酚醛树脂

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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

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

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

前言酚醛树脂也叫电木,又称电木粉,英文名称phenolic resin,简称PF,比重1.25~1.30,是酚与醛经聚合制得的合成树脂统称, 原为无色或黄褐色透明物,,因含有游离分子而呈微红色,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。

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。

主要包括:线型酚醛树脂、热固性酚醛树脂和油溶性酚醛树脂。

其中以苯酚-甲醛树脂最重要。

酚醛树脂有热塑性和热固性两类。

热塑性酚醛树脂(或称两步法酚醛树脂),为浅色至暗褐色脆性固体,溶于乙醇、丙酮等溶剂中,长期具有可溶可熔性,仅在六亚甲基四胺或聚甲醛等交联剂存在下,才固化(加热时可快速固化)。

主要用于制造压塑粉,也用于制造层压塑料、清漆和胶粘剂。

热固性酚醛树脂(或称一步法酚醛树脂),可根据需要制成固体、液体和乳液,都可在热或(和)酸作用下不用交联剂即可交联固化。

为指导树脂合成和成型加工,常将其固化过程分为A、B、C三个阶段。

具有可溶可熔性的预聚体称作A阶酚醛树脂;交联固化为不溶不熔的最终状态称C阶酚醛树脂;在溶剂中溶胀但又不完全溶解,受热软化但不熔化的中间状态称B 阶酚醛树脂,热固性酚醛树脂存放过程中粘度逐渐增大,最后可变成不溶不熔的C阶树脂。

因此,其存放期一般不超过3~6个月。

热固性酚醛树脂可用于制造各种层压塑料、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、胶粘剂和改性其他高聚物。

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。

酚醛树脂工业的发展史用化学合成的方法得到并被实际应用的第一个合成高分子材科,是美国Baekeland 发明的酚醛树脂,它是世界上人工合成的第一类树脂材料,它具有良好的耐酸性能、力学性能、耐热性能,而且由于它原料易得,合成方便,已经被工业广泛使用,至今已有百年历史。

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。

酚醛树脂(MSDS)

酚醛树脂(MSDS)
酚醛树脂(MSDS)
产品信息
- 产品名称:酚醛树脂
- 分子式:C7H6O2
物理性质
- 外观:无色或微黄色固体
- 溶解性:微溶于水,可溶于有机溶剂
- 熔点:约 100-200°C
- 密度:约 1.2 g/cm³
健康与安全信息
- 吸入:避免吸入粉尘,可能引起呼吸道刺激和不适
- 食入:切勿食用,可能导致胃肠道不适
- 眼部接触:避免接触眼睛,如不慎接触,立即用清水冲洗至少15分钟
- 皮肤接触:避免长时间接触皮肤,如接触后出现不适,应立即用清水冲洗
环境影响
- 酚醛树脂在水中降解较慢,可能对水生生物造成毒性
- 避免将酚醛树脂排放到自然水体中
应急措施
- 吸入:将患者移到空气新鲜处,如出现呼吸困难,寻求医疗帮助
- 食入:立即给患者喝水,不要催吐,寻求医疗帮助
- 眼部接触:立即用清水冲洗至少15分钟,如有不适,寻求医疗帮助
- 皮肤接触:立即用清水冲洗,如有不适,寻求医疗帮助
防护措施
- 使用个人防护装备,如手套、防护眼镜和防护服
- 在通风良好的区域使用,避免吸入粉尘
- 避免与皮肤和眼睛长时间接触
- 储存时避免高温和明火
废弃物处理
- 按照当地法规进行处理和处置
- 不要将废弃物排放到自然水体中
注意事项
- 酚醛树脂仅用于工业用途,切勿接触食品和饮用水
- 避免与强氧化剂和酸性物质接触
*以上信息仅供参考,具体情况请参考该产品的正式酚醛树脂安全数据表(MSDS)*。

