Speaker
Description
Резольные фенолоформальдегидные смолы (ФФС) представляют собой продукт поликонденсации фенола с формальдегидом в щелочной среде с избытком формальдегида. Наиболее часто они применяется при производстве фанеры и древесностружечных плит [1]. В виду увеличения спроса на синтетический фенол и потенциального истощения запасов ископаемых ресурсов замещение фенола возобновляемым сырьём становится актуальной задачей [2].
Так же острой проблемой при производстве древесной продукции является образование до 40% отходов. Одним из методов переработки данного вида отходов является быстрый абляционный пиролиз, при котором образуется до 70% жидких продуктов – пиролизная жидкость или бионефть. Быстрый пиролиз – это процесс термического разложения без доступа кислорода. Согласно проведённому анализу, пиролизная жидкость содержит кислоты, фенолы, спирты, гидроксилы, сложные эфиры, альдегиды и ненасыщенные углеводороды, при этом содержание фенолов может составлять 12% - 30%. Эти данные легли в основу идеи выделения фенолзамещающей фракции из пиролизной жидкости и использования ее в качестве сырья при синтезе фенолоформальдегидных смол. Данная технология может существенно снизить затраты на производство, однако присутствие нейтральных веществ и низкая функциональность пиролизной жидкости может приводить к ухудшению эксплуатационных свойств смолы. [3]. Так же исследование свойств уже готовой модифицированной ФФС показало наличие в ней нейтральных соединений, т.е. вещества, не принимающие участие в синтезе, и ухудшающие её водостойкость.
Оценка водостойкости осуществлялась по методике ASTM D5266-13 путём измерения прочности клеевого шва после замачивания и кипячения образцов фанеры, склеенных модифицированной фенолоформальдегидной смолой до и после экстракции нейтральных веществ различными растворителями. [4-5].
Пиролизная жидкость была получена из берёзовой щепы на установке FPP02 при температуре 500-550°С [2]. Выход продуктов пиролиза на установке FPP02: уголь-22%, жидкие продукты -56%,газ - 22%. Процесс выделения биофенолов из жидких продуктов пиролиза древесины состояла из двух стадий. Первая стадия удаление воды, летучих соединений и уксусной кислоты. На втором этапе отделялись нелетучие углеводные компоненты, соли, оксикислоты. Для синтеза использовался продукт данной обработки– фенол-замещающая (ФЗФ) или биофенол [6]. Далее синтезированная с использованием биофенолов смола подвергалась обработке двумя видами органических растворителей: бензол и н-гексан. В работе проводился анализ полученных экстрактов методами аналитической химии и было установлено, что бензол в качестве органического растворителя справляется эффективнее. Для испытания на прочность и водостойкость использовались четыре вида смолы: 1 -контрольная ФФС без биофенолов, 2- ФФС модифицированная; 3 - ФФС модифицированная и очищенная гексаном, 4 - ФФС модифицированная и очищенная бензолом. Значения коэффициентов водостойки после проведения испытаний соответственно: 1-1,07; 2-0,58; 3- 0,96; 4-1,04. По полученным данным был сделан вывод что удаление нейтральных соединение приводит к значительному улучшению показателей водостойкости у ФФС полученных с использованием биофенолов. В дальнейшем представляет интерес вопрос обработки фенолзамещающей фракции до использования его в синтезе, а не обработка готовой модифицированной смолы.
Список использованной литературы:
1.- Доронин Ю.Г., Свиткина М.М., Мирошниченко С.Н. Синтетические смолы в деревообработке: Справочник / Лесная промышленность, 1979. 208 с.
2. - Alexander Stücker, Fokko Schütt, Bodo Saake, Ralph Lehnen Lignins from enzymatic hydrolysis and alkaline extraction of steam refined poplar wood: Utilization in lignin-phenol-formaldehyde resins. Industrial Crops and Products 2016; 85: 300-308
3 - S. A. Zabelkin, A. N. Grachev, G. M. Bikbulatova, A. E. Yakovleva, A. A. Makarov & V. N. Bashkirov Resole-Type Phenol–Formaldehyde Resin with Neutralized Liquid Products of Fast Pyrolysis of Birch Wood. Polymer Science, Series D 2018; volume11, 131-134
4 - Zabelkin, S., Valeeva, A., Sabirzyanova, A. et al. Neutrals influence on the water resistance coefficient of phenol-formaldehyde resin modified by wood pyrolysis liquid products. Biomass Conv. Bioref. (2020).
5 - Feghali E. et al. Thermosetting Polymers from Lignin Model Compounds and Depolymerized Lignins. In: Serrano L., Luque R., Sels B. (eds) Lignin Chemistry. Topics in Current Chemistry Collections. Springer, Cham; 2020.
6 - А.Р. Валеева, А.Н. Грачев, С.А. Забелкин, В.Н. Башкиров, А.И. Сабирзянова. Определение влияния степени замещения фенола жидкими продуктами пиролиза древесины на прочность фенолоформальдегидной смолы // Деревообрабатывающая промышленность. 2020; №16 88-95
| Publication | Журнал «Известия ТПУ. Инжиниринг георесурсов» |
|---|---|
| Position of speaker | PhD student |
| Affiliation of speaker | Kazan National Research Technological University |
