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正文內(nèi)容

三聚氰胺泡沫塑料的制備畢業(yè)論文(編輯修改稿)

2024-08-24 16:47 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 尿囊素的分子式為 C4H6O3N4,在日用化工和化妝品領(lǐng)域,被列為優(yōu)良劑;農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,可作為植物生長調(diào)節(jié)劑;能和許多物質(zhì)行程絡(luò)合物或者發(fā)生反應(yīng),產(chǎn)生特殊功能的新產(chǎn)品。尿囊素還是生產(chǎn)各種復合肥、徽肥、緩效肥及稀土肥不可缺少的原料。 其生產(chǎn)方法:尿素與乙醛在酸性介質(zhì)中在一定溫度和攪拌狀態(tài)下,反應(yīng)生成尿囊素白色沉淀,冷卻、過濾、洗滌、重結(jié)晶得到產(chǎn)品。 目前世界生產(chǎn)能力 為 5 萬噸 /年,需求量約 1520 萬噸 /年。我國從 20 世紀 80 年代開始研究和發(fā)展尿囊素, 90 年代開始形成生產(chǎn)能力,但生產(chǎn)廠家少,尿囊素市場貨緊價俏,市場前景廣闊。目前每生產(chǎn) 1 t 尿囊素就要消耗 t 尿素,其原料費都在 萬元 /噸左右,售價在 9 萬元 /噸以上。 縮二脲 縮二脲由尿素縮合而得,是無味、毒性極低的非蛋白氮化物,也是性能優(yōu)良的動物飼料添加劑,在國外應(yīng)用比較廣泛??s二脲可作長效緩釋肥料;而且還具有防止雜草的作用。在醫(yī)藥領(lǐng)域,縮二脲及其衍生物可用作安眠藥和鎮(zhèn)靜劑,并具有利 尿和降低血壓的功能。另外,縮二脲還可制備纖維漂白劑 、 涂料助劑 、 去垢劑 、 合成樹脂發(fā)泡劑、粘合劑、潤滑油添加劑和燃料等。 國內(nèi)較大的生產(chǎn)廠家有:南昌電化公司 (5000 噸 /年 )等。 尿烷 尿烷又名氨基甲酸乙脂,無色無臭晶體或白色結(jié)晶粉末。主要用作醫(yī)藥、農(nóng)藥、香料的中間體,可用于安眠劑、鎮(zhèn)靜劑、馬錢子堿及間苯二酚的解毒劑、殺菌劑、針藥助溶劑 6 和印染工業(yè)的著色劑,還可制抗癌藥物。 其生產(chǎn)方法是:由乙醇和尿素加入反應(yīng)器,在一定溫度下加入硝酸,然后再加入亞硝酸鈉,一定溫度下攪拌反應(yīng) 2 h, 稍降溫再加入硫酸 ,反應(yīng) 10 h,降溫過濾,濾液回收乙醇然后減壓蒸餾得到粗產(chǎn)品,經(jīng)活性炭脫色,過濾,冷卻結(jié)晶,干燥得成品。 國外生產(chǎn)商有美國 Spectrum 化學公司等。國內(nèi)較大的生產(chǎn)廠家有:江都市新化化工公司 (500 噸 /年 )、北京北化精細化學品公司 (200 噸 /年 )等。 氨基磺酸 氨基磺酸為無色斜方晶系結(jié)晶或白色結(jié)晶,無臭,溶于水﹑液氨,微溶于甲醇,不溶于乙醇、乙醚等有機溶劑及二氧化碳,水溶液是強酸,有毒。它可用作合成甜味劑、除草劑和防腐劑的原料、金屬及陶瓷表面清洗劑,其腐蝕性較其他無機酸??;在分析化學中 用作酸量滴定法的基準試劑;用作纖維、紙張和木材的漂白劑和柔軟劑;水處理的殺菌劑;氨基磺酸的銨鹽可作紙張及合成纖維的阻燃劑;也可用于游泳池中的氯氣與次氯酸的穩(wěn)定劑等。 其生產(chǎn)方法為:將過量的發(fā)煙硫酸加入倒反應(yīng)釜中,攪拌降溫至 20 ~40 ℃ ,開始加入按比例混合好的硫酸和尿素,加料結(jié)束 后 ,在 20 ℃ 左右攪拌 8 h。