+

RU2721324C1 - Method of curing furan resins - Google Patents

Method of curing furan resins Download PDF

Info

Publication number
RU2721324C1
RU2721324C1 RU2019123936A RU2019123936A RU2721324C1 RU 2721324 C1 RU2721324 C1 RU 2721324C1 RU 2019123936 A RU2019123936 A RU 2019123936A RU 2019123936 A RU2019123936 A RU 2019123936A RU 2721324 C1 RU2721324 C1 RU 2721324C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sulfuric acid
furfural
hardener
monomer
tall oil
Prior art date
Application number
RU2019123936A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Роман Владимирович Матвеев
Владимир Николаевич Матвеев
Эльвира Николаевна Шалфеева
Тамара Владимировна Сахарова
Павел Андреевич Егоров
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "РИМ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "РИМ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "РИМ"
Priority to RU2019123936A priority Critical patent/RU2721324C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2721324C1 publication Critical patent/RU2721324C1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/04Silica-rich materials; Silicates
    • C04B14/06Quartz; Sand
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B26/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing only organic binders, e.g. polymer or resin concrete
    • C04B26/02Macromolecular compounds
    • C04B26/10Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C04B26/12Condensation polymers of aldehydes or ketones
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/24Crosslinking, e.g. vulcanising, of macromolecules
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/01Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
    • C08K3/011Crosslinking or vulcanising agents, e.g. accelerators
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/24Acids; Salts thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/04Oxygen-containing compounds
    • C08K5/09Carboxylic acids; Metal salts thereof; Anhydrides thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L61/00Compositions of condensation polymers of aldehydes or ketones; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L61/02Condensation polymers of aldehydes or ketones only

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to a method for hardening furan resins used as binder in the production of polymer concrete for hydraulic structures, structural materials, fiberglass, casting forms, thin-layer road surfaces, protection of equipment and building structures from aggressive media, anticorrosion materials. Curing of furan resins is carried out in the presence of a hardener containing concentrated sulphuric acid and crude tall oil in weight ratio of 5:1 to 5:15.
EFFECT: improved quality of the finished polymer, specifically compression strength, water absorption, low fire hazard of production, cheapening of the end product.
1 cl, 1 tbl, 16 ex

Description

Изобретение относится к способу отверждения фурановых смол (мономеры ФА, ФАМ, 2ФА, 4ФА), применяющихся в качестве связующих в производстве полимербетонов, гидротехнических сооружений, конструкционных материалов, стеклопластиков, литейных форм, тонкослойных дорожных покрытий, защиты оборудования и строительных конструкций от агрессивных сред, антикоррозионных материалов и т.п.The invention relates to a method for curing furan resins (FA, FAM, 2FA, 4FA monomers) used as binders in the production of polymer concrete, hydraulic structures, structural materials, fiberglass, casting molds, thin-layer road coatings, protection of equipment and building structures from aggressive environments, anticorrosive materials, etc.

Отверждение фурановых смол протекает по ионному механизму, в основном в присутствии кислых отвердителей: органических или минеральных кислот.The curing of furan resins proceeds according to the ionic mechanism, mainly in the presence of acidic hardeners: organic or mineral acids.

Известен самый распространенный на практике способ отверждения фурановых смол, в котором в качестве отвердителя используется бензолсульфокислота. «Инструкции по технологии приготовления полимербетонов и изделий из них», СН-525-80, М., Стройиздат, 1984 гThe most common practice method for curing furan resins is known, in which benzenesulfonic acid is used as a hardener. "Instructions for the technology of preparation of polymer concrete and products from them", SN-525-80, M., Stroyizdat, 1984

Приведенный способ отверждения имеет ряд существенных недостатков:The curing method described has a number of significant disadvantages:

- значительные материальные затраты, связанные с необходимостью создания коррозионностойкой схемы и оборудования, требующего затрат тепловой энергии на плавление бензолсульфокислоты;- significant material costs associated with the need to create a corrosion-resistant circuit and equipment requiring thermal energy for the melting of benzenesulfonic acid;

- технологические тонкости, влияющие на процесс полимеризации и качество готового полимера, связанные с необходимостью постоянного поддерживания температуры расплавленной бензолсульфокислоты и полимербетонной смеси, содержащей фурановую смолу с наполнителями, во избежание кристаллизации отвердителей;- technological subtleties affecting the polymerization process and the quality of the finished polymer associated with the need to constantly maintain the temperature of the molten benzenesulfonic acid and polymer concrete mixture containing furan resin with fillers, in order to avoid crystallization of hardeners;

- гигроскопичность бензолсульфокислоты, требующая особого внимания и тщательности при хранении и применении, т.к. вода является важнейшим фактором, отрицательно влияющим на физико-механические показатели готового полимера, особенно на прочность при сжатие и водопоглощение;- hygroscopicity of benzenesulfonic acid, requiring special attention and thoroughness during storage and use, because water is the most important factor adversely affecting the physical and mechanical properties of the finished polymer, especially compressive strength and water absorption;

- полимеры, полученные с использованием бензолсульфокислот недостаточно водостойки, т.к. находясь в полимере в неизменном состоянии во влажной среде легко покидают полимер, оставляя пустые поры, в которые вода проникает беспрепятственно.- polymers obtained using benzenesulfonic acids are not waterproof enough because being in the polymer in an unchanged state in a humid environment, they easily leave the polymer, leaving empty pores into which water penetrates unhindered.

Бензолсульфокислота может применяться в виде раствора в фурфуроле. СНиП 2.03.11-85 «Защита строительных конструкций от коррозии». Benzenesulfonic acid can be used as a solution in furfural. SNiP 2.03.11-85 "Protection of building structures from corrosion."

Но в этом случае, кроме вышеперечисленных недостатков, необходимо дополнительно нести экономические затраты на создание производственной схемы из антикоррозионного оборудования для растворения бензолсульфокислоты.But in this case, in addition to the above disadvantages, it is necessary to additionally bear the economic costs of creating a production scheme from anticorrosion equipment for dissolving benzene sulfonic acid.

Известен способ отверждения фурановых смол, в котором с целью расширения ассортимента, предложено в качестве отвердителя использовать сульфосалициловую кислоту. А.С. СССР, 190569, 1967 г.A known method of curing furan resins, in which, in order to expand the range, it is proposed to use sulfosalicylic acid as a hardener. A.S. USSR, 190569, 1967

Цитируемый способ расширяет ассортимент используемых отвердителей, но содержит важные отрицательные факторы:The cited method extends the range of hardeners used, but contains important negative factors:

- требует обязательного применения пожароопасных растворителей (ацетон, этанол), т.к. плавление сульфосалициловой кислоты экономически нецелесообразно (

Figure 00000001
- 120°C против 60°C бензолсульфокислоты) из-за значительных энергозатрат;- requires mandatory use of flammable solvents (acetone, ethanol), because melting of sulfosalicylic acid is not economically feasible (
Figure 00000001
- 120 ° C against 60 ° C of benzenesulfonic acid) due to significant energy consumption;

- присутствующие в полимерах растворители после испарения уменьшают физико-механические показатели;- solvents present in the polymers after evaporation reduce physical and mechanical properties;

- сульфосалициловая кислота дороже бензолсульфокислоты и уступает ей в доступности.- sulfosalicylic acid is more expensive than benzenesulfonic acid and inferior to it in availability.

Из минеральных кислот в качестве отвердителя, чаще всего используют серную кислоту, разбавленную органическими растворителями из-за ее высокой активности. Процесс полимеризации протекает с интенсивным тепло-, паро-, газовыделением, что приводит к образованию пористого продукта, непригодного для практического применения. Т.К. Уткин, П.Г. Гранкина «Фурфуролацетоновый мономер.», Обзор, М., Сонти, микробиофарм, 1971 г., стр. 20Of the mineral acids, hardener is most often used sulfuric acid diluted with organic solvents due to its high activity. The polymerization process proceeds with intense heat, steam, gas evolution, which leads to the formation of a porous product unsuitable for practical use. T.K. Utkin, P.G. Grankina, “Furfurolacetone Monomer.”, Review, M., Sonti, Microbiopharm, 1971, p. 20

Известен способ отверждения фурановых смол концентрированной серной кислотой, разбавленной контактом Петрова (нефтяные сульфокислоты керосиновых фракций) в соотношении 1:1 или 1:2. Е.В. Оробченко, Н.Н. Прянишникова, «Фурановые смолы», Издание технической литературы УССР, Киев, 1963 г., с. 82; Г.К. Сюньи «Дорожные пластобетоны», М. Транспорт: 1976, с. 111.A known method of curing furan resins with concentrated sulfuric acid diluted with a contact of Petrov (petroleum sulfonic acids of kerosene fractions) in a ratio of 1: 1 or 1: 2. E.V. Orobchenko, N.N. Pryanishnikova, “Furan resins”, Edition of technical literature of the Ukrainian SSR, Kiev, 1963, p. 82; G.K. Xun “Road plastic concrete”, M. Transport: 1976, p. 111.

Однако, упомянутый способ имеет следующие неразрешимые проблемы:However, the above method has the following insoluble problems:

- использование контакта Петрова делает производство фурановых полимеров пожароопасным, т.к. содержит в своем составе до 13% непросульфированных легких нефтяных фракций с

Figure 00000002
26-60°C. А.Е. Битемирова, «О механизме закономерности катализа», Юно-Казахстанский государственных педагогический университет, г. Шишкент, с. 219;- the use of Petrov’s contact makes the production of furan polymers fire hazardous, because contains in its composition up to 13% non-sulfonated light oil fractions with
Figure 00000002
26-60 ° C. A.E. Bitemirova, “On the Mechanism of the Pattern of Catalysis,” South Kazakhstan State Pedagogical University, Shishkent, p. 219;

- готовый полимер содержит в своем составе, неучаствующие в создание структуры полимера, жидкие нефтяные фракции, ухудшающие физико-механические показатели целевого продукта;- the finished polymer contains in its composition, non-participating in the creation of the polymer structure, liquid petroleum fractions that impair the physical and mechanical properties of the target product;

- удорожание отвердителя и производства за счет использования достаточно дорогого и пожароопасного контакта Петрова.- the cost of hardener and production through the use of a rather expensive and fire hazardous contact Petrov.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является способ отверждения фурановой смолы Мономера ФА (Мономер ФА представляет собой смесь, содержащую монофурфурилиденацетон, дифурфурилиденацетон, фурфурол и осмолившуюся часть - их олигомеры, в основном олигомеры монофурфурилиденацетона) концентрированной серной кислотой, разбавленной фурфуролом в соотношении 5:1 или 4:1.The closest in technical essence to the claimed invention is a method of curing furan resin Monomer FA (Monomer FA is a mixture containing monofurfuriliden acetone, difurfuriliden acetone, furfural and osmolized part - their oligomers, mainly oligomers of monofurfurylated acetone), monofurfurylated acetone) 1 or 4: 1.

