Получение и свойства электроизоляционных лаков для эмалирования проводов (1091725)
Текст из файла
На правах рукописиКрушевский Георгий АлександровичПолучение и свойства электроизоляционных лаковдля эмалирования проводовСпециальность 05.17.06 – «Технология и переработка полимеров и композитов»Специальность 02.00.02 – «Аналитическая химия»АВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание учёной степеникандидата химических наукМОСКВА – 20082Работа выполнена на кафедре химии и физики полимеров и полимерных материалов Московской Государственной академии тонкой химической технологииим. И.В. Ломоносова и в лаборатории лаков для эмалирования проводов научно-технического центра ЗАО «Электроизолит»Научный руководители:доктор химических наук, профессорМирошников Юрий Петровичдоктор химических наукЕвтушенко Юрий МихайловичОфициальные оппоненты:доктор химических наукГроздов Александр Григорьевичдоктор химических наук, профессорКандырин Леонид БорисовичВедущая организация:Московский энергетический институт(МЭИ)Защита состоится « 24 » 11 2008 г.
в 1500 на заседании Диссертационного совета Д212.120.07 в Московской Государственной академии тонкойхимической технологии им. М.В. Ломоносова по адресу:Москва, ул. М. Пироговская, д. 1С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке академии по адресу:Москва, пр. Вернадского, 86, МИТХТ им. М.В. ЛомоносоваАвтореферат разослан «» ______ 2008 г.Учёный секретарь диссертационного совета,доктор физико-математических наук, профессорШевелев В.В.3ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность работы:Получение тонких плёнок полимеров из их растворов является одним изнаиболее широко распространённых методов получения электроизоляционных,коррозионностойких и других защитных покрытий в электротехнике, электронике и других областях.Особое место в электротехнической области занимает процесс эмалирования проводов.
Формирование полимерного покрытия происходит в очень жёстких температурных условиях. Поэтому лаки для эмалирования проводов должны обладать комплексом технологических свойств, обеспечивающих в этих условиях формирование на поверхности металла ровной глянцевой плёнки полимера, обладающей высокими физико-механическими, электрическими и температурными характеристиками.
Последние зависят от природы используемыхолигомеров, системы растворителей и технологических добавок. В связи с этимразработка состава эмальлаков на основе изучения влияния отдельных компонентов на качество полимерного покрытия является актуальной проблемой. Результаты систематических исследований в этой области в литературе не представлены.Цель работы:- поиск и обоснование оптимальной молекулярной массы олигомеров наоснове ароматических полиэфиров и их модификаций;- разработка метода измерения межфазного натяжения на границе твёрдоетело – жидкость и изучение эффекта смачивания поверхности металла растворами олигоэфиров;- выбор оптимального состава растворителей на основе изучения межфазного натяжения;- поиск новых высокоэффективных технологических добавок и исследование их влияния на смачиваемость поверхности металла растворами олигоэфиров и термостойкость покрытий.Научная новизна:На основании результатов исследования влияния отдельных компонентовна технологические свойства растворов олигоэфиров и их модификаций, а также комплекс физико-механических, электрических и термических характеристик изготовленных на их основе покрытий впервые разработана концепцияполучения лаков для эмалирования проводов на современных высокоскоростных эмальагрегатах.
В частности:1) Впервые оценена зависимость межфазного натяжения системы растворителей крезол-ксиленол-сольвент от состава смеси; найдены две области с минимальным значением межфазного натяжения, в которых система растворите-4лей обеспечивает максимальную растекаемость олигомера по поверхности металла. С учётом оценки смачивающей способности растворов олигомеров поотношению к поверхности металла установлены оптимальные значения среднечисленной молекулярной массы олигоэфиров и их модификаций.2) Разработан вариант метода Вильгельми для определения межфазногонатяжения на границе раздела жидкость – твёрдое тело, отличающийся высокойвоспроизводимостью и малой длительностью проведения единичного измерения.
Представленный способ определения межфазного натяжения защищён патентом РФ.3) Найдены и впервые использованы в технологии эмалирования проводовтермостабилизирующие добавки на основе п-третбутилфенолформальдегидныхи феноламинной смол, позволяющие повысить термостойкость эмалевого покрытия на 12-15 °С.4) Определено, что соединения тетрабутоксититана с диэтиленгликолем,трис-(2-гидроксиэтил)-изоциануратом и имидом на основе тримеллитового ангидрида и моноэтаноламина могут заменить тетрабутоксититан в катализе процессов переэтерификации и полипереэтерификации с целью снижения эффектаотравления катализатора дожига отходящих газов в эмальагрегатах.
