Słowo „żywica” zwykle oznacza gęstą, lepką substancję, która jest lepka w dotyku. Żywice mogą być naturalne (na przykład żywica, guma, bursztyn) i syntetyczne. Do ostatniej grupy zalicza się szeroką gamę materiałów wytwarzanych przez przemysł. Są znacznie tańsze, łatwe w użyciu i wysoce niezawodne. Tak więc w XIX wieku po raz pierwszy wyprodukowano żywicę fenolowo-formaldehydową, a materiał ten nadal pozostaje na szczycie popularności.
Właściwości żywicy
Żywice fenolowo-formaldehydowe to masy syntetyczne z grupy żywic fenolowo-formaldehydowych posiadające właściwości termoutwardzalne. Równanie i wzór materiału to C6H3(OH)-CH2-]n. Produkt opracowano poprzez ogrzewanie mieszaniny formaldehydu (formaliny) i fenolu. Fakt, że materiał powstaje w wyniku reakcji tych składników, odkrył naukowiec z Niemiec A. Bayer w 1872 roku. W wyniku interakcji powstała woda i polimer, choć ten ostatni był dość kruchy, a ciecz szybko zamieniła się w substancję gazową. Następnie udoskonalono sposób otrzymywania produktu dodając mączkę drzewną. Teraz gotowy produkt zawiera różne wypełniacze, które poprawiają jego właściwości.
Charakterystyka i charakterystyczne właściwości żywic fenolowo-formaldehydowych są następujące:
- według struktury - oligomery płynne lub stałe;
- środowisko powstawania - kwaśne, zasadowe;
- doskonała izolacja elektryczna;
- wysoka odporność na naprężenia mechaniczne i uszkodzenia;
- odporność na korozję;
- rozpuszczalność w węglowodorach, ketonach, rozpuszczalnikach chlorkowych, zasadach.
Cechą materiału jest jego przemiana po całkowitym utwardzeniu w gęsto usieciowany polimer o mikroheterogenicznej strukturze.
Zastosowanie materiału
Żywica fenolowo-formaldehydowa jest stosowana w różnych dziedzinach Gospodarka narodowa. Wykonuje się z niego różne rodzaje tworzyw sztucznych:
- z utwardzaniem sulfonowanym – karbolit;
- przy utwardzaniu kwasem mlekowym – neoleukorytowy;
- z udziałem kwasu solnego - kwasu rezolowego.
Żywica fenolowa wykorzystywana jest do produkcji klejów i lakierów, w tym kleju marki BF. Służy do tworzenia uszczelniaczy jako spoiwo konstrukcyjne przy produkcji sklejki i płyt wiórowych. Żywica formaldehydowa służy do wykonywania wypełnień i impregnatów do tkanin i innych materiałów.
Przy udziale produktu uzyskuje się różne produkty ogólnego i specjalnego przeznaczenia:
- klocki hamulcowe do pociągów, części do samochodów, schody ruchome w metrze;
- narzędzia ścierne;
- wtyczki, płytki, gniazdka, mierniki, silniki, zaciski i inne produkty elektryczne;
- etui na telefony i aparaty fotograficzne;
- produkty radiowe, w tym kondensatory;
- sprzęt i broń wojskowa;
- nieogrzewane elementy urządzeń kuchennych, naczyń;
- tekstolit i getinaki – materiały do dalszej obróbki;
- biżuteria sztuczna, galanteria, pamiątki;
- kule bilardowe.
Materiał nie jest stosowany do produkcji pojemników mających bezpośredni kontakt z produktami spożywczymi, zwłaszcza przeznaczonymi do obróbki cieplnej.
Materiał odnosi się do polimerów otrzymywanych w procesie polikondensacji. Można go wytworzyć z metanu i metanolu, przekształcając go w formaldehyd, a następnie łącząc go z fenolem. Technologia jest następująca:
- weź roztwór formaldehydu 40% w ilości 3 ml;
- połączyć z 2 g fenolu krystalicznego (według Gosstandarta można go zastąpić 4 ml roztworu kwasu karbolowego, jest to fenol w postaci ciekłej);
- dodać do mieszaniny 3 krople kwasu solnego;
- mieszanina zagotuje się, a następnie zamieni się w przezroczystą szklistą masę (rezol);
- jeśli konieczne jest spowolnienie procesu, schłodź naczynia mieszanką;
- rezol łatwo rozpuszcza się w alkoholu, możesz przeprowadzić eksperyment, aby wyjaśnić jakość powstałej masy;
- jeśli zostawisz produkt na więcej długoterminowy, stanie się lepki, niepłynący i nie będzie już rozpuszczał się w alkoholu - zamieni się w bardziej plastyczny materiał, resitol;
- Pod koniec pracy pojemnik umieszcza się we wrzącej wodzie, w wyniku czego żywica twardnieje, staje się dosłownie kamienna i nabiera czerwonego koloru.
Gotowy produkt nie pali się, ale powoli zwęgla się. W tym samym czasie ogień zmieni kolor na żółtawy i poczujesz nieprzyjemny zapach fenol. Warunki techniczne zatrzymania reakcji są następujące: na każdym etapie (przed ostatecznym utwardzeniem) można wlać alkalię, co zatrzyma proces polimeryzacji.
Norma państwowa wskazuje także procedurę otrzymywania innych substancji podczas produkcji żywicy fenolowo-formaldehydowej. W ten sposób, zwiększając ilość fenolu, można otrzymać nowolak. Zwiększenie stężenia formaldehydu pozwala na wytwarzanie bakelitu. Zastępując formalinę acetonem z udziałem kwasu solnego, otrzyma się bisfenol.
Straty materialne
Pomimo swoich zalet żywice tego typu mogą powodować ogromne szkody dla ludzi i środowiska. Ich niebezpieczeństwo polega na tym, że w produkcji wykorzystywane są toksyczne składniki. Fenol i formalina są trujące, a ta ostatnia jest również uważana za silny czynnik rakotwórczy. Obie substancje mają następujące szkodliwe skutki:
- osłabić układ nerwowy;
- powodować wysypkę, zapalenie skóry;
- wywoływać alergie i astmę oskrzelową.
Który dokumenty normatywne reguluje produkcję produktu? SanPiN reguluje dopuszczalne ilości migracji tych substancji do wyrobów gotowych. Wynoszą one 0,05 mg/l dla fenolu i 0,1 mg/l dla formaldehydu. Utylizacja produktów wykonanych z takich żywic stwarza również problem dla środowiska. Równie ważna jest ochrona pracowników w zakładach produkcyjnych, w których są one produkowane i przetwarzane. To sprawia, że fenoloformaldehydy bardzo różnią się od przyjaznych dla środowiska żywic epoksydowych.
Fenoplastiki
Przez fenole rozumie się tworzywa sztuczne, które otrzymuje się poprzez połączenie żywicy fenolowo-formaldehydowej z różnymi wypełniaczami. Proces następuje o godz wysoka temperatura, a rodzaj wypełniacza zależy od rodzaju produktu końcowego. Do tworzyw fenolowych zalicza się także kleje fenolowo-bakelitowe, różne wyroby z tworzyw sztucznych stosowane na co dzień i dla gospodarki narodowej. Tworzywa fenolowe wykorzystywane są do produkcji części do sprzętu i samochodów. Obecnie metody produkcji są tak ulepszone, że produkt końcowy Występują jedynie śladowe stężenia substancji szkodliwych.
Polimery aldehydów fenolowych są produktami polikondensacji różnych fenoli z aldehydami.
Fenol SbN50N jest substancją krystaliczną o temperaturze topnienia 41°C i temperaturze wrzenia 182°C, mieszalną z alkoholem, a po podgrzaniu z wodą rozpuszczalną w eterze, glicerynie, chloroformie itp. Fenol otrzymywany jest ze smoły węglowej - a produkt suchej destylacji węgla - i syntetycznie.
Spośród składników aldehydowych w produkcji polimerów fenolowych najczęściej stosuje się formaldehyd i furfural, które z fenolem tworzą polimery o trójwymiarowej strukturze. Formaldehyd CH2O jest gazem dobrze rozpuszczalnym w wodzie; woda pochłania do 50% formaldehydu. Wodne roztwory formaldehydu nazywane są formaliną. Przy produkcji polimerów fenolowych stosuje się substancje pomocnicze, z których najważniejsze to katalizatory NaOH, NH4OH, Ba(OH) 2) kontakt Petrowa, HC1 itp.; rozpuszczalniki – alkohol etylowy, aceton i stabilizatory – glikol etylenowy, gliceryna itp.
W wyniku polikondensacji fenolu z aldehydami powstają termoplastyczne lub termoutwardzalne produkty oligomeryczne. Termoplastyczne polimery fenolowe nazywane są nowolakiem, a polimery termoutwardzalne nazywane są rezolem.
Kiedy fenole reagują z aldehydami, powstawanie polimerów tego czy innego rodzaju zależy od funkcjonalności składnika fenolowego, stosunku molowego substancji wyjściowych i pH środowiska reakcji.
Po podgrzaniu rezole twardnieją, czyli przechodzą w stan trójwymiarowy, a proces utwardzania przebiega w trzech etapach: A, B i C.
Pierwszym etapem jest A-resol. Oligomer jest w stanie rozpuszczalnym w postaci ciekłej lub stałej; po podgrzaniu topi się, a po dalszym ogrzewaniu przechodzi w stan stały, nierozpuszczalny i nietopliwy. W etapie A polimer ma strukturę liniową lub niewielkie rozgałęzienie łańcuchów liniowych.
Drugi etap B-resitol. Oligomer jest twardy i kruchy, nie rozpuszcza się na zimno, a jedynie pęcznieje w rozpuszczalnikach, mięknie w temperaturze i przechodzi w trójwymiarowy stan nietopliwy i nierozpuszczalny. W etapie B polimer jest w stanie rozgałęzionym i pomiędzy poszczególnymi makrocząsteczkami występują wiązania poprzeczne.
Trzeci etap to C-resit. Polimer jest produktem twardym i kruchym, nierozpuszczalnym i nietopliwym po podgrzaniu. Polimer w tym stanie ma trójwymiarową strukturę o różnej gęstości usieciowania międzycząsteczkowego. Przejście oligomeru do trójwymiarowego stanu nietopliwego i nierozpuszczalnego (resit) jest wynikiem międzycząsteczkowego oddziaływania grup metylowych i powstania struktury polimeru o strukturze przestrzennej.
Czas przejścia oligomeru z etapu A do C charakteryzuje szybkość jego utwardzania, która może wahać się w szerokim zakresie od kilku minut do kilku godzin, co zależy od warunków utwardzania i właściwości pierwotnego polimeru. Procesy technologiczne produkcji nowolaku i rezolu oligomerów fenolowo-formaldehydowych niewiele się od siebie różnią i praktycznie obejmują te same operacje, z wyjątkiem suszenia gotowych produktów.
W przemyśle płytowym oligomery fenolowo-formaldehydowe stosowane są w postaci ciekłych rezoli do produkcji tworzyw sztucznych, sklejki, płyt pilśniowych i płyt wiórowych. Do produkcji sklejki, płyt pilśniowych i płyt wiórowych stosuje się głównie następujące gatunki żywic: SFZh-3011; SFZh-3013; SFZh-3014; SFZh-3024.
W celu zwiększenia trwałości i stabilności właściwości utwardzanych na gorąco żywic fenolowo-formaldehydowych stosuje się stabilizatory: glikol etylenowy (EG), glikol dietylenowy (DEG), glikol poliacetalowy z grupą winyloksylową i glikol poliacetalowy (PAT). Stabilizatory wprowadzane są w procesie syntezy żywicy. Zastosowanie tych stabilizatorów pozwala wydłużyć okres przydatności do spożycia do 4 miesięcy, przy stabilności głównych wskaźników.
Na właściwości adhezyjne tych żywic wpływa ich masa cząsteczkowa, zawartość i ilość monomerów grupy funkcyjne. Na przykład żywice o masie cząsteczkowej 300...500 zapewniają największą wytrzymałość połączeń klejowych. Należy zaznaczyć, że kształtowanie się właściwości żywic rezolowych możliwe jest już na etapie ich wytwarzania poprzez zmianę warunków polikondensacji.
Badania przeprowadzone w TsNIIF wykazały, że im niższa zawartość wolnego fenolu w żywicy, tym niższa temperatura wymagana do jej utwardzania, a szybkość utwardzania żywic o niskiej zawartości wolnego fenolu różni się nieznacznie w zależności od temperatury. Chociaż wraz ze wzrostem temperatury wzrasta wytrzymałość i wodoodporność żywic fenolowo-formaldehydowych.
Aby skrócić czas żelowania żywic fenolowo-formaldehydowych stosowanych do produkcji wyrobów z tektury, stosuje się różne przyspieszacze utwardzania, takie jak rezorcyna, paraformaldehyd, guanidyny itp. Ich zastosowanie może skrócić czas utwardzania o 30...60% .
Obecnie odkryto organiczne utwardzacze do żywic fenolowo-formaldehydowych w produkcji płyt wiórowych – izocyjaniany, które oprócz zmniejszenia utwardzania żywic, zmniejszają stopień wchłaniania spoiwa przez drewno, co usprawnia procesy żywicyzacji zrębki i wstępne prasowanie opakowań. Ponadto stosuje się różne kwasy sulfonowe w celu przyspieszenia procesu utwardzania żywic fenolowo-formaldehydowych. Zastosowanie kwasów sulfonowych skraca czas utwardzania żywic 1,5-2 razy.
W celu zwiększenia szybkości i głębokości utwardzania żywic w temperaturach 105...120°C opracowano i przetestowano w przemyśle skuteczne utwardzacze kombinowane zawierające dwuchromiany i mocznik.
Oprócz omówionych powyżej żywic utwardzanych na gorąco, w przemyśle drzewnym do klejenia litego drewna stosowano kleje utwardzane na zimno na bazie żywic SFZh-3016; SFZh-309 n VIAMF-9. Kwasy sulfonowe są zwykle stosowane jako utwardzacze do klejów utwardzanych na zimno.
Do produkcji folii wierzchnich na bazie papieru typu kraft stosuje się żywice impregnacyjne fenolowo-formaldehydowe SBS-1; LBS-1; LBS-2 i LBS-9. Folie te służą do oklejania sklejki specjalnego przeznaczenia.
Płyty wiórowe i materiały prasowe na bazie oligomerów fenolowo-formaldehydowych charakteryzują się podwyższoną odpornością na wodę i ciepło, a także dużą odpornością na wpływy atmosferyczne. Do produkcji płyt wiórowych zaleca się stosowanie oligomerów o obniżonej lepkości. Posiadające wysokie właściwości fizyczne i mechaniczne oligomery fenolowo-formaldehydowe wymagają dłuższych warunków prasowania i wysokich temperatur.
Wady płyt wiórowych na bazie oligomerów fenolowo-formaldehydowych obejmują uwalnianie wolnego fenolu i formaldehydu, specyficzny zapach i ciemny kolor.
(polimetylenoksyfenyleny)
Żywice fenolowo-aldehydowe, czyli żywice fenolowe, to oligomeryczne produkty kondensacji fenoli (głównie monohydroksybenzenu, krezoli, ksylenoli, rezorcyny) z aldehydami. Produkty interakcji fenoli z formaldehydem mają największe znaczenie przemysłowe - żywice fenolowo-formaldehydowe. Produkcja tych żywic stanowi około 95% całkowitej produkcji wszystkich żywic fenolowych. Produkowane również w przemyśle żywice fenolowo-furfuralowe.
Kiedy fenole oddziałują z aldehydem octowym, aldehydem masłowym i benzaldehydem, powstają jedynie termoplastyczne produkty o niskiej masie cząsteczkowej (niezależnie od stosunku reagentów i warunków reakcji). Ze względu na niską temperaturę mięknienia i kruchość żywice takie nie znalazły praktycznego zastosowania; Do produkcji lakierów alkoholowych w ograniczonym zakresie wykorzystuje się wyłącznie żywice fenolowo-octowe w połączeniu z etylocelulozą (20%) i kalafonią (15%).
3.10.3.1. Oligomery fenolowo-formaldehydowe
Krótki szkic historyczny. Po raz pierwszy żywiczne produkty kondensacji fenolu z aldehydem octowym w obecności kwasu solnego otrzymał w 1872 roku A. Bayer. Jego obserwacje nie doprowadziły jednak do praktycznych rezultatów, gdyż „rezynizacja” z punktu widzenia chemika organicznego była przeszkodą w wyodrębnieniu poszczególnych związków. W 1891 roku K.K. Kleberg odkrył, że gdy fenol reaguje z nadmiarem formaldehydu, tworzą się nietopliwe i nierozpuszczalne produkty o porowatej strukturze. Jednak dopiero w 1909 roku L. Baekeland i I. Lebikh technicznie uzasadnili możliwość produkcja przemysłowa oligomery fenolowo-formaldehydowe i tworzywa sztuczne na ich bazie, które otrzymały nazwę w USA i Europie bakelity.
