Ўзбекистон Республикаси Олий ва махсус ўрта таълим вазирлиги олий ўқув юртларининг талабалари учун дарслик сифатида тавсия этган

АЛКИД СМОЛАЛАР ВА УЛАР АСОСИДА ЭМАЛЛАР ОЛИШ
Ўсимлик мойлари қўшиб ўзгартирилган полиэфир смолалар лак-бўёқ заводлари ишлаб чиқараётган маҳсулотнинг асосий қисмини ташкил қилади; шунинг учун бу смолаларни синтез қилишнинг энг яхши усулини топиш катта аҳамиятга эга. Ҳозирги вақтда мамлакатимиздаги лак-бўёқ заводларида глифталь смолалар синтез қилишда, асосан, парчаланмаган мойдан фойдаланилмоқда; мой қўшиб ўзгартирилган глифталь смолалар саноатда, асосан алкоголиз усулида ишлаб чиқарилади, бунда смола икки босқичда синтез қилинади:

1. 
   мойларни глицерин билан алкоголиз қилиб (қайта этерификациялаб) моно ва диглицеридлар олиш;
   
2. 
   олинган моно ва диглицеридларни фталь ангидрид билан этерификация қилиш.
   

Мойларни глицерин билан алкоголиз қилиш учун мой ва глицерин аралаштириб турган ҳолда қиздирилади. Асосий реакция қуйидаги схема бўйича боради;

Алкоголиз — қайтар реакция, шунииг учун реакция массаси реакция тугашига яқин тўртта компонептдан: моно ва диглицеридлар, мой ҳамда глицерин аралашмасидан иборат бўлади. Реакция аралашмасининг таркиби процессинипг қанчалик тўлиқ бориши билан аниқланади: алкоголиз процесси қанчалик охирига борган бўлса, аралашма таркибида моноглицеридлар шунчалик кўп бўлади, яъни тажрибадан кузатилган мақсадга тўлароқ эришилади. Переэтерификатнинг хосил бўлган асосий компонентлари фталь ангидрид билан реакцияга киришиб (этерификация босқичи) турли бирикмалар беради. Бу бирикмалардан баъзилари мутлақо номақбул бўлиб, процесснинг боришига халал беради.
Реакция қуйидаги схемалар бўйича боради:
а) Диглицеридларнинг фталь ангидрид билан реакцияси:


.6) Моно ва диглицеридларнинг фталь ангндрид билан реакцияси:
в) Моноглицеридларнпнг фталь аигидрнд билан реакцияси;.
Переэтерификатии фталь ангидрид билаи қиздирганда бориши мумкин бўлган юқорида келтирилгаи реакциялардан кўриниб турибдики, бир атомли спиртлар сифатида қаралиши мумкин бўлган диглицеридлар («а» схема) функционаллиги бўлмаган куйи молекуляр бирикмалар ҳосил қилади: улар кейинги реакцияларга кириша олмайди ва шунинг учун смола ҳосил бўлиш процессини секинлаштиради. Моно ва диглицеридлар фталь, ангидрид билан реакцияга киришганда («б» схема) фақат бир томомлама функционалликка эга бўлган (f-1) бирикмалар ҳосил бўлади; фақатгина моноглицеридлар («в» схема) фталь ангидрид билан реакцияга киришганда икки томонлама функционалликка эга бўлган (f-2), яъни юқори молекуляр ва, демак юқори сифатли смолалар ҳосил қилишга лаёқатли бўлган бирикмалар олинади. Мой моноглицеридга тўлиқ айланса (қайта этерификацияланиш процессининг мукаммали) алифатик кислоталарнинг радикаллари жуда тенг тақсимланади ва бир жинсли смолалар ҳосил бўлади. Қайта этерификацияланиш пайтида реакцияга киришмаган глицериннинг бўлиши иккинчи фазада мойда ва ёғли глифталда эримайдиган тоза глицерофталатлар ҳосил бўлишига олиб ке-лади. Бу эса лакларнинг рангини хира қилиб қўяди.
Қайта этерификацияланган маҳсулотда функционалликка эга бўлмаган хом мой (қайта этерификацияланмаган)нинг бўлиши смоланинг сифатини пасайтиради, қуришни секинлаштиради ва плёнка қаттиклигини камайтиради, бу айниқса чала қурийдиган мойлардан фойдаланилганда якқол кўринади, чунки ҳавода қуриб қоладиган мойнинг ўзи анча сифатли қоплама ҳосил қилади; бундан ташқари, переэтерификатда қолган қурийдиган мой синтезнинг иккинчи босқичида — переэтерификатни фталь ангидрид билан бирга киздирганда — ёғ кислота радикалларининг қўш боғлари бўйича полимерланиши ҳисобига алкид комплекси билан бирикиб, ягона молекула ҳосил қилиш мумкин. Шундай қилиб, охиригача борадиган алкоголиз юқори сифатли грифталь смолалар ҳосил бўлишига имкон яратиши аниқланган. Переэтерификатлар ГИПИ—4 (лак-бўёқ саноатининг Бутун иттифоқ илмий-текшириш институти) да тахлил қилинганда, ҳаттоки анча чуқур қайта этерификацияланганда ҳам (намунанинг 95% ли этил спиртдаги эрувчанлиги 1:~ гача) реакция аралашмасида озроқ миқдорда реакцияга киришилмаган мойлар (триглицеридлар) қолиши аниқланган. Бунда моноглицеридларнинг миқдори 20% дан (переэтерификатнинг спиртдаги эрувчанлиги 1:1) 75% гача смоладаги молекуляр фракциянинг миқдори 13,8-..
дан 24,2% гача ортади.
Физик-техникавий текшириш маълумотларига кўра, юқори молекуляр фракцияларнинг лак қатламлари жуда тез қуриши, қаттиқлиги, сув таъсирига яхши чидамлилиги бўйича дастлабки олинган смоладан анча устун туради. Бу хулоса А. Я. Дринбергнинг «юқори молекуляр моддалар ёмон эрувчан, кам учувчан ва кимёвий инерт бўлади» деган фикрига тамоман мос келади. Қуйи молекуляр фракцияларнинг қатлам (парда) ҳосил қилиш хоссалари жуда кучсиз: қатлам ёмон курийди, кўчганга ўхшаш жойлари узоқ вақт сақланади ва сув таъсирига жуда чидамсиз бўлади. Этерификация ёки зичлашиш босқичида юқорида келтирилган моно ва диглицеридларнинг фталь ангидрид билан поликонденсатланиш реакцпясидан ташқари, моно ва диглицеридларнинг поликонденсатланиш ҳамда алифатик кислота радикаллари бўйича полимерланиш процесслари ҳам содир бўлади. Моно ва диглицеридларнинг поликонденсатланиши қуйидаги схемалар бўйича боради:

Моно ва диглицеридларнинг фталь ангидрид билан полиэтерификацияланиши ҳамда моно ва диглицеридларнинг поликонденсатланиши натижасида оддий эфирлар ҳосил бўлиши этерификация босқичида асосий реакциялар ҳксобланади. Бу иккала реакция ҳам сув ажралиб чиқиши билан боради. Кинетика нуқтаи назарпдан биринчи реакция иккинчисига нисбатан боради, натижада биринчи реакцияда ажралиб чиққан сув иккинчи реакцияни чап томонига силжитади, лекин бунинг учун реакция ҳароратси 230—250°С дан кам бўлмаслиги керак. Смолаларнинг зичлашиш босқичида алифатик кислоталарнинг радикаллари бўйича полимерланиш содир бўлиши смолаларнинг иод сони камайиши билан тасдикланади; бу ҳодиса шу смолалардан ажратиб олинадиган алифатик кислоталарнинг иод сонини аниқлаганда янада якқолроқ кўринади. Масалан, зиғир мойи асосида 230 ва 270°С ҳароратла синтез қилинган глифталь смолалардан ажратиб олинган алифатик кислоталарнинг иод сони тегишли равишда 158 ва 142 га тенг, дастлабки мойдаги алифатик кислоталарнинг иод сони эса 180,8 га тенг. Глифталь смолалар ишлаб чикаришнинг хар иккала босқичи•да ҳарорат асосий роль ўйнайди: ҳароратни тез кўтариш ва уни муайян максимумда сақлаб туриш процессни тўғри йўналтиришга имкон беради; паст ҳарорат эса процесснинг чўзилишига ва натижада сифати паст смолалар ҳосил бўлишига олиб келади. Глифталь смолалар ишлаб чиқаришнинг юқорида баён қилинган усулининг қатор камчиликлари бор. Улардан асосийлари қуйидагилардир: .
а) Переэтерификатларда диглицеридларнинг борлиги смола ҳосил бўлишига халал беради, чунки уларнинг фталь ангидрид билан этерификацияланишида ҳосил бўлган бирикмалар функционал (гидроксил) группалари йўқлиги туфайли кейинги кон-денсатланиш реакцияларига кириша олмайди; смолада қуйи молекуляр бирикмаларнинг бўлиши қатлам (парда) ҳосил қилувчи модданинг сифатини ёмонлаштиради.
б) Ўзгармай қолган мой (триглицеридлар) смола ҳосил бўлишида қатнашмайди.
в) Смолаларнинг таркиби бир жинсли бўлмайди.
г) Этерификация босқичи узоқ вақт (30 соатгача давом этади, натижада полиэтерификация маҳсулотлари қисман деструкцияланади, бу эса процесс боришида қўшилган қимматбаҳо хом ашё — фталь ангидриднипг 25%гача миқдори йўқолишига олиб келади.
Ҳозирги вақтда лак-бўёқ саноатида алкид смолалар ишлаб чиқариш процессини интенсивлаштиришнинг учта асосий усули мавжуд; улардан иккитаси олдиндан оксидланган ва полимерланган мойлар ишлатишга асосланган. Авторлар группаси (М. Д. Бодня, Г. М. Барановская, В. В. Хроль, М. А. Осовецкий ва бошқалар) томонидан ишлаб чиқилган учинчи усул олдинги икки усулдан тубдан фарқ қилади ва уларга нисбатан муҳим афзалликлари бор. Дастлабки икки усул алкид смолалар ишлаб чиқариш процессига ҳеч қандай янгилик киритмади; улар асосан мойга олдиндан ишлов бериш ҳисобига процессни тезлатишни ўз олдига мақсад килиб қўйган эди. Амалий ахамиятга эга бўлган ҳолатлар — процесснинг такрорийлиги, ишлаб чиқарилаётган маҳсулотнинг стандартлиги ва унинг сифатини яхшилаш, фталь ангидрид сарфини камайтириш ва процесснинг умумий давом этиш вақтини қисқартиришга юқоридаги икки усул ёрдамида эришиб бўлмайди. Алкид смолалар тайёрлашнинг таклиф қилинган учинчи усу0ли процессни уч босқичда олиб боришга асосланади. Биринчи босқич мойларни глицерин билан
моноглицеридлар ҳосил бўлгунча қайта этерификациялашдан иборат,

Иккинчи босқич моноглицеридларнинг сув ажралиб чиқиши билан конденсатланишидир:

Ва, ниҳоят, учинчн боскич конденсатланиш маҳсулотларининг фталь ангидрид билан полиэтерификацияланишидан иборат.
Таклиф қилинган бу усул алкид смолалар ишлаб чиқарншнинг саноатда қабул килинган усулидан қуйидаги ўзига хос хусусиятлари билан фарк қилади:
а) Переэтерифнкация триглицеридлар моноглицеридларга тўлиқ айлангунча давом эттирилади. Бу реакция массасининг қовушоқлиги НИИЛК воронкасп бўйича 20°С да 75—80 секундга етганда рангининг ўзгаришидан кўринади.
б) Янги конденсатланиш боскичи киритилади — моноглицеридларга юқори ҳароратда ишлов бериш ҳисобига улар қўшимча конденсацияланади. Саноатда ҳозир кўлланилаётган усулда ҳам бу реакция этерификация боскичида боради, бунда у асосий процессни секинлаштиради; авторлар бу реакцияни мустақил босқич сифатида ажратиб, умумнй процессга халал бермайдиган қилдилар;. бунда хосил бўладиган реакцион массанинг активлиги катта бўладн, шу сабабли эторификация реакцияси тезроқ кетади. Қонденсация маҳсулотларида моноглицеридлардаги каби иккита гидроксил группа бўлади, бу эса полиэтерификация, яъни смола хосил бўлишига кулай шароит яратиб беради. Переэтерификатни НИИЛК воронкаси бўйича 20°С даги қовушоқлиги 100—110 секундгача зичлаштириб олинган смолада юқори молекуляр фракция 40% дан ортиқни ташкил қилади (қовушоқлиги Тошкент лак-бўёқ- заводиникг МЗЛ да ГИПИ—4 усули бўйича аникланган), яъни алкоголиздаги 1:10 га нисбатан деярли икки марта кўп бўлади. Бу эса таклиф қилинган усулнинг ҳал қилувчи омилидир.
в) Псреэтерификатни вакуум остида зичлаштириш таклиф қилинади: қозондаги массанипг ҳароратси 260±5°С га етгач, маҳсулотнинг спиртдаги эрувчанлиги 1:10 бўлгунча пере-зтерификация қ.илинади, шундан кейин системага вакуум уланади ва унча катта бўлмаган вакуум остида (30—40 мм симоб устуни) переэтерификат зичлаштирилади. Переэтерификатнинг қовушоқлиги НИИЛК воронкаси бўйича 20°С да 100—110 секундга етгач, переэтерификация босқичи тугаган ҳисобланади ва этерификация босқичи бошланади. Переэтерификацияни вакуум остида зичлашда зичлаш тезлиги кескин ортади, бу операцияга сарф бўладиган вақт фақат 30—60 минутни ташкил қилади, холос.
г) Фталь ангидрид асосида борадиган этерификация босқичи ҳаммаси бўлиб 4—6 соат давом этади, бунда полиэтерификатлар деструкцияга учрамайди ва демак, фталь ангидриди йўқолмайди. Ҳақиқатдан ҳам фталь ангидрид сарфи қабул қилинган усулдагига нисбатан 8—10% камаяди, маҳсулотда унинг миқдори 4—5 га ортади.
д) Чуқур переэтерификация ва қўшимча конденсация қилиш натижасида асосда смола кисми миқдорининг кўпайганлиги ва смоланинг бир жинсли бўлганлиги қопламаларнинг сифатини айниқса сув таъсирига чидамлилигини оширади. Бу нарса А. Я. Дринберг ва А. А. Благонравова томонидан ишлаб чиқарилган «полифункционал кислоталар эфирларни спиртли қолдиғи атомлилигини таъсири назарияси» билан мос келади. Спирт қолдиғининг атомлилигини ошириш ва одатда сув таъсирига чидамлиликни пасайтирувчи эркин гидроксил группалар сонини камайтириш учун тўлиқсиз эфирлар конденсацияланади.
Ҳозир мамлакатимнз лак-бўёк заводларида қабул қилинган эзиш машиналари ёки шарли тегирмонларда эмаллар тайёр- лаш технологияси процессни узлуксиз қилишга имкон бермай- ди. Бу технологияни механизациялаштириш ва автоматлашти- риш кийин, асбоб-ускуналарнинг кўпчилиги чет элдан келтири- лади (бўёқ эзиш машиналари «Ногема» фирмасиники, шарли тегирмонлар «Кефама» фирмасиники ва ҳоказо). Технологик процесс оғир меҳнатли жуда кўп операциялардан ташкил топ- ган.
