Furanharze, Polyfurfurylalkohol - Stoffliche Nutzung nachwachsender Rohstoffe - page 444

Die Härtung, d. h. die dreidimensionale Vernetzung im Sinne der Bildung eines Duroplasts,
kann bei verschiedenen Temperaturen durchgeführt werden. Eine Kalthärtung lässt sich mittels
freier Säuren wie organischer Sulfonsäuren oder verdünnter Schwefelsäure ausführen. Eine
Härtung bei mittleren Temperaturen (70-120°C) oder hohen Temperaturen (150-280°C) kann
durch schwache und starke organische Säuren (Phthalsäure/p-Toluolsulfonsäure), deren Salze
oder durch Salze starker anorganischer Säuren (Ammoniumnitrat) eingeleitet werden. Solche
bei niedrigen Temperaturen inaktive Substanzen werden als „latente Härter“ bezeichnet [1].
Die Vernetzung der Furanharze ist eine komplexe Reaktion und die Struktur der vernetzten
Polymere wird als nur teilweise geklärt angesehen. Auch die zwischenzeitliche Abspaltung von
Formaldehyd und dessen Reintegration in das polymere Netzwerk wird diskutiert. Mögliche
Strukturinkremente des Polyfurfurylalkohols zeigt Bild 288. Spektroskopische Untersuchung
(NMR = Nuclear Magnetic Resonance) zeigen allerdings, dass die Bildung von Methylenbrü-
cken unter der Abspaltung von Wasser überwiegt (im Sinne der Reaktion B) in Bild 286). Für
die Anwendung als duroplastisches Harz ist dieser Sachverhalt von großer Bedeutung, da die
Härtung in Form einer Polykondensation die Notwendigkeit mit sich bringt, das gebildete
Wasser aus dem Formteil abzuführen. Insbesondere bei Verarbeitungsverfahren, die mit ge-
schlossenen Formen arbeiten [9], [10], ist dies kritisch. Dadurch vergrößert sich z. B. die Zyk-
luszeit von Pressverfahren, da die Form während des Härtungsvorgangs geöffnet werden muss,
um gebildetes Wasser bzw. Dampf ausströmen zu lassen.
Bild 288 Mögliche Strukturinkremente im dreidimensionalen Netzwerk des gehärteten Furfurylalkohols
[1].
Anwendungen
Furfural dient wie dargestellt als Synthesebaustein für eine Vielzahl von Derivaten, die davon
abgeleitet werden können und z. T. in Bild 289 gezeigt sind. Die Hauptanwendung ist Furfu-
rylalkohol und davon abgeleitete Furanharze, die detaillierter vorgestellt werden.