W latach 1912-1913 G.S. Pietrow, V.I. Losev i K.I. Tarasow opracował metodę produkcji karbolity – pierwsze krajowe tworzywa sztuczne na bazie produktów polikondensacji fenolu z formaldehydem, otrzymywanych w obecności kwasów naftowo-sulfonowych (kontakt Petrowa). Do 1925 roku materiały prasujące wytwarzano na bazie roztworów alkoholi lub wodnych emulsji ciekłych termoutwardzalnych oligomerów. Po 1925 roku opanowano produkcję materiałów prasowanych ze stałych oligomerów termoplastycznych, mączki drzewnej i metenaminy. W kolejnych latach specjalne znaczenie zakupili modyfikowane polimery, których zastosowanie pozwoliło uzyskać materiały o ulepszonych właściwościach fizyko-mechanicznych.
Obecnie stosuje się różnorodne masy plastyczne tzw fenoplasty.
Struktura. Oligomery fenolowo-formaldehydowe (PFO) są produktami polikondensacji fenoli z formaldehydem. W zależności od warunków polikondensacji powstają oligomery rezolowe (termoutwardzalne) lub nowolakowe (termoplastyczne). Podczas przetwarzania twardnieją, tworząc trójwymiarowe polimery.
Oligomery rezolu (rezole) to prepolimery statystyczne- mieszanina liniowych i rozgałęzionych produktów izomerycznych o wzorze ogólnym:
Gdzie N = 2 – 5; M = 4 – 10.
Masa cząsteczkowa rezoli ciekłych wynosi 400 – 600, stałych – od 800 do 1000.
Oligomery nowolaku (oligometylenoksyfenyleny) mają przeważnie budowę liniową, dlatego należą do prepolimery
znana struktura. Masa cząsteczkowa nowolaków waha się od 800 do 1000 - 1300. Ogólny wzór nowolaków to:
Gdzie N = 4 – 8.
Właściwości żywic nieutwardzonych. Kolor oligomerów nowolaku waha się od jasnożółtego do ciemnobrązowego; Kolor oligomerów rezolu różni się w zależności od użytego katalizatora. Zatem oligomery otrzymane w obecności wody amoniakalnej i amin organicznych są żółte, zasady żrące są czerwonawe, a wodorotlenek baru jest jasnożółty. W zależności od metody produkcji właściwości rezoli różnią się w dość szerokim zakresie, natomiast właściwości nowolaków różnych marek niewiele się od siebie różnią.
Przewagą rezoli stałych nad ciekłymi jest względna stabilność ich właściwości podczas przechowywania, wyższe właściwości dielektryczne i odporność chemiczna oraz niższa zawartość wolnego fenolu.
Nieutwardzone FFO są rozpuszczalne w fenolach i żrących roztworach zasad, a także w rozpuszczalnikach organicznych: etanolu, acetonie, ale są nierozpuszczalne w węglowodorach aromatycznych.
Niektóre wskaźniki właściwości nowolaków:
Zawartość wolnego fenolu w oligomerze można obniżyć różnymi metodami, na przykład poprzez obróbkę parą świeżą lub usunięcie fenolu w wyniku długotrwałego ogrzewania oligomeru w reaktorze w temperaturze 180–200°C. Obróbka ta umożliwia zmniejszenie zawartości wolnego fenolu do 0,1%, a tym samym znaczne zwiększenie odporności oligomerów na ciepło i światło. Znacznie większa ilość wolnego fenolu w rezolach, zwłaszcza ciekłych, obniża ich temperaturę topnienia.
Niektóre wskaźniki właściwości rezoli:
Ze względu na obecność w rdzeniach fenolowych grup metylolowych i hydroksylowych oraz aktywnych atomów wodoru, nieutwardzone PFO mogą wchodzić w różne reakcje (estryfikację, alkilowanie, halogenowanie, utlenianie itp.). Reakcje te zachodzą jednak ilościowo tylko wtedy, gdy stopień polimeryzacji nie jest zbyt duży.
W żywicach rezolowych, nawet w temperaturze pokojowej, w dalszym ciągu zachodzą reakcje kondensacji, powodując stopniowy wzrost średniej masy cząsteczkowej oligomerów. Dlatego podczas przechowywania ciekłych i stałych żywic rezolowych ich właściwości ulegają ciągłym zmianom w czasie, co ostatecznie może prowadzić do powstania produktów o strukturze sieciowej, które nie nadają się do spożycia. Żywice nowolakowe są stabilne w przypadku braku wilgoci podczas długotrwałego przechowywania i po podgrzaniu do temperatury 180°C.
Właściwości utwardzonych żywic. Mobilność łańcuchów molekularnych podczas końcowych etapów utwardzania FFO jest bardzo ograniczona. W związku z tym w utwardzonym rezolu (rezycie) nie powstają wszystkie teoretycznie możliwe usieciowania i zawsze zawarte są produkty oligomeryczne. W tym przypadku poszczególne łańcuchy są ze sobą ściśle powiązane i połączone nie tylko wiązaniami walencyjnymi, ale także wiązaniami wodorowymi. Po podgrzaniu rezyst nieco mięknie z powodu osłabienia wiązań wodorowych. Utwardzone FFO nie wykazują struktury krystalicznej.
Polimery rezolowe (utwardzone oligomery - spoczywa) mają wyższe właściwości dielektryczne, wodoodporność i odporność chemiczną niż polimery nowolakowe po utwardzeniu heksaminą.
Niektóre cechy niewypełnione
rezyty na bazie fenolu:
Utwardzone rezole charakteryzują się dużą odpornością termiczną: produkty z nich wykonane mogą być używane przez długi czas w temperaturach ≤ 200°C. W zakresie temperatur od 200 do 250°C czas pracy części mierzony jest w dniach; od 500 do 1000°C – minuty i od 1000 do 1500°C – sekundy. Obróbce cieplnej rezytów w temperaturach powyżej 250°C towarzyszy ich zniszczenie wraz z przekształceniem struktury pierwotnej w strukturę wtórną, którą jest wysoce odporna na ciepło, mechanicznie mocna pozostałość węglowa (koks).
Przy dłuższym kontakcie z wodą rezystory lekko pęcznieją. Nie rozpuszczają się w rozpuszczalnikach organicznych, chociaż zawarte w nich produkty oligomeryczne można przynajmniej częściowo ekstrahować poprzez ekstrakcję (np. wrzącym acetonem). Pod wpływem wodnych roztworów zasad lub wrzących fenoli rezyty powoli rozpuszczają się i rozkładają. Są odporne na większość kwasów, z wyjątkiem stęż. H 2 SO 4 i kwasy utleniające (na przykład azotowy i chromowy).
Modyfikacja właściwości. Aby celowo zmienić właściwości FFO, najczęściej stosuje się metody modyfikacji chemicznej lub mechanicznej.
1. Kopolikondensacja trzech lub więcej wyjściowych monomerów. Zatem częściowe zastąpienie fenolu aniliną poprawia właściwości dielektryczne i wodoodporność rezytów (patrz. Żywice anilinowo-formaldehydowe); dodatek rezorcyny do fenolu obniża temperaturę utwardzania żywic i poprawia ich właściwości adhezyjne (patrz. Żywice rezorcynowo-formaldehydowe); żywice modyfikowane alkoholem furylowym charakteryzują się podwyższoną odpornością na kwasy, zasady i inne substancje chemiczne.
2. Przekształcenia analogiczne do polimeru. Aby zmniejszyć polarność FFO, zawierających fenole para-pozycja podstawników alkilowych lub arylowych. Dzięki temu można je łączyć z olejami i niektórymi żywicami syntetycznymi, a także rozpuszczać w rozpuszczalnikach polarnych. W tym samym celu przeprowadza się częściową estryfikację grup metylolowych w żywicach rezolowych alkoholami, głównie butanolem (patrz. Lakiery i emalie fenolowo-formaldehydowe). Sztuczne kopale otrzymuje się poprzez modyfikację FFO najpierw kalafonią, a następnie gliceryną.
3. Połączenie FFO z innymi oligomerami lub polimerami, w tym naturalnymi. Zatem w celu zwiększenia wodo- i chemicznej odporności żywic (zwłaszcza na kwasy) FFO łączy się z PVC; modyfikacja kauczukami, np. butadienem nitrylowym, pozwala znacznie zwiększyć udarność utwardzonych wyrobów, a także ich odporność na obciążenia wibracyjne; połączenie z poliwinylobutyralem lub poliwinyloformalem poprawia właściwości adhezyjne i elastyczność. Ponadto poliamidy, poliolefiny, epoksydowa żywica itd.
