5.12.4. Эпоксидированные новолачные олигомеры

П ри получении эпоксиноволачных олигомеров (полиэпоксидов) в качестве фенольного компонента используют фенолоформальдегидные олигомеры новолачного типа, которые эпоксидируют эпихлоргидрином. В общем виде строение таких олигомеров можно представить формулой

Здесь n=010.

Взаимодействие фенолоформальдегидного олигомера с эпихлоргидрином протекает в две стадии: присоединение эпихлоргидрина к фенольному гидроксилу и дегидрохлорирование образовавшихся хлоргидриновых эфиров.

Процecc проводят при шестикратном избытке эпихлоргидрина по отношению к фенольной гидроксильной группе в присутствии твердого едкого натра или его 2040%-ного водного раствора для предотвращения протекания побочных реакций, вызванных наличием воды в реакционной системе.

Свойства полиэпоксидов определяются строением фенолоформальдегидных олигомеров.

Недостатком таких пленкообразующих является их хрупкость, обусловленная высокой степенью структурирования материала.

5.12.5. Технология производства эпоксидных олигомеров

Синтез средне- и высокомолекулярных олигомеров методом гeтерофазной конденсации эпихлоргидрина и дигидроксидифенилпропана в настоящее время осуществляется периодическим и непрерывным способами, причем первый является более распространенным. Периодическая технологическая схема производства среднемолекулярного эпоксидного дианового олигомера гетерофазной конденсацией в отсутствие растворителя приведена на рис.51.

Рис. 51. Технологическая схема производства диановых эпоксидных олигомеров методом конденсации эпихлоргидрина и дигидроксидифенилпропана периодическим способом:

1  весовой мерник; 2 – автоматические порционные весы; 3, 8, 16  конденсаторы; 4, 5  жидкостные счетчики; 6  водоподогреватель; 7  тонкопленочный роторный испаритель; 9  реактор с пароводяной рубашкой; 10  разделительный сосуд; 11, 12  сборники; 13, 14  вaкyyм-приемники; 15 – промежуточная емкость; 17, 19  шестеренчатые насосы; 18  тарельчатый фильтр; 20, 21  сборники фильтрованного раствора олигомера; 22 – насос-дозатор; 23 – тара

В реактор 9, снабженный пароводяной рубашкой, загружают дигидроксидифенилпропан и эпихлоргидрин. Реакционную массу нагревают до 50°С и постепенно, следя за тем, чтобы температура не поднималась выше указанной, добавляют едкий натр в виде 15%-ного водного раствора. Из-за возможного перегрева реакционной массы (реакция экзотермична) реактор при этом охлаждают водой. По окончании загрузки NaOH температуру постепенно повышают до 7080°С и ведут процесс в течение заданного времени. Затем в реактор 9 добавляют толуол, перемешивают при температуре 3055°С (до полного растворения олигомера) и дают отстояться реакционной массе, в результате чего она расслаивается: верхний слой  раствор олигомера в толуоле, нижний  водно-солевой слой. Нижний слой отделяют, а оставшийся раствор олигомера нейтрализуют диоксидом углерода. Далее проводят осушку раствора олигомера отгонкой из него оставшейся воды в разделительный сосуд 10 в виде азеотропной смеси с толуолом. Осушенный олигомер сливают из реактора в емкость 15 и оттуда насосом 17 передают на фильтрацию (схема предусматривает возможность многократной фильтрации до отсутствия ионов хлора). Для выделения олигомера из толуольного раствора толуол отгоняют в тонкопленочном роторном испарителе 7, работающем в непрерывном режиме под вакуумом при 120°С. В испаритель раствор олигомера подают из сборников 20 и 21 посредством дозировочного насоса 22 через подогреватель 6. Отогнанный толуол собирают в приемнике13, 14, а олигомер  в сборниках 11 и 12, из которых он направляется на фасовку.

На рис. 52 представлена технологическая схема производства среднемолекулярного эпоксидного олигомера методом сплавления.

По этой схеме синтез олигомера проводят в реакторе с электроиндукционным обогревом 6. В качестве исходных компонентов при синтезе олигомера используют дигидроксидифенилпропан и раствор олигомера с молекулярной массой 600 (n=1) в толуоле. Использование олигомера в виде раствора облегчает его загрузку в аппарат. Обычно применяют осушенный и отфильтрованный 40%-ный раствор олигомера, который является промежуточным продуктом технологического процесса получения этого олигомера. Первой операцией технологического процесса является отгонка толуола из раствора исходного эпоксидного олигомера. Для этого в реактор 6 загружают необходимое количество раствора олигомера из весового мерника 4 и при температуре до 120°С отгоняют толуол в приемник 5. Для более полного удаления толуола процесс можно вести под вакуумом.

Рис. 52. Технологическая схема производства диановых эпоксидных олигомеров методом сплавления: