人工樹脂と人工シェラック。簡単なレシピ

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様々な自然樹脂漆業界で広く使用されています。徐々に生産源が減っていくため、技術的に入手不可能な製品となります。この状況が、化学産業に合成樹脂の生産という新しい部門が出現した理由となりました。

後者の生産には、 人工シェラック またはノボラックとも呼ばれます。これらの製品の製造は、主にフェノールおよびその誘導体とホルムアルデヒドまたは他のアルデヒドとの縮合に基づいています。

フェノールとホルムアルデヒドの反応生成物

ホルムアルデヒドとフェノールとの相互作用（縮合）により、さまざまな樹脂状化合物が生成されることは古くから知られています。これらの樹脂は、反応条件や生成物の量比、縮合物質（触媒）の組成などにより、異なる物理的・化学的性質を持ちます。一部は可融性を有し、アルコール、アセトン、水酸化ナトリウム水溶液などに容易に溶解し、ノボラックや人造シェラックとして使用されます。他のものは不溶性、不融性であり、さまざまな目的の装飾材料として機能します（ベークライト、レジナイトなど）。

主な原材料

コールタールに含まれるフェノール、または石炭酸は、非常に刺激的な臭いを持つ茶色の油です。純粋なフェノールは、融点 45,5 °C、沸点 182,9 °C の結晶塊です。人工樹脂

クレゾール - メチルフェノール C6H4CH3OH - は石炭と褐炭タールに含まれています。クレゾールには、オルトクレゾール、パラクレゾール、メタクレゾールの XNUMX つの異性体があります。

オルソクレゾールは無色の結晶を形成し、フェノール臭があります。融点 - 31 °C; 沸点 - 188 °C。

ホルムアルデヒドは、メタノールの酸化中に生成される無色の腐食性の水溶性ガスです。それは、ホルムアルデヒドの水溶液であるホルマリンの形で販売されており、通常、後者が 40% 含まれています。最近の研究では、フェノールやクレゾールの代わりに、これらの物質の誘導体も摂取できることが示されています。ホルムアルデヒドの代わりに、他のアルデヒドやケトンを使用します。

凝縮剤または触媒

縮合剤は触媒として作用します。反応には一時的な役割を果たすだけです。反応の最後に、これらの物質が生成物から除去される場合があります。酸性触媒と塩基性触媒を区別します。酸性物質には、酸、酸性塩、および一般に加水分解時に酸反応を引き起こす可能性のある任意の塩が含まれます。塩化アンモニウム（アンモニア）は、ホルムアルデヒドが作用すると塩酸が放出されるため、酸性触媒を指します。

アルカリ剤には、アルカリおよびアルカリ反応性塩のほか、加水分解すると弱酸と強塩基に分解する塩が含まれます。 Bacheland の研究によると、酸性触媒はシェラックの形成を促進し、アルカリ性触媒はベークライトタイプの樹脂を優先します。

シェラックを入手するプロセス

シェラック樹脂を入手するには、次のようにします。

フェノール50wt。時間;
40から60wt。のホルムアルデヒド時間;
1〜5wt。の塩酸h。

すべてのコンポーネントは適切なサイズの容器に入れられます。十分な量の縮合物質があれば、常温で反応が始まり、混合液は XNUMX つの層に分離します。XNUMX つは水と水溶性物質が分離した水層、もう XNUMX つは初期縮合生成物を含む油層です。実際には、反応を促進するために、混合物をわずかに加熱します。

混合物からの揮発性成分の損失を避けるために、加熱は冷却器を備えた密閉容器内で行われます。つまり、管内を上昇する蒸気は水で冷却され、凝縮して液体になり、反応ボイラーに戻ります。

油が温まると、油層の粘度が増加します。濃厚な粘度に達したら加熱を停止します。油状塊と水層を分離してもよいし、常温で固体になるまで蒸発させて層分離を省略してもよい。このようにして得られた塊は無色または黄色で、溶けて簡単に刺すことができ、アルコール、アセトン、フェノールおよび水酸化ナトリウム溶液に可溶です。

製造方法

この方法によると、人工シェラックは次のように調製されます。

10重量％を混合します。オルソクレゾール、7重量時間市販のホルマリン（ホルムアルデヒド 40% を含む）、10 重量％を含む。水を１時間加え、０．４重量％を加える。強塩酸を含む。得られた混合物を絶えず撹拌しながら数時間加熱する。得られた樹脂状生成物を水性部分から分離し、熱水または長時間の蒸気作用で洗浄する。

このようにして得られた樹脂は、黄色から淡褐色に着色されており、メチルアルコール、アセトン、二硫化炭素、エーテル、クロロホルムなどに容易に溶解する。希アルカリに溶けるが、ベンゼンやテルピネオールには溶けにくい。テレビン油、脂肪酸、油には不溶。人工シェラック上に調製されたワニスは、速乾性で非常に光沢のある表面を与えます。

以下の方法は、フェノールまたはその同族体とアルデヒドとの縮合生成物を得ること、およびこれらの生成物をワニスの製造に使用することを目的としています。

クレゾールをアルカリの存在下でホルムアルデヒドと縮合すると、アルコールにのみ可溶な生成物が得られるため、アルコールに不溶な樹脂などと混合することはできません。それらのアルコール溶液は、加熱すると金属をコーティングするためのワニスとして機能しますが、繊維、薄い鉄、防水シート、ボール紙などの弾性のある物体のコーティングには適していません。酢酸鉛塩の存在下で縮合を実行すると、アルコールとベンゼンの両方に可溶な生成物が得られ、これは通常の樹脂と混合し、加熱すると硬くて弾性のあるコーティングが得られます。

例：

クレゾール酸100wt。時間;
ホルマリン40％130wt。時間;
酢酸鉛塩15wt。 h。

冷蔵庫を備えた容器ですべてが沸騰するまで加熱されます。凝縮の瞬間（厚く固まった塊）が来た後、加熱を停止し、ワニスを水層から分離し、目的の密度まで沸騰させます。

著者: コロレフ V.A.

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