5.10.7. Технология производства новолачных и резольных олигомеров

Промышленность выпускает новолачные и резольные олигомеры в большом ассортименте. Несмотря на определенные отличия отдельных марок олигомеров (характер исходных фенольных компонентов, мольное соотношение фенола и формальдегида), в обобщенном виде их рецептуры могут быть представлены следующим образом:

Новолачные Резольные

олигомеры олигомеры

Фенолы 7(100) 6(100)

Формальдегид, 100% 6(27) 7(37)

Кислота (0,21,5) 

Щелочь  (1,22)

Цифры в скобках – мас. ч., без скобок – моли, рН при синтезе новолачных олигомеров составляет 1,51,8; резольных олигомеров – 8,59.

Рассмотрим технологический процесс получения резольного олигомера на п-трет-бутилфеноле.

п-трет-Бутилфенол плохо растворим в формалине, поэтому синтез олигомеров на его основе ведут в присутствии больших количеств щелочи, чем синтез спирторастворимых резолов. За счет этого значительная доля п-трет-бутилфенола переводится в фенолят, что способствует гомогенизации системы. Кроме того, синтез можно проводить эмульсионным способом в присутствии эмульгаторов (карбоксиметилцеллюлозы и поливинилового спирта). Состав основных исходных компонентов для двух вариантов технологического процесса представлен ниже:

В растворе В эмульсии

п-трет-Бутилфенол 1,0 (100) 1,0 (100)

Формальдегид (37%-ный водный 1,6 (87) 1,8 (97,5)

раствор)

Едкий натр (10%-ный водный раст- 0,2 (53) 0,064 (17,4)

вор)

Цифры в скобках  мас. ч., без скобок  моли.

Процесс, как правило, проводят периодическим методом. На рис. 44 приведена схема синтеза в растворе. В реакторе 8 растворяют при нагревании до 92°С п-трет-бутилфенол в растворе щелочи. Полученную гомогенную массу охлаждают до 5055°С, из мерника 3 загружают формалин и ведут процесс конденсации в течение 3 ч. При этом в основном образуются метилольные производные п-трет-бутилфенола. Затем при этой же температуре реакционную массу постепенно подкисляют раствором серной кислоты, после чего смесь расслаивается.

Расслоение обусловлено переводом фенолят-ионов в ОН-форму, а также увеличением молекулярной массы продукта за счет дальнейшей поликонденсации с участием метилольных групп в кислой среде. Кроме того, улучшению расслоения способствует добавление некоторого количества воды (20% от реакционной массы). Добавка воды осуществляется обычно перед подкислением реакционной массы. После отстаивания олигомер отделяют от водного слоя (маточника) и проводят его осушку азеотропным способом. Осушенный олигомер, представляющий собой густую вязкую массу, передают в горизонтальный смеситель 16, в котором растворяют его в толуоле. Растворение олигомера в толуоле обусловлено необходимостью его очистки от остатков сульфата натрия. Очистку олигомера осуществляют фильтрацией на фильтре 18. Фильтрацию проводят многократно до отсутствия ионов S0₄^2 в растворе. Очищенный раствор олигомера поступает в аппарат 11, в котором последовательно проводятся от гонка растворителя в приемник 12 и термообработка олигомера. Цель термообработки—повышение молекулярной массы олигомера за счет дальнейшей поликонденсации. При термообработке, проводимой при 115135°С, температура размягчения олигомера повышается до 5570°С. Готовый олигомер из аппарата 11 выливают в горячем состоянии в вагон-холодильник 15, откуда он ссыпается в бункер 20 и поступает на фасовку.

Рис. 44. Технологическая cxeмa производства п-трет-бутилфенолоформальдегидного олигомера в водном растворе: