Способ получения изделий на основе лигноцеллюлозы(варианты), изделие на основе лигноцеллюлозы - RU2006112207A

Реферат

1. Способ получения изделия на основе лигноцеллюлозы, состоящего, по меньшей мере, из а) содержащего лигноцеллюлозу материала, b) связующего вещества на основе смолы и с) органического соединения, содержащего, по меньшей мере, первую и вторую функциональные группы, причем первая функциональная группа представляет собой окисляемую функциональную группу, а вторая является группой, способной реагировать со связующим веществом с образованием в основном ковалентной связи, при этом способ включает в себя

обработку содержащего лигноцеллюлозу материала органическим соединением в присутствии окислителя, причем обработку проводят в такой среде и при таких условиях реакции, что окисляется первая функциональная группа органического соединения, в результате чего образуется, по меньшей мере, один продукт окисления органического соединения, образующий вместе с содержащим лигноцеллюлозу материалом в основном ковалентную связь;

обработку продукта реакции, состоящего из содержащего лигноцеллюлозу материала и органического соединения, связующим веществом, причем обработку проводят в такой среде и при таких условиях реакции, что вторая функциональная группа органического соединения или полученное в результате его обработки производное образует вместе со связующим веществом в основном ковалентную связь и

отверждение полученного при этом композиционного материала.

2. Способ получения изделия на основе лигноцеллюлозы, состоящего, по меньшей мере, из а) содержащего лигноцеллюлозу материала, b) связующего вещества на основе смолы и с) органического соединения, содержащего, по меньшей мере, первую и вторую функциональные группы, причем первая функциональная группа представляет собой окисляемую функциональную группу, а вторая является группой, способной реагировать со связующим веществом с образованием в основном ковалентной связи, при этом способ включает в себя

превращение связующего вещества с помощью органического соединения, причем превращение проводится в такой среде и при таких условиях реакции, что вторая функциональная группа органического соединения или полученное во время его обработки производное образует вместе со связующим веществом в основном ковалентную связь;

обработку содержащего лигноцеллюлозу материала продуктом реакции, состоящим из связующего вещества и органического соединения, в присутствии окислителя, причем обработка проводится в такой среде и при таких условиях реакции, что окисляется первая функциональная группа органического соединения, в результате чего образуется, по меньшей мере, один продукт окисления органического соединения, который вместе с содержащим лигноцеллюлозу материалом образует в основном ковалентную связь и

отверждение полученного при этом композиционного материала.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что изделие на основе лигноцеллюлозы выбирается из группы, включающей в себя древесный композиционный материал, древесноволокнистые, стружечные, древесностружечные плиты, фанеру, OSB (oriented strand boad древесноволокнистые плиты с ориентированной структурой) и формованные композиционные материалы.

4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что содержащий лигноцеллюлозу материал выбирается из группы, включающей в себя растительные и древесные волокна, щепу, стружки и фанеру.

5. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что содержащее смолу связующее вещество выбирается из группы, включающей в себя аминопласты, фенопласты, винилацетаты, изоцианаты, эпоксидные и акриловые смолы.

6. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве содержащего смолу связующего вещества применяют мочевиноформальдегидная, меламиноформальдегидная, фенолоформальдегидная смолы, поливинилацетат и/или белый клей.

7. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что связующее вещество содержит отвердитель и/или что отверждение проводится прессованием композиционного материала с применением тепла.

8. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что связующее вещество применяют в количестве 0,01-15 вес.%, в частности, 0,1-10 вес.%, предпочтительно 0,5-7,5 вес.% от сухого веса использованного, содержащего лигноцеллюлозу материала.

9. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве органического соединения применяют алифатическое или гетероциклическое соединение с 3-15 атомами углерода и/или ароматическое соединение с 6-20 атомами углерода.

10. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что функциональные группы органического соединения представляют собой, независимо друг от друга, группу, содержащую кислород, азот и/или группу с кратной связью.

11. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что первую окисляемую функциональную группу выбирают из группы, включающей в себя гидроксильные, ароматические гидроксильные, гидроксиламинные, карбонильные, аминные, иминные, амидные, нитрильные, изонитрильные, алкеновые, алкиновые группы и азогруппы.

12. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что первая окисляемая группа образуется в ходе химической реакции в условиях реакции первого и/или второго этапа способа из предшественника, выбранного из группы, включающей в себя гидроксильные, ароматические гидроксильные, карбонильные, аминные, иминные, нитрильные, изонитрильные, алкеновые, алкиновые группы и азогруппы.

13. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что вторую функциональную группу выбирают из группы, включающей в себя гидроксильные, ароматические гидроксильные, карбонильные, карбоксильные, аминные, иминные, амидные, уреидные, N-замещенные уреидные, мочевинные, N-замещенные мочевинные, уретановые, N-замещенные уретановые, нитрильные, изонитрильные, алкеновые, алкиновые группы и азогруппы.

14. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что вторую функциональную группу образуют в ходе химической реакции в условиях реакции первого и/или второго этапа способа из предшественника, выбранного из группы, включающей в себя гидроксильные, ароматические гидроксильные, карбонильные, карбоксильные, аминные, иминные, амидные, уреидные, N-замещенные уреидные, мочевинные, N-замещенные мочевинные, уретановые, N-замещенные уретановые, нитрильные, изонитрильные, алкеновые, алкиновые группы и азогруппы.

15. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве органического соединения применяют ароматическое соединение, в котором вторая функциональная группа отщеплена от ароматического соединения алифатической боковой цепью.

16. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве органического соединения применяют фенольное соединение и/или ароматический амин.

17. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве связующего вещества применяют органическое смолообразующее вещество с альдегидным компонентом.

18. Способ по п.17, отличающийся тем, что в качестве органического смолообразующего вещества применяют мочевину, фенолы, меламин, полиамины, полиамиды и/или ацетон.

19. Способ по п.17, отличающийся тем, что в качестве альдегидного компонента применяют формальдегид, бензальдегид и/или фурфуриловый спирт.

20. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве органического соединения применяется 4-гидрокси-3-метоксибензиламин (НМВА).

21. Способ по п.17, отличающийся тем, что в качестве органического соединения применяется 4-гидрокси-3-метоксибензиламин (НМВА).

22. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что органическое соединение применяют в количестве 0,01-200 мол.%, в частности, 0,1-100 мол.% от количества используемого связующего вещества.

23. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве окислителя применяют кислород и/или перекись водорода.

24. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что окисление первой функциональной группы происходит под действием окислителя в присутствии катализатора, в частности, фермента.

25. Способ по п.24, отличающийся тем, что в качестве катализатора применяют фермент, выбранный из группы, включающей в себя оксидазы и пероксидазы.

26. Способ по п.24, отличающийся тем, что в качестве окислителя применяют кислород и в качестве катализатора фермент, выбираемый из группы, включающей в себя оксидазы, в частности, лакказы (ЕС 1.10.3.2), катехолоксидазы (ЕС 1.10.3.1, ЕС 1.10.3.4. и ЕС 1.10.3.5), пероксидазы, в частности, ЕС 1.11.1.7., ЕС 1.11.1.13 и ЕС 1.11.1.14, и билирубиноксидазы (ЕС 1.3.3.5).

27. Способ по п.24, отличающийся тем, что в качестве фермента применяются лакказу и во время обработки реакционную среду, при необходимости, аэрируют.

28. Способ по п.24, отличающийся тем, что в качестве фермента применяют пероксидазу и в качестве окислителя перекись водорода.

29. Способ по п.23, отличающийся тем, что начальная концентрация перекиси водорода в среде составляет 0,01-100 мМ.

30. Способ по п.28, отличающийся тем, что начальная концентрация перекиси водорода в среде составляет 0,01-100 мМ.

31. Способ по п.24, отличающийся тем, что фермент применяют в количестве 0,01-1000 ферментных единиц, в частности, 0,01-50 ферментных единиц на 1 г сухого, содержащего лигноцеллюлозу материала.

32. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что во время обработки содержащего лигноцеллюлозу материала в присутствии окислителя температура среды составляет 10-120°С, в частности, 15-90°С и/или рН составляет 2-10, в частности, 4-9.

33. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве реакционной среды применяют водный и/или органический растворитель, преимущественно одно- и/или многовалентные алканолы и/или кетоны, как например, этанол, гликоль и/или ацетон.

34. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что продукт реакции, состоящий из содержащего лигноцеллюлозу материала и органического соединения, композиционный материал и/или изделие на основе лигноцеллюлозы подвергают сушке на последующем этапе способа.

35. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед обработкой содержащего лигноцеллюлозу материала на первом этапе способа вторую функциональную группу органического соединения превращают в защитную группу, которая в условиях реакции на первом этапе способа остается инертной, и что защитную группу перед обработкой связующим веществом на втором этапе способа снова превращают в функциональную группу.

36. Способ по п.3, отличающийся тем, что перед обработкой содержащего лигноцеллюлозу материала на первом этапе способа вторую функциональную группу органического соединения превращают в защитную группу, которая в условиях реакции на первом этапе способа остается инертной, и что защитную группу перед обработкой связующим веществом на втором этапе способа снова превращают в функциональную группу.

37. Способ по п.2, отличающийся тем, что перед превращением связующего вещества органическим соединением на первом этапе способа первую функциональную группу органического соединения превращают в защитную группу, которая в условиях реакции на первом этапе способа остается инертной, и что перед обработкой содержащего лигноцеллюлозу материала на втором этапе способа защитную группу снова превращают в функциональную группу.

38. Способ по п.3, отличающийся тем, что перед превращением связующего вещества органическим соединением на первом этапе способа первую функциональную группу органического соединения превращают в защитную группу, которая в условиях реакции на первом этапе способа остается инертной, и что перед обработкой содержащего лигноцеллюлозу материала на втором этапе способа защитную группу снова превращают в функциональную группу.

39. Изделие на основе лигноцеллюлозы, полученное способом по любому из пп.1-38.