Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 14. 6 april 1954 - Pentaerytritol och alkydharts, av SHl
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
310
TEKNISK TIDSKRIFT
ersätts med karbinolgrupper) huvudsakligen används för
framställning av alkydhartser och hartsestrar vilka
används inom färg- och fernissindustrin. Små mängder
åtgår vid tillverkning av pentaerytritoltetranitrat (ett
sprängämne) och andra estrar.
Alkydhartser tillverkas nu i hundratals olika typer. Det
är inte ovanligt att en firma har 50 normaltyper på sitt
tillverkningsprogram och dessutom framställer ett lika
stort antal på beställning för speciella ändamål. Orsaken
härtill är att de tre grundbeståndsdelarna för alkydhartser
(polyalkohol, tvåbasig syra och enbasig syra ur torkande
oljor) öppnar mycket stora möjligheter för variation av
slutproduktens egenskaper. Man kan variera inte bara de tre
beståndsdelarnas art och mängd utan också den form i
vilken de används. Fettsyror kan t.ex. användas som
sådana eller som glycerolestrar, dvs. som naturliga oljor.
Alkydhartser används t.ex. till ytbehandling av papper,
som mjukningsmedel för plaster, i tryckfärg och fernissa
för metall eller trä. Av särskilt intresse i USA är för
närvarande alkydhartser med hög viskositet och stor (ca 65 °/o)
oljekvot. Alkydhartser av denna typ används i stor
utsträckning av amerikanska flottan som bindemedel i
däcksfärg, och de har också börjat utnyttjas för civila ändamål
både ensamma och tillsammans med andra bindemedel i
halvmatt och blank färg för inomhusbruk samt i en del
fall också för utomhusbruk.
För en vanlig oljelack är oljekvoten förhållandet mellan
viktmängderna torkande olja och harts, för ett alkydharts
är den förhållandet mellan viktmängd olja, beräknad på
närvarande fettsyror, och viktmängd fullständigt förestrat
harts.
I ett alkydharts, gjort av fettsyror, glycerol och
ftalsyra-anhydrid, med 65 °/o oljekvot är sålunda ingredienserna
fördelade så att 65 °/o utgörs av oljor, erhållna genom
för-estring av fettsyrorna med en del av glycerolen, medan
resten av denna kan anses bilda ester med
ftalsyraanhydri-den. I allmänhet har ett sådant harts inte önskad
viskositet. En alkyd, framställd av ekvimolära mängder fettsyror,
glycerol och ftalsyraanhydrid, får en oljekvot på 60,5 °/o
och har inte tillräcklig viskositet. Vid höjning av
oljekvoten till 65 0/o minskas produktens viskositet ytterligare.
Man kan emellertid öka denna genom att öka
beståndsdelarnas funktionalitet. Härigenom skapas nämligen
möjligheter för tvärbindning mellan de i stort sett linjära
alkydmolekylerna, och produktens viskositet kan då bringas
att växa. Fettsyrornas funktionalitet kan ökas genom
användning av mer omättade syror, en utväg som dock är
olämplig därför att användning av fettsyror ur soja- och
bomullsfröolja visat sig bäst av ekonomiska och andra
skäl, framför allt genom att de inte ger slutprodukten
tendens att gulna. Ett tekniskt tillfredsställande sätt är
användning av standolja i vilken polymerisation inletts.
Man kan då givetvis uppnå större viskositet hos
alkyd-hartset också genom att använda en trebasig syra i stället
för ftalsyra. Trebasiga syror, såsom citronsyra, är
tillgängliga och kan användas, men större erfarenhet har hittills
nåtts med maleinsyra som är tvåbasig men omättad. En
tredje utväg är ökning av polyalkoholens funktionalitet,
dvs. ersättning av den trevärda glycerolen (helt eller
delvis) med pentaerytritol eller sorbitol (Tekn. T. 1952 s. 962).
Därför har intresset för dessa båda alkoholer stigit under
senare år.
Pentaerytritol, som har fyra primära hydroxylgrupper,
kan väntas öka alkoholens funktionalitet med en tredjedel
i jämförelse med glycerol. Också torkningen av en färg
eller lack med alkydharts som bindemedel beror på
bildning av tvärbindningar. Då pentaerytritol per mol har en
hydroxylgrupp mer än glycerol, ger den större möjligheter
till tvärbindningar av estertyp och därmed snabbare
torkande alkyder. Härigenom kan man använda mindre
omättade, billigare fettsyror, t.ex. ur sojaolja till alkyder
med samma torkningsegenskaper som hos dem vilka fås av
dyrare, mer omättade fettsyror och glycerol.
