Переработки древесного сырья (стр. 5 из 7)
Фурфурол хорошо растворяется в спирте и ацетоне, в воде – лишь 8% при 20
. Он является хорошим растворителем многих органических веществ, в т. ч. И синтетических полимеров.Производство смол на основе фурфурола и ацетона
Фурфуролвступает в реакцию поликонденсации с ацетоном. Первоначальным продуктом реакции являются моно- и дифурфурилиденацетоны:
Монофурфурилиденацетон
Смеси моно- и дифурфуридиденацетона носят название мономеров ФА, ФАМ и др. У ФА соотношение молей фурфурола и ацетона равно 1, у ФАМ – 1,5.
Мономер ФА, например, получают следующим образом (применяется то же оборудование, что и при производстве ФФС). В стальной реактор, снабженный мешалкой, рубашкой и холодильником, загружают свежеперегнанный фурфурол и ацетон. После кратковременного перемешивания постепенно приливают катализатор – 20%-ный раствор едкого натрия. Теплоту, выделяющуюся в результате экзотермической реакции, отводят, поддерживая температуру реакционной смеси в пределах 45 – 60
. Когда температура опустится ниже 30 , смесь подогревают до 82 -90 и выдерживают при этой температуре 6 часов.Затем продукт конденсации охлаждают до 40 – 45
и добавляют 50%-ный раствор серной кислоты, доводя рН среды до 4 – 5. Воду отделяют вначале отстаиванием в течение 1…3 ч., а затем отгонкой в вакууме. Обезвоженный мономер охлаждают и сливают.При нагревании мономера ФА или ФАМ до 180 – 200
или в присутствии бензолсульфокислоты (далее - БСК) уже при 50 – 70 происходит образование нерастворимых и неплавких полимеров (реактопласты).При введении в мономеры наполнителей и заполнителей разной дисперсности и крупности и БСК в количестве 10 – 20 % от массы мономера получают полимерные мастики, замазки, растворы и бетоны ФА или ФАМ.
Составы полимербетонов и растворов на ФАМ (ФА) и их химстойкость
Различные составы полимерных мастик, замазок, растворов и бетонов на ФАМ и ФА разрабатывались в СССР более 20 лет.
Таблица 4
Средние составы полимербетонов и растворов (мастики, замазки) ФАМ (ФА)
| Составляющие | Размер фракций, мм | Содержание составляющих | ||
| Полимербетон | Полимерраст. | |||
| % по массе | Кг/м3 | % по массе | ||
| Гранитный щебень | 20 – 40 | 50 – 51 | 1200 – 1220 | - |
| Песок кварцевый | 0,15 – 5 | 23 | 550 | 50,5 – 57,2 |
| Наполнитель | Меньше 0,15 | 12 – 12,5 | 288 – 300 | 6,8 – 13,5 |
| ФАМ (ФА) | - | 8,0 – 8,5 | 190 – 205 | 28,8 |
| БСК | - | 1,5 – 1,7 | 36 – 41 | 7,2 |
| Пластификатор | - | 0,5 – 1 по массе смолы | 1 - 2 | - |
Химическая стойкость полимербетонов ФАМ исследовалось многими авторами, однако значения коэффициентов стойкости и физико-механических характеристик часто расходятся, т. к. применялись различные составы, наполнители, технологии отверждения и т. п.
Таблица 5
Стойкость полимербетона ФАМ (ФА) в агрессивных средах
| Среда | Концентрация, % | Время пребывания в среде сут. | Коэффициент стойкости | Заключение о химстойкости |
| Азотная кислота | 3 10 | 180 210 | 0,43 0,25 | Стоек Нестоек |
| Серная кислота | 3 10 70 85 98 | 150 180 180 180 - | 0,79 0,89 0,99 0,70 - | Стоек - |
| Соляная кислота | 5 10 36 | 180 180 180 | 0,81 0,75 0,60 | Стоек |
| Лимонная кислота | 50 | 150 | 0,96 | Стоек |
| Винная кислота | 50 | 150 | 0,65 | Стоек |
| БСК (расплав) | 100 | 30 | 0,95 | Стоек |
| Уксусная кислота | 5 100 | 180 180 | 0,70 0,65 | Стоек |
| Едкий калий | 50 | 150 | 0,67 | Стоек |
| Едкий натрий | 1 20 50 | 180 180 180 | 0,54 0,72 0,63 | Стоек |
| Водный раствор аммиака | 25 | 150 | 0,74 | Стоек |
| Азотно-кислый аммоний | 5 20 | 150 150 | 0,65 0,64 | Стоек |
| Муравьино-кислый натрий | 20 | 150 | 0,99 | Стоек |
| Уксусно-кислый аммоний | 20 | 150 | 0,84 | Стоек |
| Уксусно-кислый натрий | 20 | 150 | 0,74 | Стоек |
| Медный купорос | 5 20 | 150 150 | 0,68 0,63 | Стоек |
| Сернистый натрий | 5 50 | 150 150 | 0,74 0,80 | Стоек |
| Сернокислый магний | 26 | 150 | 0,62 | Стоек |
| Хлористый калий | 20 | 150 | 0,50 | Стоек |
| Бензол | 100 | 150 | 0,22 | Нестоек |
| Спирт этиловый | 96 | 150 | 0,40 | Нестоек |
| Бензин | 100 | 150 | 0,72 | Стоек |
| Керосин | 100 | 180 | 1,00 | Стоек |
| Ацетон | 100 | * | * | Нестоек |
| Вода | 100 | 180-360 | 0,5-0,8 | Стоек |
Примечание: «-» - образцы мгновенно разрушаются «*» - через 23 суток происходит разрушение
Стекловолокнистый бибетон на основе цементного и полимерного (ФАМ) вяжущих
Предложено для снижения метало- и материалоемкости конструкций эксплуатируемых в агрессивных средах применять в качестве материала их корпусов слоистый композит на основе цементного и полимерного бетона, который назван бибетоном. Состава его компонентов и физико-механические свойства представлены в таблице.
Таблица 6
Компоненты СВПБ ФАМ и СВЦБ, совмещаемые в бибетоне
| Компоненты | СВПБ ФАМ | СВЦБ | ||
| Части по массе | процентов по массе, % | Части по массе | Процентов по массе, % | |
| Песок кварцевый | 12,50 | 48,6 | 1,43 | 47,5 |
| Андезитная мука | 3,70 | 14,4 | - | - |
| ФАМ | 6,50 | 25,3 | - | - |
| Стеклосечка из жгута | 0,08 | 0,3 | - | - |
| Ж24/10 | - | - | - | - |
| БСК | 1,00 | 3,9 | - | - |
| Хлорид свинца | 1,93 | 7,5 | - | - |
| Портландцемент М-500 | - | - | 1,00 | 33,2 |
| Вода | - | - | 0,50 | 16,6 |
| Стеклосечка из ровинга | - | - | 0,08 | 2,7 |
| Щ-15ЖТ | - | - | - | - |
Таблица 7
Нормативные механические характеристики бибетона
| Наименование характеристики | Значение характеристики | |
| Условные пределы прочности, МПа при: | растяжении | 7,58 |
| сжатии | 10,75 | |
| «чистом изгибе» | 9,85 | |
| Мгновенные модули упругости, 104 МПа, при | растяжении | 2,21 |
| сжатии | 1,77 | |
| «чистом изгибе» | 1,58 | |
| Модуль сдвига, 102 МПа | 4,13 | |
| Коэффициент Пуассона | 0,19 | |
| Предельная растяжимость, % | 0,02 | |
| Предельная сжимаемость, % | 0,25 | |
Сборно-монолитные цилиндрические емкости для хранения агрессивных жидкостей собираются из отдельных малогабаритных блоков дугообразной формы, изготовленных из бибетона, состоящего из слоя толщиной 6 см, из стекловолокнистого полимербетона на смоле ФАМ толщиной 2 см. Преимущество предлагаемых емкостей: удешевление резервуара за счет использования двухслойного материала, а целиком коррозионно-стойкого; возможность собирать корпуса из отдельных блоков в труднодоступных для транспорта районах; возможность собирать корпуса различной формы (цилиндрической, прямоугольной) и размеров, изменяя форму и число блоков. Экономический эффект от внедрения одной емкости на 10 м3 составит 20 тыс. руб. в год (в ценах 1997 г.)
Таблица 8
Химстойкость СВПБ ФАМ в агрессивных средах лесохимических производств
| Среда | Концентрация |  | Стойкость |
| Вода | - | 100 | Стойки |
| Фенолы | 5 | 20 | Стойки |
| Муравьиная кислота | 90 | 100 | Стойки |
| Уксусная кислота | 100 | 60 | Стойки |
| Пропионовая кислота | - | - | Стойки |
| Масляная кислота | 100 | 120 | - |
| Серная кислота | 80 | 20 | Стойки |
| Бисульфит натрия | - | - | - |
| Этилоцетат | - | 20 | - |
| Натрий гидрат окиси | 20 | 60 | - |
| Кальций гидрат окиси | - | 60 | - |
| Калий гидрат окиси | 25 | 20 | - |
| Бензино-бутанольная смесь | - | - | - |
| Абиетиновая кислота | - | - | - |
| Метиловый спирт | 10 | 60 | - |
Вывод