酚醛樹(shù)脂是由苯酚和甲醛在催化劑條件下縮聚、經(jīng)中和、水洗而制成的樹(shù)脂,其間以苯酚和甲醛樹(shù)脂為最重要。也是國(guó)際上最早由人工組成的,至今仍很重要的高分子資料。因選用催化劑的不一樣,可分為熱固性和熱塑性兩類。酚醛樹(shù)脂具有杰出的耐酸功用、力學(xué)功用、耐熱功用,廣泛運(yùn)用于防腐蝕工程、膠粘劑、阻燃資料、砂輪片制作等職業(yè)。
酚醛樹(shù)脂也叫電木,又稱電木粉。原為無(wú)色或黃褐色通明物,商場(chǎng)出售往往加著色劑而呈紅、黃、黑、綠、棕、藍(lán)等色彩,有顆粒、粉末狀。耐弱酸和弱堿,遇強(qiáng)酸發(fā)作分化,遇強(qiáng)堿發(fā)作腐蝕。不溶于水,溶于丙酮、酒精等有機(jī)溶劑中。苯酚與甲醛縮聚而得。
酚醛樹(shù)脂,是一種組成塑料,無(wú)色或黃褐色通明固體,因電氣設(shè)備運(yùn)用較多,也俗稱電木。耐熱性、耐燃性、耐水性和絕緣性優(yōu)秀,耐酸性較好,耐堿性差,機(jī)械和電氣功用杰出,易于切開(kāi),分為熱固性塑料和熱塑性塑料兩類。組成時(shí)參與不一樣組分,可獲得功用各異的改性酚醛樹(shù)脂,具有不一樣的優(yōu)秀特性,如耐堿性、耐磨性、耐油性、耐腐蝕性等。
1905~1909年L.H.貝克蘭對(duì)酚醛樹(shù)脂及其成型工藝進(jìn)行了體系的研討,1910年在柏林呂格斯工廠樹(shù)立通用酚醛樹(shù)脂公司,完成了工業(yè)出產(chǎn)。1911年J.W.艾爾斯沃思提出用六亞甲基四胺固化熱塑性酚醛樹(shù)脂,并制得了功用杰出的塑料制品,獲得了廣泛的運(yùn)用。1969年,由美國(guó)金剛砂公司開(kāi)發(fā)了以苯酚-甲醛樹(shù)脂為質(zhì)料制得的纖維,隨后由日本基諾爾公司投入出產(chǎn)。如今美國(guó)、蘇聯(lián)和中國(guó)也有出產(chǎn)。酚醛樹(shù)脂的出產(chǎn)至今不衰,1984年國(guó)際總產(chǎn)量約1946kt,居熱固性樹(shù)脂的首位。中國(guó)自40時(shí)代開(kāi)端出產(chǎn),1984年產(chǎn)量為77.6kt。出產(chǎn)辦法常用的質(zhì)料為苯酚、間苯二酚、間甲酚、二甲酚、對(duì)叔丁基或?qū)Ρ交雍图兹?、糠醛等。出產(chǎn)過(guò)程包羅縮聚和脫水兩步。按配方將質(zhì)料投入反響器并混合均勻,參與催化劑,拌和,加熱至55~65℃,反響放熱使物料主動(dòng)升溫至歡騰。爾后,持續(xù)加熱堅(jiān)持微歡騰(96~98℃)至結(jié)尾,經(jīng)減壓脫水后即可出料。近年來(lái),開(kāi)發(fā)成功接連縮聚出產(chǎn)酚醛樹(shù)脂新工藝。影響樹(shù)脂組成和功用的首要因素為酚與醛的化學(xué)布局、摩爾比和反響介質(zhì)的pH。酚與醛的摩爾比大于或等于1時(shí),初始產(chǎn)品為一羥甲基酚,縮聚時(shí)生成線型樹(shù)脂;小于1時(shí),生成多羥甲基酚衍生物,構(gòu)成的縮聚樹(shù)脂可交聯(lián)固化。反響介質(zhì)的pH小于7時(shí),生成的羥甲基酚很不安穩(wěn),易縮聚成線型樹(shù)脂;大于7時(shí),縮聚緩慢,有利于多羥甲基酚衍生物的生成。出產(chǎn)熱塑性酚醛樹(shù)脂常用鹽酸、磷酸、草酸作催化劑(見(jiàn)酸堿催化劑)使介質(zhì)pH為0.5~1.5。為防止劇烈歡騰,催化劑可分次參與。歡騰反響時(shí)間通常為3~6h。脫水可在常壓或減壓下進(jìn)行,結(jié)尾脫水溫度為140~160℃。樹(shù)脂分子量為500~900。出產(chǎn)熱固性酚醛樹(shù)脂可用氫氧化鈉、氫氧化鋇、氨水和氧化鋅作催化劑,歡騰反響時(shí)間1~3h,脫水溫度通常不超越90℃,樹(shù)脂分子量為500~1000。