酚醛树脂
酚醛树脂

应用
1、酚醛模塑料 2、耐火材料 3、摩擦材料 4、磨具磨料 5、轮胎橡胶 6、电工电子材料 7、酚醛泡沫
谢谢观赏
赵芳波、王思迪、 马胡坚
2013/12/3
酚醛树脂
1、定义 2、原理 3、 特点 4、应用
应用
定义
酚类和醛类的缩聚产物通 称为酚醛树脂,一般常指由苯酚 和甲醛经缩聚反应而得的合成树 脂,它是最早合成的一类热固性 树脂。酚醛树脂是由苯酚和甲醛 在催化剂条件下缩聚、经中和、 水洗而制成的树脂。
其化学式:[C6H3OHCH2]n
原理
根据高分子化合物合成的基本原理, 只有原料的反应官能度为2时才能形成线型 大分子,而若要形成支链以及体型(网状) 结构高分子,原料的官能团必须大于2。 酚醛树脂的合成原料是酚与醛。由 于醛类的反应官能度为2,所以酚的官能度 就起了决定性作用。 酚醛树脂的合成反应分为两步,首 先是苯酚与甲醛的加成反应,随后是缩合 及缩聚反应。即:加成反应和缩合及缩聚 反应
影响酚醛树脂的合成、结构及特性的主 要因素为如下四点:
•
(1)原料的化学结构; (2)酚与醛的摩尔比; (3)反应介质的酸、碱 性; (4)生产操作方法。
特点
酚醛树脂是被人类最早合成的一种 树脂。树脂是高分子化合物,所以酚醛树 脂具有高分子化合物的基本特点,即:(1) 分子量(相对分子质量)大,且呈现多分 散性;(2)分子结构有多样性,在不同条 件下可分别制成线型、支链型、网状结构; (3)酚醛树脂处于线型、支链型结构状态, 具有可溶可熔可流动的可加工性,当转变 为体型(三向网状)结构状态,就固化定 型且失去可溶可熔和可加工性;(4)酚醛 树脂如同所有高分子化合物一样不能被加 热蒸发,过高温度只能使其裂解,甚至炭
酚醛树脂

酚醛树脂1.摘要酚醛树脂是一种最经典的人工合成树脂,有近百年的使用史。
由于酚醛树脂的原料易得,价格低廉,生产工艺和设备简单,而且制品具有优异的机械性能,耐热性、耐寒性、电绝性、尺寸稳定性、成型加工型、阻燃性及低烟雾性。
因此其成为工业部门不可缺少的材料,被广泛应用于固结磨具、涂附磨具、摩擦材料、耐火材料以及电木粉、烟花爆竹、铸造等各个领域。
2.引言酚醛树脂是由苯酚和甲醛在催化剂条件下缩聚、经中和、水洗而制成的树脂,其中以苯酚和甲醛树脂为最重要。
也是世界上最早由人工合成的,至今仍很重要的高分子材料。
因选用催化剂的不同,可分为热固性和热塑性两类。
酚醛树脂具有良好的耐酸性能、力学性能、耐热性能,广泛应用于防腐蚀工程、胶粘剂、阻燃材料、砂轮片制造等行业。
酚醛树脂为热固性树脂,与其它热固性树脂相比,其优点有:(1)固化时不需要加入催化剂、促进剂,只需加热、加压,调整酚与醛的摩尔比与介质pH值,就可得到具有不同性能的产物。
(2)固化后密度小,机械强度、热强度高,变形倾向小,耐化学腐蚀及耐湿性高,是高绝缘材料。
3.1酚醛树脂的合成原理酚醛树脂也叫电木,又称电木粉。
原为无色或黄褐色透明物,市场销售往往加着色剂而呈红、黄、黑、绿、棕、蓝等颜色,有颗粒、粉末状。
耐弱酸和弱碱,遇强酸发生分解,遇强碱发生腐蚀。
不溶于水,溶于丙酮、酒精等有机溶剂中。
苯酚与甲醛缩聚而得。
它包括:线型酚醛树脂、热固性酚醛树脂和油溶性酚醛树脂。
主要用于生产压塑粉、层压塑料;制造清漆或绝缘、耐腐蚀涂料;制造日用品、装饰品;制造隔音、隔热材料等。
