Схема установки для проведения гидролиза ЭТС

1 – гидролизат, 2 – гидролизер, 3 – мешалка, 4 – термометр, 5 – секундомер.

Расчет гидролиза:

Исходные данные: ЭТС-40, плотность = 1050 кг/м, в количестве 50мг; спирт этиловый, плотность = 803, 3 кг/м; кислота соляная, плотность = 1190 кг/м.

Гидролиз проводим на 16%SiO2 в гидролизате, отверждение в аммиачной среде.

Расчет количества разбавителя Р, которое требуется для получения заданного содержания SiO2 в связующем n(%):

P = ((Qp)/p1)*((m/n)-1), м

где m - содержания SiO2 в ЭТС, %; Q – объём гидролизируемого ЭТС, м; p – плотность ЭТС, кг/м; p1 – плотность разбавителя, кг/м.

P = ((0, 00005*1050)/803, 3)*((40/16)-1) = 0, 000098 м

Расчет общего количества воды Н, требуемого для гидролиза ЭТС:

H = K((QpAM1)/(M2 * 100)), кг,

где А – содержание этоксильных групп, %; M1 – молекулярная масса воды, кг;

M2 – молекулярная масса этоксильных групп, кг.

H = 1, 5((0, 00005*1050*60*0, 018)/(0, 208 * 100)) = 0, 0044 кг

Количество воды, вносимое с разбавителем-растворителем (этиловым спиртом):

H1 = (Рр1A1)/100, кг,

где A1 – содержание воды в спирте, %масса.

H1 = (0, 000098*803, 3*3, 2)/100 = 0, 00025 кг

Количество воды, вносимое с катализатором - концентрированной соляной кислотой:

H2 = (Bp2A2)/100, кг.

где В = 0, 01Q – количество соляной кислоты, взятой для гидролиза, м;

p2 – плотность соляной кислоты, кг/м; A2 – содержание воды в соляной

кислоте, %масса.

H2 = (0, 0000005*1190*62, 78)/100 = 0, 00037 кг.

Таким образом, количество воды, которое необходимо ввести непосредственно в ЭТС при его гидролизе:

Н = Н – (H1 + H2), кг.

Н = 0, 0044– (0, 00037 + 0, 00025) = 3, 78 мл.

Количество компонентов гидролиза:

ЭТС 50 мл

Вода дистиллированная 3, 78 мл

Спирт этиловый 98 мл

Кислота соляная 0, 5 мл

Последовательность проведения гидролиза ЭТС:

· в гидролизёр залить расчётное количество растворителя – этилового спирта;

· подкислить воду, для чего в отмеренное количество воды влить требуемый объём соляной кислоты;

· ввести в гидролизёр подкисленную воду и полученный раствор перемешать в течении 2….3 минут;

· залить гидролизёр требуемое количество ЭТС в 2….3 приёма, при вводе ЭТС следить, чтобы температура раствора не превышало 45˚ С;

· раствор перемешать в течение 15….20 минут и слить в ёмкость для хранения, срок хранения не более 6 суток при температуре 20….25˚ С.

Экспериментальные данные:

График зависимости интенсивности гидролиза от времени:

Скорость процесса гидролиза:

V = (tmax – tн) / τ max, град/мин.,

где tmax – max температура, достигаемая при гидролизе ЭТС, ˚ С; tн – начальная температура гидролизуемой системы, ˚ С; τ max – время достижения max температуры гидролиза, мин.

V = (17, 3 – 16, 1) / 17, 3 = 0, 069 град/мин.

Вывод: При проведении опыта были допущены ошибки при проведении гидролиза, т.е. не соблюдены пропорции или последовательность введения компонентов, следовательно, полученное связующее не является годным для дальнейшего проведения опыта.

Федеральное агентство по образованию РФ

Южно-Уральский государственный университет

Кафедра «Литейное производство»

Отчет по лабораторной работе:

«Гидролиз этилсиликата»

Выполнил: Чугунов В. С.

Группа: ФМ-575

Проверил: Ивочкина О. В.

Челябинск 2007