Сравнительная характеристика использования природной смолы и производства карбамидоформальдегидной смолы, на предприятии ЗАО «Тюменс

Хвойная смола была известна еще в Древнем Египте. Жрецы  добавляли ее в состав бальзама, которым пропитывали мумии. Живица обладает невероятной целебной силой  и способностью затягивать самые  тяжелые раны. Жители нашей страны, проживающие в Сибири и на Урале, уже давно открыли для себя этот природный антисептик. Ее использовали для лечения фурункулов и гнойных  ран, ожогов и порезов.

Смоченную живицей повязку  накладывали на змеиные укусы, разведенную  спиртом хвойную смолу применяли  при ломоте в спине и поясничной боли. Дымом горящей живицы прокуривали  дома, это помогало дезинфекции помещения. Ее прикладывали к больному зубу, чтобы  уменьшить боль и употребляли  внутрь – при туберкулезе и  воспалении легких, язвенной болезни и болезни двенадцатиперстной кишки. Кстати, при производстве обычного пластыря, который мы сегодня приобретаем в аптеке, тоже используется живица, которая и придает ему целебные и обеззараживающие свойства. А народы Кавказа традиционно делали из нее специальную жвачку, которая лечила, очищала и укрепляла зубы. Во время второй мировой войны сибирский бальзам, изготовленный из хвойной смолы, нашел широкое применение в военных госпиталях. Пропитанные им бинты предохраняли раны от инфицирования, ускоряли заживление и стимулировали процессы регенерации тканей.

Препараты из смолы хвойных  деревьев обладают бактерицидными, противовоспалительными, антисептическими, кровоочистительными, ранозаживляющими свойствами. Они успокаивают  нервную систему, уменьшают астматические, цинготные проявления, укрепляют  сердечно-сосудистую систему. Уникальные свойства живицы и ее применение для лечения и профилактики множества болезней повлияли на решение создать терпентиновый бальзам (смесь живицы и кедрового масла), который стал бы доступным широкому кругу потребителей.

Впервые промышленные заготовки  живицы в нашей стране начали вестись  в 1932 году на Алтае. В 1947 году уже существовало несколько крупных хозяйств, занимающихся сбором и переработкой этого ценного  сырья. Способ получения хвойной  смолы достаточно простой. На специально отведенных для этого участках –  делянках - заготовители живицы (профессиональное название вздымщики) делают на стволе дерева несколько параллельных наклонных надрезов. Снизу крепится небольшая емкость, в которую собирается стекающая из надрезов смола. Живица может течь в течение всего лета, от одного дерева вздымщики получают до двух килограммов хвойной смолы за три месяца.

Кстати, широко известный  янтарь – тоже сосновая смола, только успевшая закристаллизоваться за миллионы лет. Янтарь относится к полудрагоценным  минералам и имеет богатую  цветовую гамму – от золотистого  и красного до черного цвета. Из него делают не только украшения: кольца, браслеты и ожерелья, но и различные предметы декора. Вспомните знаменитую на весь мир янтарную комнату в Царском  Селе, пропавшую в годы второй мирровый воны. В ней все, начиная от отделки  стен до маленькой шкатулки, было выполнено  из янтаря.

Живица, лечение препаратами, созданными на ее основе, и сегодня  находит широкое применение. Кедровая живица является самым сильным натуральным антиоксидантом из всех известных на сегодняшний день. Последние научные эксперименты показали, что кристаллизованная живица способна регенерировать поврежденные ткани на клеточном уровне. Это открытие только подтверждает интуицию наших предков, использовавших смолу хвойных деревьев как природное средство от многих болезней.

Археологи, производившие  раскопки знаменитой Мальтийской стоянки  на террасе реки Белой, обнаружили, что некоторые каменные орудия вставлены  в рукоятки из кости и рога и  закреплены смолой, смешанной с пеплом из костра. Древний человек уже  применял клей. Много позже растительной смолой стали проклеивать бумагу для обмотки электропроводов. И  в состав современных синтетических  клеев, применяемых для изготовления стойких к истиранию маркировочных  красок, наносимых на дорожные покрытия, входит природная смола канифоль.

Свойство бальзамов и  смоляных растворов образовывать при  высыхании прочные и красивые защитные пленки привело к созданию лака. Твердые смолы первоначально  не растворяли, а наносили на поверхность, расплавляя горячим железом и  факелами, после чего полировали до блеска. Применение лаков зародилось в XI тысячелетии до нашей эры. Затем  лакировка развивалась в странах  Востока уже как искусство, достигшее  наивысшего расцвета к концу XVIII столетия. Тонкие слои лака накладывали десятки  раз, причем каждый из них тщательно  полировали.

Покрытие из индийской  «драконовой крови» предохраняло металлы  от ржавления и придавало железу — бронзовый цвет, а серебру  и олову — золотисто-желтый. Лак  применяли и как связующее для красок. Способность природных смол давать хорошие лаки высоко ценится и в наше время. Бурное развитие химии привело к тому, что лаковое производство осталось одним из важнейших потребителей природных смол.

Канифоль (гарпиус)— хрупкая  прозрачная в тонком слое смола, получаемая из смолы (живицы) хвойных деревьев, преимущественно сосны, способом отгонки  жидких составных частей — терпентинного  масла (скипидара). Состав живицы может  колебаться в зависимости от условий  местности и сорта живицы. Другой способ добывания канифоли — экстракционный, заключающийся в том, что куски  дерева, пни, ветви обрабатываются растворителями, которые затем подвергаются разгонке.  Существуют также смолы деревьев других хвойных пород, например, кедра, пихты и лиственницы. По химическому  составу канифоль состоит главным  образом из абиетиновой кислоты (С ₂₀ Н ₃₀ О ₂) и ее изомеров, остальное — неомыляемые: зола, влага и механические примеси. Содержание кислот в канифоли составляет 85 –90%. Канифоль хорошо растворима в спирте, бензоле, скипидаре, минеральных и растительных маслах. В настоящее время канифоль практически не используется в составе различных радиофлюсов, а заменяется ее синтетическими аналогами. Например, фенолформальдегидными смолами (новолаками).

Шеллак получают из гуммилака, представляющего собой смолу, образующуюся на ветвях тропических растений вследствие укуса особого насекомого, которое, перерабатывая сок в своем  организме, выделяет его в виде смолы, называемой гуммилаком. Главные места  добычи гуммилака: Индия, Бирма, Малайские  острова, Индонезия. Шеллак получают в виде чешуек — от светло-лимонного до темно-оранжевого цвета, в зависимости от степени очистки. По химическому составу шеллак состоит главным образом из эфиров алейритиновой (C₁₆ H ₃₂ O ₅) и шеллоновой (C ₁₅ H ₂₀ O ₅) жирных кислот. Растворяется шеллак лучше всего в спирте, аммиаке, в растворах едких щелочей, соды, буры. Шеллак хорошо сплавляется с канифолью, глифталями, битумами и другими смолами.

Декоративность свойственна  не только лаковым покрытиям. Самые  твердые ископаемые смолы (они не размягчаются при нагревании и почти  не растворяются в органических растворителях), и среди них, прежде всего лучистый балтийский янтарь, по достоинству  оценили ювелиры. Украшения из янтаря делали еще в каменном веке, а  в IV веке до нашей эры балтийский янтарь завозился в Средиземноморье  и в Египет. Да и наши с вами современницы сохранили приверженность к янтарным украшениям.

Копалы представляют собой  смолы, обычно ископаемые, растительного  происхождения, добываемые главным образом в тропических странах, в СНГ имеются на Кавказе, на Дальнем Востоке и в Калининградской области на побережье Балтийского моря (янтарь). Они представляют собой твердые вещества в виде кусков различной формы, цвета и прозрачности, отличающиеся высокой температурой плавления. Янтарь обладает наивысшей твердостью и температурой плавления по сравнению с другими ископаемыми смолами. Он, почти нерастворим ни в каких растворителях. Янтарь нужно выделить как самый лучший природный диэлектрик. В производстве электроизоляционных лаков копалы ранее очень широко применялись для изготовления высококачественных масляно-копаловых лаков. В связи с развитием промышленности синтетических смол они потеряли свое значение, и применение их очень ограничено.

Битумы представляют собой  черные твердые или пластичные вещества, состоящие в основном из сложной  смеси углеводородов и продуктов  их дальнейшей полимеризации и окисления.

Битумы делятся на две  основные группы.

1.Природные (ископаемые) битумы называемые также асфальтами; встречаются в природе в виде залежей с различными минеральными примесями.

2.Искусственные нефтяные  битумы, представляющие собой продукты  окисления или тяжелые остатки  после перегонки и крекирования нефти и нефтепродуктов.

По химическому составу  природные и искусственные битумы, несмотря на различные источники  получения, содержат три основных компонента: углеводороды (минеральные масла), углеводородные смолы и продукты их уплотнения —  асфальтены. Кроме того, в битумах содержатся продукты интенсивного окисления битумов — асфальтогеновые кислоты, их ангидриды и лактоны (сложные эфиры). Углеводороды, благодаря процессам дегидратации и другим реакциям, становятся ненасыщенными, полимеризуются и дают смолы, которые в свою очередь также могут полимеризоваться и окисляться с образованием асфальтенов. Асфальтены и смолы представляют собой высокомолекулярные циклические соединения, которые при дальнейшем окислении образуют карбоиды (малорастворимые вещества) и карбены (нерастворимые) согласно схеме: углеводороды — смолы — асфальтены — карбоиды — карбены.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2. Характеристика производства карбамидоформальдегидной смолы.