Синтезированые соединения тетрабутоксититана с рядом гидроксил- и азотсодержащихвеществ охарактеризованы методами ТГА, ИК- и электронной спектроскопии иэлектрохимическими методами. Аддукт тетрабутоксититана с 2-метилимидазолом защищён патентом РФ.Практическая значимость:Разработаны полиэфирный, полиэфиризоциануратный, полиэфиризоциануратимидный лаки для эмалирования проводов на высокоскоростных эмальагрегатах на основе оптимального соотношения полимерной основы, растворителей и специальных добавок.
Использование ксиленола в качестве сорастворителя позволило снизить себестоимость лаков на 15-25%.Найденные зависимости технологических свойств лаков от величины молекулярной массы олигомеров, состава системы растворителей, концентрациитехнологических добавок позволяют получать эмалированные провода с техническими характеристиками, значительно превосходящими нормативные требования (повышение термостойкости, пробивного напряжения, устойчивости ктепловому удару, термоэластичности).Разработана экспресс-методика определения межфазного натяжения награнице раздела жидкость – твёрдое тело.
Метод использован для разработкиоптимального состава растворов олигоэфиров и их модификаций, а также дляизучения ряда других систем (пропиточные лаки, заливочные компаунды, эмали и др.). Представленный метод легко поддаётся автоматизации для проведения серийных испытаний.5Автор защищает:Выбор объектов исследования, корректность полученных данных и обоснованность выводов по результатам проведённого исследования:- выбор оптимальной величины среднечисленной молекулярной массы олигоэфиров и их модификаций как одного из основных критериев смачивающей способности эмальлаков;- зависимость смачивающей способности эмальлаков от состава смеси растворителей крезол-ксиленол-сольвент, а также природы и концентрацииагентов смачивания;- интерпретацию новых данных о неионном механизме катализа реакцийпереэтерификации и полипереэтерификации тетраалкоксититанатами;- закономерностей влияния термостабилизаторов на термостойкость покрытий на основе полиэфиров и их модификаций;- общую концепцию получения эмальлаков для высокоскоростных эмальагрегатов.Личный вклад диссертанта заключается в анализе справочной, монографической и периодической литературы последних лет, вошедшей в литературный обзор, постановке и проведении экспериментов, обработке полученныхэкспериментальных данных, проведении расчётов, анализе и обсуждении полученных результатов на всех стадиях работы.Публикации.
Основные результаты работы доложены на 6 научных и научно-технических конференциях. Содержание работы отражено в 11 публикациях, в том числе в 3 статьях и 6 тезисах докладов, 2 патентах РФ.Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, 4-х глав,каждая из которых включает литературный обзор, экспериментальную часть иобсуждение результатов, выводов и списка литературы. Работа изложена на 139страницах, содержит 14 таблиц и 43 рисунка. Список литературы включает 132ссылки.6ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫГлава 1 Синтез плёнкообразователей для эмальлаковCинтезированы следующие олигоэфиры: П1 – на основе диметилтерефталата, глицерина и этиленгликоля; П2 – на основе диметилтерефталата, глицерина, этиленгликоля и трис-(2-гидроксиэтил)-изоцианурата, П3 – олигоэфиризоцианурат, модифицированный имидными циклами на основе тримеллитовогоангидрида и диаминодифенилметана.HOR OOOCCOHOROH где R -CH2илиCH2CH2CHCH2nП1HOROOOCCOOROHгде R -CH 2илиCH 2CCH 2OHnCH 2NNCH 2OCCOCH 2NCH 2CHCH 2CH 2П2OOOCCOOCH2 CHCH2OOOCCCH 2OOCH2 CH2 OCnOCOOOOCCCOCNCH2O(CH2)2 NCNOONCCCOOO(CH2)2CN(CH2)2OOП3Полученные олигомеры охарактеризованы методами ИК-спектроскопии,высокоэффективной жидкостной хроматографии, термическими методами.В спектре олигоэфира П1, присутствуют интенсивные полосы поглощениякарбонильных групп сложного эфира (1720 см-1) и полосы поглощения сложноэфирных групп (∼ 1280 см-1).
Полосы поглощения, соответствующие колебаниям ароматических циклов и метиленовых групп, мало интенсивны и носятмультиплетный характер.В отличие от П1 в ИК-спектре П2 полоса поглощения карбонильных группсложного эфира присутствует в виде двух полос (1720 и 1700 см-1). Полоса поглощения при 1700 см-1 отнесена к колебаниям сложноэфирной связи при изоциануратном цикле. Интенсивная полоса поглощения при 1460 см-1 отнесена касимметричным деформационным колебаниям метиленовых групп изоциануратного цикла.7В спектре олигоэфира П3 присутствуют полосы поглощения, характерныедля имида (1780, 1730, 1680 см-1).
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
