; (Эгнестойкость определяют по спепук шим :м втодикам. сЬкигание в муфельной печи. Полученны
ленопласты выдерживают в течение двух дней, а затем на них вырезают кубики раз
мером 25x25x25 мм для проведения испы таний. I Ст ндартную горизонтальную муфельную
лечь, имеющую внутренние размеры ЗООх 170x100 мм, нагревают до 650°С. Во
время испытани : задвижку оставляют откры той для проведения наблюдений, но для
уменьшения тяги верхние 60% задвижки покрывают куском тонкого алюминия, изолированного
минеральной ватой. Образец помещают на проволочную сет ку, находящуюся вне печи, которую затем
быстро помещают внутрь. Результаты пред ставлены Б табл. 1. Образцы 1, -1. 7 и 1.0, содержащие
тольки 5 .% фурфурилового спирта, ROC пламеняются почти мгновенно и горят в
; течение всего времени испытания с 6 и JIO ч. фосфорной кислоты.
I Из результатов, полученных при сжигании образцов, содержащих 25 и 5О вес.%
фурфурилового спирта, следует, что 25 веС.% фурфурилового спирта и 6 вес. ч. фос
,форной кислоты достаточно, получить совсем негорючий пенопласт (образец 2).
1Если бутанднол присутствует, пенопласт (будет гореть {образец 5). Эта тенденция
IK горению в присутствии диола может быть ;компенсирована иЛи увеличением количества
фурфурилового спирта до 50 вес.ч. (образец б) или количества фосфорной кислоты
от 6 до 1О вес.ч. (образец Ц). Пенопласты , полученные из смолы с 5О вес.%
фурфурилового спирта, в отличие от обраэ- ца 2. не будут гореть. Пенопласгы 8 « 12
дают очеиь короткое пламя re eдлeIIИO после тюмешеняя ifx печь. сравнении с
пеноппастами 2 и 6 можно ттрёдположить существование верхнего предела для количества
фосфорной кислоты, которай будет
работать.-,/;/: ... ,л,;- :.:, .; /
Сжигание в пламени пропаиовой горел- g кн. Пламя пропановой горелкя направляют
;на нспытуемый образец. Для сравнеиня результатов , полученных для пенопластов с
ра ичным объемным весом действнтельное время горення делится на плотность и ю
лучается результирующее время горення ( в сек/кг/к«).,
Приме р 2. А. Получение форфури ловых смол. 20ОО г фурфуриловюго спирта.
20О г воды и 9.55 г (89 вес.% 16
: -. .-3 4 : /(.
- л. -..,.. ;
смешивают в 3-л колбе, снабженной ме- /
шалкой, термометром. Дефлегматором и рёвательной рубащкой. i
Олесь нагревают до ibo С ЕР течение -20 25 мнн. Затем нагревательную рубашку о
удаляют, а ЮО-Юв С поддерживают за счет проходившей экзотермической реакции.
Через 4О мин при этой температуре добавляют 48 см® 1О%-ного раств ч а /VaOH. 125
и; реакционной смесн дают остыть до кок натной температуры. Водный слой сливают.
Пример 3. А. Получение фурфу .рол-формальдегидной смолы. 375 г 37 вес. %-ного раствора формальдегида сме
(шивают с 5 Н SO (10 вес.%) в| .« I241 ои
а оставшуюся воду удаляют перегонкой под вакуумом. Выход составляет 1818 г смолы
имеющей вязкость 23 спз при 25°С и содержащей около 55 вёс.% свободного фурфифиловрго спирта.
Б. Получение пенопласта. Ряд пенопластов получают на основе стандартных методов
и рецептуры с использованием различных спиртов как -разбавителей для кнслотного
катализатора. Пенопласты готовят смешением 50 г фурФуриловой смолы, полученной
по примеру А (пенопласты 1 и 2 получают из смолы, полученной таким же
способом, но с более низким содержанием свободного фурфурилового спирта: 45 вес.%,
с 2 г пар ормальдегида, 1 г силиконового ;ПАВ и 5 г талька в полистирс льном стакане На 5ОО см).