4. Ukierunkowana zmiana składu izomerycznego oligomerów. Na właściwości PFO, a przede wszystkim na szybkość ich utwardzania wpływa izomeria pozycji mostków metylenowych w cząsteczkach oligomerów, co zostało potwierdzone na przykładzie syntezy ortowolaki. Cząsteczki tych oligomerów zawierają głównie mostki metylenowe, które łączą orto-pozycje sąsiadujących jąder fenolowych. Ortonowolaki zyskały znaczenie przemysłowe, ponieważ ich szybkość utwardzania jest znacznie większa niż w przypadku oligomerów o innym składzie izomerycznym.
Paragon. FFO otrzymuje się metodą nierównowagowej heteropolikondensacji, która opiera się na reakcji polialkilowanie. Głównymi czynnikami determinującymi strukturę i właściwości powstałego PFO są funkcyjność fenolu, stosunek molowy fenolu do formaldehydu oraz pH środowiska reakcji. Temperatura reakcji wpływa głównie na szybkość reakcji, a czas trwania procesu wpływa na średnią masę cząsteczkową oligomerów.
W fenolu lub jego homologach liczba ruchomych atomów wodoru zdolnych do interakcji z formaldehydem, tj. Jego funkcjonalność, jaką może wykazywać w tych reakcjach, wynosi trzy. Atomy wodoru w rdzeniu fenolowym znajdujące się w orto- I para-pozycje względem fenolowej grupy hydroksylowej. Spośród fenoli jednowodorotlenowych występują również fenole trójfunkcyjne M-krezol i 3,5-ksylenol, a z dwuwodorotlenowych - rezorcyna Dlatego w wyniku polikondensacji można wytworzyć zarówno oligomery liniowe (termoplastyczne), jak i liniowo rozgałęzione (termoutwardzalne).
Spośród aldehydów jedynie formaldehyd i furfural są zdolne do tworzenia termoutwardzalnych oligomerów w wyniku polikondensacji z trójfunkcyjnymi fenolami. Inne aldehydy (octowy, masłowy itp.) nie tworzą termoreaktywnych oligomerów ze względu na zmniejszoną aktywność chemiczną i przeszkodę przestrzenną.
Kiedy fenol reaguje z formaldehydem, powstają termoplastyczne (nowolakowe) oligomery w następujących przypadkach:
a) z nadmiarem fenolu (stosunek fenol:formaldehyd waha się w granicach 1: 0,78 - 0,86) w obecności katalizatorów kwasowych; przy braku nadmiaru fenolu powstają oligomery rezolu;
b) z nadmiarem formaldehydu (stosunek fenol:formaldehyd
1:2 – 2,5) w obecności mocnych kwasów jako katalizatora; Otrzymane w tym przypadku oligomery nie twardnieją po podgrzaniu, ale po dodaniu do nich niewielkiej ilości zasady szybko stają się nietopliwe i nierozpuszczalne.
Oligomery termoutwardzalne (rezolowe) powstają w następujących przypadkach:
a) podczas polikondensacji nadmiaru fenolu z formaldehydem w obecności zasadowych katalizatorów (w środowisku zasadowym termoutwardzalne oligomery otrzymuje się nawet przy bardzo dużym nadmiarze fenolu, który w tym przypadku pozostaje rozpuszczony w produkcie reakcji);
b) z nadmiarem formaldehydu w obecności zarówno katalizatorów zasadowych, jak i kwasowych. Stosunek molowy fenol:formaldehyd dla różnych marek rezoli jest bardzo zróżnicowany i wynosi 1:1,1 – 2,1.
Polikondensacja fenolu z formaldehydem to złożony zestaw reakcji sekwencyjnych i równoległych. Najbardziej typowe i powtarzalne to dodawanie formaldehydu do fenolu (w wyniku czego powstają alkohole fenolowe), a także do już powstałych alkoholi fenolowych lub oligomerów oraz kondensacja alkoholi fenolowych z fenolem, oligomerami lub między sobą. Wszystkie te reakcje są praktycznie nieodwracalne (stała równowagi wynosi około 10 000). Dlatego polikondensację fenolu z formaldehydem można prowadzić w środowisku wodnym.
Zdobycie nowolaku przeprowadza się w środowisku kwaśnym (pH 1,5 – 1,8) z nadmiarem fenolu.
Etap I – inicjacja (kationowa):
W środowisku kwaśnym protonowanie cząsteczki formaldehydu następuje z utworzeniem niestabilnego jonu węgla. Ten ostatni atakuje pierścień fenolowy, tworząc mieszaninę izomeryczną O- I P- metylolofenole:
Etap II - wzrost łańcucha.
Metylofenol nie kumuluje się w masie reakcyjnej, gdyż w obecności kwasu ulega przemianie w jon benzylokarboniowy, który szybko reaguje z innymi zarodkami fenolowymi tworząc mieszaninę izomerycznych dioksydifenylometanów (DDM):
Dalszy wzrost makrocząsteczki następuje w wyniku kolejnych reakcji addycji i substytucji (kondensacji). Ponadto szybkość reakcji addycji jest 5–8 razy mniejsza niż szybkość podstawienia. W ogólna perspektywa Proces produkcji nowolaku można przedstawić na poniższym schemacie:
(N+ 1)C 6H 5 (OH) + N CH2O →
→ HOC 6 H 4 CH 2 –[–C 6 H 3 (OH)CH 2 –] N–C 6H 4OH + N H2O,
Gdzie N= 4 - 8.
Peklowanie nowolaków zwykle następuje po podgrzaniu (160 - 180°C) podczas ich obróbki w obecności różnych utwardzaczy lub pod wpływem prądów o wysokiej częstotliwości.
Najpopularniejszymi utwardzaczami są paraform (oligomer formaldehydu) HO–[-CH 2 -O-] N-H, gdzie N= 8 ÷ 12 i heksametylenotetramina (HMTA) lub metenamina
W początkowej fazie utwardzania następuje rozkład termiczny utwardzaczy. Poniżej przedstawiono schematy ich rozkładu:
HO– N-H N CH 2 O + H 2 O, gdzie N = 8 – 12 .
N 4 (CH 2) 6 + 6H 2O 4NH 3 + 6CH 2O.
Preferowane jest jednak utwardzanie metenaminą, ponieważ podczas jej rozkładu oprócz formaldehydu uwalnia się NH3, który jest katalizatorem tej reakcji. Dlatego utwardzanie metenaminą przebiega prawie dwukrotnie szybciej niż w przypadku paraformu. W zależności od warunków utwardzania, ilość HMTA wynosi zwykle 6 - 14% wagowych pierwotnego oligomeru.
Na utwardzanie paraformowe Następuje głównie powstawanie mostków metylenowych pomiędzy cząsteczkami oligomeru, w wyniku czego struktura staje się siatkowata:
Utwardzanie metenaminą towarzyszy tworzeniu mostków metylenowych, dimetylenoaminy i trimetylenoaminy pomiędzy cząsteczkami oligomeru (patrz diagram rozkładu)
Wraz z dalszym wzrostem temperatury najpierw niszczone są mosty drugiego typu, potem pierwszego. W dużej mierze ułatwia to zawarty w nowolaku wolny fenol (7–10% wag.). Przekształcenia te prowadzą głównie do powstania mostków metylenowych pomiędzy cząsteczkami oligomeru. Pojawiają się również termicznie stabilne wiązania azometynowe (–СH=N–CH 2 –), w wyniku czego utwardzony nowolak (rezyt) zabarwia się na żółto i zawsze zawiera resztkowy azot.
Zatem reakcja utwardzania może przebiegać według jednego z trzech schematów, różniących się charakterem rozkładu cząsteczki heksaminy i odpowiednio strukturą „mostka”, czyli jednostki chemicznej sieciującej cząsteczki oligomeru, a także jako ilość amoniaku uwolnionego na cząsteczkę przereagowanego HMTA. Nie ma eksperymentalnego potwierdzenia dominującego istnienia któregokolwiek z tych schematów. Wiadomo jednak, że gaz wydzielający się podczas reakcji zawiera co najmniej 95% amoniaku.
E.I. Barg zaproponował inny mechanizm interakcji nowolaku z HMTA, chociaż i on nie może zostać uznany za dostatecznie ustalony. Wierzył w to kalkulując wymagana ilość utwardzacza, należy przyjąć, że HMTA nie tylko wiąże ze sobą łańcuchy oligomerowe, ale także wolny fenol pozostający w żywicy po umyciu i wysuszeniu. Powstałe w tym przypadku łańcuchy mają budowę zbliżoną do nowolaków:
Proces trwa do momentu połączenia wszystkich grup metylenowych z rdzeniami fenolowymi i uwolnienia wolnego amoniaku jako produktu ubocznego. Ustalono, że podczas utwardzania uwalnia się
40 - 50% azotu, reszta pozostaje w żywicy nawet po prasowaniu na gorąco. Dlatego oligomery nowolaku na końcowych etapach utwardzania należy uznać za związki zawierające azot, które nie topią się i nie rozpuszczają w rozpuszczalnikach organicznych, ponieważ mają strukturę przestrzenną lub sieciową.
Oligomery nowolakowe utwardzają się znacznie szybciej niż oligomery rezolowe. Dlatego nowolaki są preferowane w stosunku do rezoli w przypadkach, gdy przetwarzanie wymaga dużej szybkości utwardzania (proszki prasowe ogólnego przeznaczenia itp.). Jednakże rezole, w przeciwieństwie do nowolaków, mogą przez długi czas pozostawać w stanie lepkim podczas przetwarzania, co ułatwia formowanie wyrobów grubościennych; Jest to jeden z powodów stosowania rezoli w produkcji laminatów.
Uzyskanie rozdzielczości przeprowadza się w środowisku zasadowym z nadmiarem formaldehydu.
Etap I – inicjacja (anionowa):
W środowisku zasadowym fenole tworzą fenolany, które dalej przekształcają się w struktury chinoidowe. W obecności zasad fenol tworzy w roztworze stabilizowane rezonansowo aniony fenolanowe, które mają właściwości nukleofilowe:
W tym przypadku ładunek jonowy rozciąga się na cały sprzężony układ pierścienia fenolowego, ułatwiając podstawienie w orto- I para- zaprowiantowanie. Takie aniony łatwo reagują z elektrofilowym formaldehydem, tworząc aniony, w które ulegają przemianie O- I P-metylenochinony (metody chinonowe):
Powstające P-metylenochinon oddziałuje z anionem fenolanowym:
lub może łatwo dimeryzować, tworząc produkty:
O- Metylenochinon może również dimeryzować, tworząc różne mostki pomiędzy jądrami fenolowymi: dimetylenem (1), etylenem (2) i epoksydem (3):
Zatem w wyniku reakcji podstawienia nukleofilowego w I etapie powstaje mieszanina di- i tripodstawionych alkoholi fenolowych (metylolofenoli):
Etap II - wzrost łańcucha.
Jednocześnie udział produktów z wiązaniami eteru dimetylenowego jest niewielki ze względu na niski współczynnik interakcji między alkoholami fenolowymi:
gdzie R oznacza resztę fenolową.
Po podgrzaniu powyżej 150°C etery dibenzylowe rozkładają się z uwolnieniem formaldehydu i utworzeniem pochodnych difenylometanu. Najwyraźniej reakcja ta przebiega przez pośredni etap tworzenia metylenochinonów:
Powstają w tym przypadku produkty rozgałęzione liniowo, zwane rezolami, o ogólnym wzorze
H–[–C 6H 2 (OH)(CH 2OH)CH 2 –] M–[–C 6H 3 (OH)CH 2 –] N-OH,
Gdzie N = 2 - 5; M = 4 - 10.
Masa cząsteczkowa rezoli jest niższa niż oligomerów nowolakowych, ponieważ polikondensacja zachodzi szybko, aby zapobiec żelowaniu. Po podgrzaniu rezole samoistnie twardnieją dzięki obecności wolnych grup metylolowych, zamieniając się w polimery o strukturze przestrzennej (sieciowej). Istnieją trzy etapy procesu utwardzania oligomerów rezolu.
NA etap A, nazywane również zdecydowany, oligomer jest mieszaniną liniowych i rozgałęzionych struktur izomerycznych. Dlatego na swój sposób właściwości fizyczne jest podobny do oligomeru nowolakowego: topi się i rozpuszcza w alkaliach, alkoholu i acetonie:
NA etap B polimer tzw resitol, który ma strukturę słabo siatkową; tylko częściowo rozpuszcza się w alkoholu i acetonie, nie topi się, ale mimo to zachowuje zdolność po podgrzaniu do przejścia w stan wysoce elastyczny, gumopodobny, tj. nadal jest zdolny do mięknięcia i pęcznienia w rozpuszczalnikach:
NA etap C- końcowy etap utwardzania - powstały polimer, tzw odpoczynek*, ma bardzo złożoną strukturę przestrzenną z różnymi mostkami (jednostkami chemicznymi) pomiędzy jądrami fenolu, opisaną wzorem
który zawiera tylko określone grupy i zgrupowania, ale nie odzwierciedla ich relacji ilościowej. Obecnie uważa się, że polimery fenolowo-formaldehydowe są strukturami dość słabo usieciowanymi (strukturą o małej liczbie węzłów w trójwymiarowej sieci). Stopień zaawansowania reakcji w ostatnim etapie utwardzania jest niski. Zwykle do tworzenia wiązań w trójwymiarowej sieci stosuje się do 25% grup funkcyjnych.
Resit jest produktem nietopliwym i nierozpuszczalnym, który nie mięknie pod wpływem ogrzewania i nie pęcznieje pod wpływem rozpuszczalników.
Technologia. Przemysł produkuje FFO na bazie wody i odwodnione; te ostatnie - w postaci produktów płynnych i stałych lub roztworów w rozpuszczalnikach organicznych. Ponadto powstają alkohole fenolowe i inne wodne roztwory wyjściowych produktów polikondensacji w środowisku zasadowym.
Istnieje wiele prób stworzenia ciągłego procesu uzyskiwania FFO. Jednak w skala przemysłowa tylko oligomery nowolaku produkowane są od 1964 roku metodą ciągłą, która pod względem wskaźników techniczno-ekonomicznych przewyższa metodę okresową. W ciągłej metodzie wytwarzania nowolaków polikondensację prowadzi się w temperaturze wrzenia i pod ciśnieniem atmosferycznym w reaktorze wielosekcyjnym, w każdej sekcji utrzymywany jest reżim mieszania zbliżony do „idealnego”. Powstałą żywicę oddziela się od wody znad smoły i przesyła do suszenia, które przeprowadza się w trybie filmowym w wyparce.
Przy produkcji nowolaków metodą okresową polikondensację i suszenie przeprowadza się w jednym aparacie wyposażonym w mieszadło kotwiczne i płaszcz do ogrzewania i chłodzenia. Proces technologiczny składa się z następujących etapów: przygotowanie i załadunek surowców, polikondensacja, suszenie oligomeru, odsączanie, chłodzenie i mielenie gotowego produktu. Duże znaczenie przy produkcji nowolaków ma prawidłowe obliczenie ilości surowca załadowanego do reaktora. Niewłaściwe dozowanie, np. zwiększenie ilości aldehydu fomowego, może doprowadzić do powstania oligomeru rezolu zamiast nowolaku i jego utwardzenia bezpośrednio w aparacie. Takiego produktu nie można już przetworzyć na produkt (ze względu na nietopliwość i nierozpuszczalność).
Ilość katalizatora wynosi 0,2 – 1,5% wag. godzin na 100 mas. w tym fenol. W produkcji oligomerów nowolaku jako katalizatory stosuje się zarówno kwasy mineralne, jak i organiczne, najczęściej kwas solny i szczawiowy. Kwas solny należy do kwasów silnie zdysocjowanych, dlatego proces przebiega dalej wysoka prędkość i towarzyszy mu znaczne wydzielanie ciepła. Ponadto można go łatwo usunąć z oligomeru podczas procesu suszenia wraz z parą wodną, co wypada korzystnie w porównaniu z kwasem szczawiowym. Główną wadą związaną ze stosowaniem kwasu solnego jest to, że działa on korodująco na sprzęt.
Pierwotne produkty kondensacji nowolaku charakteryzują się hydrofobowością i nierozpuszczalnością w mieszaninie reakcyjnej, dlatego w trakcie reakcji mieszanina rozdziela się na cięższą warstwę oligomeryczną i fazę wodną (woda, nieprzereagowany fenol, formaldehyd i rozpuszczalne w wodzie produkty początkowej kondensacji ). Jednakże polikondensacja może trwać nawet po ostrym rozdzieleniu warstw. Im dłuższy proces, tym pełniej związany jest fenol i formaldehyd, tym większa jest wydajność nowolaku i jego średnia masa cząsteczkowa.
W procesie syntezy z mieszaniny reakcyjnej usuwane są produkty lotne: woda, formaldehyd, część produktów ubocznych reakcji oraz część nieprzereagowanego fenolu. Jednakże zachodzi także dalsza polikondensacja, której towarzyszy wzrost lepkości oligomerów i spadek zawartości wolnego fenolu (do 7–10%). Zwiększeniu lepkości, a zwłaszcza temperatury kroplenia sprzyja wzrost temperatury pod koniec suszenia, dlatego proces zwykle kończy się w temperaturze 120 - 130 ° C i ciśnieniu resztkowym 400 - 600 mm Hg.
