Проектирование производства фосфорсодержащего вещества - Учим химию
Опубликовано: 04.09.2018
Фосфорсодержащие полимеры привлекают внимание многих исследователей своими ценными качествами и потенциальными возможностями. К ним, прежде всего, относятся: огнестойкость, хорошая адгезия к ряду материалов, ионообменная и хелатообразующая способность, биологическая активность и другие свойства. Благодаря этим качествам фосфорсодержащие полимеры широко используются в качестве добавок и модификаторов традиционных полимеров, для придания им тех или иных специфических свойств, биологически активных препаратов, сорбентов благородных металлов стабилизаторов полимеров.
Акриловые кислоты, а также и их производные ((мет)акрилаты), являются широко распространенными мономерами, которые нашли применение в производстве пластмасс, каучуков, синтетических волокон, органического стекла, и т.д. Однако эти материалы горючи, поэтому все более остро встает проблема снижения их горючести. Поиск материалов, способных снизить горючесть полимеров, уменьшающих образование вредных продуктов и дыма при горении, продолжается. Как правило, основные способы ингибирования горения полимеров основаны на применении хлор- и бромсодержащих антипиренов, а также на модификации полимеров хлор- или бромсодержащими соединениями. Но, как было установлено, эти вещества, попадая в атмосферу, способствуют разрушению озонового слоя Земли, а также являются опасными для человека. Поэтому одной из главных задач современного полимерного материаловедения является разработка безгалоидных способов снижения горючести. Однако никакими добавками нельзя полностью предотвратить горение полимеров. Но можно существенно уменьшить скорости горения и распространения пламени и получить самозатухающий материал.
Анализ литературных источников позволил сделать вывод о том, что, как и в ряде других случаев, введение фосфора в структуру акрилатных мономеров (фосакрилаты) может быть успешно использовано для решения этой проблемы.
Целью данной работы является изучение синтеза фосфорсодержащих метакрилатов на примере переэтерификации диметилового эфира β - цианоэтилфосфоновой кислоты 2-гидроксиэтилметакрилатом (МЭГ) с образованием ди(2-метакрилоил β-оксиэтилового) эфира 2 - цианоэтилфосфоновой кислоты, а также подготовка исходных данных для проектирования производства этого фосфорсодержащего соединения.
Для достижения поставленной выше цели, проводились экспериментальные работы по проведению и изучению протекания реакции. Реакция переэтерификации, как правило, является довольно длительно идущей реакцией (от 3 до 7 часов), при проведении ее с использованием традиционного нагревания. Представляется перспективным также использование в этом синтезе микроволнового излучения, значительно снижающего время протекания реакции (в десятки и сотни раз) по сравнению с традиционно используемым нагреванием.
На основании проведенных лабораторных исследований этого процесса, а также в результате анализа литературных источников, были получены данные, представленные в настоящей работе.
Пояснительная записка содержит следующие разделы:
· Общие сведения о технологии, где представлено производство аналогов предлагаемого продукта, а также их сравнение. Кроме того, указаны характеристики и схема лабораторной установки, на которой проводилось изучение процесса переэтерификации диметилового эфира β -цианоэтилфосфоновой кислоты 2-гидроксиэтилметакрилатом;
· Технико-экономическое обоснование рекомендуемого способа производства, а также его перспективы. В этом разделе показаны возможности использования побочных продуктов для получения исходных реагентов. Таким образом, достигается безотходность производства;
· Литературный обзор представляет собой анализ литературных источников по проектируемому производству;
· Нормативно-техническая документация на сырье, вспомогательные материалы и продукцию, где указаны нормативные документы на эти соединения, а также условия их хранения, транспортировки, упаковки;
· Физико-химические и теплофизические свойства исходных, промежуточных, побочных, целевых продуктов и отходов. В этом разделе приводятся физико-химические константы и характеристики исходных, побочных и конечных продуктов;
· Физико-химические основы технологических процессов, где проводится анализ физико-химических превращений, их химизм, приведен механизм основной реакции;
· Описание технологической схемы. В этом разделе предлагается новая технологическая схема производства целевого продукта методом переэтерификации, а также ее описание;
· Данные для расчета основного оборудования. Приведены рекомендации и обоснования выбора оборудования;
· Аналитический контроль производства. Приводится перечень необходимых методов анализа, применяемых в предлагаемой технологии, а также периодичность аналитических испытаний;
· Выводы и рекомендации. В этом разделе обобщены основные выводы всех разделов и приводятся рекомендации к разрабатываемому технологическому процессу.
