Furanharze, Polyfurfurylalkohol - Stoffliche Nutzung nachwachsender Rohstoffe - page 442

Bild 284 Herstellprozess von Furfurylalkohol aus Furfural [4].
Hierzu ist eine hohe Reinheit des Furfurals von mindestens 99,5 % erforderlich. Kleinere An-
lagen nutzen die Reaktion des Furfurals in der flüssigen Phase in Reaktoren mit Rührwerk;
größere Anlagen arbeiten mit einer Dampfphasen-Hydrogenierung bei 140°C und Kupfer-
Katalysator. Der Optimierung der Katalysatoren wurde seit der ersten Beschreibung der
Dampfphasen-Reduktion von Furfural zu Furfurylalkohol mit Cu-Katalysatoren viel Aufmerk-
samkeit geschenkt [4]. Eine typische Darstellung einer großen Anlage, die nach der Dampf-
phasen-Reduktion arbeitet zeigt Bild 285.
Bild 285 Anlage zur Produktion von Furfurylalkohol aus Furfural mittels Dampfphasen-Reduktion
(nach [4]).
Struktur / Eigenschaften
Die Strukturen von Furfural und Furfurylalkohol sind in Bild 281 gezeigt. Eine wichtige Ei-
genschaft von Furfurylalkohol ist seine Fähigkeit zur Selbstvernetzung („self-resinification“
[4]) unter dem Einfluss schwacher Säuren, wobei sich Furfurylalkohol-Homokondensate bil-
den. Bild 286 zeigt die Bildung solcher Homokondensate unter Wasserabspaltung, die z. B.
durch Erwärmen in wässriger Lösung in Gegenwart von 85 % Phosphorsäure erfolgen kann
[1]. Die gebildeten Furfurylalkohol-Harze (Furanharze, FA-Harze) besitzen sehr niedrige Vis-
kositäten, die je nach Anwendung zwischen 200 m Pa s und 20.000 m Pa s liegen können [5].
Dies ist für die Benetzung bzw. Tränkung z. B. von Verstärkungsfasern oder auch den Sanden
in Gießformen vorteilhaft. Um ausreichende Lagerstabilität zu erhalten, wird die säurekataly-
sierte Reaktion durch Zugabe von NaOH abgestoppt und der pH-Wert auf ca. 5-8 eingestellt.
So wird bei Temperaturen bis 40°C eine Stabilität für ca. 6 Monate erreicht [1].