Proces technologiczny otrzymywania oligomery typu rezolowego Metoda wsadowa jest podobna do procesu wytwarzania nowolaków, jednak ze względu na tendencję rezoli do przekształcania się w resitole, produkcja oligomerów rezolu jest trudniejsza. Podczas syntezy rezoli należy ściśle przestrzegać czasu polikondensacji, który jest z góry określony dla każdej marki oligomeru. Wydłużenie czasu trwania procesu prowadzi do wzrostu lepkości oligomerów rezolu i skrócenia czasu utwardzania kompozycji na ich bazie. Ze względu na małą płynność materiały te nie mogą być stosowane do wytwarzania wyrobów wielkogabarytowych i wyrobów o skomplikowanych konfiguracjach.
W przeciwieństwie do nowolaków, produkty początkowej kondensacji powstające podczas wytwarzania ligomerów rezolowych charakteryzują się większą rozpuszczalnością w mieszaninie reakcyjnej i większą hydrofilowością. Dlatego rozdział mieszaniny następuje mniej wyraźnie, a czasem warstwa wodna w ogóle się nie oddziela. W wielu przypadkach praktyczne użycie znajdują wodne emulsje produktów polikondensacji (oligomery emulsyjne), otrzymywane po zakończeniu procesu polikondensacji i odsączeniu fazy wodnej.
W zależności od przeznaczenia oligomery rezolu można otrzymać w postaci ciekłej lub praktycznie bezwodnej lub stałej (tzw. suche rezole). Krytyczną operacją w produkcji oligomerów rezolu jest ich suszenie. Aby kontrolować proces suszenia, określa się czas, w którym 1 g oligomeru w temperaturze 150˚C na płytce polikondensacyjnej staje się nietopliwy i nierozpuszczalny (szybkość polikondensacji). Dla suchych rezolów powinien wynosić co najmniej 50 s.
Aplikacja. Największe zastosowanie w produkcji znajdują oligomery fenolowo-formaldehydowe (PFO). różne rodzaje tworzywa sztuczne (patrz Fenoplastiki, tworzywa spienione). Duże ilościŻywice rezolowe stosuje się do produkcji sklejki i różnych materiałów drewnopochodnych (patrz. Tworzywa sztuczne z drewna), a także do wiązania włókna szklanego i azbestu przy produkcji materiałów izolujących ciepło i dźwięk. FFO wykorzystuje się do produkcji narzędzi ściernych – ściernic i ostrzy oraz w przemyśle odlewniczym – do produkcji form skorupowych. FFO mają ogromne znaczenie jako baza lakierów, emalii, klejów i uszczelniaczy (patrz. Lakiery i emalie fenolowo-formaldehydowe, Kleje fenolowo-formaldehydowe, Masy uszczelniające), a także do produkcji włókien (patrz. Włókna fenolowo-formaldehydowe).
Produkcja FFO stale rośnie. FFO zostały po raz pierwszy zsyntetyzowane w 1872 roku przez A. Bayera. Ich produkcję rozpoczęto w USA w 1909 roku. w oparciu o prace L. G. Bekelanda, dlatego też pierwsze produkty przemysłowe (rezyty odlewnicze) znane były pod nazwą handlową bakelit. Później nazwa ta nabrała szerszego znaczenia i czasami była używana jako synonim żywic fenolowo-formaldehydowych. W Rosji produkcja odlewów odbywa się pod nazwą karbolit zorganizowano w latach 1912-1914. G. S. Petrov, K. I. Tarasow i V. I. Lisev.
3.10.3.2. Fenoplastiki
Tworzywa fenolowe, tworzywa fenolowe (F.) to tworzywa sztuczne na bazie żywic fenolowo-formaldehydowych, głównie fenolowo-formaldehydowych.
Oprócz oligomeru polimery mogą zawierać wypełniacz, utwardzacz w przypadku polimerów nowolakowych, katalizator utwardzania w przypadku polimerów rezolowych, plastyfikator, środek smarujący, środek zaklejający, porofor i barwnik. Są niewypełnione F. (patrz. Oligomery fenolowo-formaldehydowe) i wypełnione, w tym spienione (patrz. Fenole wypełnione gazem).
Największy Praktyczne znaczenie Posiadać materiały prasowane. W zależności od użytego wypełniacza i stopnia jego rozdrobnienia wszystkie materiały prasowane można podzielić na trzy rodzaje: z wypełniaczem proszkowym (proszki prasowane), z wypełniaczem włóknistym (włókna, faolity, masy azbestowe itp.) oraz z wypełniaczem arkuszowym (laminowane). tworzywa sztuczne).
Materiały prasowane z wypełniaczem proszkowym
Proszki prasowe wykorzystywane są do wytwarzania szerokiej gamy wyrobów – gospodarstwa domowego i technicznych. W zależności od przeznaczenia produktów stawiane są im różne wymagania, które spełnia produkcja proszków prasowych o specjalnych właściwościach. Technologia wytwarzania proszków prasowych różnych marek jest w dużej mierze podobna, chociaż istnieją znaczne różnice.
Główne składniki pudrów prasowych. Proszki prasowe to kompozycje zawierające oligomer, wypełniacz, utwardzacz i przyspieszacz utwardzania oligomeru, środek smarny, barwnik i różne specjalne dodatki.
Spoiwa. Oligomer jest spoiwem w materiale prasującym, zapewniającym impregnację i połączenie cząstek pozostałych składników w jednorodną masę pod określonym ciśnieniem i temperaturą. Dzięki utwardzonemu oligomerowi osiąga się monolityczność i zachowanie pożądanego kształtu ukończony produkt. Właściwości oligomerów determinują podstawowe właściwości materiałów prasowych. Przykładowo na bazie oligomeru fenolowo-formaldehydowego z katalizatorem alkalicznym nie da się uzyskać wodoodpornego proszku prasującego o wysokich właściwościach dielektrycznych, jednak jego szybkość utwardzania jest bardzo duża w porównaniu do proszków na bazie innych spoiw. Do produkcji proszków prasowych stosuje się zarówno oligomery nowolaku, jak i rezolu, według których proszki te nazywane są nowolakiem lub rezolem.
Wypełniacze. Wytrzymałość mechaniczna, wodoodporność, odporność cieplna, właściwości dielektryczne i odporność chemiczna proszków prasowych zależą przede wszystkim od charakteru wykonawcy. Do produkcji proszków prasowych wykorzystuje się zarówno wypełniacze mineralne, jak i organiczne. Spośród wypełniaczy pochodzenia organicznego stosuje się głównie mączkę drzewną – drobno zmielone drewno iglaste. W ograniczonych ilościach stosowana jest mąka lignina i bakelit, będąca rozdrobnionym odpadem powstającym przy produkcji wyrobów prasowych. Rzadziej stosuje się wypełniacze mineralne: kaolin, litopon, mika, mączka kwarcowa, fluoryt itp. Otrzymane przy ich użyciu produkty mają stosunkowo niskie właściwości fizyko-mechaniczne, jednak przewyższają proszki prasowane z wypełniaczami pochodzenia organicznego pod względem wodoodporności i odporności na ciepło. Dodatkowo przy stosowaniu proszków z wypełniaczem mineralnym dopuszczalne są wyższe temperatury podczas obróbki, natomiast mączka drzewna już w temperaturach powyżej 200°C ulega rozkładowi, co drastycznie pogarsza jakość materiału. Dlatego w przemyśle często łączy się wypełniacze obu typów w celu uzyskania materiałów posiadających zestaw pożądanych właściwości. Niektóre wypełniacze nadają proszkom specyficzne właściwości. Na przykład mikę stosuje się w materiałach prasowych stosowanych do wytwarzania produktów odpornych na łuk elektryczny i części izolacyjnych o wysokiej częstotliwości; grafit nadaje produktom właściwości półprzewodnikowe; Fluorspar zwiększa odporność łukową produktów, a azbest zwiększa odporność na ciepło.
Mechanizm oddziaływania napełniacza z polimerem nie został dotychczas wyjaśniony. Zakłada się, że w przypadku napełniacza mineralnego jedynie polimer otacza jego cząstki, a w przypadku stosowania napełniaczy pochodzenia organicznego dochodzi do chemicznego oddziaływania polimeru z napełniaczem, np. z celulozą i ligniną wchodzącymi w skład mąka drzewna.
