RU2123503C1 - Способ получения жидких резольных фенолоформальдегидных смол - Google Patents
Способ получения жидких резольных фенолоформальдегидных смол Download PDFInfo
- Publication number
- RU2123503C1 RU2123503C1 RU96120821A RU96120821A RU2123503C1 RU 2123503 C1 RU2123503 C1 RU 2123503C1 RU 96120821 A RU96120821 A RU 96120821A RU 96120821 A RU96120821 A RU 96120821A RU 2123503 C1 RU2123503 C1 RU 2123503C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phenol
- biolignin
- formaldehyde
- weight
- resin
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 title claims description 12
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims description 9
- 229920003987 resole Polymers 0.000 title claims description 6
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 13
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 6
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims abstract description 5
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims abstract description 5
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 claims description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 abstract description 11
- 239000011347 resin Substances 0.000 abstract description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract 1
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 27
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 8
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229920001732 Lignosulfonate Polymers 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 5
- HYBBIBNJHNGZAN-UHFFFAOYSA-N furfural Chemical compound O=CC1=CC=CO1 HYBBIBNJHNGZAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;phenol Chemical compound O=C.OC1=CC=CC=C1 SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011120 plywood Substances 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 3
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 2
- 230000001461 cytolytic effect Effects 0.000 description 2
- 238000001471 micro-filtration Methods 0.000 description 2
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 2
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 2
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical group 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 1
- 230000007071 enzymatic hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006047 enzymatic hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 239000007974 sodium acetate buffer Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Phenolic Resins Or Amino Resins (AREA)
Abstract
Смолу получают конденсацией фенола, биолигнина и формальдегида при нагревании в щелочной среде. Биолигнин - отход гидролиза целлолигнина ферментным препаратом - целловиридином. Замена фенола 30-50% от его массы биолигнина позволяет решить проблему утилизации биолигнина и снизить стоимость смолы. 1 табл.
Description
Изобретение относится к химической технологии, а именно к способу получения жидких фенолоформальдегидных смол резольного типа, и может быть использовано в деревообрабатывающей промышленности при производстве фанеры и других клееных изделий из древесины.
Применяемые в настоящее время в деревообрабатывающей промышленности жидкие резольные смолы горячего отверждения СФЖ-3013 и СФЖ-3014 содержат минимальные количества свободных мономеров, а клееная продукция на их основе разрешена для использования в жилищном и гражданском строительстве. Однако высокая стоимость и дефицитность исходного фенола существенно удоражает продукцию на основе этих смол, т.к. доля связующего в себестоимости клееной древесины составляет до 35% (Г.М. Шварцман, Д.А. Щедро, Производство древесностружечных плит, М.: Лесн. пром-сть, 1987. - 319 с). Один из путей снижения себестоимости фенолоформальдегидных смол - использование более дешевого фенольного сырья. С этой точки зрения значительный интерес представляет лигнин, молекулы которого подобны молекулам фенолоформальдегидных олигомеров.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения жидкой резольной фенолоформальдегидной смолы СФЖ-3013 с частичной заменой фенола на технические лигносульфонаты конденсацией 100 мас. ч. фенола, 5,2 мас.ч. лигносульфоната, 74,8 мас.ч. формальдегида в присутствии 26 мас.ч. NaOH (В.П. Кондратьев, Ю.Г. Доронин, Водостойкие клеи в деревообработке, М.: Лесн. пром-сть, 1988. - С. 50 - 51). Использование лигносульфонатов приводит к вспениванию реакционной массы вследствие проявления ими поверхностно-активных свойств, что влечет за собой необходимость применения пеногасителя - кремнийорганической жидкости.
Известен способ получения фенолоформальдегидных адгезивов с частичной заменой фенола целлолигнином - лигноцеллюлозным остатком производства фурфурола (J. Ladomerski, O. Wienhaus, H. Pecina, Zur Nutzung von Lignocellulose Ruckstanden (LCR) aus der Furfuralerzeugung fur die Herstellung von Phenolharzklebstoffen//Holz als Roh- und Werkstoff., 1989, Bd. 47, S. 47 - 52). Утилизация целлолигнина повышает рентабельность фурфурольного производства, однако он имеет низкую реакционную способность, поэтому перед использованием для синтеза модифицированных фенолоформальдегидных смол необходима его активация. Активацию проводят обработкой целлолигнина 20 - 40%-ным раствором NaOH в автоклаве при 180 - 235oC, что требует дополнительных затрат электроэнергии и химикатов.
Одним из путей рационального использования целлолигнина является дополнительное извлечение из него глюкозы при гидролизе целлюлолитическими ферментами (Е.Ю. Власенко, О. Кастельянос, А.П. Синицын. Реакционная способность различных видов целлюлозосодержащего сырья при гидролизе целлюлолитическими ферментами// Прикл. биохимия и микробиология, 1993, т. 29, в. 6, с. 834 - 843). Показано, что ферментативное осахаривание целлолигнина более эффективно, чем природного целлюлозосодержащего сырья. Отходом после ферментативного гидролиза углеводной части целлолигнина является биолигнин.