По мнению авторов, преимуществом данного способа отверждения является более высокая водостойкость готового полимера. Г.К. Сюньи «Дорожные пластобетоны», М. Транспорт, 1976 г., с. 111.According to the authors, the advantage of this curing method is the higher water resistance of the finished polymer. G.K. Xun “Road plastic concrete”, M. Transport, 1976, p. 111.

Однако, известно, что в кислой среде фурфурол осмоляется с образованием олиго- и полимеров, обладающих низкими физико-механическими показателями. Е.В. Оробченко, Н.Н. Прянишникова, «Фурановые смолы», Издание технической литературы УССР, Киев, 1963 г., с. 49,51. Фактически готовый отвердитель состоит не только из серной кислоты и фурфурола, но и содержит в своем составе продукты олиго- и полимеризации фурфурола, ухудшающие качество готового полимераHowever, it is known that in an acidic environment furfural is osmolized with the formation of oligo- and polymers with low physical and mechanical properties. E.V. Orobchenko, N.N. Pryanishnikova, “Furan resins”, Edition of technical literature of the Ukrainian SSR, Kiev, 1963, p. 49.51. In fact, the finished hardener consists not only of sulfuric acid and furfural, but also contains the products of oligo- and polymerization of furfural, which degrade the quality of the finished polymer

Известно также, что фурфурол может реагировать с Мономером ФА, образуя полимер с более высоким пределом прочности при сжатии П.М. Фадеев, Г.Н. Шибанов, М.И. Шемерикина Журнал «Пластмассы», 1964 г., №7, с. 19.It is also known that furfural can react with FA Monomer, forming a polymer with a higher compressive strength P. Fadeev, G.N. Shibanov, M.I. Shemerikina Magazine "Plastics", 1964, No. 7, p. nineteen.

Степень осмоления фурфурола и скорость полимеризации Мономера ФА с фурфуролом, и последующая полимеризация - конкурирующие реакции. Скорости этих реакций зависят от активности отвердителя, его концентрации в связующем.The degree of resins of furfural and the polymerization rate of FA monomer with furfural, and the subsequent polymerization are competing reactions. The rates of these reactions depend on the activity of the hardener, its concentration in the binder.

Серная кислота является наиболее активной из всех кислот, применяющихся в качестве отвердителей, поэтому степень окисления фурфурола - максимальна.Sulfuric acid is the most active of all acids used as hardeners, therefore the degree of oxidation of furfural is maximum.

Чем больше степень разбавления связующего фурфуролом, тем меньше концентрация отвердителя, замедляющая основную реакцию полимеризации Мономера ФА и реакцию Мономера ФА с фурфуролом, тем больше образуется осмоленного фурфурола.The greater the degree of dilution of the binder with furfural, the lower the concentration of hardener, slowing down the main polymerization reaction of FA Monomer and the reaction of FA Monomer with furfural, the more tarred furfural is formed.

Именно по этой причине в обсуждаемом способе ограничено разбавление фурфуролом не более 5:1. При этой концентрации серной кислоты, фурфурол осмоляется незначительно, а в основном вступает в реакцию с Мономером ФА, улучшая качество готового полимера по пределу прочности при сжатии.For this reason, in the discussed method, dilution with furfural is limited to no more than 5: 1. At this concentration of sulfuric acid, furfural is slightly resins, but mainly reacts with FA Monomer, improving the quality of the finished polymer in terms of compressive strength.

Таким образом, данный способ отверждения характеризуется следующими недостатками:Thus, this curing method is characterized by the following disadvantages:

- недостаточное снижение активности серной кислоты, из-за небольшого разбавления фурфуролом, способного при увеличении степени разбавления снижать качество целевого продукта;- insufficient decrease in the activity of sulfuric acid, due to a small dilution with furfural, capable of decreasing the quality of the target product with an increase in the degree of dilution;

- применение пожароопасного и токсичного фурфурола, требующего дополнительных расходов при организации и ведении производства;- the use of fire-hazardous and toxic furfural, requiring additional costs in organizing and conducting production;

- фурфурол относится к ЛВЖ -

Figure 00000002
- 61°C (к ЛВЖ относятся жидкости с
Figure 00000002
не более 61°C);- furfural refers to LVZH -
Figure 00000002
- 61 ° C (liquids with
Figure 00000002
no more than 61 ° C);

- класс опасности фурфурола 3 по ГОСТ Р 57252-2016 Фурфурол технический, является нервным ядом,

Figure 00000003
- 10 мг/
Figure 00000004
, по ГН 2.2.5.1313-03;- hazard class of furfural 3 according to GOST R 57252-2016 Technical furfural, is a nerve poison,
Figure 00000003
- 10 mg /
Figure 00000004
, according to GN 2.2.5.1313-03;

- использование фурфурола - достаточно дорогого разбавителя.- the use of furfural - a fairly expensive diluent.

Задачей изобретения является расширение ассортимента отвердителей для фурановых смол, обеспечивающих улучшенные физико-механические показатели готового полимера и позволяющие регулировать, при необходимости, скорость полимеризации в широких пределах..The objective of the invention is to expand the range of hardeners for furan resins, providing improved physical and mechanical properties of the finished polymer and allowing you to adjust, if necessary, the polymerization rate over a wide range ..

Техническим результатом заявленного изобретения является улучшение качества готового полимера по показателям: предел прочности при сжатии, водопоглощение, а также снижение пожароопасности производства, удешевление целевого продукта.The technical result of the claimed invention is to improve the quality of the finished polymer in terms of indicators: compressive strength, water absorption, as well as reducing the fire risk of production, reducing the cost of the target product.

Технический результат достигается тем, что способ отверждения фурановых смол в присутствии отвердителя, содержащего концентрированную серную кислоту в разбавителе, согласно изобретению, в качестве разбавителя используют сырое талловое масло в соотношении от 5:(1-15).The technical result is achieved by the fact that the method of curing furan resins in the presence of a hardener containing concentrated sulfuric acid in a diluent according to the invention uses crude tall oil in a ratio of 5: (1-15) as a diluent.

Сырое талловое масло - недорогой отход целлюлозно бумажной промышленности, представляющий собой смесь высших жирных кислот (34-38%), смоляных кислот (18-22%), окисленных веществ (5-6%), нейтральных веществ (27-31%), лигнина (1.5-2.0%), воды (1-2%). Г.А. Узлов «Лесохимические продукты сульфатно-целлюлозного производства», М., 1988 г.Crude tall oil is an inexpensive waste of the pulp and paper industry, which is a mixture of higher fatty acids (34-38%), resin acids (18-22%), oxidized substances (5-6%), neutral substances (27-31%), lignin (1.5-2.0%), water (1-2%). G.A. Nodes "Forest chemical products of sulfate-cellulose production", M., 1988

Считаем необходимым отметить, что перечисленные выше компоненты сырого таллового масла в кислой среде взаимодействуют как между собой, так и с серной кислотой.We consider it necessary to note that the above components of crude tall oil in an acidic environment interact both with each other and with sulfuric acid.

Жирные кислоты этерифицируют спирты (терпениолы), входящие в состав неомыляемых веществ, с образованием сложных эфиров с ненасыщенными связями. Кроме того, они полимеризуются, сульфируются. Смоляные кислоты также полимеризуются в основном до димера абеитиновой кислоты. И эти новообразованные вещества также обладают полезными свойствами. М. Словянский, Химия и технология древесин, Гослесобумиздат, 1962 г., с. 295.Fatty acids esterify alcohols (terpeniols), which are part of unsaponifiable substances, with the formation of esters with unsaturated bonds. In addition, they polymerize, sulfonate. Resin acids also polymerize mainly to a dimer of abeitic acid. And these newly formed substances also have beneficial properties. M. Slovyansky, Chemistry and Technology of Woods, Goslesobumizdat, 1962, p. 295.

Полимеры смоляных кислот используются в качестве связующих, сложные эфиры жирных кислот являются смачивателями, алкансульфокислоты улучшают смачиваемость и обладают способностью уменьшать хрупкость полимера, а полимеризованные жирные кислоты используются для получения сверхпрочных волокнистых плит. «Производство, состав, применение сульфатного мыла, сырого таллового масла» [Режим доступа]: https://msd.com.ua/kanifol/proizvodstvo-sostav-i-primenenie-sulfatnogo-myla-syrogo-tallovogo-masla-i-produktov-ego-pererabotki/ (дата обращения 22.04.2019)Polymers of resin acids are used as binders, fatty acid esters are wetting agents, alkanesulfonic acids improve wettability and have the ability to reduce the brittleness of the polymer, and polymerized fatty acids are used to produce ultra-strong fiber boards. “Production, composition, use of sulfate soap, crude tall oil” [Access mode]: https://msd.com.ua/kanifol/proizvodstvo-sostav-i-primenenie-sulfatnogo-myla-syrogo-tallovogo-masla-i- produktov-ego-pererabotki / (accessed April 22, 2019)

Нейтральные вещества, представляющие собой концентрат спиртов (терпениолов) и углеводородов с 25-30 атомами углерода, придают продуктам свойства пластификатора и гидрофобизатора. Г.С. Ахимова и др. «Химия и технология сульфатного мыла», Учебное пособие Санкт-Петербургского технологического университета растительных полимеров, 2018 г., с. 12-15.Neutral substances, which are a concentrate of alcohols (terpeniols) and hydrocarbons with 25-30 carbon atoms, give the products the properties of a plasticizer and water repellent. G.S. Akhimova et al. “Chemistry and technology of sulfate soap”, Textbook of the St. Petersburg Technological University of Plant Polymers, 2018, p. 12-15.

Все эти вышеперечисленные физические и химические процессы способствуют созданию улучшенной, густо сшитой сетчатой структуры полимера с повышенными физико-механическими показателями, снижению водопоглощения.All of the above physical and chemical processes contribute to the creation of an improved, densely crosslinked mesh structure of the polymer with improved physical and mechanical properties, and a decrease in water absorption.