Utwardzacze i przyspieszacze utwardzania. Heksaminę stosuje się jako utwardzacz w produkcji proszków prasowych nowolaku. Czasami dodaje się go w małych ilościach, aby przyspieszyć utwardzanie oligomerów rezolu. Oprócz utwardzaczy w składzie często pojawiają się przyspieszacze utwardzania: tlenek wapnia lub magnezu, kwasy mineralne, organiczne kwasy sulfonowe i ich pochodne. W oligomerach nowolaku ich rola najwyraźniej sprowadza się do neutralizacji wolnych kwasów, a na etapie utwardzania oligomerów nowolaku i rezolu tlenki te wiążą grupy hydroksylowe jąder fenolowych i tworzą fenolany, będąc tym samym dodatkowym czynnikiem sieciującym:
Możliwe jest również, że tlenki metali wiążą wolny fenol zawarty w oligomerach i w ten sposób przyczyniają się do zwiększenia szybkości utwardzania:
Zastosowanie tlenków metali umożliwia poprawę niektórych właściwości proszków prasowych, np. odporności cieplnej.
Smary poprawiają tabletkowalność proszków prasowych, zapobiegają przyklejaniu się produktów do formy podczas przetwarzania i ułatwiają ich wyjmowanie z formy po sprasowaniu. Ponadto zakłada się, że smary zmniejszają tarcie pomiędzy cząstkami prasowanego materiału, w wyniku czego zwiększa się plastyczność i płynność materiału podczas procesu prasowania. Jako smary w produkcji proszków prasowych stosuje się kwasy pochodzenia roślinnego, np. oleinowy lub stearynowy, ich sole – stearyniany Ca, Ba, Zn lub Cd, stearynę.
Barwniki i pigmenty. Do produkcji malowanych wyrobów prasowych stosuje się organiczne i mineralne barwniki oraz pigmenty, które charakteryzują się wysoką odpornością na ciepło i odpornością na światło. Wprowadza się je bezpośrednio do spoiwa lub podczas mieszania składników. Dominującym kolorem większości wyrobów technicznych wykonanych z tworzyw fenolowych jest kolor czarny. Do ich barwienia stosuje się barwnik organiczny - nigrosynę rozpuszczalną w alkoholu, a także litopon, mumię itp.
Kolor wyrobów prasowych zmienia się w trakcie pracy. Główną przyczyną jest oddziaływanie barwnika z fenolem, formaldehydem i katalizatorem, który częściowo pozostaje w polimerze w stanie wolnym. Proces ten zachodzi pod wpływem światła słonecznego, ciepła, wilgoci itp., a różne barwniki zmieniają kolor w różnym tempie.
Przepisy na proszek prasowy. Proszki prasowe nowolaku i rezolu przetwarzane są na produkty głównie poprzez prasowanie i wtłaczanie Ostatnio i odlewanie. Poniżej podano najczęstszą formułę proszku prasowanego nowolaku stosowanego do przetwarzania przez prasowanie (w masie, w częściach):
Do przetwarzania metodą wtrysku stosuje się proszek prasowy o następującym składzie (w masie, w częściach):
Zwiększona zawartość spoiwa w preparacie zapewnia większą mobilność masy. Dodatkowo, w celu zwiększenia płynności kompozycji, wprowadza się do niej furfural bezpośrednio podczas procesu walcowania (3 części wagowe na 100 części wagowych).
Formuły proszków do prasy rezolowej różnią się w szerszym zakresie w zależności od przeznaczenia materiału. Zatem zawartość spoiwa waha się od 35 do 50%, a tlenków wapnia lub magnezu od 0,7 do 2,5%. Heksaminę dodaje się do proszków rezolowych na bazie oligomerów krezolowo-formaldehydowych lub mieszanin oligomerów rezolu i nowolaku.
Wysoce wypełnione preparaty proszkowe obejmują kompozycje zawierające ponad 80% wagowych. wypełniacz, na przykład sztuczny grafit (tzw antygmit– tworzywo grafitowe), piasek kwarcowy, ziarnisty materiał ścierny (elektrokorund, diament itp.). Formy i rdzenie odlewnicze wykonuje się z mas zawierających piasek kwarcowy (95–97% mas.), bezpośrednio w miejscu użytkowania wytworzonych z nich wyrobów.
Właściwości proszków prasowych. Proszki prasowe nowolaku i rezolu muszą posiadać określone właściwości technologiczne, które umożliwiają ich przetworzenie na produkty. Do najważniejszych właściwości technologicznych proszków prasowanych zalicza się objętość właściwą, tabletkowalność, płynność, szybkość utwardzania i skurcz.
Na etapie przygotowania proszku prasowego do przetwarzania ważnymi wskaźnikami są konkretna objętość i tabletkowalność. Proszki prasowe przygotowane metodą emulsyjną i lakierniczą mają wyższą objętość właściwą, natomiast proszki prasowe przygotowane metodami walcowymi i wytłaczania mają niższą objętość właściwą.
Tabletkowalność umożliwia wysoce produktywne przetwarzanie proszku prasowanego w produkty. Zdolność proszku prasowego do formowania tabletki (brykietu) określa się metodą tłoczenia na zimno na tabletkarkach.
Płynność określa zdolność proszku prasującego do wypełniania wnęki formy podczas prasowania lub odlewania. Płynność mierzona jest w specjalnej formie Raschiga w standardowych warunkach. Płynność proszków prasowych, w zależności od rodzaju spoiwa i przeznaczenia materiału prasowego, jest bardzo zróżnicowana – od 35 do 200 mm. Proszki prasowe o płynności mniejszej niż 35 mm nie są w stanie równomiernie wypełnić formy podczas procesu tłoczenia produktów. Jednak wraz ze wzrostem płynności zwiększają się straty na etapie prasowania (materiał „wypływa” z formy, tworząc gruby zadzior) i maleje prędkość utwardzania. Proszki prasowe wysokopłynne stosuje się do wytwarzania wyrobów o skomplikowanych profilach, natomiast proszki niskopłynne stosuje się do wyrobów o małych rozmiarach i prostych konfiguracjach.
Szybkość utwardzania jest najważniejszym wskaźnikiem właściwości technologicznych proszku prasowego, który decyduje o wydajności urządzenia na etapie przetwarzania. W przypadku spoiw fenolowo-formaldehydowych szybkość utwardzania jest bardzo zróżnicowana i znacznie wzrasta w przypadku stosowania produktów łączących oligomery fenolowo-formaldehydowe z tworzywami termoplastycznymi.
Skurcz charakteryzuje się zmianą wielkości próbek podczas przetwarzania i eksploatacji produktów. Dla proszków fenolowych jest to 0,4 – 1%. Niektóre wskaźniki wyrobów wytworzonych z materiałów prasowych nowolaku podano w tabelach 3.18 i 3.19.
Przedmowa
Żywica fenolowo-formaldehydowa produkowana jest na skalę przemysłową od 1912 roku pod nazwą Bakelite. Podobnie jak wiele innych nowości, bakelit był początkowo postrzegany sceptycznie i trudno mu było konkurować na rynku z materiałami znanymi od dawna.
Sytuacja szybko się zmieniła, gdy odkryto jego cenne właściwości – bakelit okazał się doskonałym materiałem elektroizolacyjnym, który jednocześnie charakteryzuje się dużą wytrzymałością. Dziś w naszych domach prawie nie spotykamy gniazdek, wtyczek i włączników elektrycznych wykonanych z porcelany. Zastąpiły je produkty wykonane z tworzyw termoutwardzalnych. Bakelit i pokrewne tworzywa sztuczne zajmują również ważne miejsce w inżynierii mechanicznej, produkcji samochodów i innych gałęziach przemysłu.
Wstęp
Synteza związków wielkocząsteczkowych to proces łączenia wielu cząsteczek poszczególnych substancji chemicznych (monomerów) za pomocą normalnych wiązań chemicznych w pojedynczą makrocząsteczkę polimeru.
Reakcję tworzenia polimeru, która zachodzi bez uwalniania innych związków chemicznych, nazywa się reakcją polimeryzacji. Przekształcenie monomerów w polimery, któremu towarzyszy uwolnienie produktów ubocznych, nazywa się polikondensacją.
Żywicami nazywane są także związki organiczne o dużej masie cząsteczkowej, z których wytwarza się większość tworzyw sztucznych.
Do grupy żywic polikondensacyjnych zalicza się żywice poliestrowe otrzymywane w wyniku kondensacji kwasów wielozasadowych z alkoholami wielowodorotlenowymi, fenolowo-formaldehydowymi i innymi.
Tworzywa sztuczne zwane tworzywami fenolowymi produkowane są z żywic fenolowo-formaldehydowych.
Wszystkie masy plastyczne dzielimy ze względu na skład na proste i złożone. Proste tworzywa sztuczne składają się głównie ze spoiwa, czasem z dodatkiem niewielkiej ilości substancji pomocniczych (barwnika, smaru itp.). Większość tworzyw sztucznych oprócz spoiwa zawiera także inne. Takie tworzywa sztuczne nazywane są złożonymi i kompozytowymi.
