DE927354C

DE927354C - Verfahren zur Herstellung einer Kunstmasse aus Holzzuckerlignin

Info

Publication number: DE927354C
Application number: DED13910D
Authority: DE
Inventors: Johannes Arend Dr-Ing Duiker
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1944-07-11
Filing date: 1944-07-11
Publication date: 1955-05-05

Description

Verfahren zur Herstellung einer Kunstmasse aus Holzzuckerlignin Das Verfahren befaßt sich mit der Herstellung von; Kunstmassen unter Verwendung des bei der Hydrolyse von Holz als Nebenprodukt anfallenden, im wesentlichen unveränderten Lignins. Im Gegensatz zu dem aus Schwarzlauge oder Sulfitablauge isolierbaren stark .abgebauten Lignin, das mehrfach als Ausgangsstoff für Kunstmassen vorgeschlagen worden, ist (z. B. seine Kondensation mit Phenol und Aldehyd oder auch mit Aldehyd allein), war bisher eine Kondensation. von. Holzzuckerl.ign.in, insbesondere mit Aldehyd, als, nicht durchführbar angesehen worden. Soi wird in der französischen Patentschrift 877 702 erklärt, daß Holzzuckerlignin. infollge Fehlens chemischer Affinität sich in Massen, die aus Holzzuclcerlignin mit Phenol und Aldehyd, erhalten werden, einfach als Füllmittel befindet und daher keinen Ersatz des Bestandteiles. Phenol bildet. Daß die Möglichkeit, Holzzucke,rlignin mit Aldehyd oder mit Aldehyd und Phenol zu kondensieren, bisher nicht erkannt woirden ist, geht auch: aus. der deutschen Patentschrift 588 gio hervor, in welcher unter anderem eine aus Holzzuckerlignin, Phenol und Aldehyd hergestellte Kunstmasse beschrieben wird., das Lignin aber ausdrücklich als. Füllmittel, dass Kondensat zwischen Phenol und Aldehyd als Bindemittel bezeichnet wird. In der USA.-Patentschrift 2 192 030 schließlich wird wohl Hodzzuckerlignin, zur Erzeugung von plastischen Massen verwendet, doch der Erfinder beschränkt sich auf eine Lösung des Lignins in Phenol, wobei .er eine Reaktion zwischen aktiven Komponenten des Lignin.s und dem Phenol vermutet.
Es wurde nun, gefunden, dali Hodzzuokerlignin sehr wohl mit Aldehyd kondensiert werden kann und so th,ermohärtende Massen entstehen, die technisch sehr gute Eigenschaften besitzen. Die Masse mit den günstigsten Eigenschaften wird erhalten bei einem Verhältnis von je einem Molekül Aldehyd (besonders Formald,4hyd) auf jede Gruppe des Ligninmoleküls (Gruppenmolekulargewicht 185, s. K. Freudenberg, Fortschritte der Chemie organischer Naturstoffe II, Wien 193g).
Es kann so gearbeitet werden, daß in einer Aufschlämmung von. Lignin in z. B. Benzol oder Äthylalkohol erst eine Vorkondensation mit z. B. Formaldehyd" gegebenenfalls bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck, erfolgt und dann das Vorkondensa@t, z. B. unter Beifügung von Hexamethylenüetramin, bei z. B. 19o° verpreßt wird. Es kann, aber auch die ganze Kondensation in der Preßform vorgenommen werden, was ein besonders einfaches, Verfahren ergibt. Bei dieser Arbeitsweise werden besonders- feste und chemisch widerstandsfähige Massen erzielt, wenn Hexamethylen.-tetramin statt Formaldehyd verwendet wird. Dies. hat seine Ursache vermutlich darin, daß das bei der Kondensation, entstehende Wasser stets wieder zur Zersetzung neuer Mengen Hexamethylenteiramin verbraucht wird und so, die Kondensation nicht durch ein Ansteigen des ursprünglichen Wassergehaltes der Masse (zweckmäßig etwa 3 bis. 5 0/0) gehemmt wird. Schließlich kann bei Verwendung von Hexamethylenüeöramin ebenfalls eine Vor= kondensaition durch z. B. Walzen des: Gemenges. von Lignin, Hexamethylenüeüramin, Füllmittel und etwaigen anderen Beimengungen in der Wärme erfolgen.
Die Kondensation wird durch die Gegenwart eines Kondensationsmittels @gefördert. Dafür- haben sich besonders Alkalien bewährt. Bei Verwendung von Hexamethylentetramin spielt das bei dessen Zersetzung entstehende Ammoniak die, Rolle eines Kondensationsmittels. Daß Holzzuclerlignin, so wie es bei der Hydrolyse anfällt, nach etwas- Säure enthält, ist nicht unerwünscht, weil dadurch ein Teil des entstehenden und überschüssigen. Ammoniaks neutralisiert wird. Erforderlichenfalls. kann. auch ein; Teil des Hexämethylentetramins durch Päraformaldehyd ersetzt werden, um nur die optimale Menge freiem;. Ammoniaks zurückzubehalten.
Als weitere Reaktionsbedingungen, die zur Gewinnung hochwertiger Künstrnassen führen, seien. nochgenannt: eine Preßtemperatur von nicht unter r75°, zweckmäßig zwischen i80 und. 195°; und ein Feuchtigkeitsgehalt des. Lignins von nicht unter 3 %, zweckmäßig. zwischen; 3 und 5 01a.
