PL30168B1 - Sposób wytwarzania zywic sztucznych - Google Patents

Description

zywice sztuczne, powstajace np. przy kondensacji fenoloformaldehydów, nie sa cialami jednolitymi, lecz skladaja sie z nie¬ przerwanego szeregu zywic o róznych sto- ipniach kondensacji, zywice te, o róznej wielkosci czasteczki, posiadaja rózne wlas¬ ciwosci, np. pod wzgledem rozpuszczalno sci, plastycznosci, elastycznosci, lepkosci i odpornosci na dzialanie alkaliów iitd. w stan nie utwardzonym. zywice o wyziszym stopniu kondensacji ^ stanie utwardzonym ,sa o wiele odpor¬ niejsze ma dzialanie alkaliów i kwasów; po¬ siadaja one równiez o wiele wieksza twar¬ dosc i elastycznosc, niz zywice o nizszym stopniu kondensacji. Poniewaz jednak zy- \ wica kondensowana w sposób zwykly, jak wyzej wspomniano, zawiera zawsze produ¬ kty zywiczne o rozmaitych stopniach kon¬ densacji, wiec dobre wlasciwosci zywic o wyzszym stopniu kondensacji zostaja z na¬ tury rzeczy zniesione przez zle wlasciwosci zywic o nizszym stopniu kondensacji.Celem wynalazku niniejszego jest o irzymywanie zywic o wlasciwosciach odpo- wladajacych poszczególnym stopniom kon¬ densacji. Uskutecznia sie to przez rozdzie¬ lanie zywic, powstajacych przy kondensa¬ cji, na produkty zywicznej o pozadanych stopniach kondensacji.Osiaga sie powyzsze w ten sposób, ze zywice isztuczna, np. dajaca sie utwardzac zywice femolofotrmaldehydowa, w stanie rozpuszczonym zadaje sie srodktem straca-jacyim, az nastapi rozpoczynajace sie ma cieplo istracanie, po czyim mieszanine te o chladza sie. Przy ochladzaniu mieszaniny czesc zywicy straca sie, a minowicie ta, któ¬ ra jest najdalej skondensowana. Ilosc wy¬ tracanej zywicy jest zalezna od rodzaju zy¬ wicy, ilosci rozpuszczalnika oraa tempera¬ tury podgrzewania i temperatury ochla¬ dzania. Nastepnie faze ciekla ponownie za¬ daje sie na ciejplo srodkiem stracajacym, az rozpocznie sie stracanie, po czym mieszani¬ ne znów ochladza sie, a wydzielona zywice oddziela sie od cieczy. Czynnosci te powta¬ rza sie, dopóki zywica przez to .frakcjono¬ wane stracanie nie zostanie wydzielona w calosci lub w wiekszej czesci z roztworu.Sposób wedlug wynalazku niniejszego mozna przeprowadzac jak nastepuje: W zwykly sposób wytworzona zywice, np. zywice fenolowa (resol), rozpuszcza sie w alkoholu. Roztwór ten ogrzewa sie, np. do temperatury 60°C, po czyim silnie mie¬ szajac dodaje sie stopniowo male ilosci wo¬ dy. Juz przy rozpoczeciu dodawania wody czesc zywicy wydziela sie w postaci .plat¬ ków, które jednak przy mieszaniu znów sie klarownite rozpuszczaja, gdy woda rozcien¬ czy równomiernie alkohol. W chwili, gdy wytracone platki zywicy juz sie nie rozpu¬ szczaja, przerywa sie dodawanie wody i mieszanine ochladza sie. Przy ochladzaniu wydziela sie pierwsza frakcja zywicy, za¬ wierajaca produkty o najwyzszym stopniu kondensacji, tj. o najwiekszym ciezarze czasteczkowym, i wydzielony produkt od¬ dziela sie iod roatworu. Pozostaly roztwór ogrzewa sie znów i po zadaniu woda w spo¬ sób wyzej podany ponownie sie ochladza.Czynnosci te mozna powtarzac tyle rajzy, az zywica przestanie sie. stracac z roztworu po dodaniu wody.Frakcje zywicy, otrzymane w ten