酚醛树脂


酚醛层压板的制造工艺流程图
玻璃布
表面处理
酚醛树脂
配胶
浸胶
玻璃胶布
后处理
加工
裁剪
叠合
脱模
热压
酚醛棉布层压板
酚醛纸层压板
6.3 酚醛树脂涂料
酚醛树脂涂料或酚醛树脂漆是以酚醛树脂或改性酚醛树脂为主 要树脂制成的涂料或酚醛树脂漆。
酚醛树脂用于涂料工业已有70多年的历史,主要是代替天然树 脂与干性油配合制漆。酚醛树脂赋予涂料以硬度、光泽、快干、耐 水、耐酸碱及绝缘等性能,所以广泛用于木器、家具、建筑、船舶、 机械、电器及防化学腐蚀等方面,但酚醛树脂在老化过程中漆膜易 泛黄,因此不宜制造白色和浅色的涂料。
酚醛膜塑料典型配方
原料 质量分数/%
原料 质量分数/%
树脂 固化剂 填料 MgO
35~45 6 45~55 1~2
硬脂酸
1~2
增塑剂
1~2
颜料
1~2
酚醛膜塑料组分及作用
❖ 酚醛树脂: 粘结剂 ❖ 增强材料: 骨架作用,主要采用纤维状增强材
料 ❖ 辅助剂: 包括玻璃纤维表面处理剂、填料、稀释
剂、脱模剂及颜料等。
1905~1907年,酚醛树脂创始人美国 科 学 家 巴 克 兰 ( Baekeland ) 对 酚 醛 树脂进行了系统而广泛的研究,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,有人提议将此年定为酚醛 树脂元年(或合成高分子元年)。
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3、酚醛树脂的特性
❖ 间苯二酚的活性比苯酚高,可以提高固化速 度,在中性条件下甚至可以室温固化。
❖ 单取代苯酚,如邻、对位甲酚或氯代苯酚是 f=2的单体,与苯酚混合时可以适当降低酚醛 树脂的交联密度
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酚醛树脂以酚类与醛类为原料,在催化剂作用下,缩聚而得到的树脂,统称为酚醛树脂。

酚醛树脂是应用于工业上最早的一种合成树脂。

由于它原材料来源丰富,合成工艺简单,成本较低,而且具有良好的化学性能、物理性能、力学性能和电气绝缘性能,具有广泛的用途。

它可以根据不同的使用要求,合成各种使用性能的酚醛树脂,例如,可制成耐热纤维、黏合剂、泡沫塑料等。

酚醛纤维酚醛纤维具有优异的阻燃、抗烧蚀、高热稳定性和吸声等特性,得到了广泛应用。

酚醛纤维是过量的苯酚与甲醛反应生成直线性酚醛树脂,酚醛树脂经熔融纺丝,在酸和醛的混合液中固化形成不溶不熔纤维。

纺出纤维的固化反应,就是此聚合物纤维原丝在酸催化作用下进一步同甲醛发生的加成缩合反应,生成亚甲基桥键-CH2-和亚甲基醚键-CH2OCH2-化合物。

(l)酚醛纤维的制备在草酸催化作用下,使过量苯酚与甲酸反应,合成直线形热塑性酚醛树脂;进一步分馏,制备出软化点130℃、数均分子量2000和游离酚含量小于0.3%的高纯可纺性热塑性酚醛树脂;再经熔融纺丝,纺制成平均直径1Oum的纤维;将初生纤维固定在石墨夹板上,浸入盛有甲醛和盐酸水溶液的固化液的反应器内,按一定的升温速率升温至95℃,进行固化反应,得到酚醛纤维。

甲醛浓度、盐酸浓度、升温速率等因素对固化反应产生影响,最终影响酚醛纤维的性能。

(2)影响酚醛纤维性能的因素初生纤维的熔并温度随着甲醛浓度的增大而依次降低。

其原因在于甲醛与酚醛树脂具有良好的相容性,甲醛的浓度越高,对酚醛树脂的渗透性越强;甲醛对酚醛树脂有显著的溶胀作用,并使其在甲醛浓溶液中的熔点降低。

为提高+CH2OH在纤维内部的扩散速度,在+CH20H马初生纤维的液固反应体系中,选用高浓度的+CH30(18.5%),即HCHO (37%)与HCl(37%)各50%相混合。

将初生纤维置于18.5%的盐酸溶液中,按10℃/h的速率升温至95℃,并在此温度下恒温2h。

初生纤维在反应结束后变成棕红色纤维,将此反应生成物用热台显微镜和IR进行分析,结果表明,初生纤维经盐酸处理后亚甲基-CH2-和酚羟基-OH吸收峰相对强度减少,出现了新的吸收峰芳香醚键C-O-C和芳香酮键C-C=O。

这可能是初生纤维在强酸作用下酚羟基之间、酚羟基与亚甲基之间发生了脱水缩合反应,导致了芳环中取代基数目增多,交联程度提高,酚醛纤维熔点的提高,热台显微镜分析结果显示,经过HCl处理的酚醛纤维依然为可熔融物,这说明在盐酸作用下只能发生部分交联,发生高度交联化必须存在交联基因的供应体。

纤维内部芳环之间的交联基团越多,宏观上反应在力学性能上拉伸强度越高。

在较低的酸浓度下,酚醛纤维拉伸强度随酸浓度的提高而增大,在酸浓度为12%时达到最高点200MPa,随后又随酸浓度的增大而降低。

HCl浓度越低(<12%)生成的+ CH2 OH浓度越低,交联程度低,强度也低。

当酸浓度为3%时,经过长时间反应后,纤维仍是可溶纤维。

而在酸浓度过高的情况下(>12%),生成的+CH2OH 浓度高,纤维表面迅速交联形成致密的剪切层,阻止+CH20H扩散进入纤维内部,形成了从纤维外表到内部+CH2OH的浓度梯度,影响内部交联反应,导致纤维强度降低。

