Кумарон-инденови полимери

Кумарон-инденови смоли (Inden Coumaron Resins) сатермопластичниполимери с ниско молекулно тегло. Кумарон-инденови полимери се получават откумарон иинден, съдържащи се във въглищен катран.

Кумарон е кислороден аналог на инден. Представлява прозрачна безцветна маслена течност с плътност1080 kg/m 3, с точка на кипене173—175 °С. Кумаронът е неразтворим във вода и алкали, разтворим в органични разтворители. Полимеризира под действието на сярна киселина.

Инден (е безцветна течност с плътност1006 kg/m 3, с точка на кипене182,4 °C. Неразтворим е във вода, лесно разтворим в органични разтворители. Нестабилен е, лесно се окислява на въздух. Полимеризира лесно при стайна температура.

Кумарон-инден полимерите са смес от продукти на хомополимеризация и съполимеризация на кумарон и инден в разтворител нафта:

Производство на кумарон-инденови полимери

Технологичният процес за получаване на кумарон-инденови полимери се състои от етапите на пречистванеразтворител-нафта, отстраняване на вода и други нежелани примеси, полимеризация, отделяне на катализатора (сярна киселина) и киселинни смолисти вещества, неутрализация на маслото, промиване на маслосъдържащата смола и дестилация на маслото.

Фракциите разтворител-нафта, съдържащи 30% смолообразуващи компоненти, са подходящи за производство на полимери, въпреки че понякога се използват фракции, съдържащи 80–90% смолообразуващи вещества. Следователно в повечето случаи продуктът от първичната дестилация на каменовъглен катран съдържа голямо количество примеси. Пречистването на солвентната нафта се състои в нейната многократна дестилация в колонни агрегати. След дестилация продуктът се пречиства от нафталинзамразяване и пресоване, от феноли - чрез промиване с разтвор на сода каустик, от пиридин и неговите хомолози - чрез екстракция с разредена сярна киселина и др. След това разтворителят-нафта се подлага на предварителна обработка със сярна киселина (плътност1530 kg / m 3 ) за отстраняване на вода и някои лесно полимеризирани въглеводороди. След това разтворителят-нафта отива на полимеризация.

Полимеризацията се извършва в апарат с бъркалка и охладителна система при ниска температура (от0 до15 °C ). Катализаторът е концентрирана сярна киселина (плътност1840 kg / m 3 ), използвана в количество от0.2-1% (об.). Продължителността на процеса зависи от температурата, съдържанието на катализатора и интензивността на смесване (от около няколко минути до 1 час). Полимеризацията се контролира от плътността на маслото. Прекратяването на увеличаването на плътността е индикатор за завършване на полимеризацията.

В края на полимеризацията тежкият киселинен катран (около2% от първоначално взетото количество разтворител нафта) се отделя чрез утаяване. Смолата се състои главно от киселинна утайка и сулфонови съединения с малка добавка на разтворител нафта. След отстраняване на киселинната утайка смолата се неутрализира с воден разтвор на сода каустик и се промива с вода в апарат с бъркалка или с въздух под налягане при разбъркване. Около3% натриев хлорид или други електролити се добавят към водата, за да се намалят загубите на смола по време на измиване поради образуването на емулсия. След промиване нафтата от разтворител се дестилира под вакуум. Кумарон-инденовата смола се получава като остатък от дестилацията. Дестилацията се извършва, докато точката на топене на ДДС остатъка достигне определена стойност. След това смолата се излива в контейнери или се охлажда и натрошава на парчета заваляци или трошачки.

Свойства и приложения на кумарон-инденови полимери

В зависимост от дълбочината на полимеризация, степента на пречистване на суровината, съдържанието на кумарон и инден, цветът на полимера се променя от лимоненожълт до тъмнокафяв.Молекулното тегло дори на смоли с висока температура на топене е малко и варира от1000 до3000.

Кумарон-инденовите смоли имат различни точки на омекване:

каучукови 50-65 °С;
средна мекота 65-85°С;
подобни на каучук класове H 85-100 °C;
средна твърдост 100-135 °C;
лак 135—150 °С.

Кумарон-инденовите смоли са лесно разтворими в бензен, толуен, терпентин, ацетон, в различни ацетати и други етери, в хлорирани въглеводороди, в растителни и животински масла и са слабо разтворими в алкохоли. С увеличаване на точката на топене на полимерите, тяхната разтворимост намалява. При температури над275 °C те потъмняват, а при300 °C започват частично да се разлагат.

Кумарон-инденовите смоли се използват в производството на маслени и алкохолни лакове, водоустойчиви цименти и покрития, подобрени печатни мастила, като омекотители за каучукови смеси, в производството на линолеум, уплътнителен восък, лепила и импрегниращи състави за тъкани и хартия.

Чрез комбиниране на кумарон-инденови смоли с фенол-алдехидни олигомери или чрез модифицирането им с различни полимери, от тях могат да се получат формовъчни състави и други пластмаси с добри свойства.