spo* sób, zalewa sie woda i odstawia na pewien czas, ewentualnie zagniatajac, w celu od¬ ciagniecia rozpuszczalnika. Przemywanie mozna uskuteczniac kilkakrotnie, a takze róznymi srodkami. W celu oczyszczenia stracanego osadu mozna go znów rozpuscic i ponownie stracic. Najpierw wytracone frakcje po oddzieleniu alkoholu i po osu¬ szeniu sa cialami stalymi, dajacymi sie pro¬ szkowac. Maja one wysoki punkt topnienia i juz w stosunkowo niskiej temperaturze, ponizej 100°C, przechodza szybko do stanu koncowej kondensacji, np. w temperaturze 80 — 90°C w ciagu 1 — 2 mi^iut, bez do¬ datku sro dzanie.Ostatnie wytracone frakcje pozostaja plastyczne na zimno, nawet po usunieciu al¬ koholu i po wysuszeniu. Twardniejaone w ciagu znacznie dluzszego okresu czasu, niz pierwsze wydzielone frakcje.Powyzej wspominano stale o alkoholu jako rozpuszczalniku i o wodzie jako srod¬ ku stracajacym. Mozna jednak stosowac kazdy srodek rozpuszczajacy zywitee i kaz¬ dy srodek stracajacy zywice, rozpuszczalny w srodku rozpuszczajacym zywice wzgled¬ nie w roztworze zywicy.Ilosc wody, potrzebnej do stracania po¬ szczególnych frakcji, jest zalezna od ilosci uzytego rozpuszczalnika, od stopnia kon¬ densacji uzytych materialów wyjsciowych, od pozadanego najnizszego stopnia konden¬ sacji oraz od (temperatury ogrzewania i o- chladzania mas reakcyjnych.Mozna postepowac np. w ten sposób, ze próbami wstepnymi ustala sie, jaka czesc ilosciowa zywicy wyjsciowej zawiera poza¬ dane zywice o duzej czasteczce i jaka ilosc wody jest potrzebna do wydzielania zywicy przy danej ilosci rozpuszczalnika i w danej temperaturze ochladzania.Przy ogrzewaniu roztworu zywicy do wyzszej temperatury jest rzecza mozliwa dodawanie okreslonej próbami ilosci wody bez obawy, ze przy dodaniu jej nastapi juz wytracanie.Mozna równiez przez dostosowywanie ilosci rozpuszczalnika zmieniac ilosc wytra¬ canej frakcji. Im wiecej jest rozpuszczaliii- — 2 —ka, tym mniej zywicy straca sie przez doda¬ nie okreslonej ilosci wody i po ochlodzeniu.Stopien chlodzenia równiez wplywa na ilosc wytracanej frakcji.Wedlug wynalazku niniejszego mozna otrzymywac równiez tylko dwie frakcje.Jest jednak równiez rzecza mozliwa doko¬ nywanie wytracania tylko jednej pozada¬ nej frakcji zywicy o duzej czasteczce, a po¬ zostaly roztwór zawierajacy zywice o niz¬ szym stopniu kondensacji mozna przera¬ biac lub stosowac dalej w dowolny pozada¬ ny siposób.Wedlug najkorzystniejszej postaci wy- kanywania sposobu wedlug wynalazku ni¬ niejszego zywice, np. resol fenoloformalde- hydowy lub krezoloformaldehydowy, kon- densuje sie w miare moznosci, az do osiag¬ niecia równowagi, a wiec bardzo daleko, a zywice te ipoddaje ;sie obróbce sposobem wedlug wynalazku niniejszego.Przy dotychczas stosowanym sposobie wytwarzania zywic sztucznych trzeba bylo po kondensacji odparowywac wode, przy czym przy odparowywaniu wody nastepo¬ wala dalsza kondensacja. Przy tym spoiso- bie wytwarzania zywic bylo rzecza niemoc zliwa otrzymywanie zywic o z góry^ okres¬ lanych jednakowych wlasciwosciach.Przy stosowaniu sposobu wedlug wyna¬ lazku niniejszego mozna przeprowadzac kondensacje zywicy juz bez obawy, ze na¬ stapi dalsza