Технологическая часть. Фенолформальдегидные смолы (PF, от англ

Фенолформальдегидные смолы (PF, от англ. Phenol formaldehyde resin) — синтетические смолы со свойствами реактопластов или термореактопластов. Являются жидкими или твердыми олигомерными продуктами поликонденсации фенола с формальдегидом в щелочной или кислой среде (бакелиты, новолачные и резольные смолы), что соответственно влияет на их свойства.

1) Фено́л (гидроксибензол, устаревшее карболовая кислота) C₆H₅OH — простейший представитель класса фенолов. Бесцветные игольчатые кристаллы, розовеющие на воздухе из-за окисления, приводящего к образованию окрашенных веществ. Обладают специфическим запахом (таким, как запах гуаши, т. к. в состав гуаши входит фенол). Умеренно растворим в воде (6 г на 100 г воды), в растворах щелоче́й, в спирте, в бензоле, в ацетоне. 5 % раствор в воде — антисептик, широко применяемый в медицине.

Мировое производство фенола на 2006 год составляет 8,3 млн тонн/год. По объёму производства фенол занимает 33-е место среди всех выпускаемых химической промышленностью веществ и 17-е место среди органических веществ. 30 % фенола расходуется на производство фенолформальдегидных смол

Фенолы выделяют из каменноугольной смолы, а также из продуктов пиролиза бурых углей и древесины (деготь). Промышленный способ получения самого фенола С₆Н₅ОН основан на окислении ароматического углеводорода кумола (изопропилбензол) кислородом воздуха с последующим разложением получающейся гидроперекиси, разбавленной H₂SO₄ (рис. 8А). Реакция проходит с высоким выходом и привлекательна тем, что позволяет получить сразу два технически ценных продукта – фенол и ацетон. Другой способ – каталитический гидролиз галогензамещенных бензолов.

2) Формальдегид - бесцветный газ с резким раздражающим запахом. Хорошо растворим в воде, метаноле, этаноле и других полярных растворителях. При низких температурах смешивается в любых соотношениях с толуолом, диэтиловым эфиром, этилацетатом, хлороформом. Водные растворы формальдегида носят название формалин. Как правило, формальдегид реализуется в виде 37-40% водного раствора, стабилизированного метанолом. Чистый газообразный формальдегид стабилен при 80-100°C, при более низких температурах медленно полимеризуется. При упаривании водных растворов в вакууме образуется параформальдегид (параформ) (CH₂O)_n, где n=8-12. Параформ - линейный полимер формальдегида.

Основной способ получения формальдегида — окисление метанола: 2CH₃OH + O₂ → 2HCHO + 2H₂O. Окисление метанола в формальдегид проводится с использованием серебряного катализатора при температуре 650 °C и атмосферном давлении.

Это хорошо освоенный технологический процесс, и 80 % формальдегида получается именно по этому методу.

Недавно разработан более перспективный способ, основанный на использовании железо-молибденовых катализаторов. При этом реакция проводится при 300 °C. В обоих процессах степень превращения составляет 99 %. Формальдегид хорошо растворяется в воде, температура плавления -118 0С, температура кипения -19 0С, температура самовоспламенения — 435 °C.

Карбамидоформальдегидные смолы — это продукт поликонденсации карбамида с формальдегидом.

Технология получения смол такого класса состоит, как правило, из трех стадий. Синтез проводят в аппарате с перемешивающим устройством, снабженным рубашкой. На первой стадии процесс поликонденсации ведут в щелочной среде при значении рН = 7,5-8 (щелочная конденсация) и мольном соотношении карбамид: формальдегид соответственно 1: 1,6-1,9. Вторую стадию ведут в кислой среде при рН = 4,5 — 4,8 (кислая конденсация). Данная стадия характеризуется резким нарастанием вязкости вследствие увеличения молекулярной массы продукта. После окончания стадии кислой конденсации в смолу вводят дополнительную порцию карбамида, для доведения остаточного мольного соотношения карбамид: формальдегид соответственно 1:1,3 - 1,4 и проводят сушки полученного связующего до требуемого значения условной вязкости (стадия сушки). После смолу охлаждают и проводят ее модификацию, направленную на улучшение ее токсических (снижение уровня свободного формальдегида до значения ниже 0,3%) и физико-механических свойств.

Дата добавления: 2015-07-15