強(qiáng)堿催化劑有利于增大樹(shù)脂的羥甲基含量和與水的相溶性。氨催化劑能直接參與樹(shù)脂化反響,一樣配方制得的樹(shù)脂分子量較高,水溶性差。氧化鋅催化劑能制得儲(chǔ)存安穩(wěn)性好的高鄰位布局酚醛樹(shù)脂。運(yùn)用 酚醛樹(shù)脂首要用于制作各種塑料、涂料、膠粘劑及組成纖維等。壓塑粉出產(chǎn)模限制品的壓塑粉是酚醛樹(shù)脂的首要用途之一。選用輥壓法、螺旋擠出法和乳液法使樹(shù)脂浸漬填料并與其他助劑混合均勻,再經(jīng)破壞過(guò)篩即可制得壓塑粉。常用木粉作填料,為制作某些高電絕緣性和耐熱性制件,也用云母粉、石棉粉、石英粉等無(wú)機(jī)填料。壓塑粉可用模壓、傳遞模塑和注射成型法制成各種塑料制品。熱塑性酚醛樹(shù)脂壓塑粉首要用于制作開(kāi)關(guān)、插座、插頭號(hào)電氣零件,日用百貨及其他工業(yè)制品。熱固性酚醛樹(shù)脂壓塑粉首要用于制作高電絕緣制件。增強(qiáng)酚醛塑料以酚醛樹(shù)脂(首要是熱固性酚醛樹(shù)脂)溶液或乳液浸漬各種纖維及其織物,經(jīng)枯燥、限制成型的各種增強(qiáng)塑料是重要的工業(yè)資料。它不只機(jī)械強(qiáng)度高、歸納功用好,并且可進(jìn)行機(jī)械加工。以玻璃纖維、石英纖維及其織物增強(qiáng)的酚醛塑料首要用于制作各種制動(dòng)器摩擦片和化工防腐蝕塑料;高硅氧玻璃纖維和碳纖維增強(qiáng)的酚醛塑料是航天工業(yè)的重要耐燒蝕資料。酚醛涂料以松香改性的酚醛樹(shù)脂、丁醇醚化的酚醛樹(shù)脂以及對(duì)叔丁基酚醛樹(shù)脂、對(duì)苯基酚醛樹(shù)脂均與桐油、亞麻子油有杰出的混溶性,是涂料工業(yè)的重要質(zhì)料。前兩者用于制造低、中級(jí)油漆,后兩者用于制造高檔油漆。酚醛膠熱固性酚醛樹(shù)脂也是膠粘劑的重要質(zhì)料。單一的酚醛樹(shù)脂膠性脆,首要用于膠合板和精鑄砂型的粘結(jié)。以其他高聚物改性的酚醛樹(shù)脂為基料的膠粘劑,在布局膠中占有重要位置。其間酚醛-丁腈、酚醛-縮醛、酚醛-環(huán)氧、酚醛-環(huán)氧-縮醛、酚醛-尼龍等膠粘劑具有耐熱性好、粘結(jié)強(qiáng)度高的特色。酚醛-丁腈和酚醛-縮醛膠粘劑還具有抗張、抗沖擊、耐濕熱老化等優(yōu)良功用,是布局膠粘劑的優(yōu)秀品種。酚醛纖維首要以熱塑性線型酚醛樹(shù)脂為質(zhì)料,經(jīng)熔融紡絲后浸于聚甲醛及鹽酸的水溶液中作固化處置,得到甲醛交聯(lián)的體型布局纖維。為進(jìn)步纖維強(qiáng)度和模量,可與 5%~10%聚酰胺熔混后紡絲。這類纖維為金黃或黃棕色纖維,強(qiáng)度為11.5~15.9cN/dtex,抗燃功用杰出,極限氧指數(shù)為34,霎時(shí)觸摸近7500℃的氧-乙炔火焰,不熔融也不延燃,具有自熄性,還本領(lǐng)濃鹽酸和氫氟酸,但耐硫酸、硝酸和強(qiáng)堿的功用較差。首要用作防護(hù)服及耐燃織物或室內(nèi)裝飾品,也可用作絕緣、隔熱與絕熱、過(guò)濾資料等,還可加工成低強(qiáng)度、低模量碳纖維、活性炭纖維和離子交換纖維等。
熱固性酚醛樹(shù)脂在防腐蝕范疇中常用的幾種方式:酚醛樹(shù)脂涂料;酚醛樹(shù)脂玻璃鋼、酚醛-環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合玻璃鋼;酚醛樹(shù)脂膠泥、砂漿;酚醛樹(shù)脂浸漬、壓型石墨制品。熱固性酚醛樹(shù)脂的固化方式分為常溫固化和熱固化兩種。常溫固化可運(yùn)用無(wú)毒常溫固化劑NL,也可運(yùn)用苯磺酰氯或石油磺酸,但后兩種資料的毒性、刺激性較大。主張運(yùn)用低毒高效的NL固化劑。填料可選擇石墨粉、瓷粉、石英粉、硫酸鋇粉,不宜選用輝綠巖粉。
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