апрель 2019

Одержання фенолоформальдегідних смол на основі продуктів фенолізу деревини


Миронова Карина Валеріївна Миронова К. В.
Химия и современные технологии
Abstract / Full Text

Одержання фенолоформальдегідних смол на основі продуктів фенолізу деревини / Химия и современные технологии : Метериалы ІХ Международной научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Химия и современные технологии», 2019. – C. 46


Показана можливість зрідження деревини на прикладі деревини сосни шляхом нагрівання її з фенолом у присутності кислих каталізаторів. За активністю каталізатори розташовуються у ряд:

фосфорна кислота < соляна кислота < сірчана кислота ˂ ефірат трифториду бору

Майже повністю (більше 98%) деревина переходить у рідину при співвідношенні з фенолом за масою 1:3, температурі 150°C і кількості сірчаної кислоти 4% від маси деревини протягом 3 годин. У тих же умовах у присутності ефірату трифториду бору повне зрідження деревини відбувається за 0,5 години.

При повному зрідженні деревини (близько 75%) залишок містить 82,4% целюлози та 15,6% лігніну, тобто під час фенолізу реагують перш за все геміцелюлоза, далі – лігнін і найважче – целюлоза.

Повного механізму зрідження деревини під дією фенолу ще чітко не встановлено, що пов’язане зі складною структурою і хімічним складом деревини. Сильна гратчаста система целюлози, геміцелюлоз та лігніну – основних компонентів деревини – роблять її надзвичайно стійкою до зрідження навіть у жорстких умовах реакції. Тому деревні залишки часто є частиною зрідженої суміші деревини. Деякі дослідники навіть пропонують не проводити феноліз до кінця, залишаючи волокнисту целюлозу, яка у подальшому виконуватиме у пластиках роль наповнювача.

На основі одержаних продуктів фенолізу деревини за традиційною двостадійною технологією одержанні водорозчинні фенолоформальдегідні олігомери з низьким вмістом залишкового фенолу. На першій – ново-лачній – стадії з надлишком фенолу у якості каталізатора використовували кислоти, під дією яких відбувався феноліз, на другій – резольній – з надлишком формальдегіду додавали луг для нейтралізації кислот і для каталізу конденсації. Отримували рідкі смоли темного кольору з сухим залишком 49-52%.

Із застосуванням цих смол одержані базальто-, органо- та деревні пластики, які за властивостям не поступаються пластикам на основі чисто фенолоформальдегідних смол. Границя міцності при вигині деревних пластиків, наприклад, на основі смол з фенолу 59,8 МПа, а з продуктів зрідження деревини – 79,6 МПа. Пластики із застосуванням поліамідобензі-мідазольного волокна мають відповідно границю міцності при вигині 163 МПа та 167 МПа.