常见的高压电插座、家具塑料把手等等phenolic resin,简称PF,酚醛树脂.为黄色、透明、无定形块状物质,因含有游离分子而呈微红色,比重1.25~1.30,易溶于醇,不溶于水,对水、弱酸、弱碱溶液稳定。
由苯酚和甲醛在催化剂条件下缩聚、经中和、水洗而制成的树脂。
3.2酚醛树脂的重要性能高温性能酚醛树脂最重要的特征就是耐高温性,即使在非常高的温度下,也能保持其结构的整体性和尺寸的稳定性。
酚醛树脂

一、酚醛树脂酚醛树脂是一种最经典的人工合成树脂,有近百年的使用史。
由于酚醛树脂原料易得,价格低廉,生产工艺和设备简单,而且制品具有优异的机械性能,耐热性、耐寒性、电绝性、尺寸稳定性、成型加工型、阻燃性及低烟雾性。
因此其成为工业部门不可缺少的材料,被广泛应用于固结磨具、涂附磨具、摩擦材料、耐火材料以及电木粉、烟花爆竹、铸造等各个领域。
酚醛树脂是以酚类化合物、醛类化合物作原料,在催化剂作用下缩聚而成的高分子化合物,其中以苯酚和甲醛缩聚的酚醛树脂最为重要。
酚醛树脂大体分为热固型和热塑型两大类。
热固性树脂是由苯酚在碱性条件下与过量的甲醛发生反应合成;热塑性树脂是苯酚在酸性条件下与少量的甲醛反应合成。
影响酚醛树脂合成和决定树脂性能的因素有:原料化学结构和单体官能度,酚醛摩尔比,催化剂的性质和反应介质的PH值。
热固性树脂具有活性官能团,在加热和酸的作用下都会固化。
这种自动反应确切解释了热固性树脂在储存过程中,粘度升高,凝胶速度加快的原因。
由于自动反应是热固性树脂内在的本性,温度平均每升高10℃反应速度就会加倍。
所以热固性树脂必须储存再低温条件下,才能尽量延长其保存期。
热塑性树脂需要加入固化剂才能交联。
对于热塑性树脂来说最常用的固化剂就是六次甲基四胺(俗称乌洛托品),已经交联固化的树脂含部分氮,氮来源于乌洛托品。
酚醛树脂从A阶段向B阶段和C阶段转化后形成三维网状结构成为固化。
线性树脂和甲阶分子量小的树脂都能溶熔,因此称此时的树脂为A阶段树脂。
当树脂硬化后,就到凝胶阶段即B阶段。
这个阶段树脂肿胀氮仍可以被溶剂溶解,这就到了C阶段。
随着工业的发展,对高性能材料提出了更高的要求,如较高的分解温度,较好的耐磨性能,足够的韧性和强度等。
由于酚醛树脂在结构上存在弱点:酚羟基和亚基易氧化,因此耐热性受到影响。
普通酚醛树脂在200℃以下能够长期稳定使用,但超过200℃便明显发生变化。
从300℃-360℃起进入热分解阶段,到600℃-900℃释放CO、C02、H2O、苯酚等物质。
酚醛树脂

酚醛树脂酚醛树脂也叫电木,又称电木粉。
原为无色或黄褐色透明物,市场销售往往加着色剂而呈红、黄、黑、绿、棕、蓝等颜色,有颗粒、粉末状。
耐弱酸和弱碱,遇强酸发生分解,遇强碱发生腐蚀。
不溶于水,溶于丙酮、酒精等有机溶剂中。
苯酚醛或其衍生物缩聚而得。
[1]中文名:酚醛树脂英文名:PHENOL-FORMALDEHYDE RESIN别称:电木化学式:C7H6O2分子量:122.12134CAS登录号:9003-35-4诞生:1872年1性质直线型酚醛树脂结构图固体酚醛树脂为黄色、透明、无定形块状物质,因含有游离酚而呈微红色,实体的比重平均1.7左右,易溶于醇,不溶于水,对水、弱酸、弱碱溶液稳定。
由苯酚和甲醛在催化剂条件下缩聚、经中和、水洗而制成的树脂。
因选用催化剂的不同,可分为热固性和热塑性两类。
酚醛树脂具有良好的耐酸性能、力学性能、耐热性能,广泛应用于防腐蚀工程、胶粘剂、阻燃材料、砂轮片制造等行业。
[1]液体酚醛树脂为黄色、深棕色液体,如:碱性酚醛树脂主要做铸造黏结剂。
高温性能酚醛树脂最重要的特征就是耐高温性,即使在非常高的温度下,也能保持其结构的整体性和尺寸的稳定性。
正因为这个原因,酚醛树脂才被应用于一些高温领域,例如耐火材料,摩擦材料,粘结剂和铸造行业。
酚醛树脂耐火材料粘结强度酚醛树脂一个重要的应用就是作为粘结剂。
酚醛树脂是一种多功能,与各种各样的有机和无机填料都能相容的物质。
设计正确的酚醛树脂,润湿速度特别快。
并且在交联后可以为磨具、耐火材料,摩擦材料以及电木粉提供所需要的机械强度,耐热性能和电性能。
水溶性酚醛树脂或醇溶性酚醛树脂被用来浸渍纸、棉布、玻璃、石棉和其它类似的物质为它们提供机械强度,电性能等。
典型的例子包括电绝缘和机械层压制造,离合器片和汽车滤清器用滤纸。
高残碳率在温度大约为1000℃ 的惰性气体条件下,酚醛树脂会产生很高的残碳,这有利于维持酚醛树脂的结构稳定性。
酚醛树脂的这种特性,也是它能用于耐火材料领域的一个重要原因。
酚醛树脂

酚醛树脂酚醛树脂(一)简介: 名称:酚醛树脂phenolic resin,简称PF。
化学式:颜色:固体酚醛树脂为无色或黄褐色透明物,市场销售往往加着色剂而呈红、黄、黑、绿、棕、蓝等颜色形状:有颗粒、粉末状。
溶解性:不溶于水,溶于丙酮、酒精等有机溶剂中化学稳定性:耐弱酸和弱碱,遇强酸发生分解,遇强碱发生腐蚀。
分类:因选用催化剂的不同,可分为热固性和热塑性两类(二)酚醛树脂合成原理:热固性酚醛树脂的生成原理和制备工艺热固性酚醛树脂的生成原理热固性酚醛树脂的生成条件:碱催化,醛过量。
聚合反应过程:加成反应缩合反应加成反应机理:用无机碱或叔胺(没有活性氢)催化时OH+ OHO+ H 2OO+H C O HOCH 2OHH 2OOHCH 2OH+ OHO+H C O HOCH 2HO OCH 2OH在碱性条件下,上述产物组分复杂,为各种羟甲基酚的混合物。
缩合反应机理:当温度进一步升高时,各种羟甲基酚之间发生缩合反应,生成二酚核和多酚核的低聚物。
OHOCH 2+OHHOCH 2OH CH 2OH HOCH 2OCH 2CH 2OHOHHOCH 2OCH 2OH +H 2O OCH 2OH+H 2O +CH 2O(1)(2)随着反应温度升高,反应时间延长,最后将生成高度交联的体型结构。
工业上生产热固性酚醛树脂时,常用氨水做碱性催化剂,此时氨水有两个作用:① 起催化作用② 参与树脂生成反应OH+CH 2O+NH 3OHCH 2NH 222O CH 2CH 2NH+65OHCH 2NH CH 2OH22OHCH 2N CH 2OCH 265OHCH 2N CH 2OHCH 2(3)反应特点:1、碱性介质中,各种羟甲基酚都稳定,加成反应快,缩合反应慢。
2、放热较少,反应进行较缓和。
3、根据反应程度,一般将反应过程分为三个阶段,各阶段产物性质不同。
A 阶段:产物为液体或固体,含较多的羟甲基,极性较强,能全部或部分溶于水中,有时称水溶性树脂或可溶性酚醛树脂。
酚醛树脂规格

酚醛树脂规格酚醛树脂是一种常见的热固性树脂,由酚和醛类化合物经过缩聚反应制得。
它具有优异的力学性能、热稳定性和耐化学腐蚀性,因此在工业生产中得到广泛应用。
本文将从酚醛树脂的规格入手,详细介绍其特点和应用。
一、酚醛树脂的规格分类酚醛树脂的规格可以根据不同的要求进行分类。
常见的分类方法包括固化时间、固化温度、固化剂种类等。
1. 固化时间:酚醛树脂的固化时间是指树脂从液态到固态的时间。
根据固化时间的不同,可以将酚醛树脂分为快速固化和慢速固化两种。
快速固化的酚醛树脂适用于需要快速生产的场合,而慢速固化的酚醛树脂适用于需要更长固化时间的情况。
2. 固化温度:酚醛树脂的固化温度是指树脂在固化过程中所需要的温度。
根据固化温度的不同,可以将酚醛树脂分为低温固化和高温固化两种。
低温固化的酚醛树脂适用于对温度敏感的材料,而高温固化的酚醛树脂则可以提高固化速度和固化效果。
3. 固化剂种类:酚醛树脂的固化剂种类决定了其固化性能和应用领域。
常见的固化剂包括酚醛树脂固化剂、酚醛树脂改性剂等。
选择不同的固化剂可以改变酚醛树脂的性能和用途。
二、酚醛树脂的特点1. 优异的机械性能:酚醛树脂具有较高的强度、硬度和耐磨性,可以满足不同领域的使用需求。
2. 耐高温性能:酚醛树脂在高温环境下依然能保持较好的力学性能和稳定性。
3. 耐化学腐蚀性:酚醛树脂对酸、碱、溶剂等具有较好的耐腐蚀性,适用于化学工业和电子工业等领域。
4. 电气性能优异:酚醛树脂具有良好的绝缘性能和介电性能,可以用于制作电气绝缘材料。
5. 可塑性强:酚醛树脂可通过改变配方和工艺来调节其硬度、柔韧性和流动性。
三、酚醛树脂的应用由于酚醛树脂具有优异的性能,广泛应用于各个领域。
1. 汽车工业:酚醛树脂可以用于汽车零部件的制造,如制动片、摩擦材料、齿轮等。
2. 电子工业:酚醛树脂是制作电子绝缘材料的重要原料,如电路板、绝缘套管等。
3. 化学工业:酚醛树脂可以用于制作耐酸碱的容器、管道和阀门等。
酚醛树脂概述

酚醛树脂概述酚醛树脂(Phenol-Formaldehyde Resin,PF),也称为电木或电木粉。
酚醛树脂是由酚类化合物(如苯酚、甲酚、二甲酚、间苯二酚、叔丁酚、双酚A等)与醛类化合物(如甲醛、乙醛、多聚甲醛、糠醛等)在碱性或酸性催化剂作用下,经加成缩聚反应制得的一类聚合物的统称。
它是合成树脂中发现最早、最先实现工业化生产的树脂品种,已有百年历史。
1872年,德国化学家Bayer首先发现酚和醛在酸的存在下可以缩合得到无定形棕红色的不可处理的树枝状产物,但未开展研究;1902年,布卢默(Blumer)用酒石酸作催化剂,得到了第一个商业化酚醛树脂,命名为Laccain,但没有形成工业化规模;1905—1907年,酚醛树脂创始人美国科学家贝克兰(Baekeland)对酚醛树脂进行了系统而广泛的研究,并于1909年提出了关于酚醛树脂“加压、加热”固化的专利,实现了酚醛树脂的实用化,解决了重大的关键问题。
1910年在柏林吕格斯工厂建立通用酚醛树脂公司,实现了工业生产。
1911年,艾尔斯沃思提出用六亚甲基四胺固化热塑性酚醛树脂,并制得性能良好的塑料制品,获得广泛的应用。
1913年,德国科学家阿尔贝特(Albert)发明在苯酚-甲醛酸性缩合物中加松香,制得了油溶性酚醛树脂。
这一发明开辟了酚醛树脂在涂料工业中的应用。
1969年,由美国金刚砂公司开发了以苯酚-甲醛树脂为原料制得的纤维,随后由日本基诺尔公司投入生产。
酚醛树脂作为三大热固性树脂之一,其产量在合成高分子聚合物中居第五位,在热固性树脂中居第一位。
以选用催化剂的不同,酚醛树脂可分为热固性和热塑性两类。