Состав каТалнзатора изменяют и количество регулируют таким образом, чтобы
получить то же самое время сливкообразования (данные приведены в табл. 2). Катализатор
ймстро вводят из ишрнаа и смешение продолжают до тех пор, пока температура
не достигает 5 О С- Затем сМесь заливают в адюминиевую форму и да1&т ей подня
ться. ;,.;- ,. . .,. а 6 л и ц а 2 2 л колбе, снабженной мешалкой, термо
метром, дефлегматором, делительной воронкой и обогревательной рубашкой (колбонагревателем
). Смесь нагревают до , -
93 С- Затем в нее добавляют 75О г фурфурйлового спирта из делительной воронки в
течение 45 мин; температуру смеси поддерживают 93 - 98 С. Смесь нейтрализуют
3|9 см 1О вес.%-ного JifaOH и охлажда ют до комнатной температуры. Водный слой
сливают1 а оставшуюся воду удаляют из смошл при перегонке под вакуумом. Выход
смолы 725 г вязкостью 13О спэ при 20 С н содержащей около 32 вес.% свободного фурфурилового спирта.
Б. Получение пенопласта. Смолу смешивают с дополнительным количеством фурфурилового
спирта с целью получения конеч:ного содержания около 52 вес,% свободно .Фурановый
1
2 3
|;|феного{)Ормальдегидный
«)
Образец растрескался во время испытания.
П р и м е р 4. Получают пенопласт при :смешении ВО г фурфурилового спирта, 20 г
метанола, 1 г силиконового ПАВ. К этой смеси добавляют 5 г концентрированной
серной кислоты при интенсивном перемешивании . При добавлении катализатора в смеси
образауйэтся твердые включения. После 25 сек смесь начинает расширяться, но
вследствие слишком медленной вулканизации пещопласт распадается. Газовыделение
U процесс© реакции должно приводить к по|лучению пенопласта с объемным весом менее
ip кг/м , но из-за разрушения в конце концов получают пенопласт объемным весом 12О кг/м .
Ячеистая структура пе1юпласта очень нерегулярная вследстБйе образования вклк Чений
и распада пор. Другой пенопласт получают при использобании той же рецептуры
, но катализатор состоит из 5 г концентрированной серной кислоты, разбавленной
1О г пропан 2. олом. Этот катализатор распределяется без образования включений.
го фурфурилового , что соответствует вязкости 130 спз при 25 С. ; К 2ОО г этого раствора добавляют 8 г
параформальдегида, 2 г силиконового ПАВ, 12 см жидкого катализатора, состоящего
из 1 вес.ч. серной кислоты (98%) и 3 вес ч. бутандиола.
Время сливкообразования составляет 15 сек, время подъема пены 5 сек, объемный вес образца 2О кг/м .
I Тршобразца из этой губки сравнивают с промышленной фенолформальдегидной 1губ|кой
при испытании пропановым пламенем, по примеру 1. Результаты приведены в 1табл. 3.
Таблица 3. °.
45,0
9ОО
36,0 720
«) 4,35
88,7
к)
Пена расширяется, но снова разрушается ° и наблюдается распад ячеек, в результате
.чего образуется пенопласт с объемным весом 95 кг/м с очень нерегулярной ячеис|той структурой.
