Способ получения смол и пластических масс

Патент № 64571

Авторы патента

Патент № 64571 «Способ получения смол и пластических масс» входит в следующие категории:

 

класс 39h,Ляг

СССР

М» о64571

С. Н. Ушаков

Способ получений смол и пластических масс

Заявлено 19 апреля 1943 года в Нарко31химпроя за М 159-43 (321682) Опубликовано 30 апреля 1945 года

1Целочной и гидролизный лигнин, выделяемые — первый из черных щелоков натронного и сульфатного процессов получения целлюлозы, а второй в в качестве отхода при гидролизе древесины, находят применение в производстве пластиков как непосредственн, так и в виде продуктов конденсации с фенолом.

Со времени открытия- Бюлера (герм. пат. 94467) фенололигнинной конденсации посвящен ряд исследований. Работами Кальба и Шиллера (Cell. 4.37, 1923) и особенно

Хильмера (Cell. 6.169, 1925) установлен химический характер взаимодействия фенола с лигнином.

Ведекинд, Браунс и Гибберт (J. Am.

rbem. Soc. 4720, 1933) и позднее

Фукс (J, Am. chem. Soc. 58.673, 1936) установили природу фенололигнинных конденсатов. В работах

С. Н. Ушакова с сотрудниками (Лесохим. пром-сть 1939 N 1, Бюллетень Главхимпласт 1940 № 3), а также И. П. Лосева установлены технические процессы получения фенололигнинных конденсатов в присутствии кислого или щелочного катализатора. Описание конденсации щелочного лигнина с фенолом приводится в работе М. Бертолини (KIIlIststofie 1941 М 2). B ряде американских способов щелочной лигнин вводится в композицию с фенолоальдегидными смолами.

Если оставить в стороне применение лчгнина непосредственно как такового и в композиции с фенолоальдегидными смолами, то во всех ocTBJIbHblx случаях имеет место осуществление реакции конденсации фенола с лигнином с получением продукта конденсации, которому Браунс и Гибберт приписывают формулу:

ОсвН,.V

ОН

СН30СН,Π—

CH9Сн,о

СН30 Л

V

Н33

Л !

Он

Таким образом на одну молекулу лигнина связывается 4 мол. фенола.

Продукт конденсации, содержащий некоторое количество свободного фенола, для получения прессовочных пластических масс смешивается с гексаметилентетрамином, наполнителем (древесная мука и др.), смазывающим пластификатором и др.

Таким образом во всех известных случаях применения изолированОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зарегистрировано в Бюро изобретений Госплана СССР № 64571 ного лигнина для образования смол и пластиков с фенолом, основным процессом является конденсация, проводимая в присутствии кислого или щелочного катализатора(иногда с добавкой формальдегида). Операция конденсации является длительной и сложной и связана с сильной коррозией аппаратуры за счет летучих органических кислот, выделяющихся при конденсации.

Автором изобретения найдено что процесс получения пластиков на основе щелочного лигнина и фенола может быть построен на совершенно иных принципиальных основаниях. По наблюдениям автора сплавы фенола и щелочного лигнина, образование которых не сопровождается химическим связыванием фенола с лигнином, при обработке гексаметилентетрамином (или твердыми полимерами формальдегида) вступают при нагревании в реакцию с образованием конечного неплавкого и нерастворимого продукта, по своим свойствам отвечающего конечному продукту взаимодействия фенололигнина (конденсата) с гексаметилентетрамином. По своей структуре, однако, эти продукты сильно отличаются друг от друга, поскольку отсутствует прямая связь между молекулами лигнина и фенола. В этом случае процесс образования конечного продукта можно рассматривать, как процесс ко-поликонденсации, в которой образуются метиленовые мостики между реактивными пунктами х фенольных х ядер oH () и аромати ческогб х ядра лигнина:

yg — CH () OH ! д он сн, i i,г г

У

Здесь фенол играет роль растворителя лигнина (щелочного) и гомогенизатора; в гомогенной среде он легко входит в реакцию ко-поликонденсации с лигнином и гекса-метилентетрамином. Количество лигнина, вводимого в состав сплава с фенолом, может достигать 300% и более по фенолу.

Кроме фенола могут быть применены и его гомологи (крезолы, торфяные фенолы и др.).

Количество гексаметилентетра мина, достаточное для образования неплавкого и нерастворимого конечного продукта, около 10% веса сплава. Для образования прессовочного пластика сплав фенола с лигнином измельчается и смешивается с измельченным гексаметилентетрамином, наполнителем (древесная мука), смазывающим компонентом. Полученная смесь гомогенизируется, например, путем обработки на горячих вальцах, затем измельчается. Полученный порошок для изготовления изделий подвергается горячему прессованию.

Изготовление сплава фенола с лигнином может итти и непосредственно на вальцах. Соотношение сплава и наполнителя может варьировать в широких пределах.

Пример. 100 ч. фенола расплавляют в реакционном котле, нагревают до 110 — 135 и к расплавленной массе постепенно при размешивании добавляют 300 ч. измельченного и высушенного щелочного лигнина. После введения лигнина полученную смесь нагревают в течение 1 часа. После охлаждения смесь измельчают в порошок (100 меш) и смешивают с древесной мукой (70 меш), гексаметилентетрамином и стеаратом кальция. (Например на 48 ч. сплава берется — 46,2 ч. древесной муки, 4,8 ч. уротропина, 1 ч. стеарата кальция). Полученную смесь обрабатывают на горячих вальцах при температуре около 130 в течение двух минут и полученные листы после охлаждения измельчают в порошок (30меш).

Порошок прессуется в условиях, обычных для нормальных фенолоальдегидных пресспорошков.

Свойства прессмасс.

Сопротивление ударному изгибу —— не меньше 4 кг/см № 64571

Предмет изобретения

Отв. редактор Д. А. Михайлов

Техн. редактор М, В. Смольяковв

Л149963 Подписано к печати 26 XI 1946 г. Тираж 500 экз. Цена 65 кол. Зак. 325

Типография Госпланиздата, им. Воровского, Калуга

Сопротивление статическому изгибу — не меньше 500 кг см

Водостойкость — более 0,5%

Поверхностное электрическое сопротивление — около 10" — 10" 2

1. Способ получения смол и пластмасс на основе щелочного лигнина и фенола (или его гомологов), отличающийся тем, что сплавфенола и щелочного лигнина, получаемый в отсутствии катализаторов, смешивают с гексаметилентетрамином (или твердыми полимерами формальдегида).

2. Прием выполнения по п. 1, отличающийся тем, что смолу смешивают с наполнителями и другими обычно применяемыми компо-нентами.