以酚醛树脂为主要成分并添加大量其他助剂而制得的制品称为酚醛塑料,主要包括PF模塑料制品、PF层压制品、PF泡沫塑料制品、PF纤维制品、PF铸造制品、PF封装材料等。
1.酚醛树脂的生产酚醛树脂的生产可以按两条具有显著差异的工艺路线来生产,即通称为热塑性树脂(又称二步法树脂、线型树脂、Novolak树脂)路线和热固性树脂(又称一步法树脂、甲阶或A阶树脂、Resole树脂)路线,两条工艺路线示意图如图2-12所示。
酚醛树脂

1.简介酚醛树脂(电木),是一种以酚类化合物与醛类化合物经缩聚而制得的一大类合成树脂。
其中苯酚-甲醛树脂是酚醛树脂中最典型和最重要的一种。
酚醛树脂在制备之初由于其优良的耐热性、绝缘性而被广泛应用与电器材料,这也是酚醛树脂俗称电木的由来。
酚醛树脂根据所采用原料反应官能度、酚与醛的摩尔比及合成反应催化剂的不同可分为热塑性酚醛树脂和热固性酚醛树脂两大类产品。
热塑性酚醛树脂在无固化剂促进下具有热可塑性,热固性不需要固化剂也具有自固化特性。
酚醛树脂通过合成时加入不同组分,可获得功能各异的改性酚醛树脂。
2.属性其他属性:耐酸性、耐水性、绝缘性、机械强度优异、易切割加工。
3.应用:酚醛泡沫是由酚醛树脂通过发泡而得到的一种泡沫塑料。
与早期占市场主导地位的聚苯乙烯泡沫、聚氯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫等材料相比,在阻燃方面它具有特殊的优良性能。
其重量轻,刚性大,尺寸稳定性好,耐化学腐蚀,耐热性好,难燃,自熄,低烟雾,耐火焰穿透,遇火无洒落物,价格低廉,是电器、仪表、建筑、石油化工等行业较为理想的绝缘隔热保温材料。
4.产能情况:2002-2018年中国酚醛树脂产量变化趋势(单位:万吨,%)目前我国约有200多家酚醛树脂生产企业,年产能已达到130万吨,实际生产量约为100万吨。
国内酚醛树脂消费量为110万吨,已占到全球消费量的三分之一,我国已经成为酚醛树脂最大的生产商与消费者。
在国内生产酚醛树脂的诸多企业主要集中在华东地区,尤其是产量较大的厂家集中在江苏、浙江、福建、上海、山东五省市。
年产能靠前的有济南圣泉基团(年产能35万吨,公司拟再扩大高端酚醛树脂23万吨产能。
成为世界最大的酚醛树脂生产企业。
)、辽宁锦城化工(年产能6万吨)、河南邦德化工(年产能3万吨)、山东莱芜润达新材料(年产能3万吨)、新疆美克斯新材料(年产能3万吨)、大石桥市天源炉料化工有限公司(年产能1.5万吨)等。
由于技术的进步,酚醛树脂优良的性价比也使得酚醛树脂也从单纯作为生产酚醛塑料的原材料逐步被应用于诸多工业领域,比如汽车、建筑、铸造、涂料、冶金、电子领域对酚醛树脂的需求量就在逐年增大。
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酚醛树脂(一)简介: 名称:酚醛树脂phenolic resin,简称PF。
化学式:颜色:固体酚醛树脂为无色或黄褐色透明物,市场销售往往加着色剂而呈红、黄、黑、绿、棕、蓝等颜色形状:有颗粒、粉末状。
溶解性:不溶于水,溶于丙酮、酒精等有机溶剂中化学稳定性:耐弱酸和弱碱,遇强酸发生分解,遇强碱发生腐蚀。
分类:因选用催化剂的不同,可分为热固性和热塑性两类(二)酚醛树脂合成原理:热固性酚醛树脂的生成原理和制备工艺热固性酚醛树脂的生成原理热固性酚醛树脂的生成条件:碱催化,醛过量。