再逐漸升溫至 70~90 ℃ ,蒸出三氧化硫,冷卻折晶。固液分 離 后得粗氨基磺酸,用水重結(jié)晶,脫水干燥得高純度精品氨基磺酸。 國內(nèi)較大的生產(chǎn)廠家有:廣州廣氮氨基磺酸公司 ( 萬噸 /年 )、遵化市第三化工廠(7000 噸 /年 )等。 三聚氰胺 國外市場生產(chǎn)情況 世界上三聚氰胺的生產(chǎn)主要集中在日本、美國、西歐等發(fā)達地區(qū),裝置的生產(chǎn)能力都在 3 萬 6 萬噸 /年,其余裝置也大都在年產(chǎn)萬噸以上。目前世界上三聚氰胺裝置總生產(chǎn)能力約為 113 萬噸 /年。全球生產(chǎn)能力西歐占 36%、美國占 11%、日本占 %、其他國家占 %,荷蘭﹑美國﹑日本是世界上最主要的三聚氰胺生產(chǎn)國和出口國,占全球總生產(chǎn)能力的 1/3 以上。其中日本日產(chǎn)化學生產(chǎn)能力 萬噸 /年,采用自己開發(fā)的尿素高壓法生產(chǎn)技術(shù),共有四套生產(chǎn) 裝置;三井東亞化學公司生產(chǎn)能力 3 萬噸 /年,有兩套裝置,一套為美國氰胺公司的高壓法工藝( 1 萬噸 /年) , 另一套為巴斯夫公司的常壓法工藝( 2 萬噸/年)三菱油化公司生產(chǎn) 能力 3 萬噸 /年,分別采用巴斯夫常壓法和美國氰胺公司高壓法。美國生產(chǎn)能力 12 萬噸 /年,自用 7 萬噸,出口 5 萬噸。 7 國內(nèi)市場生產(chǎn)情況 我國第一套三聚氰胺生產(chǎn)裝置于 1958 年投產(chǎn),規(guī)模為 100 噸 /年,這套裝置的投產(chǎn)標志著我國三聚氰胺工業(yè)開始起步。 我國三聚氰胺的生產(chǎn)盡管起步比較晚,但發(fā)展速度非???,目前已成為世界上發(fā)展速度最快 的國家。我國三聚氰胺產(chǎn) 量 超過 3 萬噸 /年的企業(yè)達到 9 家,合計產(chǎn)能 萬噸 /年,占國內(nèi)總產(chǎn)能的 %;年產(chǎn)量超過 3 萬噸 /年的企業(yè)有 5 家,合計產(chǎn)能 萬噸,占國內(nèi)總產(chǎn)量的 %,這些企業(yè)不僅產(chǎn)量大,而且 還具備了生產(chǎn)技術(shù)先進、生產(chǎn)設(shè)備一流、產(chǎn)品純度高、品牌知名度大的特點,代表了我國三聚氰胺產(chǎn)業(yè)的最高生產(chǎn)水平。 20xx 年我國共有生產(chǎn)廠家 106 家,總產(chǎn)能 萬噸 /年,占亞洲總產(chǎn)能的 %,占全球總產(chǎn)能的 % 左右。 20xx 年我國三聚氰胺產(chǎn)量為 萬噸,占亞洲產(chǎn)量 的 %,占全球總產(chǎn)量的 %。 20xx 年歐洲三聚氰胺裝置開工率為 %,我國開工率為 %。說明我國三聚氰胺產(chǎn)業(yè)廠家數(shù)量雖然眾多,但大多規(guī)模小、技術(shù)不夠先進、開工不足、產(chǎn)量小,缺乏競爭力。 經(jīng)過 50 年的發(fā)展,到 20xx 年,我國三聚氰胺產(chǎn)能達到 95 萬噸 /年,產(chǎn)量 62 萬噸。20xx 年我國的生產(chǎn)能力雖有下降但也達到 85 萬噸的水平,產(chǎn)量為 50 萬噸,但出口量受到了很到的影響不足 10 萬噸,已經(jīng)成為世界上最大的三聚氰胺生產(chǎn)和出口國。雖然受到經(jīng)濟危機的影響, 20xx 年產(chǎn)能有所下降,但是 50 年的風雨歷程,中國三聚氰胺工業(yè)已經(jīng)取得了令人矚目的成績 [5]。 三聚氰胺樹脂 三聚氰胺樹脂的合成 三聚氰胺甲醛樹脂 ( melamineformaldehyde resin),三聚氰胺與甲醛反應(yīng)所得到的聚合物。又稱蜜胺甲醛樹脂、蜜胺樹脂。英文縮寫 MF。加工成型時發(fā)生交聯(lián)反應(yīng),制品為不溶不熔的熱固性樹脂。習慣上常把它與脲醛樹脂統(tǒng)稱為氨基樹脂。固化后的三聚氰胺甲醛樹脂無色透明,在沸水中穩(wěn)定,甚至可以在 150 ℃ 使用,且具有自熄性、抗電弧性和良好的力學性能。 其合成方法是:三聚氰胺和 37% 的甲醛水溶液,摩爾比為 2~ 3,第一步生成不同數(shù)目的 N羥甲基取代物,然后進一步縮合成線性樹脂。反應(yīng)條件不同,產(chǎn)物分子量不同,可從水溶性到難溶于水,甚至不溶不熔的固體, pH 值對反應(yīng)速率影響極大。上述反應(yīng)制得的樹脂溶液不宜貯存,工業(yè)上常用噴霧干燥法制成粉狀固體。蜜胺樹脂在室溫下不固化,一般在 130~ 150 ℃ 熱固化,加少量酸催化可提高固化速度。 8 三聚氰胺樹脂及其下游產(chǎn)品的應(yīng)用 三聚氰胺 甲醛樹脂( MF)為熱固性樹脂,它具有阻燃 、 耐水、耐熱、耐老化、耐電弧、耐化學腐蝕、有良好的絕緣性能、光澤度和機 械強度,廣泛用于木材、塑料、涂料、造紙、紡織、皮革、電氣、醫(yī)藥等行業(yè)。其具體用途在以下幾方面 : 三聚氰胺甲醛浸漬樹脂 三聚氰胺甲醛樹脂具有很高的抗熱和防潮性能,以及三聚氰胺甲醛樹脂在燈光下光亮透明的真實感,無臭無味和無色性能,使其在飾面人造板的應(yīng)用上具有很多的優(yōu)越性。特別是在其分子中含有大量的氮,在燃燒過程中,分解時,氮氣逸出,使制品具有自熄滅性。 MF 樹脂一般用于浸漬紙,因此當浸膠紙張再通過熱壓和固化工藝,一張具有優(yōu)良表面性能的浸漬紙就能被生產(chǎn)出了。帶 MF 樹脂的裝飾紙和表層紙被 用于刨花板或類似的家具和地板貼面,同樣也用于大量需要表面要求耐化學品、耐機械力和衛(wèi)生性能好的如廚房、實驗室、醫(yī)院的裝飾層壓板中等等。 紙張抗水劑 抗水劑屬改性三聚氰胺甲醛樹脂,具有樹脂含量高,穩(wěn)定性好,水溶性好,使用方便等特點。產(chǎn)品指標優(yōu)于國內(nèi)同類產(chǎn)品,達到進口產(chǎn)品的水平。其主要參考產(chǎn)品為日本索密雷茲公司的 613 樹脂和西德巴斯夫公司的 SMV 樹脂,它完全可以取代進口產(chǎn)品用于高濃度刮刀或汽刀涂布紙機上。 該樹脂是一種能賦予銅版紙白紙板紙張具有優(yōu)良的濕強度、干強度和抗?jié)衲Σ列阅艿膶S弥鷦?,它?以廣泛應(yīng)用于涂布印刷紙,白紙板和箱紙板的涂料中,它與涂料中膠液和淀粉具有極好的交聯(lián)和相容性,不產(chǎn)生增稠,絮凝和起泡等弊病,使涂料具有良好的流動穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性,它也可以用于優(yōu)質(zhì)紙的表面施膠和紙頁的干濕增強劑,它可以直接加入到物料中,很容易分散在物料中,使用方便。 與蛋白質(zhì)及淀粉交聯(lián)性好,并能自身交聯(lián)以達抗水目的;甲醛含量低,使用量少,使用方便;顯著提高紙張的耐濕磨、耐濕拉毛性能,明顯改善紙張印刷適 印 性;與涂料中其他組分具有極好的兼容性,無增稠、絮凝和起泡等弊端。 丙烯酸樹脂、苯丙、醋丙類樹脂乳液改性劑 在汽車用工業(yè)濾紙及其他浸漬紙制作中常需用到合成膠乳,如丙烯酸樹脂、苯丙、醋丙類樹脂乳液來浸漬的紙其抗熱水性能常不盡人意,經(jīng)與適量水性三聚氰胺甲醛樹脂共用后在明顯提高抗熱水性的同時,還使紙張耐破度明顯提高,本改性劑還能用于合成膠乳涂布的涂料配伍中,以提高涂布紙的強度和抗水性能。 