Розрахунок кінетичних параметрів утворення карбамідоформальдегідних полімерів в присутності йонів кальцію

Анотація

Карбонат кальцію – один із широко використовуваних наповнювачів композиційних матеріалів. Сфери його застосування залежать від дисперсного складу, форми частинок та ін. Модифікація карбонату кальцію високомолекулярними полімерами дозволяє в широкому діапазоні змінювати його характеристики і властивості поверхні. Модифікація карбонату кальцію часто проходить з використанням карбамідоформальдегідних полімерів (КФП). Мета: Метою дослідження є визначення кінетичних характеристик процесу поліконденсації карбамідоформальдегідних полімерів в присутності йонів кальцію. Матеріали і методи: Механізм поліконденсації КФП складний і залежить від багатьох чинників. Поліконденсація КФП проходила за таких умов: температура – 20, 30, 60 °С; мольне співвідношення карбаміду до формальдегіду – 1:1,25; тривалість поліконденсації – 2 години; масове співвідношення СаСО₃:КФП = 1:1. Процес поліконденсації проводився в розчині хлориду кальцію з рН = 2…5,5. У процесі експерименту визначали концентрацію формальдегіду і метилольних груп хімічним титриметричним методом. Результати: Показано, що проведення процесу поліконденсації КФП в присутності йонів Са2+ при їх концентрації від 0 до 2,25 моль/л (0…90 г/л) приводить до прискорення процесу при температурі 20 °С більш, ніж в 1,8 разу. Подальше збільшення концентрації Сa²⁺ призводить до зниження швидкості процесу. При температурі 30 °С швидкість практично не змінюється у діапазоні концентрацій Сa²⁺ від 0 до 2,25 моль/л і далі несуттєво знижується. При температурі 60 °С для всього діапазону концентрацій Сa²⁺ спостерігається зменшення швидкості процесу. Вплив Сa²⁺ на процес поліконденсації підтверджує раніше висунуте припущення про утворення слабких зв’язків між КФП і йонами кальцію, які при низьких температурах перешкоджають гідролізу метиленсечовини і руйнуються при підвищенні температури процесу.