Außer dem Füllmittel können dem Kunstharz auch noch andere Beimengungen, wie Weichmacher; Farbstoffe us.w., zufügt werden. So hat es. sich für gewisse Anwendungsgebiete als zweckmäßig erwiesen, der Masse etwas- Phenol öder Kresol beizumengen und einen dieser Phenol- oder Kresolmenge äquivalenten Üherschuß an Formaldehyd bzw. Hexamethylentetramin zu gebrauchen. Die so, entstehende kleine Menge Phenolharz verändert die Eigenschaften in. einer für bestimmte Zwecke geeigneten Weise; so wird die Wasserbeständigkeit der Massen dadurch erhöht. Statt der Masse Phenol und. einen äquivalenten Überschuß von. Aldehyd beizumengen., kann ihr auch eine kleine :Menge Resol oder Novolak zugefügt werden.
Beispiels foo Teile Holzzuckerlignin, unausgewmchen, mit etwa 40/a Wassergehalt, werden. mit 12 Teilen Hexameithylentetrarnin, und 8o Teilen Holzmehl als Füllmittel mit 3oo Teilen Benzol mehrere Stunden bei ZimmiertemperatuT, bei mäßig erhöhter Temperatur oder auch bei Zoo bis, i2o" im geschloissenen Kneter durchgeknetet. Das. Hexamethylentetramin wird vor der Beimischung , in einem geeigneten, Lösungsmittel gelöst. Nach dem Durchkneten wird das Benzol abdestilliert und das entstehende Pulver bei 19a° verpreßt. Statt des Benzols kann zurr Durchkneten auch Wasser verwendest werden, worauf die Maisse vor dem VeTpressen auf die erwähnten 3 bis 5 O/o, WaSseT getrocknet wird. Das Preßpulver kann vor dem Verpre sen. durch Walzen bei i2o biss 135° vorkondens.iert werden. Beispiel e Zoo Teile Hollzzuckerlignin werden mit 1¢ Teilen. Hexamethylentetramin., 9 Teilen Kresol, 8o Teilen Holzmehl undi 3oo Teilen; Benzol gemengt und wie im Beispiel i beschrieben weiterverarbeitet. Wird statt Benzol Wasser verwendet, so kann das Kresol mit Hilfe vom, Saponin im Wasser emulgiert werden.
Beispial3 Zoo Teile Holzzuekerl.ignin werden. mit 6 Teilen Hexamethylentetramin, fo Teilen Para,formaldehyd, 8o Teilen Holzmehl und 3oo Teilen Benzol. gemengt und wie im Bestspiel i beschrieben weiterverarbeitet.
Beispiel q.
foo Teile gemäß Beispiel i hergestelltes Preßpulver werden mit 2o Teilen Resol gemischt und das Gemisch bei i8o'' verpreßt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung einer Kunstmassse aus Hotlzztickerlignin, dadurch gekennzeichnet, daß dass Lignin mit Aldehyden, insbesondere mit Forrmaldehyd, unter Beifügung eines Katalysators sowie gegebenenfalls eines. Füllmittels kondensiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, dsaß Aldehyd in einer solchen Menge angewandt wird, daß auf jede Gruppe dies Ligivinrnoleküls je etwa ein Molekül Aldehyd kommt.
3. Verfahren nach. Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ilalzzuckerlignin, mit Hexamethylentetramin und gegebenenfalls einem Füllmittel heiß verpreßt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Holzzuckerlignin mit einer Lösung von. Hexamethylentetramin bei Zimmertemperatur oder bei erhöhter Temperatur durchgeknetet, das Lösungsmittel abdestilliert und. das Gemenge von. Lignfin und Hexamethylentetramin, gegebenenfalls. gemischt mit einem Füllmittel, heiß verpreßt wird.
5. Verfahren. nach Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Hexa. methylentetramins durch Paraformaldehyd ersetzt wird.
6. Verfahren nach. Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Preßpulver noch ein Phenoil beigefügt und die Menge Aldehyd um die für die Resitbildung aus dem Phenol erforderliche Menge erhöht wird.
7. Verfahren nach Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Preßpulver Resol oder Novolak zugefügt wird. B. Verfahren. nach Ansprüchen i bis 7, da, -durch gekennzeichnet, d.aß die Masse bei einer Temperatur von nicht unter i75°', zweckmäßig zwischen i8o und i95°', ve@rpreßt wird. g. Verfahren nach, Ansprüchen i bis 8, da. durch gekennzeichnet, daß die Preßpulver vor dem Verpressen z. B. mittels auf i2o bis i35'° erwärmten Walzen vorkondensiert werden. io. Verfahren nach Ansprüchen i bis g, dadurch gekennzeichnet, daß das Lignin. mit einem Wassergehalt von, nicht unter 3 %, zweckmäßig zwischen 3 und 5'10" verwendet wird. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 588 gio; USA.-Patentschrift Nr. 2 1g2 030; K. Freudenberg, Fortschritte der Chemie organischer Nahurstoffe II, Wien i939