П р и м в .р 5. 42,ОгДцеег 16470, Содержащей около 5 вес.% свободного фур45
|фурнлового спирта, смешивают с 8,0 г фур|фурилового спирта. К смеси добавляют 2 г
.параформальдегида, 1 г силиконового ПАВ, 6 г фреона. Юг тонкоизмельченного крем незема
и 5 г борной кислоты. Катализатор
go ;получают растворением 1 г и- -толуолсуль-
фоновой кислоты в 7 г о-фосфорной кислоты (89 вес.%) и затем вводят в смесь в
течение более 5 сек. После 20 сек. пена начинает подниматься; время подъема сос55
:таЕляет Ю сек. Объемный вес пенопласта 38 кг/м . При сжигании в муфельной печи
замечено небольшое пламя от 1 до Ю сек. После этого образец не горит в течение
12О сек. Другой пекоп.чпсу. пилун и60 iJbifi. TOKHKt же сиосоио, за itcK-MroieniUv; .- : того, что чистую смолуДиспольао яс бездобавления ч рфурилового спирта,
имеет объемный вес 52 кг/м . Этот пенопй аст загорается через 1,5 сек и горит в
Течение всего периода при 650 С в муфвпьной печя. : ..,../. ;::,.. . :
П р и мер 6. Твердук) ячеистую фурановую смолу получают на следующих ком понентов, г:
Фурфуриловый спирт Силикон Сульфат магния (сухой)
Параформальдегид Жидкий кислотный катализатор: серная кислота
прдппл-2Ч)л Жидкий кислотный катализатор получают при добавлении кониентр.ированнрй серной
кислоты по каплям при перемешивании и охлаждении в пропан-2-ол. К фурфуриловому спирту в стакане ем-«
костью 2 5О см при комнатной температуре добавляют силиконовый агент, предназначенный
для регулирования размера пор, тонкоизмельченный сульфат магния (сухой)
и лараформальдегид и быстро перемешиваю механическим вспенивателем до получения однородной массы.
К образовавшейся смеси при постоянном перемешивании добавляют жидкий кислотны
катализатор в течение 5 сек. Через 10 се смола нвмшяет цвет и становится красноватой
. Ма этой стадии ее переносят в форму из алюминиевой фольги размером 100
мм X 8О мм X 50 мм. После 40 сек с момента введения жидког кислотного катализатора
смола вспенивается в течение 5 сек и образуется нелипкая твердая ячеистая фурановая смола объемным весом
3,8 кг/м , Пример Т.Ячеистую фурановую ,смолу получают из следующих компонентов,
: „; . Фурфуриловый спирт50 Силикон1
Сульфат магния (сухого)8 Парйформальдегид4 31 ядкий кислотный катализатор:
теТрафосфорная кислота .1О пропан- 2-ол , 6 Жийкий кислотный катализатор готовят
растворением тетрафосфорной кислоты в про пан-2-оле, после чего смесь вызревает (от
стаивается) в течение 24 час. К фурфуриловому пирту, излитому в 250-см стакан при комнатной температуре
добавляют силиконовый агент, предназначенный для регулирования размера пор
(порообраэо&атель), тонкоизмельченный сул фат м/агння (сухой) и караформальдегид. 16 Смесь быстро перемешивают механической мешалкой до получения равиомернЬ спергировавной
смеси. К образовавшейся смеси ри пбстояином перемешивании Добавляют
жидкий кислотный катализатор за 20 сек. Через 30 сек соломенно-жеЛтая жидкость
реобретает красноватый дттеиок, после; этого смесь ломешают в фор1«(у из алюминиевой
фольги размером 1 об мм ;8Ь и х 50 мм. Через 105 сек после введени я асидкого
кислотного катализатора смола вспенивается в течение 10 сек, и обра1зувтся
ячеистая фурановая смола объемным весом 4;кг/м.-.. ,,. ;,.::. / ,: 25-мм кубик из образца домешают в
карболитовую электрическую печь, имеюШую внутренниэ размеры 180 мм х 120 мм х
ЗОО мм и задвижку размером 78 мм х 70мм. 500 С за 2 мин образец не аагораетОбразец
толшиной 10 мм пбдвергакИг испытанию на горение в пламени пропановой
горелки при . Образец не плавится и не загорается. Пример 8. Получают ячеис ую фурановую
смолу из следующих кок понентов, г: Фурфуриловый спирт50
Силикон 1 Сульфат магния (сухого)8 Жидкий кислотный катализатор:
тетрафосфорная кислота8 серная кислота 4 . «пропан - 2- ол« .;-.JJ
Жидкий кислотный катализатор готовят растворением тетрафосфорной кислоты в пропаноле
и последующим добавлением при перемешивании и охлаждении концентрированной
серной кислоты. СМесь вывевает 24 часа при комнатной температуре перед использованием .