在浓度为18.5%的酸溶液中所获得的纤维强度仅85MPa。

随着升温速率的提高,酚醛纤维拉伸强度逐渐提高,在15.4℃/h达到最大值然后下降。

其原因是,当升温速率太低(<15.4℃/h)时,纤维在低温段停留时间太长,LCH2OH 由表面到纤维内部的扩散速度太低,在纤维表面发生的交联反应使表面形成较致密的结构,以至于反应进行到第二阶段,即在较高的温度下+CH2OH很难逾越这一保护层进入纤维内部,由于纤雏内部缺乏+CH20H,交联程度较低,形成梯度效应。

升温速度越低,这一梯度效应越明显。

当升温速率小于4℃/h时,出现所谓的“皮芯”效应,纤维强度仅75MPa。

当升温速率太高(>15.4℃/h)时,固化反应无论在低温还是高温段都未有足够的反应和扩散时间,因而固化交联反应发生的概率小,形成的交联基因也较少,导致拉伸强度降低,升温速度越高,纤维的强度越低,当升温速率大于30℃/h时,纤维表面由于来不及形成保护膜而发生熔并。

在甲醛浓度为18. 5%,酸浓度为12%和升温速率为15.4℃/h的固化反应条件下,固化后的酚醛纤维获得了260MPa的最高拉伸强度。

这一结果表明,只有在适当的条件下,足量的+CH2OH不仅与纤维的外层反应,而且扩散入纤维的内部,与纤维的内部进行交联反应,最终获得内外高度均匀交联的纤维。

在甲醛浓度一定的条件下,盐酸浓度控制热交联反应,以及溶液中生成的+CH2OH的浓度。

而+CH2OH浓度又影响着它与纤蚓外层芳环的反应速度和+CH20H由纤维表面到内部的扩散速度及与内层芳环的反应速度。

如酸浓度太高,外表面交联反应太快,所形成的保护层必将阻碍+CH20H向纤维内部的扩散及交联。

而酸浓度太低,外表面的交联反应速度太慢,随反应的进行,温度的提高,外表面由于交联度不够,易产生熔并。

另一方面,加热速度又影响着固化反应的时间,并通过影响过程温度间接地影响着扩散和交联反应速度。

显然,只有当固化过程中纤维内部、外层的交联反应速度与总的交联时间达到最佳匹配时,才能获得高度均匀交联的纤维。

酚醛黏合剂(l)高残碳酚醛树脂黏舍剂的合成目前,耐火材料用现有的黏合剂虽已竭尽所能,但仍不能满足用户对耐火材料质量提出的日益增高的要求。

酚醛树脂具有原料复得、良好的耐热性及高强度等特点,从20世纪80年代已在耐火书料的生产中大量应用。

酚醛树脂的残碳量直接影响着耐火材料的高温强度,获得高残碳的树脂是树脂生产厂家和耐火材料企业一致追求的目标。

在酚醛树脂分子链中引入多环酚以及引入能够捕捉树雕高温裂解厦应所产生的自由基的添加剂,能够提高酚醛树脂的残碳量,但这将大大增加树脂的生产成本。

河南省精细化工重点实验室在基本不增加生产成本的前提下,研究了醛酚摩尔比、催化剂6种、溶剂对酚醛树脂残碳量的影响,当采用碱金属碳酸盐作催刊剂,醛酚摩尔比在1.35—1.37时,树脂具有最高的残碳量。

采用最优化工艺合成的树脂比通用的树脂残碳量高4%~5%。

由此合成的黏合剂应用于耐火材料的生产中,被认为是合适的黏合剂。

合成方法是:在反应釜中按比例加入苯酚和甲醛,升温至反应《度,在搅拌下1.5h内滴加入配制好的催化剂溶液,继续反应2h,降温,真空脱水,至所需要的黏度,加入溶剂,搅拌均匀后出料。

所合成的酚醛树脂黏合剂主要理化指标如下:黏度(25℃)6—12Pa•s固含量80. 47%,残碳量C1 48. 6%,残碳量C2 60. 39%,水分<5%,灰分<0.5%。

