным макромолекулам (соединениям типа 1, 2, 4, 6). Следует также отметить, что гликолиз системы (ІТПУ + Л-564) во всем исследуемом температурном диапазоне приводит к образованию соединений с foH 4. Об этом свидетельствует грубая оценка среднечисленной функциональности по ОН - группам (fnoH = 4,72).

При длительном воздействии высоких температур (Тд 180С) возможно протекание гликолиза мочевинной группы (реакция 3.9) с образованием аминполиола (соединение 11):

Однако, образование соединений с аминогруппами, по-видимому, незначительно, ввиду низкой концентрации в системе мочевинных групп (на 1 элементарное звено разрушаемого ППУ приходится 14 уретановых и 1 моче-винная группы). Именно поэтому, обнаружение указанных продуктов ИК -спектроскопией и химическими методами (разд. 2.6) не представлялось возможным. Следовательно, концевыми функциональными группами продуктов деструкции являются в основном ОН -группы, количество которых в системе неизменно (рис. 3.6, разд. 3.1.2).

Предложенный механизм разрушения сетчатой структуры ППУ находится в соответствии с данными ИК - спектроскопии. В спектрах продуктов гликолиза (рис. 3.9) были обнаружены полосы поглощения характерные для Л-564 (рис. 3.10): интенсивные валентные колебания простой эфирной группы С-О-С в области 1080 см-1, валентные колебания ассоциированной ОН-группы в области 3380 см-1 и плоские деформационные колебания ОН -группы в области 1400 см"1. Кроме того, присутствуют новые полосы: 1710 см" (валентные колебания С=0 связи уретановой группы), 1600 см"1 (валентные колебания С=С связи бензольного кольца), 1510 см"1 (составные частоты деформационных колебаний N-H и валентных колебаний C-N уретановой группы) и 1210 см"1 (валентные колебания C-N-H связи уретановой группы) [313 - 315]. Идентификация мочевинной группы затруднена, так как характерные для нее полосы поглощения такие как валентные колебания N-H связи в области 3300 см-1 и валентные колебания С=(9 связи в области 1575-1660 см-1 перекрываются более интенсивными полосами гидроксильной группы и бензольного кольца [317-319].

Похожие диссертации на Синтез, свойства и применение полиолов на основе отходов жесткого пенополиуретана