Авторлар группаси (М. Д. Бодня, Г. М. Барановская, И. Н. Семилеткова,-М. А. Осовецкий, М. В. Баришников, М. В. Мельников, М. В. Шиловскин, И. Д. Савельева) томонидан эмаль ишлаб чиқаришда пигментларни сирена типидаги нурлатгичлар ёрдамида нурлантириш йўли билан диспергирлашнинг узлуксиз процесси ишлаб чиқилди. Радиаль типдаги сирена цилиндрларида ўйиқлари бўлган статор ва ротордан (93- расм) таркиб топган. Ротор ва статор орасидаги бўшлиқ тешикни бутунлай бекитиш учун жуда кичик бўлиши керак.
Р отор ва статорнинг ўйиклари ҳамма цилиндрларда баравар очиладиган ва ёпиладиган қилинган, яъни ротор айланганда унинг тешиклари статорнинг тешикларига гоҳ тўғри келади, гоҳ тўғри келмайди. Шундай килиб, сиренага келаётган суспензия йўли бир очилиб ёпилиб туради. Суспензия оқимининг узилиши натижа сида унинг заррачалари бир неча марта 93-расм. Радиал типдаги
сирена: 1-статор; 2-ротор.
сиқилади ва кенгаяди, натижада товуш тебраиишлари ҳосил бўлади. Тебраниш чистотаси цилиндрлардаги тешиклар сонига ва роторнипг айланиш тезлигига боғлиқ. Асосий зарбий тўлқинлар частотаси қуйидаги формула билан аниқланади:
f қ (nайл./минут * n тешик / 60) 24
Бизнинг мосламамизда ротор минутига 3000 марта айланиб, тешиклар сони 68 га тенг бўлганда частота 3400 гц бўлади. Қурилманинг технологик схемаси 25 – расмда тасвирланган. Аралаштиргич 1 га тегишли миқдорда тортилган пигмент солинади. Тарозидаги бункерга сақлагич баклардан шестерняли насосо ёрдамида суюқ компонентлар (лак, сиккатив, эритувчи юборилади, тортилади ва аралаштиргич 1 га ўзи оқиб тушади (ёки насос ёрдамида узатилади). Унга аввал суюқ компонентларнинг ярми солинади; кейин қоргич ишлаб тургани ҳолда аралаштиргичга люк орқали пигмент тўкилади ва шу вақтнинг ўзида суюқ компонентларнинг иккинчи қисми қуйилади. Аралаштиргич тўлдирилгач 3-5 жўмраклар очилади ва 6-8 сиреналар ҳамда 9 ва 10 шестерняли насослар кетма – кет ишга туширилади. Сиренага узатилаётган паста миқдори фильтр 11 дан кейин шайба 12 қуйилганлиги туфайли муаян миқдорда ва ўзгармас бўлади. Пастага ишлов бериш процессида унинг майдалик даражаси «Клину» бўйича ва қовушқоқлиги (оралиқ бочка 13 дан намуна олиш йўли билан) экспресс тахлил, қилинади, шунингдек, пастанинг сиренага киришдан олдинги ва ундан чиққандан кейинги ҳароратси ўлчанади. Сиреналар моторларига тушаётган нагрузка доим текшириб турилади. Бутун партия ишлов бериб бўлгач, тайёр маҳсулот аралаштиргичи 14 ёки 15 дан пастанинг ўртача намунаси олинади. Агар яна ишлов бериш талаб қилинса, жўмрак 16 очилади ва пастга аралаш тиргич 14 ва 15 лардан айланма йўл билан насос 17
ёрдамида сиреналарга узатилади; бунда 18 ва 19 жўмраклар очиқ бўлади. Агар паста аралаштиргич 14 дан сарф бўлаётган бўлса, аралаштиргич 15 га қабул килинади; бу ҳолда жўмрак 20 очиқ ва жўмрак 5 ёпиқ бўлади.
Талаб қилинган майдалик даражасига эришилгач, тайёр маҳсулотнинг ранги ва қовушоқлигини тобига келтириш учун у аралаштиргичга (94-расмда кўрсатилган) узатилади. Бунинг учун аралаштиргичга борадиган йўлдаги жўмрак 21 очилади, насос 17 ишга туширилади ва 18 ёки 19 жумраклар аста секин очилади.

94-расм. Эмаллар ишлаб чиқаришнинг технологик схемаси: 1 – аралаштиргич; 2 – лак,

сиккатив ва эритувчини узатиш қувурлари;
3 – 5, 16, 18, 21 – жўмраклар;
6 – 8 сиреналар; 9, 10, 17 – шестерняли насослар;
11 - фильтр; 12 – шайба; 13 – оралиқ бочка.
Маҳсулот унумини ростлаб туришга имкон берадиган, узлуксиз равишда ишлайдиган сиренали қурилманинг яратилиши жуда катта иқтисодий самара келтириши мумкин. Бу қурилмаларда иш унуми мавжуд технологиядагига нисбатан 10 ва ундан ортиқ марта юқори; меҳнат, энергия сарфи ҳамда бошқа харажатлар ва натижада маҳсулот таннархи анча камаяди. Сиреналар мавжуд НФ—2,5 ва 6Н—8 ёки бошқа маркали марказдан қочма насослар асосида тайёрланиши мумкин. Бу нурлантирувчиларни бисер тегирмонлари билан бирга ишлатишнинг умумлаштирилган схемаси меҳнат унумдорлигини ошириш ва маҳсулот сифатини яхшилашга имкон беради.