Таким образом, перечисленные выше компоненты сырого таллового масла, в отличие от фурфурола, образующего в кислой среде продукты, снижающие физико-механические показатели полимера, участвуют в реакции полимеризации, оптимизируя ее условия, и способствуют повышению качества готового полимера, несмотря на последовательное увеличение степени разбавления и снижение концентрации отвердителя в связующем.Thus, the above components of crude tall oil, in contrast to furfural, which forms products in the acidic environment that reduce the physicomechanical properties of the polymer, participate in the polymerization reaction, optimizing its conditions, and contribute to improving the quality of the finished polymer, despite a sequential increase in the degree of dilution and reducing the concentration of hardener in the binder.

Кроме того, использование сырого таллового масла снижает пожароопасность и токсичность производства, а также улучшает экономику производства за счет невысокой стоимости (отход целлюлозно бумажной промышленности).In addition, the use of crude tall oil reduces the fire hazard and toxicity of production, and also improves the production economy due to its low cost (waste from the pulp and paper industry).

Сырое талловое масло относится к 4 классу опасности и является горючей жидкостью -

Figure 00000002
- 222°C. Лесохимия [Электронный ресурс]. - Режим доступа:https://segezha-group.com/products/produkty-lesokhimii/wood-chemistry/ (дата обращения 24.05.2019).Crude tall oil belongs to hazard class 4 and is a flammable liquid -
Figure 00000002
- 222 ° C. Forest chemistry [Electronic resource]. - Access mode: https: //segezha-group.com/products/produkty-lesokhimii/wood-chemistry/ (accessed 05.24.2019).

Для осуществления способа использовали:To implement the method used:

Мономер ФА - ТУ 2453-001-0846823-01,Monomer FA - TU 2453-001-0846823-01,

Сырое талловое масло - ТУ-13-0281078-119-89,Crude tall oil - TU-13-0281078-119-89,

Серная кислота - ГОСТ 2184-2013,Sulfuric acid - GOST 2184-2013,

Фурфурол технический - ГОСТ 10437-80 с имз. 1,2.,Technical furfural - GOST 10437-80 with imz. 1,2.,

Песок речной - ГОСТ 4417-75.Sand river - GOST 4417-75.

Результаты наших экспериментов по способу отверждения Мономера ФА концентрированной серной кислотой, модифицированной сырым талловым маслом, в сравнении с использованием в качестве отвердителя серной кислоты, разбавленной фурфуролом иллюстрируются следующими примерами.The results of our experiments on the method of curing Monomer FA with concentrated sulfuric acid modified with crude tall oil, in comparison with the use of sulfuric acid diluted with furfural as a hardener, are illustrated by the following examples.

Качества готового полимера определяли через 15 суток. Количество концентрированной серной кислоты во всех опытах составляло 5% от массы Мономера ФА. В качестве наполнителя использовали речной песок.The quality of the finished polymer was determined after 15 days. The amount of concentrated sulfuric acid in all experiments was 5% by weight of FA Monomer. As a filler used river sand.

Пример 1. 100 г. песка смешивают с 12 г. Мономера ФА, затем загружают отвердитель, представляющий собой смесь 0,6 г. концентрированной серной кислоты с 0,12 г. сырого таллового масла (в соотношении 5:1). Перемешивают до получения однородной массы и помещают в форму для полимеризации.Example 1. 100 g of sand is mixed with 12 g of FA monomer, then a hardener is loaded, which is a mixture of 0.6 g of concentrated sulfuric acid with 0.12 g of crude tall oil (in a 5: 1 ratio). Stirred until a homogeneous mass and placed in a mold for polymerization.

Пример 2. 100 г. песка смешивают с 12 г. Мономера ФА, затем загружают отвердитель, представляющий собой смесь 0,6 г. концентрированной серной кислоты с 0,24 г. сырого таллового масла (в соотношении 5:2). Перемешивают до получения однородной массы и помещают в форму для полимеризации.Example 2. 100 g of sand are mixed with 12 g of FA monomer, then a hardener is loaded, which is a mixture of 0.6 g of concentrated sulfuric acid with 0.24 g of crude tall oil (in a 5: 2 ratio). Stirred until a homogeneous mass and placed in a mold for polymerization.

Пример 3. 100 г. песка смешивают с 12 г. Мономера ФА, затем загружают отвердитель, представляющий собой смесь 0,6 г. концентрированной серной кислоты с 0,36 г. сырого таллового масла (в соотношении 5:3). Перемешивают до получения однородной массы и помещают в форму для полимеризации.Example 3. 100 g of sand is mixed with 12 g of FA monomer, then a hardener is loaded, which is a mixture of 0.6 g of concentrated sulfuric acid with 0.36 g of crude tall oil (in a 5: 3 ratio). Stirred until a homogeneous mass and placed in a mold for polymerization.

Пример 4. 100 г. песка смешивают с 12 г. Мономера ФА, затем загружают отвердитель, представляющий собой смесь 0,6 г. концентрированной серной кислоты с 0,48 г. сырого таллового масла (в соотношении 5:4). Перемешивают до получения однородной массы и помещают в форму для полимеризации.Example 4. 100 g of sand is mixed with 12 g of FA monomer, then a hardener is loaded, which is a mixture of 0.6 g of concentrated sulfuric acid with 0.48 g of crude tall oil (in a ratio of 5: 4). Stirred until a homogeneous mass and placed in a mold for polymerization.

