Древесная смола

Древесная смола

, сложная смесь орг. соединений (мол. м. 60-8000), образующаяся при пиролизе древесины. Различают отстойные древесные смолы (выделяются при расслаивании жидкого пиролизата), р-римые (находятся в водном слое пиролизата в растворенном состоянии), экстракционные (извлекаются орг. р-рителями из водного слоя пиролизата). По способу термич. переработки древесины древесные смолы подразделяют на пиролизные (получают обычно в ретортах), газогенераторные и топочные (получают в энергохимич. установках - топках-генераторах); по породе перерабатываемой древесины - на хвойные, лиственные, смешанные, а также из коры.

Отстойные смолы - вязкие темно-коричневые жидкости, содержащие 45-65% фенолов, высших жирных к-т и высокомол. фенолокислот, 10-15% летучих жирных к-т (от С2 до С7) и 25-30% нейтральных в-в. При перегонке смол образуется 30-60% древесносмоляных масел, осн. масса к-рых выкипает при 180-330 °С (содержат 50-60% фенолов, 20-30% нейтральных в-в и 5-15% к-т); нелетучий остаток (30-50%) - пек древесный. Среди фенолов масел - 10-15% одноатомных, 20-40% двухатомных (пирокатехина, гваякола и их алкилпроизводных) и 20-45% производных трехатомных фенолов (преим. неполных метиловых эфиров пирогаллола и его гомологов).

В смолах из древесины хвойных пород содержится меньше производных трехатомных фенолов и значительно больше производных двухатомных фенолов, чем в смолах из древесины листв. пород. Нейтральные в-ва состоят из циклич. альдегидов, кетонов и спиртов, полных эфиров фенолов, углеводородов. Среди к-т - уксусная, пропионовая, масляная, изовалериановая, капроновая, энантовая, пальмитиновая и др.

Пек содержит 60-80% высокомол. фенолокислот, а также продукты конденсации фенолов с альдегидами. Растворимые смолы содержат, считая на безводное в-во, 25-30% углеводов (левоглюкозан и др. ангидриды гексоз), до 30% лактонов гидроксикислот, 10-20% летучих к-т, 15-25% фенолов и их производных и др. По элементному составу характеризуются низким содержанием С (ок. 55% против 75% для отстойных смол) и высоким содержанием О (38% против 18%). В экстракционных смолах содержится не менее 30% фенолов. Древесные смолы применяют как мягчители при регенерации резины и как связующие для активных углей.

Продукт омыления древесных смол щелочью - воздухововлекающая и пластифицирующая добавка при приготовлении цементных р-ров. Для выделения фракций смоляных масел с разл. т-рами кипения смолы разгоняют. При периодич. разгонке в вакууме с одноврем. подачей острого перегретого пара получают 6-12% креозотового масла и 20-30% древесно-смоляного ингибитора. При непрерывном процессе в трубчатых печах выход ингибитора увеличивается почти в 2 раза. Древесносмоляное креозотовое масло (фракция 180-260 °С) используют для антисептич. пропитки древесины, антисептич. обработки юфтевых кож на кожевенных заводах взамен токсичного дифенилоксида, для изготовления древесносмоляного фенольного креолина (смесь смоляных масел с эмульгатором - канифольным мылом), применяемого в виде водной эмульсии для лечения овец и лошадей от чесотки, а также для дезинфекции.

Древесносмоляной ингибитор (фракция 240-310°С) по эффективности и р-римости в углеводородах близок к лучшим ингибиторам автоокисления и полимеризации. Действующее начало - гл. обр. диметиловые эфиры алкилпирогаллолов и производные пирокатехина. Ингибитор используют для предотвращения термополимеризации диолефинов при их ректификации, стабилизации бутадиена, изопрена и др. мономеров СК, в качестве антиокислителя бензина (предупреждение нагарообразования в цилиндрах двигателей), топлив и масел, для предотвращения коксообразования при термич. переработке нефтехим. сырья и т. п. Р-римую смолу перерабатывают в виде водного р-ра (кислой воды), содержащего 10-30% орг. в-в. Р-р упаривают до плотн. 1, 27-1, 30 г/см3 и получают литейный крепитель необесфеноленный, к-рый для повышения качества обрабатывают при нагр. известковым молоком и р-ром щелочи.

Упариванием кислой воды, из к-рой предварительно извлечены фенолы, получают литейный крепитель обесфеноленный. Крепители применяют в качестве связующего при изготовлении форм и стержней для чугунного и стального литья, а также как компоненты для улучшения технол. св-в литейных смесей. При упарке р-римой смолы с одноврем. окислением ее воздухом получают древесную смолу холодного отверждения, к-рую в сочетании с отвердителями используют как связующее холоднотвердеющих стержневых смесей литейного произ-ва. На основе фенольной части р-римой (экстракционной) смолы синтезируют полифенольный лесохим. понизитель вязкости (ПФЛХ). Для этого смолу конденсируют с формальдегидом в кислой среде при 80 °С. Образовавшуюся новолачную смолу промывают горячей водой для отделения нейтральных в-в, растворяют в 42%-ном р-ре NaOH и обрабатывают оксиметансульфонатом Na.

Получаемый щелочной р-р упаривают до влажности не более 7%, охлаждают и дробят в крошку. ПФЛХ легко растворяется в воде и щелочных р-рах. Использование его при бурении нефтяных и газовых скважин обеспечивает улучшение св-в глинистых промывочных р-ров, повышение скорости проходки скважин. Жидкий ПФЛХ применяют также в литейном произ-ве как добавку в глинисто-угольную суспензию, что значительно улучшает св-ва формовочных смесей и качество отливок, сокращает трудоемкость очистных операций. В керамич. пром-сти добавка небольших кол-в ПФЛХ к сухому каолину может способствовать повышению текучести шликеров и улучшению качества фарфоро-фаянсовых изделий.

Кислую воду, получаемую при термич. разложении в топках-генераторах отработанной щепы канифольно-экстракционных заводов с добавкой дровяной щепы, перегоняют. Из дистиллята, а также из упаренного остатка приготовляют коптильные препараты, к-рые используют для копчения мясных и рыбных продуктов. Тот же остаток применяют как связующее в литейном произ-ве.

Список литературы

Уваров И. П., Гордон Л. В., Древесные смолы, М., 1962;

Киприанов А. И., Процесс разгонки древесной смолы в трубчатых печах, М., 1970;

Древесносмоляной и другие ингибиторы цепных процессов, М., 1978;

Технология и оборудование лесохимических производств, 5 изд., М., 1988. Ю. М. Гольдшмидт.