СТАДИИ
Фенол, формалин и катализаторы подаются из хранилищ центробежными насосами в мерники 1, 2, 3, 4, 5, 9, 13. Они отправляются в сетчатый фильтр 6, затем в реактор поликонденсации и сушки 7. В плавитель 11 подается олеиновая кислота, которая попадает в напорную емкость 12 и мерник 13, в дальнейшем попадая в реактор 7. Также из напорной емкости 8 подается половина требуемого количества соляной кислоты, которая проходя через мерник 9 отправляется прямо в реактор 7. Тем же образом из аппарата 10 щавелевая кислота направляется в в реактор 7. Холодильник 14 работает в режиме обратного. Реакционную смесь, находящуюся в реакторе поликонденсации и сушки, перемешивают в течение 10 мин и отбирают пробу для определения рН. Если рН находится в пределах 1,6-2,2, в рубашку реактора подают пар давлением 0,1-0,15 Мпа и при работающей мешалке в течение 30-45 мин нагревают смесь до 70-75 ºС. Дальнейший подъем температуры происходит за счет экзотермичности реакции, тепловой эффект которой равен 586 кДж на 1 кг реагирующего фенола. При достижении температуры смеси 90 ºС мешалку останавливают и в рубашку подают охлаждающую воду для предотвращения бурного вскипания. После установления равномерного кипения прекращают подачу охлаждающей воды, снова включают мешалку и добавляют вторую порцию соляной кислоты. Через 10-15 мин после этого возобновляют подачу пара в рубашку.
Общая длительность процесса составляет 1,5-2 часа. Конденсацию заканчивают при плотности эмульсии 1170-1200 кг/м3 в зависимости от природы фенольного сырья.
При переходе на сушку холодильник переключают на прямой и включают вакуум-насос. Во избежание переброса смолы в холодильник вакуум увеличивают постепенно. К концу сушки вакуум поднимают до 93 кПа и выше. Температуру смолы к концу сушки постепенно повышают до 135 – 140 ºС. После завершения сушки следует выдержка при постоянной температуре.
СВОЙСТВА
ФФС – вязкие жидкости или твердые вещества, полученные поликонденсацией фенолов с формальдегидом или его производными.
· механическая устойчивость, прочность
· коррозионная устойчивость
· высокие электроизоляционные свойства
· отличная растворимость в алифатических и ароматических углеводородах, хлорсодержащих растворителях и кетонах. Растворимы в водных растворах щелочей и полярных растворителях, после отверждения превращаются в густосшитые полимеры аморфной микрогетерогенной структуры.
· высокая остаточная прочность после воздействия повышенных температур.
· и формальдегид, и фенол, применяющиеся в производстве фенолформальдегидной смолы, являются ядовитыми и огнеопасными веществами. Фенолформальдегидная смола негативно воздействует на организм человека: вызывает экземы и дерматиты. Более того, формальдегид обладает еще и канцерогенным действием.
ОТВЕРЖДЕНИЕ ФФС
Резольные смолы обычно отверждают путем нагревания. Поскольку при отверждении происходит по существу продолжение поликонденсации, резолы иногда называют одностадийными смолами. Различают три стадии отверждения фенолформальдегидных смол: А (начальную), В (промежуточную), С (конечную). В зависимости от стадии, на которой находится смола, ее называют соответственно резол, резитол и резит. На стадии А смола при нагревании плавится и пребывает в вязкотекучем состоянии. На стадии В смола переходит из вязкотекучего в высокоэластичное состояние. На стадии С образуется твердый резит, который при нагревании лишь слегка размягчается. Отверждение в присутствии кислот происходит с гораздо большей скоростью, чем термическое, однако прочность и другие эксплуатационные свойства образующихся полимеров невысоки.
ПРЕИМУЩЕСТВА ИСПОЛЬЗУЕМОГО МЕТОДА И ПРИМЕНЕНИЕ ФФС
Самым главным преимуществом периодического метода производства является получение резольных олигомеров широкого марочного ассортимента. Непрерывный метод создает условия для стабильного крупнотоннажного производства смол узкого марочного ассортимента.
Фенолформальдегидные смолы находят большое применение в производстве различных видов пластмасс. Большие количества резольных смол применяют для производства фанеры и различных материалов на основе древесины, а также для связывания стекловолокна и асбеста при изготовлении тепло- и звукоизоляционных материалов. Фенолформальдегидные смолы используют в производстве абразивного инструмента – шлифовальных кругов и полотен, в литейной промышленности – для получения оболочковых форм. Фенолформальдегидные смолы имеют большое значение как основа лаков, эмалей, клеев и герметиков. Также используются при изготовлении стержней в производстве отливок из чугуна. Производство фенолформальдегидных смол постоянно растет. Задача экономическо-технологической части состоит в экономическом обосновании технических решений, принятых в курсовой работе, которое сводится к эффективности, определяемой себестоимостью продукции, удельными капитальными вложениями, сроком окупаемости капитальных вложений.