Цель изобретения - расширение сырьевой базы и снижение стоимости жидкой резольной фенолоформальдегидной смолы СФЖ-3013 с сохранением ее потребительских свойств, а также утилизация биолигнина.
Поставленная цель достигается тем, что при синтезе смолы по режиму СФЖ-3013 30 - 50% синтетического фенола заменяют биолигнином, являющимся отходом гидролиза целлолигнина ферментным препаратом - целловиридином. Гидролиз осуществляют в реакторе периодического действия при перемешивании при 50oC, концентрации целловиридина 45 г/л в 0,1M натрийацетатном буферном растворе (pH 4,5) в течение 8 - 12 ч. Затем гидролизат подвергают микрофильтрации. Оставшуюся после микрофильтрации гидролизата суспензию биологнина с влажностью 50 - 70%, а также высушенный препарат биолигнина с влажностью 3% используют для синтеза жидких фенолоформальдегидных смол резольного типа.
Согласно предлагаемому способу конденсацию фенола и биолигнина с формальдегидом проводят в присутствии 7 - 10 мас.% NaOH при мольном соотношении (фенол + биолигнин): формальдегид равном 1: (2,04 - 2,06).
Сущность заявляемого способа состоит в использовании вместо лигносульфонатов биолигнина, применение которого позволяет заменить 30 - 50% фенола, в то время как на лигносульфонаты заменяется только 5% фенола (Водостойкие клеи в деревообработке, с. 51). Кроме того, в заявляемом способе не требуется применения пеногасителя, что упрощает технологический процесс.
Следующие примеры иллюстрируют изобретение.
Пример 1. В колбу, снабженную мешалкой, термометром, обратным холодильником, помещают 170,0 г (70 мас.ч.) расплавленного фенола 243,3 г биолигнина с влажностью 70% (73 г а.с. вещества 30 мас.ч.) и 197,7 г 43%-ного раствора NaOH, нагревают до 40 - 45oC и перемешивают в течение 15 мин, затем прибавляют 397,3 г 37%-ного формалина. Реакционную смесь нагревают до 80 - 85oC и выдерживают при этой температуре 30 мин. Затем поднимают температуру до 93 - 95oC и выдерживают 20 мин, охлаждают до 85oC, прибавляют вторую порцию - 30,7 г 37%-ного формалина и выдерживают при перемешивании при 85 - 90oC 20 - 30 мин до достижения смолой требуемой вязкости, охлаждают при перемешивании.
Пример 2. Порядок проведения синтеза тот же, что в примере 1. Отличие состоит в том, что в колбу загружают 170,0 г расплавленного фенола (70 мас. ч. ) 182,5 г биолигнина с влажностью 60% (73 г а.с. вещества, 30 мас.ч.) 174,4 г 43%-ного раствора NaOH и 32,6 мл воды. Далее все как в примере 1.
Пример 3. Порядок проведения синтеза тот же, что в примерах 1, 2. Отличие состоит в следующем. В колбу загружают 145,8 г (60 мас.ч.) расплавленного фенола 243,0 г биолигнина с влажностью 60% (97,2 г а.с. вещества, 40 мас.ч.) и 232 г 43%-ного раствора NaOH, нагревают до 40 - 45oC, перемешивают 15 мин, и прибавляют 398,9 г 37%-ного формалина. Далее все как в примерах 1, 2.
Пример 4. Порядок проведения синтеза тот же, что в примерах 1, 2. Отличие состоит в том, что в колбу загружают 125 г (50 мас.ч.) расплавленного фенола и 312,5 г биолигнина с влажностью 60% (125 г а.с. вещества, 50 мас.ч. ) и 232,6 г 43%-ного раствора NaOH, нагревают до 40 - 45o, перемешивают 15 мин и прибавляют 401 г 37%-ного формалина. Далее все как в примерах 1, 2.
Пример 5. Порядок проведения синтеза тот же, что в примерах 1, 2. Отличие состоит в том, что в колбу загружают 170 г (70 мас.ч.) расплавленного фенола, 146 г биолигнина с влажностью 50% (73 г а.с. вещества, 30 мас.ч.), 162,8 г 43%-ного раствора NaOH и 80,7 мл воды. Далее все как в примерах 1, 2.
Пример 6. Порядок проведения синтеза тот же, что в примерах 1, 2. Отличие состоит в том, что в колбу загружают 170 г (70 мас.ч.) расплавленного фенола 75,3 г биолигнина с влажностью 3% (73 г а.с. вещества, 30 мас.ч.), 174,4 г 43%-ного раствора NaOH и 139,8 мл воды. Далее все как в примерах 1, 2.
Синтезированные смолы анализировались на содержание свободного фенола по ГОСТ 11235-75, п. 1, свободного формальдегида по ГОСТ 16704-71, массовую долю нелетучих веществ (сухой остаток) определяли по ГОСТ 17537-72, разд. 2, массовую долю щелочи - по ГОСТ 20907-75, п. 4.7. Вязкость определяли вискозиметром В3 - 4 при 20oC. Предел прочности при скалывании клеевого слоя фанеры после кипячения в воде измеряли согласно ГОСТ 20907-75, п. 4.15.
