2. Фуриловые полимеры. Сырьё для их получения. Технология получения термореактивного олигомера фа-2 и карбамидо-фуранового олигомера кф-90.

Исходным сырьем для производства фуриловых полимеров является фуриловый спирт:

Фуриловый спирт представляет собой бесцветную жидкость с т. кип. 171—172 °С и плотностью 1282 кг/м³. Он хорошо рас­творяется в воде, спиртах и других органических растворителях, за исключением парафиновых углеводородов. При хранении на воздухе и при перегонке частично осмоляется.

В промышленности фуриловый спирт получают гидрирова­нием фурфурола:

Процесс проводят при 95—100°С и давлении водорода 10 МПа в присутствии оксидного медно-хромового катализато­ра (смесь СаО и С11СГ2О4 в массовом отношении 1:0,7).

Реакция образования фуриловых полимеров.

При гомополиконденсации фурилового спирта, протекающей с выделением воды (до 18% от массы фурилового спирта), обра­зуются фуриловые олигомеры линейного строения:

Реакция протекает в присутствии минеральных и сильных органических кислот, кислых солей и галогенидов металлов. Олигомеры представляют собой вязкие жидкости от янтарного до темно-коричневого цвета, хорошо растворимые в ацетоне, спирте, бензоле. Вязкость их возрастает по мере протекания реакции, но она не изменяется при рН=5—8. Отверждение оли­гомеров происходит за счет частичного раскрытия двойных свя­зей фурановых циклов.

Производство фуриловых полимеров.

Производство термореактивного олигомера (например, ФЛ-2) из фурилового спирта в присутствии воды и малеинового ангид­рида состоит из стадий поликонденсации, нейтрализации и суш­ки. В реактор загружают 91 масс. ч. фурилового спирта, 9 масс. ч. воды и 0,30—0,36 масс. ч. малеинового ангидрида, растворенного в 1,5 л горячей воды). При рН реакционной сме­си 1,5—3,5 реактор нагревают до 70—72 °С. Температура смеси повышается до 100°С за счет теплоты реакции. При включенном обратном холодильнике процесс ведут до получения олигомеров заданной вязкости. Смесь нейтрализуют при 50—60°С 50%-ным раствором едкого натра и сушат в вакууме при 80—87 кПа и температуре 95—100 °С. Выход олигомера ФЛ-2 составляет 80— 85% от массы фурилового спирта.

Охлажденный олигомер непрозрачен и окрашен в темно-коричневый цвет. Он отверждается при 120—140°С в присутствии сильных органических кислот (малеиновой, щавелевой и др.) и при 20—25 °С в присутствии сульфокислот, хлористоводородной соли анилина и других катализаторов.

Олигомер ФЛ-2 применяется в качестве связующего при из­готовлении слоистых пластиков, клеев, замазок и угленаполненных изделий.

Большое практическое значение имеют карбамидо-фурановые олигомеры(КФО), которые применяют в качестве связующих в ли­тейном производстве при изготовлении стержней и форм.

КФО представляют собой смесь водного раствора карбамидного олигомера и фурилового спирта.

Схема производства КФ-90 периодическим способом (рис. 47 с.50).

1-реактор; 2-холодильник; 3-приемник конденсата; 4-фильтр.

Технологический процесс полу­чения этих олигомеров (например, КФ-90) периодическим способом состоит из стадий приготовления конденсационного раствора, конденсации в щелочной среде, конденсации в кислой среде, нейтрализации и сушки олигомера, охлаждения и совмещения с фури­ловым спиртом.

В реактор, снабженный рубаш­кой, мешалкой и холодильником, подают 37%-ный формалин, который нейтрализуют 2—4%-ным раствором едкого натра, по­сле чего загружают 80%-ный водный раствор карбамида. Тем­пература конденсационного раствора 30—45 °С, показатель ре­фракции 1,404—1,409, рН не менее 7,0. Затем температуру ре­акционной массы доводят до 76—77 °С; дальнейшее повышение температура до 88—91 °С происходит за счет теплоты экзотер­мической реакции. Реакционную массу выдерживают в течение 1 ч. По окончании, щелочной, конденсации в реактор подают 1— 2%-ньщ раствор, серной .кислоты, рН доводят до 5,5—5,8 и мас­су выдергивают еще 1 ч при 88—91 °С до получения олигоме­ра с вязкостью, по ВЗ-4 при 20 °С равной 12—13 с. По дости­жении; необходимой вязкости олигомер нейтрализуют 2—4%-ым раствором едкого натра и. сушат в вакууме при 75—80 кПа и, температуре 70^—98 °С до получения показателя рефрак­ции 1,439—1,441. При сушке отгоняют воду, из которой выделя­ют остатки формальдегида. Олигомер охлаждают до 50—60°С и совмещают при перемешивании с фуриловым, спиртом в тече­ние 1—1,5 ч. После этого олигомер передают на склад готовой продукции.