. о . - В 25О.СМ стакан с фурфуриловым спИртом при комнатной темпер уре добавляют
силиконовый порообразователь и тонкоизмель|Ченный сульфат магния (сухой) и быстро
перемешивают с помощью механической мешалки До образования равномерно диспергированной
смеси. К образовавшейся смеси добавляют жидкий кислотный, катализатор за
5 сек. Смесь затем помешают в форму из алюминиевой фольги размером 100 мм х
8О мм и 50 мм. Через 11 иек с момента введения кислотного катализатора пена быстро
вспенивается и образуется ячеистая фурановая смола с объемным весом 4 кг/м.
Из пенопласта вырезают образен толщиной 30 мм н сжимают до 1О% его первоначальной
толщины. Получают кои еподобиый матернол. Сипикок Сульфат мэгак,:: {сути;:,),1.2 Парафор йельябгад6
Жидкий киспотньг; кетэлизэтор: ортофосфорная кислота(S7%--пап) 10 серная кислоте8
проп ан -2 --ОП15 Жидкий киспотчый хятаяирчтор при растворенпз ю-фосфоркой кгслоты в пр
пан-2 опе и медленно добйзлении при пе™ ремешиваник и охлежденик коицентрярозак™
ной серной кислоты; смесь вькзреэает 24 часа. В 250™см стакан с 1фИЛОВЫМ
спиртом добавляют с пкконозый порообраЗоватепь , тонкокзмвпь-ченный сульфет магния
(сухой), пераформальдэгид к быстро перемешивают мйкэвической .е-латукой до
получения равномерно диспергированной :CM си, К образовавшейся смеск прк постоянном
перемешивании добаз.гшют «йвдкяй кис.дотиы катализатор за 10 сек; жидкость перамвшивают
еще Ю сек. Пос.пе этого аго помещают в соответст.воянс кОКрытую алюминиевую
форму, имеющую БнугрбчнйС: рагме™ Ьы 200 мм X 200 мм л 2S мм. -Jepss 2
мин смолу вынкгЛают из формьд. Затем ей ;-.;: ос I;.:- ОТВерЖВаТТ-СЯ При КОК4
j. ; -rv-p;.-: г двух дней, v:;;; -ушистой SMypaiiOBoft смолы i- v-/iv; jlpu скорости 2MM/MHH
м -:- 1 0(. г;.)кение сжатия га : 1(„(„ Ряд ячекстых фура . /.i, ,г;а;:Г; на основе фурфурнлоi
.;yi,HnOBbs;i: смол, которые - примеру 2. - j с:.;оп ведут ка основе
Ул;;, Io T ivjiitvfOB, г ,. SO :Ьст :.л гл1;я 16
;-сй кислотный катализатор; ортофосАоркая кислота iГ:- и,,-. p:,,,.v-(o -fiQ 7
: LJ ; -.-iO---- ;о, I серкея кислота1,8 С:ут.йк-1-ол 5,5
-1ЙСТВО силикона указано В табп. 4. ий кнслогный катализатор попучаоестворенни
ортофосфорной кислоты , % в 5yT8H-j. и добавлении ,еи::к li п&рчмэшивакии серкой
, смесь ьер9Д использованием выз- ; Э1йННС 24 ЧйС, гл-с прсбоднтсл по TipsiMepy 6 и поз;
j,ii;): ;и-;кдсго случап, указанного в
фурфурипоаглй
спнрт, г
Пример компоненты, г;
16470
40
фурфуриловый спиртЮ
2
Параформальдегйд
1
Силиконовое ПАВ
5
Каолин
10 4 2 л
Порошок железа
Ортофосфоряея кислота К -Tojj уопсульфокис1к т 6
1,4-Бутандиол
Жидкий кислотный катепкзатор получапри
растворении И -толуолсульфокислов ортофосфорной кислоте. Кислотную сь, cMeiuHBaroT с 1,4-бутандиолом при
аждениг и тк..е шгоа1)ии.