聚合反应过程:加成反应 缩合反应 加成反应机理:用无机碱或叔胺(没有活性氢)催化时OH+ OHO+ H 2OO+H C O HOCH 2OHH 2OOHCH 2OH+ OHO+H C O HOCH 2HO OCH 2OH在碱性条件下,上述产物组分复杂,为各种羟甲基酚的混合物。
缩合反应机理:当温度进一步升高时,各种羟甲基酚之间发生缩合反应,生成二酚核和多酚核的低聚物。
OHOCH 2+OHHOCH 2OH CH 2OH HOCH 2OCH 2CH 2OHOHOHOHHOCH 2OCH 2OH +H 2O OCH 2OH+H 2O +CH 2O(1)(2)随着反应温度升高,反应时间延长,最后将生成高度交联的体型结构。
工业上生产热固性酚醛树脂时,常用氨水做碱性催化剂,此时氨水有两个作用:① 起催化作用 ② 参与树脂生成反应OH+CH 2O+NH 3OHCH 2NH 222O CH 2CH 2NH+65OHCH 2NH CH 2OH22OHCH 2N CH 2OCH 265OHCH 2N CH 2OHCH 2(3)反应特点:1、碱性介质中,各种羟甲基酚都稳定,加成反应快,缩合反应慢。
2、放热较少,反应进行较缓和。
3、根据反应程度,一般将反应过程分为三个阶段,各阶段产物性质不同。
A 阶段:产物为液体或固体,含较多的羟甲基,极性较强,能全部或部分溶于水中,有时称水溶性树脂或可溶性酚醛树脂。
B 阶段:由A 阶段树脂加热或长期存放继续反应而得,固体状,加热可软化,但不能熔化,能拉成长丝,冷却变成脆性物质,易粉碎成粉末。
在溶剂中不溶或部分溶解、溶胀。
是应用过程中的中间产物。
由A 阶转为B 阶的速度称胶化速度。
C 阶段:树脂反应最后阶段,形成高度交联的体型结构树酯。
产物不熔不溶, 能体现应用特征。
由A阶段经B阶段转为C阶段的速度称固化速度。
热固性酚醛树脂制备工艺配方组成甲醛﹕苯酚=1.15~11.25﹕1 >1催化剂:氨水工艺过程按配方量将酚、醛依次加入反应釜中;回流、搅拌、加氨水;给汽加热至70℃左右停止,反应放热使温度达到80~100℃;反应时间约40min ;反应物由透明的暗红色转变成浑浊的乳黄色(缩聚阶段的终点标志);抽空脱水大约3~5小时;反应物由乳黄色变为红色透明液体;取样测定胶化时间(160℃±2℃,热板,小刀法,1g试样);冷却、停止抽空;向釜内加入配方量的酒精;不断搅拌1h;取样测固体含量(105±2℃,2h不小于56wt%);冷却至50℃以下,放料经过滤输送到储罐。
生产设备采用一器法生产,工艺流程与热塑性酚醛树脂相似。
热固性酚醛树脂质量指标1、胶化时间2、固体含量3、游离酚含量工艺参数对质量指标的影响1、配比,醛过量太多易胶化,胶化时间短。
但醛量增加有利于降低游离酚含量,且能提高反应速度,使树脂软化点和粘度提高。
2、最后热加工温度不能超过100℃,以防胶化。
3、催化剂氨水的量过多使反应时间短,游离酚含量增大。
4、缩聚反应时间长,温度低,有利于树脂结构均匀,反应点多,反应完全。
5、必须在真空下脱水干燥,以降低脱水温度,使粘度增长缓慢,使水和游离酚残留量减少。
热固性酚醛树脂应用主要用于层压制品、塑料制品、绝缘清漆。
注意:制层压制品时,主要控制树脂的胶化速度,胶化速度太慢,上胶速度低,干燥温度高,压制预热时间长,流胶量大。
