Фурановая смола
Образование фурановой смолы из фурфурилового спирта.
Детали, полученные методом литья в песчаные формы . Фурановые смолы служат связующим веществом для литейных форм .

Фурановая смола относится к полимерам, полученным из различных фурановых соединений, [1] из которых наиболее распространенными исходными материалами являются фурфуриловый спирт и фурфурол . В смоле и в отвержденном полифурфуроле фурановые кольца не связаны сопряжением. Смолы обычно используются в качестве связующих для литья в песчаные формы. Фурановый мономер обычно преобразуется в свободно текучую смолу с помощью мягкого кислотного катализа. [2] Отверждение достигается с помощью сильной кислоты. [3]

Типы

Термин «фурановые смолы» не используется единообразно в литературе. Например, некоторые авторы называют смолы на основе фурфурилового спирта и фурана фурановыми смолами, [4] в то время как другие [5] используют этот термин только для смол на основе фурфурилового спирта. В дополнение к гомополимерам двух исходных материалов, также сополимеры, содержащие, например, метаналь , мочевину или фенол, считаются фурановыми смолами. [4] Фурфурилированная древесина изготавливается путем пропитки древесины и последующего образования фурановой смолы.

Производство

Фурановые смолы на основе фурфурилового спирта получают путем поликонденсации в присутствии слабых кислот . Поликонденсация приводит к образованию различных линейных олигомеров, которые отличаются длиной цепи и связью между фурановыми единицами. [6] [7] Связь фурановых единиц через метиленовый мостик (–CH 2 –) является преобладающей, но кольца могут быть связаны через диметиленовые мостики (–CH 2 –O–CH 2 –) [6] [7] [8] [9] Эфирные мостики нестабильны, особенно в очень кислой среде. Они могут быть преобразованы в метиленовые мостики путем высвобождения формальдегида . [8] [9]

Для получения смолы, пригодной для хранения, реакцию прерывают добавлением гидроксида натрия . Продукты имеют коричневатый цвет и вязкость от низкой до средней. Они стабильны при 40 °C в течение приблизительно 6 месяцев. На втором этапе смолы могут быть отверждены до термореактивного состояния либо при комнатной температуре путем добавления кислот (например, п -толуолсульфоновой кислоты , фосфорной кислоты ), либо при более высоких температурах путем добавления латентных отвердителей, таких как нитрат аммония . [4] Участвующие реакции сложны и изучаются в течение длительного времени. [4] Предполагается, что сегменты с сопряженными двойными связями приводят к образованию поперечных связей . [10]

Характеристики

До отверждения свойства фурановых смол аналогичны свойствам других отверждаемых смол. Они могут использоваться в качестве связующих , реагируют с кислотами, термически реактивны и сшиваются. [4] Отвержденные фурановые смолы устойчивы к воздействию сильных кислот, оснований и галогенированных углеводородов . Они подвергаются воздействию окислителей. [5] Фурановые смолы демонстрируют хорошую термическую стабильность. Постоянное использование при 100-120 °C является обычным. Некоторые фурановые смолы можно использовать даже при температуре до 150 °C. Некоторые марки характеризуются низкой воспламеняемостью и низким выделением дыма. [11] Они также обладают высокой прочностью . [4]

Ссылки

  1. ^ Гандини, А. (1997). «Фураны в полимерной химии». Progress in Polymer Science . 22 (6): 1203–1379. doi :10.1016/S0079-6700(97)00004-X.
  2. ^ Хойдонкс, HE; Ван Рейн, ВМ; Ван Рейн, В.; Де Вос, Делавэр; Джейкобс, П.А. «Фурфурол и его производные». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a12_119.pub2. ISBN 978-3527306732.
  3. ^ Brydson, JA (1999). «Фурановые смолы». В JA Brydson (ред.). Пластиковые материалы (седьмое изд.). Оксфорд: Butterworth-Heinemann. стр. 810–813. doi :10.1016/B978-075064132-6/50069-3. ISBN 9780750641326.
  4. ^ abcdef Арне Гардзиелла: Фуранхарзе (FF). В: Wübrand Woebcken (Hrsg.): Kunststoffhandbuch (= Duroplaste. Band 10). 2. vollständig neu Bearbeitete Auflage, Hanser Verlag, München, 1988, ISBN 978-3-446-14418-7 , S. 70–84. 
  5. ^ ab Майкл Бирон: Термореактивные материалы и композиты: выбор материала, применение, производство и анализ затрат. Elsevier, Амстердам, 2014, ISBN 1-4557-3125-0 , S. 257–259. 
  6. ^ ab JB Barr & SB Wallon (1971), "Химия смол на основе фурфурилового спирта", Журнал прикладной полимерной науки (на немецком языке), т. 15, № 5, стр. 1079-1090, doi :10.1002/app.1971.070150504
  7. ^ аб Р. Х. Коттке (04 декабря 2000 г.). «Производные фурана». Производные фурана. Рэймонд Эллер Кирк и Дональд Фредерик Отмер. дои : 10.1002/0471238961.0621180111152020.a01. ISBN 9780471484943. {{cite book}}: |periodical=проигнорировано ( помощь )
  8. ^ ab Alessandro Gandini & Mohamend Naceur Belgacem (2014), Hanna Dodiuk & Sidney H. Goodman (ред.), «Furans», Справочник по термореактивным пластикам (на немецком языке), Амстердам: Elsevier, стр. 93–110, ISBN 978-1-4557-3107-7
  9. ^ ab Алессандро Гандини и Мохамед Насёр Белгасем (1997), «Фураны в полимерной химии», Progress in Polymer Science (на немецком языке), т. 22, № 6, стр. 1203–1379, doi :10.1016/S0079-6700(97)00004-X
  10. ^ Мекки Чоура, Насёр М. Белгасем и Алессандро Гандини: Кислотно-катализируемая поликонденсация фурфурилового спирта: механизмы образования хромофоров и сшивания. В: Макромолекулы. 29 (11), 1996, S. 3839–3850, doi:10.1021/ma951522f.
  11. ^ Майкл Бирон: Термореактивные материалы и композиты: выбор материала, применение, производство и анализ затрат. Elsevier, Амстердам, 2014, ISBN 1-4557-3125-0 , С. 86. 
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Furan_resin&oldid=1172398994"