![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
1 ... 35 36 37 38 39 40 41 ... 49 стей, по сравпенпю с цепью ведущего колеса (ведущая цепь) передает относительно меньшее окружное усилие, но зато имеет относительно значительно ббльшую скорость движения, однако из-за практич. соображений ![]() ![]() Фиг. 42. Фиг. 43. обычно применяют для обеих передач цепи одного размера. Для М. с рабочим объемом цилиндров до 250 см берут цепи, звенья к-рых имеют длину (шаг цепи) равную V2 и ширину (расстояние между боковинками внутреннего звена) равную V* . для М. с рабочим объемом до 500 см соответственно длина звена равна V2 и ширина /а , для всех М. с объемом > 500 ем-шаг цепи равен Va , ширина равна U . Для плавной и надежной работы цепной передачи необходимо, чтобы цепные колеса имелп не менее 14 зубьев, т. к. в противном случае получается сильный изгиб цепи. Необходимо наблюдать за тем, чтобы обе це]шые шестерни находились в одной плоскости и цепи работали без перекоса. Цепные передачи д. б. снабжены амортизаторами для смягчения действия ударных нагрузок. Для этого цепная шестерня а (фиг. 42) не соединяется жестко с валом б, передача крутящего момента от вала к цепной шестерне осуществляется через кулачковую муфту в, последняя по шпоночным дорожкам может перемещаться вдоль оси вала и благодаря шпоночным дорожкам вращается вместе с валом. Силой давления пружины г кулачки муфты удерживаются в сцеплении с кулачками цепной шестерни. При ударной нагрузке цепная шестерня повернется относительно вала на нек-рый угол и благодаря наклонному очертанию кулачков муфты в переместит последнюю вдоль оси вала и сожмет пружину г, благодаря чему сила удара будет амортизирова- ![]() ![]() Фиг. 44. Фиг. 4Е. на. Натяжение пружины регулируется гайкой д. Для этой же цели применяют конструкцию цепной шестерни, изображ;еиную на фиг. 43; втулка имеет выступы б, цепная корона снабжена выступами а, между выступами заложены спиральные пружины в, при помощи которых и алюртизируется ударная нагрузка. Цени д. б. обеспечены смазкой и хорошо защищены от грязи, для этого их помещают в закрытый картер. Цепи д. б. правильно натянуты и иметь нормальный провес. Предварительная натяжка моторной цени осуществляется соответствующим передвижением коробки передач , а ведущей цепи-перестановкой осп ве-дуи1его колеса в прорезях ее опоры. Перестановка оси колеса для натяжки цепп производится при помощи регулирующих винтов. Для увеличени>1 надежности работы моторной цепи и уменьшения ее напряжения начинают применять две моторные цепп;, конструктивное выполнение такой передачи на М. Харлей Давидсон 1930 г. изображено на фиг. 44. Карданная передача (см. Каудап-ные валы, Гука шарнир) к ведущему колесу применяется гл. обр. при двигателях, вал к-рых расположен вдоль рамы М. Т. к. ось. ведущего колеса и коробка перемены передач установлены на жесткой раме М. и следовательно какого-либо заметного отклоне- ![]() ния оси вала коробки перемены передач по отношению к оси карданного вала и оси заднего колеса не происходит, то в качестве кардашюго соч.тенения достаточно иметь простейшую гибкую муфту, состоящую напр. из двух половинок а и б (фиг. 45), причем цапфы в, па которые одеты резшювые патрубки 0, входят в соответствшуюпще отверстия половины муфты б. Эластичность резиновых патрубков и осуществляет гибкость соединения. Коробка перемены передач (коробка скоростей) служит для изменения крутящего момента ведущего колеса. Только маломощные машины имеют двухскоростные коробки; наиболее распространенным является, тип трехскоростной коробки перемены передач; в последнее время начинают применять-для больших М. четырехскоростные коробки. Для М. большого литража, работающих с тяжелыми боковыми колясками,.отдельные фирмы начинают применять коробки скоро- стей, имеющие и задний ход. Передаточные числа на различных передачах для двигателей различных мопщостей выполняют различными, как указано в табл. 3. Табл. 3.-П е р е д а т о ч н ы е числа от мотора к. ведущему колесу.
В целях уменьшения износа шестерен желательно иметь коробки перемены передач с шестернями, находящимися все время в за- ![]() цеплении, причем включение шестерен в передачу осуществляется кулачками. Конструктивное выполнение такой трехскопост-ной коробки дано па фиг. 46 и фиг. 47, Л, Б, В. Главный вал а через механизм сцепления в связан с бсльшой сцепной шестерней б, к-рая соединяется моторной цепью с двигателем. Па левом конце главного вала свободно вращается малая цепная шестерня г и составляющая с пей одно целое шестерня постоянного зацепления д. Каретка е может переме щаться по шпоночным дорожкам к вдоль оси главного вала; каретка е включает в себя шестерню oic 2-й скорости и шайбу з; шестерня и шайба снабжены кулачками г*. Шестерня л 1-й скорости, свободно вращающаяся на главном валу, также снабжена кулачками. HaocHjit (контр-шафтный вал), лелгащей параллельно валу а, свободно посажена вторая шестерня постоянного зацепления и, на ее длинной втулке о может вращаться и перемещаться вдоль оси каретка п, снабженная кулачкалш р, диском с и шестерней, второй скорости т. С правого конца на втулку о посажена на шпонке 56 шестерня первой скорости х, снабженная кулачками ц. Зубья шестерен д и н, ж и т, л и ж находятся все время в зацеплении. Если каретку е переместить направо, то крутящий ![]() Фиг. 47Б. момент от цепной шестерни б через вал а. каретку е, шестерни л, ж и шестерни и, д- будет передан цепной шестерне г; это положение соответствует первой скорости (фиг. ![]() Фиг. 47В. 47, А). Для получения передачи второй скорости нужно каретку е передвинуть влево до тех пор, пока связанная с ней при помощи дисков 3 и с каретка п не сцепится кулач1сами р с кулачками ц шестерни х (фиг. 47,. Б). ![]() Фиг. 48. Для получения третьей скорости каретка е должна быть продвинута еще дальше влево до сцепления ее кулачков непосредственно 283�3401 с кулачками ч втулки цепной шестерни г (фиг. 47, В). Перемещение каретки е и связанной с ней дисками з, е каретки п произ- водится при помощи рычага, к-рый передвигают по прорези кулисы. На фиг. 48 изображен второй тип трехскоростной коробки, в к-рой две каретки а и б, не связанные между собой, перемещаются двумя вилками, взаимное движение к-рых зависит от очертания прорезей в шайбы г переключения, в к-рые входят концы вилок; при различных поворотах шайбы з, как видно из чертежа, можно пол^ить различные передачтт. Сцепление. Для мотоцикла применяется дисковое сцепление, с сухими дисками или же, реже, с дисками, работающими в масле. Как правило механизм сцепления помещают между мотором и коробкой скоростей. В качестве сухих дисков применяются диски с наклепанными накладками пз асбестовой ткани Феррадо, а такясе металлические диски с впрессованными кусками пробок. Эта последняя конструкция изображена на фиг. 49. На конце полого главного вала а коробки перемены передач посажен свободно вращающийся барабан в, к-рый составляет одно целое с цепной зубчатой короной б. В прорези г барабана вхо- ![]() Фиг. 49. ![]() ![]() Фиг. 50. дят своими выступами стальные диски д с впрессованными в их отверстия пробками е, эти диски не соприкасаются с валом а, могут перемещаться вдоль прорезей барабана и вращаются вместе с последним. По шпоночным дорожкам муфты о/в в свою очередь мо-vyt перемещаться вдеть оси вала стальные диски 3, к-рые не соприкасаются неносредственно с барабаном в. Муфта ж закреплена на валу чекой и и гайкой и. Пружина тс, натяжение к-рой регулируется гайкой л, сжимает диски 3 и d и благодаря силе трения, возникающей на поверхностях дисков в местах соприкосновения с пробками, при вращении цепной шестерни б вся система будет ![]() Фиг. 51. вращаться как одно цстое и через муфту ж будет вращать главный вал а. Если прп помощи стержня м, соединенного системой рычагов с педалью сцепления, переместить чеку и направо, то чека передвинет направо и крайний диск 3, благодаря чему пружина к сожмется и не будет сжимать диски д п з, поэтому цепная шестерня б с барабаном в будут вращаться вхолостую. На фиг. 50 изображена часть барабана в сцепления и часть диска д с впрессованными пробками е. Стартер. Пуск двигателя М.в ход производится при помощи стартера. Наиболее распространенной системой является кик-стартер (фиг. 51). Рычаг з педали исестко соединен с сегментом б; в нерабочем состоянии спиральная пружина в держит рычаг педали в вертикальном положении; болт г, к к-рому прикреплен один конец пружины в, слуяса упором для сегмента, исключает возможность повернуть рычаг в направлении против стрелки. При повороте ногой педали, сегмент сцепляется с шестерней д, свободно сидящей на валу, и поворачива ет последнюю; при этом шестерня д (фиг. 52) будучи сцеплена кулачкамигис с шайбой е, ясестко соединенной с валом, повернет вал а коробки перемены передач и связанный с ним кри вошипный вал двигателя, который сделает 3-4 оборота и мотор запустится, тогда кулачки Шайбы е отожмут шестерню д налево, так что ее кулачки расцепятся с кулачками шайбы, пружина в повернет рычаг 3 в исходное положение, причем зубья шестернрь д выйдут из зацепления, и она, переместивппюь вправо под действием силы пружины м, будет вращаться вместе с валом а. Колеса и тормоза. Колеса преимушественно тангентные, реже дисковые. Обод стальной, реже из легких сплавов. Втулки колес снабжены роликовыми или шариковыми подшипниками (фиг. 53). Для быстрой и удобной установки заднего колеса ось последнего закрепляется в вилке при помощи осевого болта а. Колеса выполняются под покрышки следующих размеров. ![]() Рабочий объем двигателя (сии ) 250 350 500 750 1000 Размер норм. Размер покрышки покрышки баллона 26Х2 / 26x2 /. 26x3 26x3 28x3 26X3,5 27X3,5 27X3,85 27x4 Тормоза применяют как на ведущее, так часто и на переднее колесо. Тормоза обычного типа, чаще с внутренними колодками. ![]() Тормозной барабан б (фиг. 53) црибалчи-вается к фланцу втулки колеса. Испытанием.