Фурановая смола - Furan resin

Образование фурановой смолы из фурфурилового спирта.
Компоненты производства литье в песок. Фурановые смолы служат связующими для литейные формы.

Фурановая смола относится к полимеры производится из различных фуран соединения,[1] из которых наиболее распространенными исходными материалами являются фурфуриловый спирт и фурфурол. В смоле и в отвержденном полифурфуроле фурановые кольца не связаны конъюгацией. Смолы обычно используются в качестве связующих для отливок в песчаные формы. Мономер фурана обычно превращается в сыпучий смола с мягким кислотным катализом.[2] Отверждение достигается с помощью сильной кислоты.[3]

Типы

Термин фурановые смолы в литературе не используется единообразно. Например, некоторые авторы называют смолы на основе фурфурилового спирта и фурана фурановыми смолами.[4] пока другие[5] использовать термин только для смол на основе фурфурилового спирта. Помимо гомополимеров двух исходных материалов, также сополимеры, содержащие, например, метанал, мочевина или же фенол считаются фурановыми смолами.[4]

Производство

Фурановые смолы на основе фурфуриловый спирт производятся поликонденсация в присутствии слабые кислоты. Поликонденсация приводит к различным линейным олигомерам, которые различаются длиной цепи и связью между фурановыми звеньями.[6][7] Связывание фурановых звеньев через метиленовый мостик (–CH2-) является преобладающим, но кольца могут быть связаны через диметилэтилметильные мосты (–CH2–O – CH2–)[6][7][8][9] Эфирные мостики нестабильны, особенно в очень кислой среде. Их можно превратить в метиленовые мостики путем высвобождения формальдегид.[8][9]

Чтобы получить способную к хранению смолу, реакцию прерывают добавлением едкий натр. Продукты имеют коричневатый цвет и вязкость от низкой до средней. Они стабильны при 40 ° C в течение примерно 6 месяцев. На втором этапе смолы могут быть отверждены до термореактивный либо при комнатной температуре путем добавления кислот (например, п-толуолсульфоновая кислота, фосфорная кислота ) или при более высоких температурах путем добавления скрытых отвердителей, таких как нитрат аммония.[4] Речь идет о сложных реакциях, которые изучаются в течение длительного времени.[4] Сегменты с сопряженные двойные связи предлагается привести к сшивание.[10]

Конъюгация Polyfurfurylalkohol.svg

Характеристики

Перед отверждением свойства фурановых смол аналогичны свойствам других отверждаемых смол. Их можно использовать как связующие, реактивны к кислотам, термически реактивны и сшиваются.[4] Отвержденные фурановые смолы устойчивы к воздействию сильных кислот, оснований и галогенированные углеводороды. На них действуют окислители.[5] Фурановые смолы обладают хорошей термической стабильностью. Постоянное использование при температуре 100-120 ° C является обычным делом. Некоторые фурановые смолы можно использовать даже при температуре до 150 ° C. Некоторые марки характеризуются низкой воспламеняемостью и низким выброс дыма.[11] У них также высокий сила.[4]

Рекомендации

  1. ^ Гандини, А (1997). «Фураны в химии полимеров». Прогресс в науке о полимерах. 22 (6): 1203–1379. Дои:10.1016 / S0079-6700 (97) 00004-X.
  2. ^ Hoydonckx, H.E .; Van Rhijn, W. M .; Van Rhijn, W .; Де Вос, Д. Э .; Джейкобс, П. А. "Фурфурол и производные". Энциклопедия промышленной химии Ульмана. Вайнхайм: Wiley-VCH. Дои:10.1002 / 14356007.a12_119.pub2.
  3. ^ Бридсон, Дж. А. (1999). «Фурановые смолы». В J. A. Brydson (ed.). Пластмассовые материалы (седьмое издание). Оксфорд: Баттерворт-Хайнеманн. Дои:10.1016 / B978-075064132-6 / 50069-3.
  4. ^ а б c d е ж Арне Гардзиелла: Furanharze (FF). В: Wübrand Woebcken (Hrsg.): Kunststoffhandbuch (=Дуропласт. Группа 10). 2. vollständig neu bearbeitete Auflage, Hanser Verlag, München, 1988, ISBN  978-3-446-14418-7, С. 70–84.
  5. ^ а б Майкл Бирон: Термореактивные материалы и композиты: выбор материалов, области применения, производство и анализ затрат. Эльзевир, Амстердам, 2014 г., ISBN  1-4557-3125-0, С. 257–259.
  6. ^ а б Дж. Б. Барр и С. Б. Валлон (1971), "Химия смол на основе фурфурилового спирта", Журнал прикладной науки о полимерах (на немецком), 15, стр. 1079-1090, Дои:10.1002 / app.1971.070150504
  7. ^ а б Р. Х. Коттке (2000-12-04). «Производные фурана». Энциклопедия химической технологии. Раймонд Эллер Кирк и Дональд Фредерик Отмер.
  8. ^ а б Алессандро Гандини и Мохаменд Насер Белгасем (2014), Ханна Додюк и Сидней Х. Гудман (редактор), «Фуранс», Справочник по термореактивным пластмассам (на немецком языке), Амстердам: Elsevier, стр. 93–110, ISBN  978-1-4557-3107-7
  9. ^ а б Алессандро Гандини и Мохаменд Насер Бельгасем (1997), «Фураны в химии полимеров», Прогресс в науке о полимерах (на немецком), 22 (6), стр. 1203–1379, Дои:10.1016 / S0079-6700 (97) 00004-X
  10. ^ Мекки Чура, Насер М. Бельгасем и Алессандро Гандини: Катализированная кислотой поликонденсация фурфурилового спирта: Механизмы образования и сшивания хромофоров. В: Макромолекулы. 29 (11), 1996, С. 3839–3850, DOI: 10.1021 / ma951522f.
  11. ^ Майкл Бирон: Термореактивные материалы и композиты: выбор материалов, области применения, производство и анализ затрат. Эльзевир, Амстердам, 2014 г., ISBN  1-4557-3125-0, С. 86.