Пример 5. 100 г. песка смешивают с 12 г. Мономера ФА, затем загружают отвердитель, представляющий собой смесь 0,6 г. концентрированной серной кислоты с 0,6 г. сырого таллового масла (в соотношении 5:5). Перемешивают до получения однородной массы и помещают в форму для полимеризации.Example 5. 100 g of sand is mixed with 12 g of FA monomer, then a hardener is loaded, which is a mixture of 0.6 g of concentrated sulfuric acid with 0.6 g of crude tall oil (in a ratio of 5: 5). Stirred until a homogeneous mass and placed in a mold for polymerization.

Пример 6. 100 г. песка смешивают с 12 г. Мономера ФА, затем загружают отвердитель, представляющий собой смесь 0,6 г. концентрированной серной кислоты с 0,9 г. сырого таллового масла (в соотношении 5:7,5). Перемешивают до получения однородной массы и помещают в форму для полимеризации.Example 6. 100 g of sand is mixed with 12 g of FA monomer, then a hardener is loaded, which is a mixture of 0.6 g of concentrated sulfuric acid with 0.9 g of crude tall oil (in a ratio of 5: 7.5). Stirred until a homogeneous mass and placed in a mold for polymerization.

Пример 7. 100 г. песка смешивают с 12 г. Мономера ФА, затем загружают отвердитель, представляющий собой смесь 0,6 г. концентрированной серной кислоты с 1,8 г. сырого таллового масла (в соотношении 5:15). Перемешивают до получения однородной массы и помещают в форму для полимеризации.Example 7. 100 g of sand is mixed with 12 g of FA monomer, then a hardener is loaded, which is a mixture of 0.6 g of concentrated sulfuric acid with 1.8 g of crude tall oil (in a ratio of 5:15). Stirred until a homogeneous mass and placed in a mold for polymerization.

Пример 8. 100 г. песка смешивают с 12 г. Мономера ФА, затем загружают отвердитель, представляющий собой смесь 0,6 г. концентрированной серной кислоты с 2,4 г. сырого таллового масла (в соотношении 5:20). Перемешивают до получения однородной массы и помещают в форму для полимеризации.Example 8. 100 g of sand is mixed with 12 g of FA monomer, then a hardener is loaded, which is a mixture of 0.6 g of concentrated sulfuric acid with 2.4 g of crude tall oil (in a ratio of 5:20). Stirred until a homogeneous mass and placed in a mold for polymerization.

Пример 9. 100 г. песка смешивают с 12 г. Мономера ФА, затем загружают отвердитель, представляющий собой смесь 0,6 г. концентрированной серной кислоты с 0,12 г. фурфурола (в соотношении 5:1). Перемешивают до получения однородной массы и помещают в форму для полимеризации.Example 9. 100 g of sand is mixed with 12 g of FA monomer, then a hardener is loaded, which is a mixture of 0.6 g of concentrated sulfuric acid with 0.12 g of furfural (in a 5: 1 ratio). Stirred until a homogeneous mass and placed in a mold for polymerization.

Пример 10. 100 г. песка смешивают с 12 г. Мономера ФА, затем загружают отвердитель, представляющий собой смесь 0,6 г. концентрированной серной кислоты с 0,24 г. фурфурола (в соотношении 5:2). Перемешивают до получения однородной массы и помещают в форму для полимеризации.Example 10. 100 g of sand is mixed with 12 g of FA monomer, then a hardener is loaded, which is a mixture of 0.6 g of concentrated sulfuric acid with 0.24 g of furfural (in a 5: 2 ratio). Stirred until a homogeneous mass and placed in a mold for polymerization.

Пример 11. 100 г. песка смешивают с 12 г. Мономера ФА, затем загружают отвердитель, представляющий собой смесь 0,6 г. концентрированной серной кислоты с 0,36 г. фурфурола (в соотношении 5:3). Перемешивают до получения однородной массы и помещают в форму для полимеризации.Example 11. 100 g of sand is mixed with 12 g of FA monomer, then a hardener is loaded, which is a mixture of 0.6 g of concentrated sulfuric acid with 0.36 g of furfural (in a 5: 3 ratio). Stirred until a homogeneous mass and placed in a mold for polymerization.

Пример 12. 100 г. песка смешивают с 12 г. Мономера ФА, затем загружают отвердитель, представляющий собой смесь 0,6 г. концентрированной серной кислоты с 0,48 г. фурфурола (в соотношении 5:4). Перемешивают до получения однородной массы и помещают в форму для полимеризации.Example 12. 100 g of sand are mixed with 12 g of FA monomer, then a hardener is loaded, which is a mixture of 0.6 g of concentrated sulfuric acid with 0.48 g of furfural (in a 5: 4 ratio). Stirred until a homogeneous mass and placed in a mold for polymerization.

Пример 13. 100 г. песка смешивают с 12 г. Мономера ФА, затем загружают отвердитель, представляющий собой смесь 0,6 г. концентрированной серной кислоты с 0,6 г. фурфурола (в соотношении 5:5). Перемешивают до получения однородной массы и помещают в форму для полимеризации.Example 13. 100 g of sand is mixed with 12 g of FA monomer, then a hardener is loaded, which is a mixture of 0.6 g of concentrated sulfuric acid with 0.6 g of furfural (in a 5: 5 ratio). Stirred until a homogeneous mass and placed in a mold for polymerization.