производится как в лабораториях, так и путем испьггатйльн. пробегов. В СССР испытание М. и исследовательскую работу в области мотостроения проводят два научно-ис-следователь ск. института: НАМИ и ф„1, 53 ЦАГИ. На фиг. 54 дана характеристика мотоцикла D (Дейчв-Вёрке) с четырехтактным одноцилиндрсвым двигателем, рабочий объем к-рого равен 496 см, диам. цилиндра 82 лш и ход порпшя 9Амм. Кривые N,NhN дают соответственные мощности при по.тном дросселе на ведущем ко- N-Ывщноеть щлош. силах ОгРасход топлива в кг 8час ц-УЯмьный расход топлива в ер NA.q-Ha толуоловой снеси N.&.q-Ha бензоловой смеси ![]() 1200 1600 2000 2400 2800 3200 3600 4000 4Шо&ким 25 30 35 40 45 50 55 вО 65 70 75 80 85 кшчас Фиг. 54. лесе при работе двигателя на толуоловой и бензоловой смесях и на бензине; кривы*; в Q-соответствующие часовые расходы гоплив в %г при толуоловой и бензоловой смесях; кривые q и q - расход на силу-час в г. Рама М. D -двойная трубчатая (фиг. . )5); ivonoDKa - трехскоростная; от мотора ic ![]() Фиг. 55. коробке передача зубчатыми колесами, от коробки к ведущему колесу - цепью % х Х% . Нередпяя вилка с плоской рессорой. На переднем колесе тормоз с внутренними колодками, на заднем-тормоз на особый обод. Для М. BMW модель R-62, имеющего двухцилиндровый двигатель с горизонталь- но расположенными цилиндрами и с рабочим объемом 744 см?, на фиг. 56 даны характеристики лгощностей на ведущем колесе при н*
\qep WOO 5 4 S 2 1 400 800 1200 1600 2000 2400 2800 3200 3600 4000 4400oS/muh to 20 30 40 50 60 70 80 90 100 HO км/час Фиг. 56. полном (Nn.d.) И прикрытых дросселях (N; iV ), также даны часовые расходы топлива Qn.d. при полном дросселе и при прикрытых ![]() Фиг. 5 7. дросселях {Q,Q ). Соответствующие удельные расходы в г даны кривыми qn,d., q, q . Мотоцикл BMW спортивная модель R-16 1930 г. (фиг. 57) с горизонтально располо-Лхенным двухцилпндровым двигателем HMfer ![]() Фиг. 58. рабочий объем 734 см, максимальную эффективную мощность двигателя 20 Н*. Рама М. выпрессована из листовой стали, вилка переднего колеса, также прессованная из стали, снабжена плоской рессорой. Сцепление однодисковое. Трехскоростная коробка ![]() Фиг. 59. перемены передач заключена в одном блоке с двигателем. Передача к ведущему колесу- карданным валом. На переднем колесе тормоз с внутренними колодками, второй тормоз на трансмиссии. На фиг. 58 изображен М. Харлей Давидсон (модель 1931 г.) с двухцилиндровым V-образным мотором; рабочий объем цилиндров 1 200 см, 0 цилиндров 86,97 мм, ход поршня 101,6 мм. Рама стальная трубчатая, вилка прессованная из стали. Сцепление многодисковое сухое. Передача 349 см, ход поршня 85Va лш, 0 цилиндра 72 мм,. Цилиндр имеет две выпускных трубы, ![]() У I I I I -gwi/ I I I. У I L-LI - 25 3D 35 SO 55 60 65 W 75 80 85 90 mwc. Фиг. 61. снабженные двумя симметрично расположенными глушителями. На фиг. 60 дано изобра- Т а б л. 4.-Условия испытания М. в а э р о д и н а м и ч е с к о й т р у б е.
от мотора к коробке передач двойной цепью, от коробки передач к заднему колесу ординарной цепью. Мотоцикл BSА (модель 1930 г.) ![]() Фиг. 60. L30-5 с одноцилиндровым двигателем изо-0разкен на фиг. 59. Рабочий объем цилиндра жение мотоцикла Матчлес (модель 1931 г.) с 4-цилиндровым мотором, цилиндры к-рого расположены в два ряда. Оригинально выполнена рессорная подвеска заднего колеса. Форма М. и коляски, посадка водителя имеют большое влияние на затрату мощности на преодоление силы лобового сопротивления. На фиг. 61 даны результаты испытаний в аэродинамической трубе, проведенных ЦАГИ над М. Харлей Давидсон. Кривая п.д. д&6Т мощность на ве-ду1цём колесе при полном дросселе, кривые Ny , JVj, JVg, Л^4-мощности при разном дросселировании. Мощности, затрачиваелгые на преодоление силы лобового сопротивления,в зависимости от скорости движения М., даны кривыми N, причем индексы I-f-Vi обозначают условия испытания, согласно табл. 4. Окончательный баланс мощности на заднем колесе, с учетом мощности N, теряемой на тренио колес (кроме ведущего), для этого М. дан на диаграмме фиг. 62, на к-рой кривые ![]() об/м 20 30 itO 50 80 W 80 SO ки/час Фиг. 62. суммарных мощностей Np=Na;-\-Nr; кривая дает мощность на ведущем колесе нри ![]() ПОЛНОМ дросселе. Точки пересечения кривой Nn.d. с кривыми iVp дадут соответству- ![]() фиг. 64. ющие максимальные возможные скорости М. при езде на прямой без подъема при данном передаточном числе, равном 4.91 от мотора к заднему колесу. Ординаты JV между кривой Nn,d. и кривыми JVp дают запас мощности для каждой скорости, к-рый м. б. ис-по.7тьзовап для ускорения движения М. или преодоления подъемов. Диаграмма фиг. 63 дает баланс мощности на заднем колесе для испытанного М. Харлей Давидсон без обтекателя и с обтекателем, выполненным по схеме фиг. 64. Обозначение кривых и значение индексов те же, что и на предыдущих диаграммах. В СССР производство М. осуществляется на заводах: Ижевском (рабочий объем цилиндров 220 см, 500 см, 700 cлt 1 200 сж ), Велострой (рабочий объем цилиндров 174 см), Тремасс (300 см?). Лит.: Успенский И., Мотоцикл Харлей-Да-видсон, Руководство по управлению, уходу и регулировке, Москва 1927; Кузнецов Б. Я., Лсбо-вое сопротивление мотоцикла, Труды ЦАГИ , 1 929, вып 51; Neitner F Г., Das Motorr.d, Aufb-m u. Arbeitsweise, в.