Физико-химические свойства синтезированных лигнинсодержащих фенолоформальдегидных смол приведены в таблице.
Предел прочности при скалывании составляет 1,49 - 2,2 МПа (для СФЖ-3013 - не менее 1,47 МПа).
Как видно из таблицы, характеристики предлагаемых смол соответствуют требованиям ГОСТ 20907-75 для жидкой резольной фенолоформальдегидной смолы СФЖ-3013.
Полученные смолы являются малотоксичными и могут использоваться в производстве многослойной фанеры и других клееных изделий из древесины.
Использование заявляемого способа обеспечит существенное снижение стоимости смолы за счет частичной замены дорогостоящего фенола более дешевым сырьем, а также позволит решить проблему утилизации биолигнина.
Claims (1)
- Способ получения жидких резольных фенолоформальдегидных смол конденсацией фенола, формальдегида и лигнинсодержащего вещества при нагревании в щелочной среде, отличающийся тем, что в качестве лигнинсодержащего вещества используют 30 - 50% от массы фенола биолигнина, являющегося отходом гидролиза целлолигнина ферментным препаратом-целловиридином, с влажностью 3 - 70%, а конденсацию проводят при молярном соотношении фенола и биолигнина к формальдегиду 1 : (2,04 - 2,06).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96120821A RU2123503C1 (ru) | 1996-10-21 | 1996-10-21 | Способ получения жидких резольных фенолоформальдегидных смол |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96120821A RU2123503C1 (ru) | 1996-10-21 | 1996-10-21 | Способ получения жидких резольных фенолоформальдегидных смол |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2123503C1 true RU2123503C1 (ru) | 1998-12-20 |
| RU96120821A RU96120821A (ru) | 1999-01-20 |
Family
ID=20186730
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU96120821A RU2123503C1 (ru) | 1996-10-21 | 1996-10-21 | Способ получения жидких резольных фенолоформальдегидных смол |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2123503C1 (ru) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU124908A1 (ru) * |
-
1996
- 1996-10-21 RU RU96120821A patent/RU2123503C1/ru active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU124908A1 (ru) * |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Кондратьев В.П. и др. Водостойкие клеи в деревообработке. - М.: Лесная промышленность, 1988, с.50, 51. * |
| Шварцман Г.М. и др. Производство древесно-стружечных плит. - М.: Лесная промышленность, 1987, с.319. Власенко Е.Ю. и др. Реакционная способность различных видов целлюлозосодержащего сырья при гидролизе целлюлолитическими ферментами. Прикладная биохимия и микробиология, 1993, т.2, 29, вып.6, с.834 - 843. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Alonso et al. | Modification of ammonium lignosulfonate by phenolation for use in phenolic resins | |
| CA2439362C (en) | Furfuryl alcohol and lignin adhesive composition | |
| CA2620178C (en) | Silane-containing binder for composite materials | |
| FI104834B (fi) | Ligniinipohjaiset sideaineet ja niiden valmistusprosessi | |
| Tachon et al. | Organosolv wheat straw lignin as a phenol substitute for green phenolic resins | |
| US5505772A (en) | Process for conglutinating wood particles into formed bodies | |
| DK2922885T3 (en) | METHOD OF PRODUCING PHENOL FORMALDEHYDE RESIN-BASED POLYMERS | |
| EP2013253A2 (en) | Methods for producing modified aromatic renewable materials and compositions thereof | |
| CA2826354A1 (en) | Process for fungal modification of lignin and preparing wood adhesives with the modified lignin and wood composites made from such adhesives | |
| CA1224295A (en) | Lignin-modified phenolic adhesives for pressed wood products | |
| CA2133740A1 (en) | Lignin in wood composites | |
| CA1290091C (en) | Process for the preparation of urea-formaldehyde resins | |
| US5260405A (en) | Lignin modified binding agents | |
| Olivares et al. | Lignin-modified phenolic adhesives for bonding radiata pine plywood | |
| Maree et al. | Lignin phenol formaldehyde resins synthesised using South African spent pulping liquor | |
| CN1250463A (zh) | 基于木质素的用于制造碎料板的粘合剂 | |
| Abdelwahab et al. | Preparation, optimisation and characterisation of lignin phenol formaldehyde resin as wood adhesive | |
| CA1305821C (en) | Process for the preparation of urea-formaldehyde resins | |
| CN100537164C (zh) | 一种木材液化方法 | |
| RU2123503C1 (ru) | Способ получения жидких резольных фенолоформальдегидных смол | |
| El‐Saied et al. | Waste liquors from cellulosic industries. III.. Lignin from soda‐spent liquor as a component in phenol‐formaldehyde resin | |
| JP2005060590A (ja) | 接着剤、木質系複合材料、木質系複合材料の製造方法及び接着体の剥離方法 | |
| CA2122368A1 (en) | Method for the production of particle- or fiberboard | |
| Gómez-Jiménez-Aberasturi | Eco-friendly materials for chemical products manufacturing: adhesives derived from biomass and renewable resources | |
| US4100155A (en) | Method of condensing and/or polymerizing sulfonated lignin containing materials |