不同催化剂品种对黏合剂的残碳量有着较大的影响。

在相同反应条件下,碱金属催化合成的树脂黏合剂与碱土金属催化的树脂黏合剂相比,具有更高的残碳量。

要获得高残碳量的树脂黏合剂,应尽量选用碱金属催化剂,如碳酸钠、碳酸钾。

(2)耐温酚醛树脂黏合剂的合成作为人类历史上第一个工业化生产的合成树脂,酚醛树脂工业化已有近百年的历史,因其价格低廉,又具有良好的耐热、耐化学腐蚀和电气绝缘性能,因此是生产耐候、耐热性黏合剂的首选树脂。

但纯粹的酚醛树脂存在脆性大、在高温下容易分解等缺陷,影响材料的使用性能。

为满足某些场台的要求,需对酚醛黏合剂进行改性,而将环氧基团引入酚醛树脂的分子结构中是简单有效的方法之一。

陕西科技大学化学与化工学院和西安交通大学环境与化学工程学院合成了具有一定相对分子质量的热塑性酚醛树脂,然后将环氧基团引入该分子结构中进行改性,所得黏合剂在250℃下长期使用性能稳定。

热塑性酚醛树脂的合成:将一定比例的甲醛、苯酚置于反应釜中,在一定温度下搅拌一定时间,加入盐酸调节pH值,升温继续反应一定时间,每0.5h测一次含醛量,之后降低温度,保温、抽真空,得到淡黄色黏稠液体。

制得的热塑性酚醛树脂中加入一定量的环氧氯丙烷,升温回流反应一定时间,缓慢加人一定量一定浓度的NaOH溶液,至体系由锈红色浊液变为浅红色浊液,降温抽真空脱水,继续滴加~定量NaOH溶液,保温回流,熟化、洗涤、减压回收环氧氯丙烷、真空烘箱中除水,最终得到淡黄色透明黏稠液体。

线性酚醛树脂的合成条件:苯酚与甲醛的物质的量比例为0.7左右,在体系pH=1,温度为80℃的条件下反应2h,之后降低温度,减压脱除水分。

环氧基团的引入:按苯酚的物质的量的1.18倍在上一步产物中加入环氧氯丙烷,升温至平稳回流,反应一定时间后加入一定量的NaOH溶液。

NaOH与环氧氯丙烷的物质的量相等,先滴加其总量的80%(质量浓度40%),在2h左右滴完,至体系转为浅黄色浊液,减压脱水;继续滴加剩余的NaOH溶液(质量浓度7.5%)并回流,约0.5h滴完,之后再熟化2h。

将清浊液分开,浊液用蒸馏水洗涤数次去盐,在真空烘箱中除去水分,产物为淡黄色透明黏稠液体。

在最佳合成条件下得到的产品,剪切强度接近30MPa,凝破时间低于lOOs.能够长时间经历250℃的高温而性能稳定,说明该产品作为一种耐温黏合剂其性能是可靠的。

酚醛泡沫塑料酚醛泡沫(phenoliC foam,简称PF)是一种性能优异的防火、隔热、隔声、轻质节能产品,其热导)、聚氨酯(PU)等泡沫所远远不及的,25mm厚的PF泡沫平板经受1700°C火焰喷射l0min后,仅表面略有炭化却烧不穿,既不会着火更不会散发浓烟和毒气,氧指数一般为35%~50%。

PF泡沫长期使用温度可达到150℃,优于PS泡沫的80℃和PU泡沫的110℃,PF泡沫成本低廉,相当于PU泡沫2/3。

所以PF泡沫的节能、防火效果和经济效益都很显著。

(1)可发泡性树脂制备在反应釜中按比例加入苯酚、37%的甲醛溶液,升温至40℃,在搅拌下用40%的氢氧化钠溶液调pH值到8~9之间,升温并控制温度在80~90℃之间,反应1.5h;用酸调节pH值到6.8~7.2,然后在70℃下真空脱水.至折射率为1. 57—1.58之间,冷至室温,出料,待发泡用。

(2)发泡工艺过程先预热可发泡性酚醛树脂(30℃)100份,然后加入表面活性剂1-10份、发泡剂5—20份、改性剂1~20份,搅拌1~3min,加入固化剂5~20份,剧烈搅拌后倒人模具中(30—40℃),在室温或50~80℃下发泡即可得到产品。

固化剂也称酸性催化剂,如磷酸和苯磺酸;表面括性剂即气泡稳定剂,如硅酮和吐温系列;甲阶酚醛树脂含有10%~20%(质量分数)的水和少量游离甲醛,在发泡中可以起到发泡剂作用,但得到不规则大孔的泡沫,需加发泡剂。

常用物理发泡剂为低沸点的挥发性液体,如氢氟烃、二氯甲烷和正戊烷等,还有固体发泡剂,如铝粉、Na2S03等;改性荆能提高酚醛泡沫强度、增强韧性等,如间苯二酚、糖醛、多异氰酸酯、非反应型的填料等。

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