Ingenieria de petroleo

CARACTERIZACIÓN DE LIGNOSULFONATOS COMO ETAPA PREVIA A SU HIDROXIMETILACIÓN
Mª.V. Alonso , J. Rodríguez , M. Oliet , F. Rodríguez , M.A. Gilarranz , J. García
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España. Dpto. Ingeniería Química, Facultad de Química. Universidad Complutense de Madrid. Av. Complutense s/n, 28040 Madrid. Tel: 00 34 91 394 42 46. Fax: 00 34 91 394 42 43. Frsomol@eucmos.sim.ucm.es 2 España. Area deIngeniería Química, Facultad de Ciencias. Universidad Autónoma de Madrid. Cantoblanco, 28049 Madrid.

Resumen
El objetivo de este trabajo es el estudio de la hidroximetilación de lignosulfonatos con vistas a mejorar su reactividad en la formulación de resinas ligno-fenol-formaldehído. La hidroximetilación consiste en la reacción de formaldehído con el lignosulfonato en medio básico paraintroducir grupos hidroximetilos en el anillo aromático de la lignina (Peng, 1993). Se realizó la caracterización de seis tipos de lignosulfonatos diferentes (tres de ellos procedían de maderas de conífera y los otras tres de Eucaliptus). Las técnicas empleadas en la caracterización de dichos lignosulfonatos fueron: espectrofotometría de UV/Vis, espectroscopía de infrarrojo por Transformada de Fourier(FTIR) y espectroscopía de resonancia magnética 1 nuclear del protón (RMN- H). La lignina que presentaba mejor predisposición para el estudio de la hidroximetilación fue el lignosulfonato amónico de maderas blandas, que presentó las mejores propiedades estructurales. Las variables e intervalos estudiados en la hidroximetilación fueron: relación molar de hidróxido sódico/lignosulfonato(NaOH/LS=0,425-0,925), relación molar formaldehído/lignosulfonato (CHOH/LS=0,7-1,9), temperatura (T=25-65ºC) y tiempo (t=0-322 minutos). Los lignosulfonatos hidroximetilados fueron caracterizados por las mismas técnicas analíticas que la lignina sin modificar, pero además se determinó la concentración de formaldehído libre en el medio de reacción. Se alcanzó una conversión de formaldehído de un 70%(equivalente a 0,40 moles de formaldehído reaccionado/100g de lignosulfonato) con las siguientes condiciones de operación: NaOH/LS=0,8, CHOH/LS=1,0 y T=55ºC; mientras que si la temperatura se baja a 35ºC la conversión disminuye hasta el 55%. El empleo de altas temperaturas durante la reacción no es recomendable debido a que se favorecen reacciones secundarias (como la de Cannizzarro), en lugar de lahidroximetilación. Relaciones de NaOH/LS por encima de 0,9 o inferior a 0,625 dan lugar a un pH muy básico o muy ácido, respectivamente, que desfavorecen la hidroximetilación. Las condiciones óptimas de operación obtenidas son: NaOH/LS=0,8, CHOH/LS=1,0 y T=45ºC. En estas condiciones, se minimiza la reacción de Cannizzarro y se incrementa la incorporación de grupos hidroximetilos en el anillo aromático dela lignina. Palabras Claves: Lignosulfonato, Hidroximetilación, Resinas Resol.

Introducción
Las resinas fenol-formaldehído constituyen un tipo de polímero sintético termoestable entre cuyas posibles aplicaciones se ha reparado en su empleo como colas y adhesivos en la fabricación de tableros aglomerados y contrachapados, donde se requieren en grandes

cantidades. También se utilizan comoaislantes térmicos y acústicos, aislantes eléctricos, como materiales de fricción y en la fabricación de materiales moldeados. Pueden ser sintetizadas en condiciones ácidas o alcalinas. En el primer caso se obtienen las resinas denominadas “novolac”, que poseen una relación molar fenol/formaldehído inferior a la unidad, y en el segundo las conocidas por “resol”, cuya relación molarfenol/formaldehído es superior a la unidad. El proceso de fabricación de estas resinas no ha sufrido grandes modificaciones a lo largo de este siglo. Sin embargo, en los últimos tiempos se han llevado a cabo numerosos esfuerzos para reducir la dependencia de esta industria de una materia prima, el fenol, cuya oferta es, por lo general, inferior a la demanda y cuyo precio está sujeto a las oscilaciones propias de...