kondensacja przy odiparowywa¬ niu. Nie potrzeba wiec istarac sie o uzyska¬ nie taktej fazy zywicy, która by zezwalala jeszcze na odwodnienie.Wlasciwa kondensacje mozna bardzo dokladnie ustalic tak, ze za kazdym razem powstaje zywica o okreslonych jednako wych wlasciwosciach. Poniewaz przy stosom waniu siposobu wedlug wynalazku niniej¬ szego nie istosuje sie ani alkaliów, które zmieniaja zywice, ani srodków stracajar cych, np. kwasów, które ewentualnie tez zmieniaja zywice, ani nie pracuje sie w ^temperaturach, w których w warunkach reakcji moglaby nastapic dalsza kondensat cja, wiec sposób wedlug wynalazku niniej¬ szego umozliwia otrzymywanie zawsze sproszkowanych zywic o ustalonych z góry wlasciwosciach.Jesli wedlug najkorzystniejszego sposo¬ bu wykonywania wynalazku niniejszego przeprowadza sie kondensacje mozliwie najdalej od samego poczatku, przy czym juz od samego poczatku zastosowano warunki sprzyjajace wytwarzaniu sie zywic o du¬ zym ciezarze czasteczkowym, to przy roz¬ puszczaniu — biorac pod uwage, ze faza zywicy jest wówczas bardzo ciagliwa i ze przy stosowaniu zwyklych sposobów paro¬ wania nie mozna bylo by tej zywicy odwo¬ dnic, — w niektórych przypadkach ugniia- itanie jest pozadane lub konieczne.Przy stosowaniu sposobu rozdzielania wedlug wynalazku niniejszego nalezy u- trzymywac umiarkowana temperature, aby zapobiec dalszej kondensacji.Przyklad. 80 czesci wagowych fenolu, 67,2 czesci wagowych 37%-owego for¬ maldehydu i 4 czesci wagowe amoniaku kondensuje sie w ciagiu 60 minut w tempe¬ raturze wrzenia, a warstwe wodna usuwa sie. Otrzymuje sie 100 czesci wagowych cieklej zywicy, która zadaje sie 70 czescia¬ mi wagowymi 96%-owego spirytusu. Roz¬ twór zywicy ogrzewa sie do temperatury 50 — 60°C i dodaje sie tyle wody o tempe¬ raturze 60°C, az powstanie slabe zmetnie¬ nie. Naczynie z tym zmetniialym roztworem zywicy pozostawia sie w spokoju tak dlugo (15 — 20 godzin), az roztwór ochlodzi sile do temperatutry pokojowej i pelnie przezroczysty. Na dnie osiada w po* staci plastycznej najitrudniej rozpuszczalna zywica,? wytracona przez dodawanie wody, a która na cieplo byla jeszcze rozpuszczal¬ na, jednak po ochlodzeniu wytracila sie. — 3 —Jest to I frakcja natraconej zywicy. Te wy- tracoha brunatna, plastyczna zywice zale¬ wa sie zimna woda, dzieki czemu odchodzi ona od dna, kawalkami i nabiera bialawego zabarwienia. Mozna ja mlec na najbardziej drobny proszek, który odsacza sie, myje ponownie izimna woda i suszy w powietrzu.Ten gotowy (produkt I w ponizszych tabe¬ lach jest oznaczony: PI — w przypadku zywicy fenolofor- maldehydowej; KI — w przypadku zywicy krezolo- formaldehydowej i MI — w przypadku mieszanej zywicy fenolo - krezoloformaldehydowej.Przezroczysty roztwór zywicy zlewa sie z nad osadu i ogrzewa do temperatury 60°C w celu nastepnego stracenia. W tym celu dodaje sie zmów tyle wody o temperaturze 60°C, az powstaje slabe, trwale zmeitniente.Otrzymuje sie przy tym, w sposób wyze! qpisany frakcje II, oznaczona w tabeli od* powiednio P II, K II i M II. Przerabia siei ja dalej dokladnie tak, jak frakcje pierw¬ sza. Przezroczysty roztwór z nad drugiej frakcji straconej zywicy równiez