Vid användning av pentaerytritol kan emellertid också
för mycket tvärbindningar bildas, varigenom alkyder med
liten eller medelstor oljekvot visar åldringssprödhet.
Mängden tvärbindningar kan dock regleras genom kombination
av pentaerytritol med en glykol, t.ex. etylenglykol. Då
denna kostar bara hälften så mycket som glycerol och
pentaerytritol, kan man på detta sätt framställa billigare
alkyder med tillfredsställande egenskaper.
Man förestrar också hartssyror (huvudsakligen
abietin-svra) ur tallolja och kolofonium med polyalkohol till
hartsestrar. Härvid används också pentaerytritol i viss
utsträckning. Andra estrar framställs i mycket liten skala; de kan
anses vara i utvecklingsstadiet. Hit hör oljesyraester, som
används som emulgeringsmedel, stearinsyraester, som är
ett syntetiskt vax, estrar av syror från ättiksyra till
kaprin-syra, vilka används som mjukningsmedel, och
kondensationsprodukter av pentaerytritol och etylen- och
propylen-oxid för användning som vätmedel.
Pentaerytritoltetranitrat är ett sprängämne för speciella
ändamål. Förbrukningen av det har inte vuxit märkbart
genom Korea-kriget; i USA håller den sig vid 450 t/år, och
man väntar ingen ökning av den.
Pentaerytritolförbrukningen i USA har ökat under senare
år, framför allt därför att tillverkningen av alkydharts
vuxit från 72 000 t 1944 till 200 000 t 1951. Man väntar att
den 1955 skall ha stigit till 280 000 t. Samtidigt sjunker
förbrukningen av hartsestrar något; den föll sålunda från
34 000 t 1944 till 27 000 t 1951 och väntas 1955 bli 26 000 t.
Användningen av pentaerytritol vid tillverkning av alkyder
och hartsestrar har vuxit. År 1945 var sålunda 13 % av
förbrukade polyalkoholer pentaerytritol, och 1951 svarade
denna för 33 %>. Samtidigt minskade användningen av
glycerol från 87 till 67 ®/o. Förbrukningen av pentaerytritol
var 20 000 t 1951 och väntas vara uppe i 32 000 t 1955.
Orsakerna till pentaerytritols framgång är att den har
stabilt pris i jämförelse med dess svåraste konkurrent
glycerol. Under de senaste sex åren har pentaerytritol
också varit billigare än glycerol. Vidare anses den förra ha
fördelaktigare kemiska egenskaper än den senare. I
jämförelse med glycerolestrar uppges pentaerytritolestrar ge
läcker som torkar fortare, får bättre och hållbarare glans,
större hårdhet, bättre resistens mot vatten, alkalier och
atmosfären samt möjliggör användning av billigare feta
oljor.
Pentaerytritol tillverkas genom kondensation av 1 mol
acetaldehyd och 4 mol formaldehyd i närvaro av
natrium-eller kalciumhydroxid. Första steget är en
aldolkondensa-tion till pentaerytros
3 HCHO + CH3CHO (CH2OH)3CCHO
Det andra steget är en Cannizarro-reaktion vid vilken
pentaerytros reduceras av formaldehyd
2 (CH2OH)3CCHO + 2 HCHO + Ca(OII)2—*
-> 2 G(CH„OH)4 + Ca(COOH)0
I praktiken används överskott på formaldehyd (som 37 %
formalin) varigenom 4—5 kg formalin (teoretiskt 3,5 kg)
och 0,5 kg acetaldehyd åtgår för framställning av 1 kg
pentaerytritol. Genom självkondensation av formaldehyd
uppstår samtidigt komplexa sockerarter som ger dålig
färgstabilitet åt de alkyder i vilka produkten ingår. Deras
bildning måste därför hållas tillbaka så mycket som
möjligt.
Ren pentaerytritol är ett vitt kristalliniskt pulver som
smälter vid 260°C. Den mesta pentaerytritolen säljs som
teknisk produkt med en renhetsgrad på ca 88 %>.
Föroreningarna är huvudsakligen di- och tripentaerytritol som
uppkommit genom eterbildning. En genom
omkristalli-sation renad produkt med 96 "/o monopentaerytritol
framställs dock i betydande mängd och tycks föredras av
många tillverkare av alkyder (W D Morrison i Chemical
& Engineering News 16 febr. 1953; Paint, Oil & Chemical
Review 21 maj 1953). SHI
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