-W., 1929; Bussien R , AutJnao-bilte. hiiiSLliPsHar.db , 12 Aufl., В(гИп, 1928; Ha nf- 1 a ii d C, Das Mctorrad und seine Knnstriiktion, 2 Aufl ,B., 1925; Heller A., Motorwngen u. Fahrzeug-mischinen f.flussigen Brennstoir, 2 Aufl., B. I, В., 1925; Dykes Automobile a. Gasoline Engine Encyt lopedia, 14 ed., Chicago, 1926. Б. Шпринк. МОТЫЛЬ, см. Шатун. МОЧЕВАЯ КИСЛОТА, CHNiOa, 2, 6, 8-триоксопурии; строение М. к. видно из ф-лы; 1=(5н 1 15 сн с-NH\8 I! II >СН NH-СО Л- NH, NH пурин мочевая к-та Ее люжно рассматривать также как дну ре-ид триоксиакриловой к-ты, С(0Н)2:С(0Н)- СООН. М. к. содержится в незначительных ко.тичествах в моче плотоядных млекопитающих и человека (в патологич. случаях- такнсе в крови и мочевых камнях), составляет ббльшую часть экскрементов птиц и пресмыкающихся; в гуано М. к. содержится в количестве до 25%. Образование М. к. в л^ивотных организмах является результатом распада белковых веществ, происходящего под влиянием ряда энзимов; оксидазы (пуриноксидазы) окисляют ксантин (2,6-диоксопурин) и гииоксантин (6-оксопурин) в мочевую кислоту. Чистая М. к.-бесцветный кристаллический порошок, мало растворимый в воде и нерастворимый в спирте и эфире; крепкая H2SO4 растворяет ее, не разлагая. М. к.- слабая двуосновная к-та, дающая два ряда солей (у ратов): дву- и однометаллические (чаще последние); однометаллич. соли щелочных металлов плохо растворимы в воде, за исключением соли лития. При окислении посредством HNO на холоду М. к. дает аллоксан /NH-со. со< >со \nh-со/ дальнейшее окисление при нагревании разлагает ал-токсан на углекислоту и п а р а б а-новую к-ту /NH-СО NH-со Синтетически М. к. получается из мочевины различными способами: нагреванием мочевины с гликоколем, с изодиалуровой кислотой, с циануксусной, хлоруксусной или трихлормолочной к-той и т. д. Технически М. к. получают извлечением ее из гуано путем кипячения со слабой соляной к-той, растворения оста-тка в КОН и осазкдения соляной к-той. Распознавание М. к. производится по мурексидной реакции (проба вещества, выпаренная с HNO3 досуха, при смачивании аммиаком дает пурпуровое окрапш-вание) или микрохимич. путем-по характерной форме кристаллов М. к. и ее солей. М. к. может слуяшть для получения ряда других производных пурина; в технических размерах из нее получают синтетич. кофеин (1, 3, 7-триметил-2, 6-диоксопурин) по способу герм, фирмы Берингер. Кроме того М. к. наряду с барбитуровой к-той (см.) применяется в качестве стабилизатора для продалсной перекиси водорода. Лит.: Fischer Е., В , 1897, В. 30, р. 549. 1898, В. 31,р. 2551, 1899, В. 32, р. 435; Traub eW., В , 1900, В. 33, р. 3035,- м о г g а п е., s t е W а г I; с, Н о р к i п S F., On the Anaerob. Oxidation of Xanthin, Ргос. of the Royal Soc. of London , London, V. 94 A, p. 109. H. Ельцина. МОЧЕВИНА, карбамид, CO(NH2)2. В природе это вещество является главным продуктом распада (окисления) белковых веществ в высших организмах и нормальной составной частью мочи млекопитающих, откуда М. и получила свое название. Содержание М. в моче человека-2-3%; общий с^очный дебет ее достигает 30 г. В небольших количествах М. содержится в крови животных и в соках нек-рых растений. Открыта в 1773 г. Руеллем (в моче); синтезирована впервые Вёлером в 1828 г. В настоящее время природные источники М. не имеют практич, значения, так как почти вся М. получается синтетич. путем. Физические свойства. М. образует крупные бесцветные кристаллы (призмы или иглы), устойчивые на воздухе. Уд. в. = 1,335; 132,7°; в вакууме М. воз- гоняется без разложения. Растворимость М. в воде (на 100 ч. HgO): при 0° 10° 20° 67,0 Ч. 84,0 104,7 при 50° . 70° . 100° . . 205,0 . 314,6 . 700 Растворимость в спирте равна 20 : 100 по весу; в эфире М. почти нерастворима. Температура затвердевания конц. водных растворов М.: 87%-ного 95°;90%-ного 107°; 95%-но-го 120°. Кристаллы М. слабо гигроскопичны; ниже приведена упругость пара насыщенных растворов М. для различных t°: i°.....10° 15° 20° 25° 30° 40° 50° MM Hg . . 7,48 10,24 14,05 18,06 23,C9 37,66 57,77 Химические свойства. В химич. отношении М. представляет собою полный амид угольной кислоты. Она обладает характером очень слабого основания (водные растворы М. имеют нейтральную реакцию) и дает устойчивые соли только с сильными к-тами, напр. азотной, соляной, фосфорной, щавелевой. В этих солях одна молекула М. связывает только один эквивалент кислоты; так напр., нитрат М. (1° л, 163°) имеет состав NHa СО NHg HNO3, оксалат М.