但胶化速度太快,树脂粘度大,影响浸渍效果。
制塑料制品时,主要控制固化速度,固化速度决定流动时间和压制时间。
热塑性酚醛树脂的生成原理及制备工艺热塑性酚醛树脂生成原理热塑性酚醛树脂的生成条件:酸催化、苯酚过量聚合反应过程:加成反应缩合反应加成反应机理:苯酚与甲醛反应生成羟甲基酚,邻、对位均可反应,反应速度与氢离子浓度成正比。
HO CH2OH + H CH2OH + H2OOHCH2OHOHHCH2OH慢OHCH2OH+ H缩合反应机理:酸性催化剂促进各种羟甲基酚脱水生成羟苄基正离子,再与苯酚反应,两个酚核通过亚甲基桥连在一起。
OHCH2OH+ H OHCH2OH2OHCH2+ H2OOHCH2+ OH OHCH2OH+ H反应特点:1、酸性介质中,缩合反应比加成反应快,各种羟甲基不稳定,一旦生成,便以更快的速度进行缩合反应,不存在游离的羟甲基,反应速率∝[H ];产物结构可简写为(n+1)OH+ nHCHOOHCH2OHn+ nH2O2、放热反应;3、产物平均相对分子量600~700 平均含2~10个核体。
4、n值越大,分支结构越多;5、苯酚含量越少,在邻、对位上都反应的可能性越大,使分支结构增多,易出现复杂的交联结构,导致树脂不溶不熔。
热塑性酚醛树脂制备工艺配方组成甲醛﹕苯酚=0.835~0.860﹕1 <1 酚过量催化剂:常用盐酸,也可用磷酸、硫酸、草酸。
盐酸用量为苯酚的0.1%~0.5wt% ,PH控制1.8~2.2工艺过程按配方量将苯酚、福尔马林依次加入反应釜中;由加料漏斗分2-3次加入催化剂盐酸;反应在沸腾温度(80~100℃)下进行;反应时间约60~90min,与催化剂种类有关;对乳化分层的产物抽空脱水和热加工。
热塑性酚醛树脂制备过程温度曲线生产设备根据酚醛树脂的生成原理,其生成过程可分为两阶段:第一阶段:酚与醛缩聚,反应放热。
O和游离酚排除。
第二阶段:脱水与热加工,将H2生产工艺有两种:一器法二器法一器法:缩聚反应、脱水、热加工都在一个反应釜内进行。
一器法制造酚醛树脂的工艺流程:一器法生产的特点:优点:设备少,操作方便。
缺点:缩聚和脱水热加工对设备结构要求不同,缩聚:H/D越大,物料挥发越少,只需轻型搅拌器。
脱水加工:H/D越小,蒸发面越大,有利于热加工,由于粘度大,需要强力搅拌装置。
二器法:缩聚反应在一个反应釜内进行,脱水和热加工在另一个反应釜内进行。
二器法生产的特点:制备乳液树脂时,不需要抽空脱水。
热塑性酚醛树脂质量指标软化点:其高低反映了树脂平均分子量的大小。
粘度:树脂50%酒精溶液的粘度。
游离酚含量:树脂中未反应的酚含量。
工艺参数对质量指标的影响1、甲醛与苯酚的摩尔比越大(苯酚过量少),树脂分子量越大,软化点越高,游离酚含量也越少;2、缩聚阶段时间越长,树脂收率越高,软化点越高,游离酚含量越少;3、热加工温度高,软化点高,游离酚含量少;4、对于软化点和游离酚含量要求一定的树脂,真空度越低,热加工温度就越高。
热塑性酚醛树脂固化与应用热塑性酚醛树脂为线形结构,成型加工时需加入固化剂才能获得体形结构的制品。
常用固化剂:六次甲基四胺(乌洛托品)CH2NCH2N CH2N CH2NH2C CH2+ 6H2O6H C HO+ 4NH3H C H +O OHCH 2OHnCH 2OHOHCH 2CH 2OHCH 2CH 2CH 2热塑性酚醛树脂主要用于木粉填料的粉状塑料(也称模塑粉) 模塑粉组成:酚醛树脂粉末、木粉填料、乌洛托品、其他助剂。