Синтетические смолы —  многочисленная группа полимеров, среди  которых наиболее известны производные  фенола (фенолформальдегидные смолы) и  карбамида. Их конечные свойства зависят  от технологии производства и вводимых в их состав различных модифицирующих компонентов.

Наиболее широкими областями  применения является мебельная промышленность (плиты ДСП) и производство различных  пластмасс.

Среди синтетических смол, применяемых в качестве клеящих  веществ в деревообрабатывающей промышленности, наиболее широкое применение находят карбамидоформальдегидные смолы:

Смолу карбамидоформальдегидную марки КФ-МТ-15 получают поликонденсацией формалина и карбамида или  карбамидоформальдегидного концентрата  и карбамида. По внешнему виду представляет собой суспензию однородного  белого цвета, хотя зачастую цвет может  варьироваться от белого до светло-коричневого  цвета в зависимости от дополнительных включений и срока ее хранения.

Смола должна соответствовать  требованиям ТУ 6-06-12-88.

По сравнению с другими  типами синтетических смол  эта  смола имеет следующие преимущества:

• низкое содержание свободного формальдегида, обладающего токсическими свойствами;

• высокую адгезионную  способность;

• большую скорость перехода в твердое состояние;

• низкую вязкость при высокой  концентрации;

• высокую стабильность смолы при хранении, что обеспечивает возможность ее транспортирования  на значительные расстояния;

• хорошую смешиваемость  с водой, что обеспечивает возможность  регулирования вязкости и концентрации смолы;

• низкую стоимость и  богатую сырьевую базу.

 Благодаря вышеперечисленным  свойствам смола КФ-МТ-15 нашла  применение в производстве древесностружечных  плит, склеивании деталей мебели, изоляционных материалов и сорбентов.

 Срок годности смолы  при надлежащем хранении должен  составлять не менее 45 суток  с момента изготовления.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.3. Экологическое обоснование  природоохранного мероприятия.

Из всего выше сказанного стало известно, где может применяться  карбамидоформальдегидная смола, но есть еще одно применение, которого нет  в нашей стране. Вот, например, в  Швейцарии карбамидоформальдегидную смолу применяют в укреплении грунтов. Так как,  наши дороги далеки от совершенства.

Укрепление грунтов карбамидоформальдегидными  смолами:

• при укреплении крупнообломочных, песчаных и супесчаных грунтов жидкой карбамидоформальдегидной смолой смешение следует производить в смесителях с принудительным перемешиванием без подогрева вяжущего и минерального материала.
• Для приготовления смесей на основе песчаных и крупнообломочных  грунтов разрешается использовать гравитационные  бетоносмесители цикличного действия. Смолу следует применять обязательно с добавкой отвердителя, например аммония хлористого, железа хлорного и др.
• При смешении грунт, смолу и отвердитель вводят в смеситель одновременно. При использовании порошкообразных отвердителей смолы (аммония хлористого и др.) допускается предварительное (до подачи в смеситель) смешение грунта с отвердителем.
• Последний подается из дозатора на слой грунта,  находящегося на транспортере.
• По транспортеру грунт, частично перемешанный с отвердителем, поступает в смеситель, где перемешивается со смолой, подаваемой водяным (или битумным) насосом (вязкость смолы по ВЗ-4 составляет 15 - 20 с).
• Готовая смесь поступает в бункер, откуда выгружается в автосамосвалы. По окончании работы последовательно отключают насос подачи смолы, дозатор отвердителя и питатель грунта, опускают вниз заслонку смесителя, выключают электродвигатель смесителя и закрывают затвор бункера.
• При этом необходимо тщательно промыть водой систему подачи смолы и готовой смеси в смесителе, поскольку смесь смолы с отвердителем отверждается необратимо.
• Не разрешается применение открытого огня или нагрев смолы, так как она является термореактивным полимером и способна отверждаться (необратимо) под воздействием высокой температуры даже без введения отвердителя. В этом принципиальное отличие смолы от битумных вяжущих материалов.
• Все технологические операции по приготовлению, раскладке и уплотнению смесей при укреплении грунтов карбамидоформальдегидной смолой должны быть закончены в течение одной смены. При укреплении крупнообломочных и песчаных грунтов разрыв между окончанием смешения и началом уплотнения должен быть не более 4 ч.
• Смесь смологрунта следует уплотнять катками на пневматических шинах, из песчаных и крупнообломочных грунтов - вибрационными катками или вибробрусьями. Число проходов катков назначают по результатам пробного уплотнения.

 Уход за уложенным  слоем из смологрунта следует осуществлять в соответствии с п. 6.29 СНиП 3.06.03-85.

 Движение транспортных  средств по слою грунта, укрепленного смолой, допускается в соответствии с требованиями п. 6.30 СНиП 3.06.03-85.