-состав (NHj СО -N112)2 С2Н2О4. Мочевина образует многочисленные двойные, или моле- кулярные, кристаллич. соединения с самыми разнообразными веществами, например: C0(NH2)2 AgNOs,- CO(NH2)2 Hg(N03)2; C0(NH.j)2 HgCIa; COCNHab HgO; CO(NH2)2 HgO HNO3; CO(NH2)2 NaCl H2O; Ca(N03)2 4С0(ННг)2; NaaS-Os 4C0(NH2)2 И Т. П. При нагревании выше 150° (под ат-мосферньгм давлением) М. переходит сначала в биурет, NH(CO NH2)2, затем в циан-уровую к-ту (СМОН)з. При нагревании М. с водой наступает сначала гидратация ее в карбаминат аммония (делающаяся заметной при °>80°), а'выше 130°-гидролиз-с распадением на углекислоту и аммиак: NHa со NH2+ H20;±NH2- СО 0КН4С02 + 2КНэ, причем все эти реакции обратимы (обратное течение процесса осуществляется в технич. синтезе М.). Щелочи и к-ты ускоряют гидролиз М.; в присутствии гидролитич. энзима- у р е а 3 ы-этот процесс идет с большой скоростью при обыкновенной t° (брожение мочи). Нагревание М. со спиртами, взятыми в избытке, приводит к образованию урета-пов (см.). По отношению к растворам пер-манганата (KMnOJ М. устойчива; азотистой к-той она окисляется с выделением свободного азота: CO(NH2)2+2HN02=C02+3H20+2N2. Аналогичный распад происходитпри действии бромноватистокислых солей: CO(NH2)2+3NaOBr=3NaBr+C02+2H20+N2, причем промежуточным продуктом реакции является гидразин HgN NHg; действуя на М. в соответствующих условиях гипохлори-том (NaOCl), можно получить т. обр. гидразин с выходом до 60% (П. Шестаков). Водород аминогрупп в М. может быть замещен алькильными, арильными и ациловыми радикалами (см. ниже). Чистая М. содержит 46,6% связанного азота. Методы получения М. Химич. путем М. может быть получена при помощи следующих реакций: 1) изомеризацией циа-ната аммония при нагревании в водном растворе (историч. синтез Вёлера): NC-ONH4->CO(NH2)2; 2) взаимодействием фосгена и аммиака: COCl2+2NHs = 2HCl-f CO(NH2)2; 3) гидратацией свободного цианамида: CN . NHa + Н2О = COCNH),; 4) дегидратацией карбамината аммония: NHo . со . ONH4 = С0(КНг)2 + Н2О: последние два способа имеют промышленное значение. В производстве М. при помощи цианамида исходят из технич. цианамида кальция (см.), к-рый гидратируют обычно действием разбавленных кислот. Имеется много патентов на получение М. этим методом: из них наибольшего внимания заслуживает способ Лидгольма, уже получивший практич. осуществление в Америке (опытный з-д Карбидной К на Ниагаре), Исходный цианамид кальция, тонко измельченный, постепенно вносят в воду при перемешивании и одновременном пропускании СО г в эту суспензию; в растворе получается свободный цианамид: Гидратация цианамида в М., после отделения его ст осадка СаСОз на фильтр-прессе, достигается действием разбавленной серной к-ты при нагревании и проводится с возможной быстротой, во избежание накопления нежелательных побочных продуктов. После окончания реакции раствор нейтрализуют мелом, вторично фильтруют для отделения CaSO и упаривают в слабом вакууме до такой концентрации, чтобы продукт по охлаждении застывал в твердую массу. Продукт содержит около 44% связанного азота, из них 41% в виде М., 1%-солей аммония, 1,5%-гуанилмочевины и 1 % в виде дициандиамида (примесь, вредная для растений). Метод, применяемый во Франции (Soc. des produits azotes), отличается тем, что порошкообразный CaCNg вносится в разбавленную серную к-ту, причем осво-бождаюшийся цианамид здесь же гидрати-руется в М., для чего реакционную смесь нагревают до 60-70° и энергично перемешивают; в осадке получается CaSO, весь процесс длится ок. 1 ч., выход М. близок к теоретическому. в дальнейшей разработке цианамидного способа получения мочевины можно отметить следующие усовершенствования и оригинальные варианты. 1) Для избежания легко наступающей полимеризации свободного цианамида в дициандиамид, (CN2H2)2, рекомендуется готовый раствор CN-NH2 в-тивать медленной струей в избыток слабой к-ты при непрерывном перемешивании. 2) По новому предложен-но.му методу, гидратации подвергается конц. водный раствор цианамида в автоклаве под давлением 5-10 atm при t° 60-70 и в присутствии 5% минеральной к-ты или NaHS04; полученный раствор М. нейтрализуют мелом, фильтруют и выпаривают; на реакцию требуется ок. 6 ч. 3) Для проведения гидратации цианамида при обыкновенной t и нормальном давлении предложены различные катализаторы, напр. СнО, TiO.2, ZrOg, ТЬОг на подкладке из силикагеля; 25%-ный раствор CN-NHg перемешивают с массой катализатора в течение 2-3 суток; конверсия = 60- 70%. к) Конц. растворы цианаашда можно обрабатывать серной к-той в присутствии эквивалентного к-те количества NH4NO3, KNO3, Mg(N03)i2 или других солей: при нагревании в течение 1-2 ч. получается готовая азотнокислая соль М., к-рая по охлаждении раствора выкристаллизовывается. 5) Вместо гидратации в кислой среде, возможно также обрабатывать цианамид кальция насыщенными растворами карбонатов или фосфатов щелочных металлов при нагревании выше 100°; отделив осадок СаСОз или Са-фосфата, щелочную жидкость короткое время нагревают для перевода CN-NHj в М.; затем свободную щелочь нейтрализуют СОг'и все вместе выпаривают досуха. 6) Японский метод получения М.