模塑粉应用:压塑料、防腐漆、胶泥。
(三)酚醛树脂的重要性能高温性能酚醛树脂最重要的特征就是耐高温性,即使在非常高的温度下,也能保持其结构的整体性和尺寸的稳定性。
正因为这个原因,酚醛树脂才被应用于一些高温领域,例如耐火材料,摩擦材料,粘结剂和铸造行业。
粘结强度酚醛树脂一个重要的应用就是作为粘结剂。
酚醛树脂是一种多功能,与各种各样的有机和无机填料都能相容的物质。
设计正确的酚醛树脂,润湿速度特别快。
并且在交联后可以为磨具、耐火材料,摩擦材料以及电木粉提供所需要的机械强度,耐热性能和电性能。
水溶性酚醛树脂或醇溶性酚醛树脂被用来浸渍纸、棉布、玻璃、石棉和其它类似的物质为它们提供机械强度,电性能等。
典型的例子包括电绝缘和机械层压制造,离合器片和汽车滤清器用滤纸。
高残碳率在温度大约为1000℃的惰性气体条件下,酚醛树脂会产生很高的残碳,这有利于维持酚醛树脂的结构稳定性。
酚醛树脂的这种特性,也是它能用于耐火材料领域的一个重要原因。
低烟低毒与其他树脂系统相比,酚醛树脂系统具有低烟低毒的优势。
在燃烧的情况下,用科学配方生产出的酚醛树脂系统,将会缓慢分解产生氢气、碳氢化合物、水蒸气和碳氧化物。
分解过程中所产生的烟相对少,毒性也相对低。
这些特点使酚醛树脂适用于公共运输和安全要求非常严格的领域,如矿山,防护栏和建筑业等。
抗化学性交联后的酚醛树脂可以抵制任何化学物质的分解。
例如汽油,石油,醇,乙二醇和各种碳氢化合物。
热处理热处理会提高固化树脂的玻璃化温度,可以进一步改善树脂的各项性能。
玻璃化温度与结晶固体如聚丙烯的熔化状态相似。
酚醛树脂最初的玻璃化温度与在最初固化阶段所用的固化温度有关。
热处理过程可以提高交联树脂的流动性促使反应进一步发生,同时也可以除去残留的挥发酚,降低收缩、增强尺寸稳定性、硬度和高温强度。
同时,树脂也趋向于收缩和变脆。
树脂后处理升温曲线将取决于树脂最初的固化条件和树脂系统。
(四)酚醛树脂的应用合成纤维等。
压塑粉生产模压制品的压塑粉是酚醛树脂的主要用途之一。
采用辊压法、螺旋挤出法和乳液法使树脂浸渍填料并与其他助剂混合均匀,再经粉碎过筛即可制得压塑粉。
常用木粉作填料,为制造某些高电绝缘性和耐热性制件,也用云母粉、石棉粉、石英粉等无机填料。
压塑粉可用模压、传递模塑和注射成型法制成各种塑料制品。
热塑性酚醛树脂压塑粉主要用于制造开关、插座、插头等电气零件,日用品及其他工业制品。
热酚醛塑料以酚醛树脂(主要增强塑料是重要的工业材料。
它不仅机械强度高、综合性能好,而且可进行机械加工。
以玻璃纤维、石英纤维及其织物增强的酚醛塑料主要用于制造各种制动器摩擦片和化工防腐蚀塑料;高硅氧玻璃纤维和碳纤维增强的酚醛塑料是航天工业的重要耐烧蚀材料。
酚醛涂料以松香改性的酚醛树脂、丁醇醚化的酚醛树脂以及对叔丁基酚醛树脂、对苯基酚醛树脂均与桐油、亚麻子油有良好的混溶性,是涂料工业的重要原料。
前两者用于配制低、中级油漆,后两者用于配制高级油漆。
酚醛胶热固性酚醛树脂也是胶粘剂的重要原料。
单一的酚醛树脂胶性脆,主要用于胶合板和精铸砂型的粘结。
以其他高聚物改性的酚醛树脂为基料的胶粘剂,在结构胶中占有重要地位。
其中酚醛-丁腈、酚醛-缩醛、酚醛-环氧、酚醛-环氧-缩醛、酚醛-尼龙等胶粘剂具有耐热性好、粘结强度高的特点。