Пример 14. 100 г. песка смешивают с 12 г. Мономера ФА, затем загружают отвердитель, представляющий собой смесь 0,6 г. концентрированной серной кислоты с 0,9 г. фурфурола (в соотношении 5:7,5). Перемешивают до получения однородной массы и помещают в форму для полимеризации.Example 14. 100 g of sand are mixed with 12 g of FA monomer, then a hardener is loaded, which is a mixture of 0.6 g of concentrated sulfuric acid with 0.9 g of furfural (in a ratio of 5: 7.5). Stirred until a homogeneous mass and placed in a mold for polymerization.

Пример 15. 100 г. песка смешивают с 12 г. Мономера ФА, затем загружают отвердитель, представляющий собой смесь 0,6 г. концентрированной серной кислоты с 1,8 г. фурфурола (в соотношении 5:15). Перемешивают до получения однородной массы и помещают в форму для полимеризации.Example 15. 100 g of sand are mixed with 12 g of FA monomer, then a hardener is loaded, which is a mixture of 0.6 g of concentrated sulfuric acid with 1.8 g of furfural (in a ratio of 5:15). Stirred until a homogeneous mass and placed in a mold for polymerization.

Пример 16. 100 г. песка смешивают с 12 г. Мономера ФА, затем загружают отвердитель, представляющий собой смесь 0,6 г. концентрированной серной кислоты с 2,4 г. фурфурола (в соотношении 5:20). Перемешивают до получения однородной массы и помещают в форму для полимеризации.Example 16. 100 g of sand is mixed with 12 g of FA monomer, then a hardener is loaded, which is a mixture of 0.6 g of concentrated sulfuric acid with 2.4 g of furfural (in a ratio of 5:20). Stirred until a homogeneous mass and placed in a mold for polymerization.

Результаты выполнения способа по примерам представлены в таблице 1.The results of the method according to the examples are presented in table 1.

Таблица 1Table 1

Физико-механические показатели образцов полимеров, полученных по предложенномуPhysico-mechanical properties of polymer samples obtained by the proposed

способу с участием сырого таллового масла в сравнении с фурфуролом.a method involving crude tall oil in comparison with furfural.

Figure 00000005
Figure 00000005

Приведенные в таблице данные демонстрируют:The data in the table show:

-полимер, полученный с использованием для разбавления серной кислоты сырого таллового масла в соотношении 5:1 имеет предел прочности при сжатии выше того же показателя полимера, полученного с использованием для разбавления серной кислоты фурфуролом;-polymer obtained using crude tall oil for dilution of sulfuric acid in a ratio of 5: 1 has a compressive strength higher than that of the polymer obtained using furfural for diluting sulfuric acid;

- с увеличением разбавления сырым талловым маслом до соотношения 5:15, предел прочности при сжатии и плотность растут, а водопоглощение снижается.- with an increase in dilution with crude tall oil to a ratio of 5:15, the compressive strength and density increase, and water absorption decreases.

- полимер, полученный с использованием для разбавления серной кислоты фурфурола, более соотношения 5:1, значительно теряет предел прочности при сжатии и имеет, при последовательном увеличении разбавления серной кислоты, дальнейшее снижение предела прочности при сжатии и рост водопоглощения;- the polymer obtained using furfural for the dilution of sulfuric acid, more than a 5: 1 ratio, significantly loses the compressive strength and has, with a successive increase in dilution of sulfuric acid, a further decrease in the compressive strength and increased water absorption;

Таким образом, предложенный способ отверждения фурановой смолы Мономера ФА, заключающийся в использовании в качестве отвердителя смеси концентрированной серной кислоты с сырым талловым маслом, имеет следующие преимущества:Thus, the proposed method for curing furan resin of Monomer FA, which consists in using a mixture of concentrated sulfuric acid with crude tall oil as a hardener, has the following advantages:

- повышение качества готового полимера по физико-механическим показателям: предел прочности при сжатии и водопоглощению;- improving the quality of the finished polymer according to physical and mechanical parameters: ultimate strength in compression and water absorption;

- варьирование степенью разбавления серной кислоты от 5:1 до 5:15;- variation in the degree of dilution of sulfuric acid from 5: 1 to 5:15;

- снижение пожароопасности и токсичности производства полимербетонов;- reduction of fire hazard and toxicity of polymer concrete production;

- увеличение прибыли производства за счет использования более дешевого разбавителя серной кислоты - сырого таллового масла, отхода целлюлозно бумажной промышленности.- increase in production profit due to the use of a cheaper diluent of sulfuric acid - crude tall oil, waste from the pulp and paper industry.