KOHO5OS; ПАВ, каолин и порошок железа
civrsiuKvifroT 3 полисчкролп.ном стакепе на 500 см -г KKCflOTiifcJH катализатор вводят
КЗ шти:{ ц; ;;рл быстром Г;ереме:);|-гоакни через :30 ca.i-c . в aлюм iиeзyro
форму ч да5ог 8Й подняться,,Уяельаьи нес иеной ЛИС - состазляет 28 кг/У. O6p;j:-s|4Jt
ii р ri iv; е р 12. Полутение фуряновой |Смоль.
ЗЯ кг фурфурклового спирта и 1О кгводы ивопят ь 43-м райктор, сиао,
(бог реВГгельнои pyoauisoi, Гч1е1 1алк; й, г рмометром и приспособлением для вакуумной
nei5eroHKH. Смесь нагревают до и добавляют 1 н. серную кислоту до получения рН 2.4 2
.5. В течение всего реакционного рН измеряют и поддерживают при 2.4 - 2,5
Через 5 час температура повышается до 85°с.. ; , ,:/ ;.-.. :.. -;.. .
Реакция сопровождается измерением коэффициента преломления смоляной фасы.
коэф4в1циенте преломления 1.5400 реакция останавливается путем нейтрализации с по- , « -..
МОЩЬЮ гидроокиси натрий (Л/аОН). Водный слой отделяют If выводят из сфер реакции,
оставшуюся воду при вакуумной перегонке. Смола представляет собой красно-коричневую
чистую жидкость, имеющую
формула изобретения
Способ получения полифурановых пенопластов путем полимеризации соединения
Т а б лица 6
фуранового ряда с одновременным вспениванием
и отверждением в присутствии кислого катализатора и других целевых добавок , отличающийся тем, что,
вязкость 125О спа 25 С) и ОН-эквивалеитный вес, равный 356. Пенопласт получают, используя эту смолу
и рецептуры, данные в табл. 5. Пенопласт испытывают на сжигание в муфельной печи по примеру 1.
Пенопласт содержащий менее 5О% гидрокрильных групп от Свободного фурфурилового
спирта, воспламеняется почти сразу же и горит в течение всего периода испытания
, тогда как пенопласт, содержвшшй 50% ГидроксилЬных групп от свободного Фурфурилового т М1ько э те
чеиче короткого прОмеокутка времени; Пе -. -f-.т--- - -(-, «къ fjff wnvigmmit Лев
иопяаст, содержащий 6О% Гидроксильных групп от свободного фурфуриловотч спирте,
не воспламеняется при проведении опыта. Режим получения пенопластов указан в
табл. 6. ;.:. :.. -V .; ,, . ,-,, , ; -. - Т: а/бл и -ц а 5 .- .. .:
1718
Ic цепью повышения огнестойкости, ум0нь левого спирта, в которой, по крайней мешения
объемного веса и улучшения струк-ре, 5О% гидроксильных групп принадлежит
туры конечного продукта, в качестве сое-свободному фурфуриловому спирту, а в каахтеутя
фуранового |эяда используют фур-;честве кислого катализатора используют
фурнловый спирт или смесь фурфурипового5 кислоту или смесь кислот, имеющих знаспирта с форпопнмером на основе фурфури-:чение рКа в воде, равное 1-4.
