Получение, свойства и применение амидо-аммониевой соли малеопимаровой кислоты на основе малеинизированной канифоли
Курсовой проект - Химия
Другие курсовые по предмету Химия
?ло получить образцы амидо-аммониевой соли с определенными заданными свойствами:
- содержание свободных смоляных кислот в образцах солей должно быть 30 40%;
- содержание сухих веществ 605%;
- полная растворимость полученной эмульсии в воде.
Клеевые канифольные эмульсии, с содержанием свободных смоляных кислот более 30 % относят к высокосмоляным клеям, которые обладают хорошими проклеивающими свойствами и дают проклейку в нейтральной среде.
Все опыты проводились с помощью лабораторной установки, которая представлена на рисунке 4.1.
Прежде чем проводить эксперимент, необходимо было исследовать физико-химические характеристики начального сырья живичной и талловой канифоли: кислотное число, температуру плавления, массовую долю неомыляемых веществ. Полученные данные представлены в таблице 4.1.
Таблица 4.1 - Физико-химические характеристики исходных видов канифоли
СырьеКислотное число, мг КОН/гТемпература плавления, ?СМассовая доля неомыляемых веществ, %Живичная канифоль167,568-695,3Талловая канифоль16867-686,4
1 трехгорлая колба; 2 обратный холодильник; 3 штатив; 4 механическая мешалка; 5 гидрозатвор; 6,7 термометр; 8 масляная баня; 9 ЛАТР.
Рисунок 4.1 Лабораторная установка для получения амидо-аммониевой соли на основе малеинизированной канифоли
Малеинизированную канифоль получали по известной реакции Дильса и Альдера взаимодействием канифоли с малеиновым ангидридом при температуре 195-200 ?С в течение 2 ч. Малеиновый ангидрид брали в количестве 4% по отношению к массе исходной канифоли.
Были получены образцы малеинизированной канифоли на основе живичной и талловой канифолей. Определены физико-химические характеристики полученных образцов малеинизированной канифоли, которые представлены в таблице 4.2.
Таблица 4.2 - Физико-химические характеристики образцов малеинизированной канифоли
Вид канифолиКоличество канифоли, гКоличество малеинового ангидрида, гКислотное число, мг КОН/гТемпература плавления, ?СЖивичная5002019673-74Талловая5002020070-72
Для получения амидо-аммониевой соли проводили аммонолиз малеинизированной канифоли раствором аммиачной воды при температуре 95-98 ?С в течение 1,5 ч.
Реакцию частичной нейтрализации свободных смоляных кислот проводили раствором едкого натра 21 %-ной концентрации при температуре 78-80 ?С в течение 30 мин.
С данными образцами малеинизированной канифоли были поставлены опыты, учитывающие количество израсходованной аммиачной воды, ее концентрацию и количество раствора едкого натра, с учетом дальнейшего проведения оптимизации процесса получения соли согласно плану Бокса Хартли.
Кроме этого, определялись физико-химические характеристики полученных образцов солей:
- кислотное число;
- рН 5%-ного раствора полученной соли;
- растворимость полученной эмульсии в воде;
- содержание свободных смоляных кислот;
- содержание сухого вещества в продукте реакции.
Все полученные экспериментальные данные исследуемых образцов солей на основе малеинизированной живичной и талловой канифоли представлены в таблице 4.3 и 4.4.
Таблица 4.3 Физико-химические свойства полученных образцов солей на основе малеинизированной живичной канифоли
Номер образцаКонцентрация аммиачной воды, %Коэффициент избытка аммиачной воды, %, мл.Количество раствора едкого натра, мл.Кислотное число,
мг КОН/гМассовая доля сухих в-в, %Массовая доля свободных смоляных кислот, %рН 5%-ного раствораРастворимость в воде1234567891250,51245,369,619,09,8полная2250,51075,481,834,19,5частичн.3251,0884,769,737,89,4частичн.4251,01245,369,619,09,8полная5251,51058,563,122,59,8полная6251,5894,959,732,09,5полная7200,51070,064,330,79,8полная8200,51072,768,224,49,6частичн.9201,01250,764,522,09,8полная10201,0889,165,132,79,7полная11201,51070,559,232,49,7полная12201,51067,449,9838,19,9полная13150,51241,036,0522,99,8полная14150,51068,861,031,29,8полная15151,01257,462,524,79,7полная16151,51072,154,331,010,2полная
Таблица 4.4 Физико-химические свойства полученных образцов солей на основе малеинизированной талловой канифоли
Номер образцаКонцентрация аммиачной воды, %Коэффициент избытка аммиачной воды, %, мл.Количество раствора едкого натра, мл.Кислотное число,
мг КОН/гМассовая доля сухих веществ, %Массовая доля свободных смоляных кислот, %рН 5%-ного раствораРастворимость в воде1250,51255,268,226,09,7полная2250,51073,770,221,99,8плохая3251,0881,566,234,09,5частичн.4251,01261,662,322,99,7полная5251,51082,759,530,09,5полная6251,5871,062,528,39,8полная7200,51070,569,026,09,6частичн.8200,51056,364,424,09,8полная9201,01279,061,531,19,6полная10201,0872,657,435,09,8полная11201,51078,651,929,89,9полная12201,51046,049,819,19,6полная13150,51274,161,631,69,6полная14150,51053,260,121,69,8полная15151,01272,451,234,610,1полная16151,51098,644,944,69,7частичн.
Анализируя полученные данные можно сказать, что не только количество аммиачной воды, её концентрация, но и количество раствора едкого натра влияют на содержание сухих веществ и свободных смоляных кислот, а также и на значение кислотного числа. Данные показатели являются важными при определении проклеивающих свойств бумаги и картона, полученных при введении образцов клеев в бумажную массу. Одним из недостатков полученной клеевой эмульсии является наличие запаха в некоторых образцах.
4.2 Получение и изучение свойств полученных образцов бумаги
Полученные соли вводились в бумажную массу, из которой были изготовлены образцы бумаги для последующих испытаний.
Для проверки проклеивающих свойств полученного продукта было изготовлено по 16 образцов бумаги с использованием 16 образцов амидо-аммониевой соли малеопимаровой кислоты на основе малеинизированной живичной и талловой канифоли.
Проведены исследования по о