- путем брожения раствора цианамида в смеси с отрубями, отбросами чая и т. п., с добавкой солей Мн. Все перечисленные методы невидимому в крупном масштабе еще не применялись. Концентрирование растворов М., получаемых при цианамидном способе, в 1-й стадии может быть достигнуто их вымораживанием при t° = - 10-i-15°, причем получающийся лед не содержит М. Отделенный маточный раствор далее концентрируют в вакууме при 50-75°; т. о. получается раствор 70-75%-ноЙ концентрации, к-рый поступает на кристаллизацию или подвергается дальнейшему обезволшванию. Продажный твердый продукт-кристаллизованный или гранулированный-м. б. получен следующими путями: а) обычной кристаллизацией в чанах с наружным охлаждением; б) получением высококонцентрированного (до 90%) раствора М., выливанием его в горячем виде в формы и дроблением застывшей массы на дезинтеграторах; в) разбрызгиванием горячего конц. раствора М. в камерах, про- дуваемых холодным воздухом (получается продукт в виде перлов -зерен округлой формы), и г) кристаллизацией умеренно концентрированного теплого раствора в каплях, падающих с большой высоты. Метод получения М. при помощи к а р б-а м и н а т а аммония, т. е. синтезом из аммиака и углекислоты, имеет невидимому Наиболее широкую будущность. Применявшиеся до сих пор варианты промышленного синтеза М. сводятся в общих чертах к следующим операциям. Смесь состава 2 NHg -f -f- COg, обычно с добавкой небольшого количества наров воды, под высоким (или нормальным-на холоду) давлением превращается в карбаминат аммония. Затем твердый или расплавленный карбаминат дегидратируют в М. в том же аппарате или в отдельном автоклаве при t° 135-150° и давлении 55-60 или более atm. Воду и остатки карб-амината отгоняют в колонном аппарате при 100-130° и снова возвращают в процесс, расплавленную же технич. М. выпускают, ох.таждают до затвердения и измельчают. Происходящие реакции отвечают схеме: СО2 +2NHs->NH2 со ONH4-*CO(NH2)2 + Н2О. в способе BASF исходная смесь компонентов получается либо пропусканием сжатой СО2 в жидкий NHg, либо разложением уг-леаммиачной соли: конц. раствор (КИ4)2СОз помещается в колонну и перегревается паром высокого давления до полной диссоциации соли на СОа, NHg и HjO; смесь газов под давлением около 12 atm направляется в охладитель с Г =110°, где COg и NHg частично конденсируются в карбаминат. Последний в жидком виде поступает в автоклав, где при t° 135-150° заканчивается образование М. Аппаратура изготовляется из специальной стали, т. к. почти все обычные материалы в условиях процесса быстро разрушаются. В способе, разработанном Вашингтонской лабораторией связанного азота, испо.яьзуется уг-текислота, получаемая при переработке бодян. газа на технич. водород, и синтетич. аммиак; смесь обоих газон под атмосферным давлением проводится через вертикальную трубу, сильно охлажденную извне и снабженную внутри вращающимися скребками для снимания кристаллов карбамината, к-рый затем перерабатывается автоклавным способом в атмосфере СОа + NHg. Работами Г. Яковкина в Ин-те прикладной химию было установлено, что наиболее удобным методом получения карбамината пв.ляется насыщение жидкого аммиака углекислотой под давлением, без охлаждения. Наилучшие условия 2-й реакции (карбаминат- М.); f 160-170° (пли ниже, но не выше) и давление в автоклаве 75-80 atm; процесс длите 6-8 ч.; выход М. из одной операции-около 40%. Применение катализаторов (рекомендовались уголь, тиомочевина, ai2o3, SiO- каолин,ThO) повидимому не дает заметной выгоды нри данных г°-ных условиях. Б качестве материала для аппаратуры наиболее пригодны никель и крупповская сталь V4A, а также м. б. монель-металл (Cu-Ni) и другие сплавы. Необходимо отметить, что за последнее время имеются предложения комбинировать неносредственно установку для получения М. с установкой для синтеза аммиака, объединяя их в одну замкнутую систему, внутри к-рой осуществляется непрерывная циркуляция газов через аппараты, при введении извне необходимых количеств Нз, N2 и CO2 и выгрузке готовой М. Другие возможные пути получения М. пока не нашли применения в технике, хотя отмечаются попытки использовать для технич. целей и реакцию превращения пианата аммония в М. fпатенты на про- изв0цст1ч0 М. 113 цпаиистых солей) и peaiui,uio фосгена с аммиаком (получение удобрительной смеси, состоящей из мочевины, цианамида, хлористого аммония и циануровой к-ты). Применение М. До недавнего времени М. готовилась лабораторными методами и потреблялась в ничтожных количествах. С возникновением производства синтетич. М. заводским путем, главным потребителем этого продукта сделалось сельское хозяйство, где мочевина используется как высокопроцентное и легко усвояемое азотное удобрение, особенно пригодное для винограда, табака, хмеля и огородных культлр. Для эгой цели на рынок выпускается как техническая М. (85-90%-ная), так и различные комбинированные удобрения, содержащие М. в виде смесей или двойных соединений с другими веп^естпами, напр. с (NH4)2S04, NH4NO3, NH4CI, Са(МОз)а, NaNOa KNO3, -КС1, K2SO СаН4(Р04)аН20, (NH4)H.,P04, КН2РО4. Смесь М. (по.тучаемой цнанамид-ным способом) с суперфосфатом кальция выпускается швейцарскими з-дами под названием фосфазот ; такая смесь оказалась однако мало устойчивой, поэтому предложено заменять в ней обыкновенный суперфосфат фосфатами аммония или железа. Ба-денская ф-ка выпускает тройное (азотно-Калпйно-фосфатное) удобрение, состоящее из М., KNO3 и (NH4)HaP04, а также удобрение состава Са(ЫОз)2 4 CO(NH2)2-двойное соединение, содержащее 28-30% N и около 14% С iO, Следует заметить, что давно примняемые для удобрительных целей сме- си цианамида кальция (см.) с суперфосфатом при хранении также постепенно переходят в мочевину (через свободный цианамид, образующийся путем обменного разложения компонентов) и в гуанилмочевину NHs С ( : NH) NH СО NHg (через дициан-диамид). При внесении содержащих М. удо-орений в почву, М. подвергается в ней фер-мен гативному распаду с переходом в аммонийные соли, которые и ассимилируются растениями. Другая важная область применения М. намечается в производстве искусственных смол (см. Смолы искусственные) и пластич. масс. Твердые продукты конденсации М. с формальдегидом в Настоящее время ужо изготовляю гея под названием синтетического стекла; они чрезвычайно стойки, упруги, хорошо принимают окраску и механич. обработку и по всем свойствам близко подходят к бакелиту (см.); они м. б. получены Fполно прозрачными (поглощают лишь ультрафиолетоные лучи) и в таком виде могут заменять стекло. С химич. стороны процесс смолообразования состоит повидимому ВТОМ, что М. и фоомальдегидконденсируются, образуя [(NHa-CO N CHg) H2OL - (Продукт, который далее уплотняеюя, с выд'лением большей части воды, образ>я высокомолекулярные (возможно-- полициклические) мицеллы. По способу BASF, искусственные смолы из мочевины и формальдегида СНг: О готовят кипячением водного раствора обоих компонентов, после чего отгоняют воду и избыточный СН2:0; полученный сироп разливают в формы, где и происходит окончательная конденсация; с целью ускорения процесса может быть примене- но освещение ультрафиолетовыми лучами; для получения прозрачного продукта берется ок. 3 молекул CHjiO на 1 молекулу М. По другому способу процесс получения смолы выполняется в 3 стадии: а) конденсация исходных веществ (ее начинают в нейтральной или слабощелочной среде, заканчивают в слабокислой), б) образование гидрофобного коллоида и в) желатинирование коллоида и отгонка воды. Растворением продукта конденсации в эпихлорпщрине можно получать лаки. Конденсацию можно проводить таюке в присутствии катализаторов, напр. уротропина. Некоторые патенты рекомендуют по окончании 1-й фазы конденсации добавлять к массе основные вещества, напр. пиридин, или просто новую порцию М., а для получения совершенно прозрачного продукта-вводить в него (перед отгонкой воды) 2-5% какого-нибудь электролита, напр. NaCl. Окончательное затвердевание массы ускоряется нагреванием до 60- 100°. Для получения формованных изделий можно конденсировать М. с СН2:0 в присутствии небольшого количества кислот (напр. H2SO4), подвергая затем полученный продукт высушиванию и горячей формовке под прессом при t° 100°. Имеются также указания на возможность производства искусственных смол из М. и акролеина; при конденсации М. с фурфуролом получается твердый продукт черного цвета, могущий служить заменителем эбонита. Синтетич. продукт из М. и формальдегида, нерастворимый в воде, был недавно предлоясен в качестве удобрения специально для культур, выращиваемых на затопляемых участках, напр. для риса. Кроме указанных производств (у^добрения и смблы) М. применяется как лечебное средство и как стабилизирующая примесь к целлюдоиду, нитроцеллюлозе (повышая их стойкость к нагреванию), к препаратам перекиси водорода и для изготовления ряда ее производных. Анализ М. I. Качественное распознавание М. производят: 1) микрохимич. путем-по образованию характерных кристаллов азотнокислой М. при обработке пробы HNO3 и 2) нагреванием до 160° в сухом виде переводят М. в биурет, затем открывают последний при помощи реакции с СиЗО в щелочном растворе (фиолетовое окрашивание). II. Для количественного определения М. служ.чт следующие методы. 1) Весовой способ Либиха: осаждение М. в нейтральном растворе азотнокислой солью окиси ртути; получаемый осадок-двойная соль состава Hg(N03)2- 3 HgO 2 CO(NH2).2. 2) Объемный способ Гюфиера-Бородипа: окисление М. при помощи NaOBr; количество М. определяется по объему выделившегося азота. 3) Ра.чложение М. серной к-той по Кьельдалю, или фосфорной к-той, или препаратом уреазы; весь азот отщепляется в виде аммиака, к-рый после прибавления едкой щелочи отгоняют и определяют аци-диметрическим титрованием и.пи колориметрически (с реактивом Несслера). 4) Микроопределение М.: осаждают М. спиртовым раствором ксантгидрола в виде диксаптилмочевины, к-рую затем определяют весовым путем или нефелометрически. Производные М. Все производные М. могут быть разбиты на две группы: к первой относятся соли М. с к-тами и другие продукты присоединения целых молекул какого-либо вещества к молекуле М.; ко второй группе принадлежат замещенные М.: алкил-мочевины, арилмочевины и ацилмочевины, или у рейды, а также их сернистые и азотистые аналоги. Многие производные М. (уреиды и диуреиды) синтезируются в орга- низмах растений и животных и частично добываются из этих природных источников; однако б. ч. этих соединений приготовляется искусственным путем. Двойные соединения М. получаются непосредственным взаимодействием М. с требуемым вторым комионентом. Некоторые и ц этих всщесгв применяююя для терапевтических целей, напр.