ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Подготовка сырья. Реакционные (варочные) агрегаты. Слив смол Утилизация надсмольных вод Технологический процесс производства новолачных смол для пресспорошков из "Технология синтетических пластических масс" Возможность получения термореактивных пресскомпозищий на основе термопластичных смол — новолаков основана на взаимодеГ -ствии новолака с твердыми производными формальдегида, главным образом с уротропином (гексаметилентетрамином) при высоких температурах и давлениях, т. е. в условиях горячего прессования, в результате которого термопластичная смола (новолак) переходит в неплавкий нерастворимый продукт (резит). Таким образом, применение новолачных пресскомпозиций предполагает наличие в них наряду с новолаком также и твердого производного формальдегида, способного к взаимодействию с новолаком при высоких температурах. [c.361] В такой же мере новолаки, полученные на основе формальдегида, обладают большей термореактивностью (при взаимодействии с уротропином), чем новолаки на основе уксусного, масляного и других насыщенных альдегидов с открытой цепью. Поэтому наибольшее применение для пресскомпозиций нашли новолаки на основе фенола и формальдегида, обладающие наибольшей реактивностью с уротропином. Для производства лаков могут найти применение также новолаки на основе как бифункциональных фенолов, так и других альдегидов, кроме формальдегида. [c.362] Реакция поликоиденсашш и образования новолака катализируется водородными ионами. В тех случаях, когда катализатор ке вносится, реакция катализируется муравьиной кислотой, которая всегда имеется в техническом формалине. При pH 7 реакция идет в сторону образования полпметиленфенолов — новолачной смолы. Выход смолы, условия равновесия и в значительной мере свойства новолака, повидимому, не зависят от количества катализатора (pH), но скорость реакции является линейной функцией концентрации водородных ионов, что почти во всех случаях подтверждается на практике. [c.362] Однако химический характер катализатора сказывается пс только на его катализирующем действии, полностью определяемом степенью его диссоциации, но влияет и на некоторые технические свойства смолы. Следует различать катализаторы, удаляемые при сушке из смолы, и катализаторы, остающиеся в смоле в свободном или связанном виде. Естественно, что вторые больше влияют на свойства смолы, че.м первые. Катализаторы влияют на цветность смолы, ее светостойкость, на процессы конденсации, сушки и термообработки. [c.362] Серную кислоту в качестве каталиеатора применяют в особы. с случаях и сравнительно редко. Она несколько менее энергично катализирует реакцию, чем соляная кислота. Кроме того, серная кислота остается в смоле поэтому необходима последующая нейтрализация, приводящая к образованию химически инертных соле [нейтрализацию производят, добавляя Ва(ОН)г или Са(0Н)2] смолы же получаются более темные, чем при применении соляной кислоты корродирует аппаратуру концентрация обычно 0.4—0,6%. [c.363] Щавелевая кислота как слабо диссоциированная органическая кислота действует менее энергично и ее следует брать в соответственно больших количествах (обычно 1,5—2,5%). При это.м процесс конденсации протекает более спокойно, им легче управлять, но он более длителен, чем при применении в качестве катализатора соля-1ЮЙ кислоты получаемые новолаки светлее и более светостойки. Подобно щавелевой кислоте на процесс конденсации влияют и другие слабодиссоциированные кислоты, например фосфорная. Нейтрализацию этих кислот после конденсации не производят. [c.363] Муравьиная кислота всегда присутствует в техническом формалине. Однако ее содержание ( 0,1%) не обеспечивает нужной скорости реакции поликонденсации. Поэтому, если конденсация проводится при атмосферном давлении и при температуре кипения смеси,, необходимо добавить катализатор (кислоту) до снижения pH реакционной среды от 4,5—3,5 (соответствующей смеси фенола с формалином) до 1,8—2,2. [c.363] Если же проводить реакцию под давлением и при более высоких температурах (в автоклавах), то поликонденсация протекает с достаточной скоростью и без внесения других катализаторов при кислотности среды, соответствующей смеси фенола с формалином. Такой процесс не совсе.м правильно называют бескатализа-торной автоклавной конденсацией. [c.363] Соляная кислота является основным катализатором для новолаков, применяемых в производстве прессматериалов. Щавелевую, кислоту (реже фосфорную) часто используют для новолаков, идущих для производства абразивов и лаков. [c.363] До и после внесения катализатора, а иногда и в процессе реакции необходимо определять и контролировать pH реакциоинои среды. [c.363] При проведении конденсации трифункциональных фенолов с формальдегидом прн pH 7 в зависимости от соотношения компонентов образуются либо термопластичная смола — новолак, либо неплавкие, желатинирующиеся продукты. [c.364] Новолачные смолы могут быть получены только при избытке фенольного компонента. С приближением к эквимолекулярным соотношениям или при избытке формальдегида образуются неплавкие продукты. [c.364] На практике максимально возможное отношение формальдегида к фенолу — 10 молей формальдегида на 12 молей фенола, или 28 г формальдегида на 100 г фенола. Оптимальным соотношением, дающим возможность безопасного ведения процесса в заводских условиях и получения смолы с оптимальными свойствами, является 26,5—27,5 г формальдегида на 100 г фенола, или приблизительно 7 молей фенола на 6 молей формальдегида. [c.364] Процесс сушки смолы ведут с целью возможно полного удаления воды и частично непрореагировавших компонентов (фенола, формальдегида, соляной кислоты и др.), а также для углубления и завершения процессов поликонденсации при повышенных температурах для получения смолы с заданными свойствами. Поэтому процесс сушки складывается из 1) нагревания до начала кипения смеси 2) испарения воды при постоянной температуре кипения ботки — подъема температуры выше температуры (рис. 137, стр. 366). [c.365] От продолжительности термической обработки и ее конечно температуры зависят те свойства смолы, которые определяются величиной ее молекулярного веса вязкость растворов, температура размягчения и каплепадения, а также содержание свободного фенола. Как уже было указано, эти показатели, в первую очередь, характеризуются соотношением реагирующих компонентов. На рис. 138 показаны зависимости температуры каплепадения от конечной температуры сушки для новолаков с различным отношением формальдегида к фенолу. Как видно из кривых, при этом наблюдается. монотонное увеличение температуры каплепадения по мере повышения конечной температуры сушки, однако наиболее резко эта зависимость проявляется для новолаков с более высоким отношением формальдегида к фенолу. Таким образом, для каждой реакционной смеси получаются в этом отношении характерные кривые, которые могут быть положены в основу контроля процесса сушки смолы (в-одном и том же реакторе при одинаковых условиях подъема температуры). [c.365] Как видно из табл. 39, а также из рис. 139, вязкость новолака хотя и находится в линейной зависимости от отношения формальдегида к фенолу в исходной смеси, однако и при одинаковой вязкости с.молы могут иметь совершенно различную температуру каплепадения, если соотношение исходных компонентов в реакционной смеси было различным. В такой же степени это относится н к скорости отверждения смолы (перехода новолака в резит), которая в основном зависит от отношения формальдегида к фенолу и в значительно меньшей степени от характера термической обработки. Таким образом, для получения новолачных смол с максимальной температурой размягчения необходимо 1) предельное отношение формальдегида к фенолу в реакционной смесн, 2) оптимальное время конденсации и 3) термообработка после сушки до максимальной температуры. [c.366] Характер термообработки и соотношение компонентов определяют содержание в новолаке свободного фенола. Как было показано А. Д. Соколовым, зависп-мость между температурой каплепадения новолака и содержанием в нем свободного фенола определяется не только соотношением компонентов, но и методом сушки. [c.367] Вернуться к основной статье