12.6.1. Феноло-фурфурольниє полімери

Фурфурол є виключно реакционноспособным з'єднанням; під дією мінеральних кислот і при нагріванні він легко утворює рихлий гелеобразный неплавкий і нерозчинний продукт. Оскільки поликонденсация фурфурола з фенолами у присутності сильних кислот може закінчитися утворенням неплавких полімерів, синтез феноло-фурфурольных олигомеров проводять у присутності каталізаторів основного характеру, часто комбінуючи сильні і слабкі підстави. Новолачниє олигомеры отримують при молярному співвідношенні фенол: фурфурол, рівному 1: (0,9 — 0,95). При надлишку фурфурола у присутності лужного каталізатора утворюються олигомеры, здатні при температурах вище 180°С переходити в неплавкий, нерозчинний стан.

Технологічний процес синтезу феноло-фурфурольных олигомеров новолачного типа полягає в наступному. Суміш фенолу, фурфурола і каталізатора, що полягає, наприклад, з їдкого натра і гідроокису барію (відповідно 1,5 і 1 вага. ч. на 100 вагу. ч. фенолу), завантажують в реактор і при перемішуванні нагрівають протягом 20—40 мін до кипіння. При температурі кипіння (92— 110 °С) суміш витримують 5—6 ч при включеному зворотному холодильнику. Для видалення води з сфери реакції і скорочення тривалості поликонденсации через 2 ч після початку кипіння холодильник періодично на 10—15 мін включають як прямій. Після досягнення в'язкості реакційної маси 3000 спз і вище зачинають сушку олигомера, для чого температуру в апараті підвищують до 125—130 °С, безперервно видаляючи з нього леткі продукти. Нагрівання припиняють при 130 °С, але за рахунок теплової інерції апарату температура реакційної маси може піднятися до 140°С. Про закінчення сушки судять по температурі каплепадения, яка повинна складати 85—105 °С.

Феноло-фурфурольниє олигомеры використовують тільки у виробництві порошків пресувальників, тому перед зливом з апарату в них вводять змащуючі речовини (кислоти рослинного походження); після перемішування протягом 5—10 мін олигомер зливають.

Феноло-фурфурольниє олигомеры на відміну від феноло-формальдегидных володіють кращою текучістю, завдяки чому вони добре просочують наповнювача і дають вироби однорідного кольору і красивішого зовнішнього вигляду. Проте вони тривалий час зберігають високу текучість в інтервалі температур 130—150 °С і швидко отверждаются тільки при 180—200 °С. Наприклад, феноло-фурфурольные олигомеры з 10% уротропіну отверждаются при 150°С за 200—400 сік, а при 180°С — за 40— 60 сек. У промисловості часто застосовують суміші феноло-фурфурольных і феноло-формальдегидных олигомеров, для того, щоб поєднувати їх позитивні якості.

12.6.2. Полімери Феноло-лигниновые

Великий практичний інтерес представляє використання замість формальдегіду лігніну, що є складовою частиною деревини і що виходить у величезних кількостях при переробці її в целюлозу.

Поліконденсацию фенолу з лігніном проводять у присутності сірчаної кислоти. До нагрітої суміші фенолу з сірчаною кислотою порціями додають лігнін. Після завантаження всього лігніну і завершення поликонденсации олигомеры висушують при 120—140 °С. Готові олигомеры містять 12—1-6% вільного фенолу; швидкість гелеобразования у присутності 10% уротропіну 50—60 сік; температура каплепадения 120—140°С. По основних властивостях феноло-лигниновые олигомеры близькі до феноло-формальдегидным новолакам.

Великим недоліком виробництва всіх олигомеров, що отримуються з використанням лігніну, є низький коефіцієнт використання устаткування, оскільки насипна щільність лігніну дуже мала. У зв'язку з цим цікавий метод синтезу олигомеров, що передбачає попередню активацію лігніну.

Гідролізний лігнін в лужній середі обробляють під тиском у присутності окислу міді в кількості 200% до сухого лігніну. В результаті реакції отримують активований лігнін. Окисел міді відновлюється при цьому до закису і після прожарення знов повертається в процес.

До фенолу додають активований лігнін з розрахунку 40 вага. ч. на 60 вагу. ч. фенолу і при 110—140 °С (розчин лігніну у фенолі кипить при 140 °С) у присутності соляної кислоти витримують суміш до змісту вільного фенолу 39—40%. Потім розчин охолоджують і додають формальдегід з розрахунку 20— 24 вага. ч. на 100 вагу. ч. вільного фенолу, вводячи спочатку 75% від розрахованої кількості формальдегіду. Суміш нагрівають до кипіння. Після витримки протягом 20—25 мін вводять решту кількості формальдегіду і продовжують кип'ячення ще 15—20 мин. Сушку у вакуумі проводять з поступовим підвищенням температури ка ПО—120 °С в кінці процесу. Про закінчення сушки судять за змістом вільного фенолу, яке повинне складати 9—15%. і температурі каплепадения, яка повинна дорівнювати 80— 110°С.

Пресспорошки на основі таких феноло-лигниновых олигомеров по властивостях не поступаються пресспорошкам на основі фенолоформальдегидных олигомеров новолачного типа.