Claims (1)

Способ отверждения фурановых смол в присутствии отвердителя, содержащего концентрированную серную кислоту в разбавителе, отличающийся тем, что в качестве разбавителя используют сырое талловое масло в соотношении 5:(1-15) к массе серной кислоты. A method of curing furan resins in the presence of a hardener containing concentrated sulfuric acid in a diluent, characterized in that crude tall oil is used as a diluent in a ratio of 5: (1-15) to the weight of sulfuric acid.
RU2019123936A 2019-07-29 2019-07-29 Method of curing furan resins RU2721324C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019123936A RU2721324C1 (en) 2019-07-29 2019-07-29 Method of curing furan resins

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019123936A RU2721324C1 (en) 2019-07-29 2019-07-29 Method of curing furan resins

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2721324C1 true RU2721324C1 (en) 2020-05-18

Family

ID=70735382

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019123936A RU2721324C1 (en) 2019-07-29 2019-07-29 Method of curing furan resins

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2721324C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU258901A1 (en) * С. С. Давыдов, В. И. Соломатов, В. Ф. Рева А. И. Чебаненко, METHOD OF PREPARATION OF PLASTIC CONCRETE
SU655463A1 (en) * 1976-07-05 1979-04-05 Горьковский Институт Инженеров Водного Транспорта Composition for making casting moulds and cores
SU891652A1 (en) * 1980-01-10 1981-12-23 Предприятие П/Я А-1785 Method of preparing surface-active substance
US6239245B1 (en) * 1999-03-02 2001-05-29 Dow Corning Toray Silicone Company, Ltd. Resin additive, curable resin composition, and cured resin
UA87431U (en) * 2013-07-26 2014-02-10 Харківський Національний Університет Міського Господарства Імені О.М. Бекетова Binding furano-mineral composition
RU2672700C1 (en) * 2017-11-13 2018-11-19 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" Method of obtaining polymerbetone mixtures

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU258901A1 (en) * С. С. Давыдов, В. И. Соломатов, В. Ф. Рева А. И. Чебаненко, METHOD OF PREPARATION OF PLASTIC CONCRETE
SU190569A1 (en) * METHOD OF CURING FURAN RESINS
SU316711A1 (en) * Н. И. Дудукалова METHOD OF CURING FURFUROL-ACETONE BONDING MONITOR: i;: s.: I - :: j: [: iioHiiVlE! / I ';' fOTEKA
SU655463A1 (en) * 1976-07-05 1979-04-05 Горьковский Институт Инженеров Водного Транспорта Composition for making casting moulds and cores
SU891652A1 (en) * 1980-01-10 1981-12-23 Предприятие П/Я А-1785 Method of preparing surface-active substance
US6239245B1 (en) * 1999-03-02 2001-05-29 Dow Corning Toray Silicone Company, Ltd. Resin additive, curable resin composition, and cured resin
UA87431U (en) * 2013-07-26 2014-02-10 Харківський Національний Університет Міського Господарства Імені О.М. Бекетова Binding furano-mineral composition
RU2672700C1 (en) * 2017-11-13 2018-11-19 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" Method of obtaining polymerbetone mixtures

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
C.Х.ИРЖУГАНОВА И ДР. Полы из полимерраствора на основе мономера ФА с добавками фурилового спирта. Промышленное строительство, Москва, 1973, *
C.Х.ИРЖУГАНОВА И ДР. Полы из полимерраствора на основе мономера ФА с добавками фурилового спирта. Промышленное строительство, Москва, 1973, Т. 3, с. 27-30. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Iroegbu et al. Furfuryl alcohol a versatile, eco-sustainable compound in perspective
DE3587884T2 (en) Manufacturing process for polymer composition without solvent.
DE2706549A1 (en) PROCESS FOR MANUFACTURING PREPREGS
TWI445740B (en) Raw materials and methods of manufacturing bio-based epoxy resins
CN104725599A (en) Preparation method of fluorine-containing modified epoxy copolymer oil-water separating membrane
CN109516714A (en) A kind of ceramsite carrier concrete inner curing agent and preparation method thereof
RU2721324C1 (en) Method of curing furan resins
CN106752964A (en) A kind of Graphene abrasion resistant fire blocking anti-corrosive powder paint and preparation method thereof
EP0214930B1 (en) Formed composite article
CN106280277B (en) A kind of preparation method and application of environmental protection low viscosity high-strength epoxy base grouting material
CN104693390A (en) Modified phenol-formaldehyde resin and applications thereof in anticorrosion coating
DE2101929C3 (en) Process for the preparation of thermosetting compositions based on epoxy resins
CN104861985B (en) Organic environmental-protection sand-consolidating agent and preparation method
US3216884A (en) Polyester/phenol-aldehyde resin emulsion molding composition and laminated articles
CN115960516B (en) A kind of polymer compound coating and its preparation method
Parsania et al. Synthesis and evaluation of some physical properties of epoxy methacrylate of bisphenol-C: a comparative study with commercial resin Aeropol-7105
CN105273166A (en) Preparation method of biological-based epoxy resin
CN103819619A (en) Novel bi-crosslinking body and preparation method
DE2025159B2 (en) METHOD FOR MANUFACTURING SHAPED BODIES AND COATING
US1884747A (en) Plastic composition
CN107090294A (en) A kind of room temperature curing epoxy expansive soil modifier and its preparation and application
CH624691A5 (en) Process for the preparation of prepregs
US3043804A (en) Curing promoter for furane resins
JP2017075305A (en) Heavy anticorrosion epoxy coating composition comprising styrenated phenol and method for producing the same
RU2666438C1 (en) Epoxy binder
点击 这是indexloc提供的php浏览器服务,不要输入任何密码和下载