ogrzewa sie, a po straceniu woda i dalszym odpo¬ wiednim obrobieniai, otrzymuje sie frakcje III, oznaczona w tabeli odpowiednio P III, K III i M III.Testracania mozna prowadzic dowolnie dlugo. Ich liczba jest zalezna od rodzaju zy¬ wicy, (temperatury stracania i ilosci wody, uzytej do stracania.Wlasciwosci poszczególnych frakcji róz- nia sie miedzy ,soba, jak równiez róznia sie od wlasciwosci zywicy pierwotnie uzytej.Wlasciwosci poszczególnych frakcji oraz sposób okreslania ich przedstawiaja naste¬ pujace tabele. zywica fenolowa zywica krezolowa zywica mieszana fenolokrezolowa Ilosci Tabela I. wody uzyte do stracania.P I 460 cm3 K I 150 cm3 M I 250 cm3 P II 110 cm3 K II 60 cm3 M II 70 cm3 P III 150 cm3 K III 84 cm3 M III 90 cm3 KIV 130 cm3 Tabela 2.Oznaczanie czasu twardnienia.Okolo 0,5 g zywicy badanej umieszcza jacej temperature 129°C, i oznacza sie czas, sie na plycie ogrzewanej elektrycznie, ma- w którym próbka osiaga stan rezitoJiu. zywica fenolowa.Produkt wyjsciowy P 2 minuty I frakcja P I nie topi sie II frakcja P II nie topi sie III frakcja P III nie topi sie — 4 —zywica krezolowa.Produkt wyjsciowy K 10 — 10 V4 minuty zywica mieszana fenolokrezolowa.Produkt wyjsciowy M 25 sekund I frakcjaKI II frakcja K II III frakcja K III nie topi sie nie topi sie nie topi sie IV frakcja K IV topi sie nieco I frakcja M I nie tppi sie II frakcja M II III frakcja M III nie topi sie nie topi sie Tabela 3.Oznaczanie lejpkosci ajpairatem Mallisona.Z zywicy wyjsciowej i ze straconych frakcji sporzadza sie 58%-owy roztwór w alkoholu. Po 5 g tych roztworów wlewa sie na szkielko reakcyjne i szkielko to umoco¬ wuje sie na pionowo .stojacej plycie. Plyte razem ze szkielkiem reakcyjnym (przechyla sie tak, ze tworzy oma z poziomem kat oko¬ lo 10°. Nastepnie od tej chwili mierzy sie czas, w jakim roztwór zywicy przebywa o- kreslona droge. zywica fenolowa.Produkt wyjsciowy P 14,6 sekund zywica krezolowa.Produkt wyjsciowy K 5,4 sekund zywica mieszana.Produkt wyjsciowy M 1 minuta 11,6 sekund I frakcja PI II frakcja P II III frakcja P III nie daje sie zmierzyc, gdyz lepkosc za duza I frakcja K I 30 minut IV frakcja K IV 39,6 sekund I frakcja M I nie daje sie zmierzyc, gdyz lepkosc za duza 11 minut 27 sekund II frakcja K II 14 minut 40 sekund 3 minuty 48 sekund III frakcja K III 8 tminut II frakcja M II 54 minut III frakcja M III 8 minut 49,5 sekund — s —Oddzielone zywice róznia, sie miedzy so¬ ba moznoscia utwardzania ich, jplastyczmo- scia oraz wlasciwosciami chemicznymi, me¬ chanicznymi i elektrycznymi uzyskanych z nich produktów utwardzonych. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe. Sposób wytwarzania zytwic sztucznych, znamienny tym, ze z goracego roztworu skondensowanej zywicy sztucznej, zwlasz¬ cza fenoloaldehydowej, w obojetnych roz¬ puszczalnikach organicznych wytraca sie jedna Jub wieksza liczbe frakcji zywicy przez dodawanie cieczy obojetnej, rozpusz¬ czalnej w rozpusszczalniku i wytracajacej zywice, w ilosci powodujacej zmetnienie na cieiplo i przez nastepne ochlodzenie. A u g. Nowack Aktiengesellschaft Richard Hessen Zastepca: inz. J. Wyganowski rzecznik patentowy WttVW.NNEt. ttllftNMNHMN* IM PL