Высокохлорированные парафины для эластомеров : Получение, разработка композиций

• Автор: Гордон, Елена Петровна
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 144 с.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1 Литературный обзор
1Л Хлорпарафины
1Л Л Общая характеристика хлорпарафинов
1Л .2 Применение хлорпарафинов
1Л .3 Замедлители горения
1.2Хлорирование парафиновых углеводородов
1.2Л Механизм реакции хлорирования парафиновых углеводородов
1.3 Реакционная способность парафиновых углеводородов
1.4 Способы инициирования хлорирования
1.4.1 Термическое хлорирование
1.4.2 Каталитическое хлорирование
1.4.3 Радиационное хлорирование
1.5 Хлорирование парафинов фракций С]8 и выше
1.6 Технология жидкофазного хлорирования
1.6.1 Условия процесса и типы реакторов
1.6.2 Технология процесса
2 Объекты и методы исследования
2.1 Сырьё
2.2 Методы исследования
2.3 Методика приготовления образцов резиновых смесей
3 Экспериментальная часть
3.1 Синтез твердого хлорпарафина
3.1.1 Синтез твердого хлорпарафина на лабораторной установке
3.1.2 Выяснение причин замедления вулканизации смесей с хлорпарафи-. ном. Динамика изменения непредельности хлорпарафина
3.2 Модифицирование хлорпарафинов с целью улучшения кинетических характеристик процесса вулканизации смесей
3.3 Исследование возможности использования хлорпарафина ХП-66Т

в эластомерных композициях
3.3.1 Для изготовления конвейерных лент
3.3.2 Для сквиджевой прослойки
3.3.3 Для производства белых и цветных резин
3.3.4 Поверхностное модифицирование вулканизатов резин хлорпарафинами
3.4 Разработка технологии получения высокохлорированных парафинов низкой непредельности
3.4.1 Разработка технологического режима синтеза хлорпарафина ХП-
в лабораторных условиях
3.4.1.1 Влияние содержания масла в исходном парафине на
степень конверсии хлора
3.4.1.2 Влияние катализатора на процесс хлорирования парафина
3.5 Разработка режима синтеза хлорпарафина ХП-13 применительно
к опытно-промышленной установке
3.5.1 Схема и технология производства ХП-13 без катализатора
3.5.2 Каталитический синтез хлорпарафина ХП-13 на опытнопромышленной установке
3.6 Синтез твёрдого хлорпарафина на опытно-промышленной установке
3.7 Исследование зависимости времени хлорирования от соотношения твердого и жидкого парафинов
3.8 Влияние интенсивности перемешивания реакционной массы на результат хлорирования жидкого и твёрдого парафинов
3.9 Влияние конструкции перемешивающего устройства на
результат хлорирования смеси твердого и жидкого парафинов
Выводы
Литература
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время мировой рынок индустриальных добавок оценивается в 8,3 млрд. долларов. На долю замедлителей горения - (антипиренов) приходится более чем 2,3 млрд. долларов. Рынки США и Европы оценены примерно одинаково (соответственно 758 и 800 миллионов долларов в год).
После периода некоторого замешательства, когда была сделана попытка одновременно удовлетворить технические потребности и требования охраны окружающей среды, которые часто противоречат друг другу, ситуация с антипиренами стабилизировалась. Из совокупности 150-200 различных материалов были выделены ключевые группы, обеспечивающие эффективное действие с низким или нулевым выделением токсичных или опасных побочных продуктов.
Основные антипирены - соединения галогенов, фосфора, неорганические вещества и меламины. Объём потребления галогенсодержащих замедлителей горения составляет около 50 %.
Успешное решение по снижению горючести полимерных материалов достигнуто применением хлорированных парафинов с высоким содержанием хлора(около 70%). Введение хлорпарафина в состав высокомолекулярных соединений придаёт не только огнестойкость и самозатухаемость, но и улучшает технологические свойства полимерных композиций.
Промышленностью используется метод получения твёрдого хлорпарафина в растворителе - четырёххлористом углероде. Его роль в процессе хлорирования парафинов сводится к устранению технологических трудностей на последнем этапе хлорирования, когда снижается скорость процесса из-за роста вязкости реакционной массы. При производстве 1 т твёрдого хлорпарафина выбрасывается в атмосферу до 300 кг четырёххлористого углерода. Кроме того, использование растворителя приводит к тому, что полученный хлорпарафин содержит остаточные количества четырёххлористого углерода,

1трилы. Одним из наиболее доступных и удобных среди них является азодинит-ш диизомасляной кислоты. С этим катализатором можно вести хлорирование уг-водородов и их хлорпроизводных при низких температурах, при которых обыч-> взаимодействия с хлором не происходит.
Примером такой реакции является, в частности, жидкофазное хлорирование знохлорбутана, главным образом, в дихлорбутаны в среде н-пентана [91].Обычно а реакция проводилась фотохимически, так как в отсутствии света она прак-[чески не идет. Однако оказалось достаточным небольших количеств (0,5-0,6 %) шциатора, чтобы реакция эффективно протекала в темноте при комнатной тем-;ратуре.
Рассмотрим некоторые закономерности распада рассматриваемого инициато-
I (катализатора). Преимущества азодинитрила диизомасляной кислоты по срав-
шию с другими аналогичными веществами связаны с тем, что распад этого со-
щнения протекает с образованием двух совершенно одинаковых радикалов [93]:
СН3 СН3 СН
I I I
ЫС- С-Ц=Ы- С - СИ —» 2' с-с=ц + ы2 I I I
СН3 СН3 СН
1.4.3 Радиационное хлорирование
Существенный интерес в реакциях хлорирования парафиновых углеводоро-зв представляет хлорирование под влиянием облучения.
Наиболее простым вариантом такого способа возбуждения реакции хлориро-шия служит фотохимичекий эффект.
Целесообразность использования фотохимического эффекта определяется элыним числом реагирующих молекул, приходящихся на квант поглощенного зета. Фотохимическое хлорирование может быть осуществлено как в газовой, так в жидкой фазах практически при любых температурах, при которых целесооб-ззно работать [63].