соединения М. с салициловой к-той ( урсал ), с органическими солями сурьмы, с бромистым кальцием [СаВгг. 4CO(NH2)2 ( уреабромин )] и др. патентованные фармацевтические препараты. Двойное соединением.с перекисью водорода, C0(NH2)a HgOa, полученное в 1907 г. С. Танатарохм,-кристаллич. порошок, содерлсащий ок. 35% HgOg; при действии воды или нагревании выше 60° разлагается, отщепляя в первом случае HjOg, а во втором - кислород. Применяется в химическом анализе.и в органических синтезах как окислитель; с добавкой различных стабилизирующих веществ выпускается в продажу как дезинфекционное средство под названиями гипероль , пергидрит , орти-зон и др. Алкил- и арилмочевины могут содержать от 1 до 4 замещающих групп, соответственно числу водородных атомов в аминогруппах М. Они м. б. получены по следующим общим методам: 1) из солей аминов и солей циановой к-ты, 2) взаимодействием аминов с фосгеном (симметрич. производные), 3) конденсацией замещенных амидов хлоругольной к-ты с аминами и 4) конденсацией М. с аминами (ароматич. ряда): I. NC-OK + R NH2C1 = /R /R = KCH-NC-ONH2-R->NH2-CO-N-R. COCl2+2R-NHi=2HCl + CO(NH-R)2. III. R-N.C0C1--R.NH2=HC1 + R >N.CO.NHR. IV. CO(NH2)2-t2R.NH2=2NH3+CO(NIi.R)2. Д и Ф e h и л m о ч e в h h a, карбанилид, CO(NH CeH5)2-бесцветные кристаллы, ее <° ,д. 235°, i°Kun. 260°; нерастворима в воде, растворяется в'спирте и эфире. Получается действием фосгена на анилин или лучше нагреванием М. с избытком анилина нри 170°. Ее симметрич. производные с амини-рованпыми или сульфированными ароматич. ядрами применялись для получения субстантивных азокрасителей и сернистых красителей. s-Динафтилмочевина, CO(NH Cioi,), в виде ее окси- и сульфо-производных служит для синтеза красителей (купелированием с диазокомпонентами); аналогичные производные М. с нафталиновыми ядрами оказались ценными терапев-тич. средствами (против. сонной болезни, напр. германии ). s-Д и а н т р а х и и о н и л-м о ч е в и на, CO(NH Ci4H702)a, применяется как желтый краситель (гелиндоновый желтый 3 GN); некоторые ее производные в свою очередь являются красителями. Тет-рафенилмочевина, (СбН5)2Ы СО N(CeH5)2, кристаллы с 183°, раство- римые в спирте. Для получения ее исходят из дифениламина (СвН5)гКН, к-рый растворяют в хлороформе и пропусканием фосгена переводят в двуфенилированный амид хлоругольной кислоты С1 СО N(CeH6)2- листочки с t°n. 85°; затем полученное вещество конденси1эуют с дифениламином при нагревании в присутствии цинковой пыли. Аршлогично, путем конденсации того же промелсуточного продукта с диэтиламином (СгНб)21Н, получают асимметрич. диэтил-дифенилмочевину, (СвНб)2К-СОК(С2Н5)а (Г„ . 54°), легко растворимую в спирте. Таким же точно путем, исходя из метиланилина СвНБ-КН-СИз и обрабатывая его в нагретом бензольном растворе фосгеном, получают соединение CI СО N (f° . 88°); из последнего конденсацией с метиланили-ном получается s-ди м е т и л д и ф е п и л м о,евина, -N.CO.N< (,V 121 ). Совершенно так же приготовляется и s-д и-этилдифенилмочевина >.CO.N< СвНб/ \СвНб (° д. 79°). Все четыре соединения выпускаются в продажу под названием централ и т а; основное применение их-в качестве ценных стабилизаторов для нитроцеллюлоз-пых порохов (вводятся в количестве ок. 2%). Они употребляются также для частичн. замены камфоры при производстве целлюлои-да, т. к. обладают высоким желатинирующим действием на нитроцеллюлозу и дают вязкий, не ломкий целлюлоид. За последнее время в группу централитов вошли также тетра-этилмочевина, (CaH5)2N СО К(С2Нб)г ( централит I ) и асимметрич. диметилди-фенилмочевина, (СвНб)2Н СО К(СНз)2 ( централит II ). Т и о п р о и 3 в о д н ы е М. Т и о ы о ч е в и-н а, тиокарбамид, CS(NH2)2. Ромбич. призмы, уд. в. 1,405; Гид. 182°; растворима в воде ( 9 : 100), мало растворима в спирте. Тиомочевина легко отщепляет HgS (напр. при действии HgO) и дает цианамид. Лабораторным путем она м. б. пол^-чена сплавлением роданистого аммония: NHiCNS С8(ХНг)2. В технике тиомочевину получают, обрабатывая цианамид сернистым аммонием либо сероводородом в кислом или щелочном растворе в присутствии сульфидов сурьмы или олова: CN.NH2+H2S = CS(NH2)2. Тиомочевина имеет применение в схштезе красителей. s-Д и ф е н и л т и о м о ч е в и н а, или т и о к а р б а н и л ид, CS(NH СбНб)2- мелкие ромбич. кристаллы; уд. в. 1,32; 1°. 154°; очень мало растворима в воде, легко растворяется в спирте и в едких щелочах. Получается из анилина и сероуглерода по уравнению: CS2+2C6H6-NH2 = H2S-bCS(NH-CeH6)2. Для технич. проведения этой реакции применяются следующие методы: а) смесь равных весовых частей анилина, сероуглерода и спирта кипятят 8-10 час. с обратным холодильником, затем отгоняют непрореаги-ровавший CSa и спирт и отмывают остатки анилина разбавленной НС1; добавляя к реакционной смеси серу (около 10%), молшо значительно сократить время реакции; б) смешивают анилин и сероуглерод с конц. вод- 1 ... 35 36 37 38 39 40 41 ... 49 |
© 2007 SALROS.RU
ПромСтройМат |