Гетерогенная конденсация фенола с формальдегидом

• Автор: Кремлева, Татьяна Анатольевна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Тюмень
• Количество страниц: 113 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

1. Литературный обзор

1.1. Основные методы получения ФФС

1.1.1. Новолачныс фснолоформальдсгидныс смолы

1.1.2. Кислотные катализаторы

1.1.3. Резольные смолы

1.1.4. Щелочные катализаторы

1.1.5. Продукты конденсации фенолов с альдегидами

1.2. Гетерогенные катализаторы в органическом синтезе

1.2.1. Особенности катализа ионитами

1.2.2. Влияние различных факторов на катализ ионитами
1.2.3. Кинетические особенности гетерогенных реакций
1.2.4. Катализаторы на основе кремнезема
1.2.5. Модифицирование кремиийорганическими соединениями
2. Экспериментальная часть
2.1. Синтез ФФО на органополимерных катализаторах
2.2. Синтез ФФО в присутствии катализаторов на основе
кремнезема
2.3. Анализ продуктов реакции
3. Результаты и их обсуждение
3.1. Конденсация фенола с формальдегидом в присутствии катионитов на органополимерной основе
3.1.1. Исследование каталитических свойств ионитов на органополимерной основе в реакции фенола с формальдегидом
3.1.2. Изучение состава продуктов реакции фенола с формальдегидом
3.2. Проведение реакции фенола с формальдегидом в при
сутствии катионитов на основе кремнезема
3.2.1. Выбор условий проведения эксперимента
3.2.2. Изучение каталитической активности катализатора
3.2.3. Влияние размера пор носителя на состав образующихся продуктов
3.2.4. Влияние типа функциональной группы катализатора и соотношения фенол формальдегид на состав продуктов реакции
3.2.5. Кинетическое исследование гетерогенной реакции
фенола с формальдегидом
Выводы
Список литературы


Для изучения процесса были использованы конденсационные и полимеризационньге органогенные катиониты типа КУ и КБ и катиониты на минеральных носителях с различными функциональными группами. Установлено, что наиболее эффективными из использованных, являются сульфокатиониты на основе кремнезема. Доказано, что размер пор носителя однозначно лимитирует степень конденсации образующихся олигомеров, что свидетельствует об определяющей роли диффузионных процессов, протекающих в порах зерна катализатора. Изучено влияние типа модифицирующей группировки, исходног о соотношения мономеров на состав продуктов и кинетику реакции. Практическая значимость работы. Очень важно, что размер молекул определяется размером пор носителя и, таким образом, подбирая неорганическую основу для катализатора можно получать продукты определенной молекулярной массы. Полученные результаты могут быть использованы в научноисследовательских, проектноконструкторских и промышленных предприятиях и организациях, занимающихся проблемами исследования и получения продуктов конденсации фенола с формальдегидом, а также композиций на их основе. Свойства фенолоформальдегидных олигомеров в значительной мере определяются условиями их получения. Поэтому, чтобы удовлетворить разнообразные требования, предъявляемые современной техникой к этим продуктам, варьируют условия реакции фенола с формальдегидом мольное соотношение исходных веществ, их концентрацию, тип и количество катализатора, температуру, продолжительность реакции и т. Основная масса современной литературы, касающейся синтеза фенолоформальдегидных смол ФФС и фенолоформальдегидных олигомеров ФФО, посвящена методам их модификации и оптимизации процессов производства. Теоретические основы методов получения ФФС подробно изложены в ряде обзорных работ 1,2,3. Наиболее часто в современной литературе по данной теме встречаются новые способы изготовления улучшенных фенольных смол и пенопластов. В основном это патентная литература США, реже Японии и Полыни 48. Важными критериями при этом являются термостабильносгь, огнестойкость, малое дымовыделение, высокая прочность и жесткость новейших марок ФФС. С изменением свойств модифицированных ФФС расширяются и возможности их применения. Рхли традиционно большинство ФФС использовалось в деревообрабатывающей промышленности, в производстве лаков и красок, то в настоящее время области их применения весьма многогранны. Высокие экологические требования, предъявляемые к продуктам производства, в том числе и к фенолоформальдегидным смолам и к фенолоформальдегидным олигомерам, резко сократили возможности их применения, так как в готовых продуктах содержание исходных мономеров, фенола и формальдегида, доходит до и выше. Использование нейтрализации катализатора, переводя его в соль, не решает полностью проблему стабильности образующихся продуктов, так как и образующиеся при этом соли, хотя и в меньшей степени, но также катализируют реакцию конденсации. Поэтому срок хранения получаемых олигомеров и лаков на их основе не превышает 26 месяцев. Модифицированию ФФС посвящена значительная часть наиболее поздних работ по этой теме 9. Традиционно фенолформальдегидные смолы ФФС получают методом поликонденсации фенола с формальдегидом в присутствии ионных катализаторов кислот, щелочей или солей. Этот процесс представляет собой сложную совокупность последовательных или параллельных реакций. Наиболее типичные и многократно повторяющиеся присоединение формальдегида к фенолу при этом получается фенолоспирт ФС, а также к уже образовавшимся ФС или олигомерам и конденсация ФС с фенолом, олигомерами или между собой. Те и другие реакции практически необратимы Сравн 0. Поэтому поликонденсацию фенола с формальдегидом можно осуществлять в водной среде . Как присоединение, так и конденсация протекают при участии активных атомов водорода фенольного ядра, находящихся в орто и рряположениях по отношению к фенольному гидроксилу. Мтиазамещение практически не происходит. В зависимости от условий реакции можно получить два принципиально различающихся типа ФФС новолаки и резолы. Новолаки растворимые и плавкие продукты, которые отверждаются только при действии специальных реагентов отвердителей.