9 人造板 用部分或全部替代脲醛樹脂用耐沸水煮高強度環(huán)保膠粘劑,特別適用于防水要求很高的人造板產(chǎn)品,例如建筑模板、防水刨花板、竹膠合板等。 涂料 三聚氰胺在丙烯酸系 、醇酸系、環(huán)氧系涂料中作交聯(lián)劑。用丁醇、甲醇醚化后,作為高級熱固性涂料、固體粉末涂料的膠聯(lián)劑、可制作金屬涂料和車輛、電器、家具用高檔氨基樹脂裝飾漆。該漆具有色澤光亮、附著力強、硬度高、耐老化、耐腐蝕的特點。 三聚氰胺甲醛模塑料 三聚氰胺甲醛模塑料由三聚氰胺甲醛樹脂為膠粘劑 [6],添加增強材料、脫模劑、顏料、固化劑等,并經(jīng)過一定塑化工藝制成 [7]。該模塑料具有無毒、抗污等特點,潮濕時仍能保持良好的電氣性能,可制成潔白、耐摔打的日用器皿、衛(wèi)生潔具和仿瓷餐具,電器設(shè)備等的高級絕緣材料。 三聚氰胺泡沫 三聚氰胺泡沫是以三聚氰胺樹脂為原料,與乳化劑、發(fā)泡劑、固化劑及其他助劑經(jīng)特殊發(fā)泡工藝而制得,由于三聚氰胺自身具有阻燃性 ,只有在與明火接觸的情況下表面才會燃燒,因此,三聚氰胺泡沫無需外加阻燃劑。由于三聚氰胺泡沫材料的成分含有氮元素,一旦開始燃燒就會立即分解產(chǎn)生大量氮氣,延緩燃燒的速度,且燃燒過程中產(chǎn)生的煙霧也比一般泡沫塑料少得多。與現(xiàn)有市場上占有率較高的聚烯烴、聚氨酯、聚苯乙烯等一般泡沫相比,三聚氰胺泡沫具有密度低,阻燃性、吸音性、熱穩(wěn)定性、隔熱保溫性好等優(yōu)點,是現(xiàn)今最具發(fā)展?jié)摿Φ呐菽芰?之一。目前,三聚氰胺泡沫已廣泛應(yīng)用于建筑、交通、電子信息、宇航、日化等各領(lǐng)域,特別是在有阻燃、高溫、低頻噪音吸收要求的環(huán)境中得到了廣泛應(yīng)用。在我國,三聚氰胺發(fā)泡材料已成功用于空客 A380,與使用發(fā)泡聚苯乙烯相比,飛機可減重 300 kg,大大提高了燃油經(jīng)濟性。同時,由三聚氰胺樹脂制備的開孔發(fā)泡因具有出色的吸音性能,已成為 “水立方 ” 、國家曲棍球管等體育場的吸音衛(wèi)士。中國地區(qū)的研究、生產(chǎn)、應(yīng)用將會呈現(xiàn)百花齊放的態(tài)勢 [8]。 其他應(yīng)用 三聚氰胺-甲醛樹脂與其它原料混配,還可以生產(chǎn)出皮革鞣潤劑、上光 劑和抗水劑、橡膠粘合劑、高效水泥減水劑(萘為原料)、鋼材氮化劑等。阻燃劑原理三聚氰胺中氮遇高溫分解釋放出氮氣,所以三聚氰胺作為聚氨酯泡沫塑料的阻燃劑。三聚氰胺膠與脲醛膠相具有粘合力強、耐水、耐熱等特點;與酚醛膠相比具有固化速度快、無毒、透明、不污 10 染板面等特點。 三聚氰胺泡沫塑料 三聚氰胺泡沫是一種開孔率高達 99% 以上的三維網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的新型泡沫塑料。與傳統(tǒng)材料相比,三聚氰胺泡沫不但具有優(yōu)異的吸聲性、阻燃性、隔熱性、熱穩(wěn)定性、衛(wèi)生安全性、磨蝕性等理化特性,而且后加工性也非常優(yōu)秀,可以通過切、削、鏇等機加 工手段方便地將其加工成片材、異型材以及為滿足吸聲要求而將表面加工成錐形、楔形的吸聲制品[9]。 三聚氰胺泡沫塑料的特性 吸音性 三聚氰胺泡沫塑料是一個充分開孔的三維網(wǎng)格結(jié)構(gòu)體系,其網(wǎng)格的長徑比即 L/D 約在10 到 20 之間,具有極高的開孔率特征,密度為 10 kg
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