Materiały prasowe to kompozycje na bazie produktów wysokopolimerowych (żywice sztuczne, etery celulozy, bitumy), z których powstają różne produkty różnymi metodami kształtowania (prasowanie bezpośrednie, odlewanie).
Materiały prasowe zawierające żywice utwardzające się podczas procesu prasowania wyrobów nazywane są termoutwardzalnymi.
W wyniku utwardzenia spoiwa wyrób uzyskuje wytrzymałość mechaniczną już w formie w temperaturze prasowania, a po ponownym nagrzaniu traci zdolność do mięknięcia: żywica w utwardzonym wyrobie nie ma możliwości stopienia się i rozpuszczenia. Ten proces utwardzania jest nieodwracalny.
Do materiałów termoutwardzalnych zaliczają się materiały prasowe, takie jak fenoplasty i aminoplasty zawierające głównie żywice polikondensacyjne.
Materiały prasowane, zwane tworzywami termoplastycznymi lub termoplastycznymi, zawierają spoiwa, które nie twardnieją podczas procesu prasowania lub odlewania. W tym przypadku produkty uzyskują wytrzymałość mechaniczną dopiero po pewnym schłodzeniu w formie.
Do produkcji tworzyw fenolowych jako spoiwo stosuje się żywice fenolowo-formaldehydowe, a także żywice otrzymywane w wyniku częściowego zastąpienia fenolu innymi substancjami (anilina itp.) oraz częściowego lub całkowitego zastąpienia formaldehydu innymi aldehydami (furfural itp.) .
W zależności od stosunku fenolu do formaldehydu użytego katalizatora (kwasowy, zasadowy) oraz warunków reakcji tworzenia żywicy otrzymuje się dwa rodzaje żywic – nowolak i rezol.
Żywice nowolakowe zachowują zdolność do topienia i rozpuszczania po wielokrotnym podgrzaniu do temperatury stosowanej przy prasowaniu produktów fenolowych.
Żywice rezolowe w podwyższonych temperaturach, a podczas długotrwałego przechowywania nawet w normalnych temperaturach, stają się nietopliwe i nierozpuszczalne.
Szybkie utwardzanie żywic nowolakowych następuje tylko w obecności specjalnych utwardzaczy, głównie metenaminy (heksametylenotetraaminy). Żywice rezolowe nie wymagają do utwardzenia dodatku utwardzaczy.
Proces utwardzania żywic rezolowych składa się z trzech etapów. W etapie A (rezol) żywica zachowuje zdolność topienia i rozpuszczania. W etapie B (resitol) żywica praktycznie się nie topi, ale nadal może pęcznieć w odpowiednich rozpuszczalnikach. W etapie C żywica jest nietopliwa i nie pęcznieje nawet w rozpuszczalnikach.
Receptury materiałów prasowych i chemia procesowa
Teoretyczne koncepcje dotyczące mechanizmu oddziaływania fenolu z formaldehydem w obecności katalizatorów oraz struktury żywic fenolowo-formaldehydowych podczas procesów ich utwardzania nie są dostatecznie rozwinięte.
Głównymi składnikami wspólnymi dla różnych materiałów prasowych są: żywica, wypełniacz włóknisty, utwardzacz lub przyspieszacz utwardzania żywicy, smar, barwnik i różne specjalne dodatki.
Podstawą materiału prasowego jest żywica, czyli tzw. spoiwo, które w odpowiedniej temperaturze i ciśnieniu impregnuje i łączy cząstki pozostałych składników w jednorodną masę.
Właściwości żywicy determinują podstawowe właściwości materiału prasującego. Przykładowo na bazie żywicy fenolowo-formaldehydowej otrzymanej w obecności katalizatora sody kaustycznej nie da się uzyskać materiału prasującego, który po sprasowaniu miałby wysoką wodoodporność czy wysokie właściwości elektroizolacyjne.
Dlatego, aby nadać prasowanemu materiałowi określone właściwości, należy przede wszystkim wybrać odpowiednią żywicę (materiały wyjściowe, katalizator, sposób tworzenia żywicy).
W tym przypadku polimer staje się stały, nierozpuszczalny i nietopliwy. Ten produkt końcowego etapu polikondensacji nazywa się rezytem.
W przetwórstwie przemysłowym żywicę na etapie formowania rezolu wlewa się do form i w nich utwardza. Utwardzanie często trwa kilka dni. Jest to konieczne, aby woda powstająca podczas reakcji powoli odparowała. W przeciwnym razie żywica stanie się nieprzezroczysta i szampująca. Aby przyspieszyć utwardzanie, można doprowadzić polikondensację do powstania rezytu, następnie powstałą żywicę zmielić, umieścić w formach pod ciśnieniem 200-250 atm i utwardzać w temperaturze 160-170 50 0C.
Jeśli tę reakcję przeprowadzimy przy pH powyżej 7, czyli w środowisku zasadowym, to znacznie spowolni to powstawanie rezolu.
Żywice nowolakowe
W produkcji stosuje się głównie żywice fenolowo-formaldehydowe obu typów: nowolak i rezol.
Do produkcji żywic fenolowo-formaldehydowych wykorzystuje się fenol syntetyczny oraz fenole otrzymywane ze smoły węglowej (frakcje fenolowe i fenolowo-krezolowe, trikrezol, ksylenole). Oprócz wymienionych fenoli stosuje się ich mieszaniny, a także mieszaniny fenolu z aniliną (żywica fenolowo-anilinowo-formaldehydowa). Formaldehyd jest czasami częściowo lub całkowicie zastępowany furfuralem.
Aby otrzymać żywice nowolakowe, kondensację prowadzi się zwykle w obecności katalizatorów kwasowych z nadmiarem fenolu.
Proces technologiczny wytwarzania stałej żywicy nowolakowej składa się z etapów kondensacji i suszenia, prowadzonych zazwyczaj w jednym aparacie.
Do mieszaniny fenolu z formaldehydem wprowadza się taką ilość katalizatora kwasowego, aby wartość pH mieszaniny reakcyjnej wynosiła 1,6-2,3. Mieszaninę, ciągle mieszając, ogrzewa się do wrzenia przez 40-60 minut pod ciśnieniem atmosferycznym (poniżej często w próżni) przy włączonej chłodnicy zwrotnej. Po 20 minutach od rozpoczęcia wrzenia do aparatu wprowadza się dodatkową porcję katalizatora (0,056 części wagowych kwasu na 100 części wagowych fenolu). Gotowanie mieszaniny w temperaturze 95-98°C kontynuuje się przez kolejne 1-1,5 godziny. Gdy ciężar właściwy mieszaniny jest bliski 1,2 g/cm 53 0, kondensację żywicy uznaje się za zasadniczo zakończoną, włącza się bezpośrednią lodówkę i rozpoczyna suszenie, przy ciśnieniu resztkowym nieprzekraczającym 300 mmHg, ogrzewając aparat parą 5-8 o godz. Suszenie kontynuuje się aż temperatura kroplenia żywicy osiągnie 95-105 0C. Następnie żywicę spuszcza się z aparatu i schładza.
Do żywic nowolakowych często dodaje się środki smarne (kwas oleinowy) i barwniki.
Żywica nowolakowa fenolowo-formaldehydowa w stanie stałym ma barwę od jasnej do ciemnobrązowej, środek ciężkości wynosi około 1,2 g/cm 53 0. Żywica ta może się wielokrotnie topić i ponownie twardnieć oraz jest dobrze rozpuszczalna w alkoholu i wielu rozpuszczalnikach. Przejście żywicy ze stanu niestopionego w temperaturze 150-200 5 0 0C do stanu nietopliwego i nierozpuszczalnego przy braku utwardzacza następuje bardzo powoli.
Temperatura topnienia, lepkość i szybkość utwardzania żywic nowolakowych zmieniają się bardzo powoli w czasie. Dlatego takie żywice można przechowywać przez kilka miesięcy w dowolnej temperaturze.
Żywice rezolowe
W przeciwieństwie do żywic nowolakowych, żywice rezolowe różnych marek mają odmienne właściwości i mają różne cele. Często jednej marki żywicy rezolowej nie można w pełni zastąpić inną.
Do otrzymania żywic rezolowych wykorzystuje się te same surowce, co do żywic nowolakowych (fenole, mieszaniny fenolu z aniliną, formaldehyd). Katalizatorem są zasady i zasady, soda kaustyczna, wodorotlenek baru, amoniak, tlenek magnezu.
W produkcji żywice rezolowe stosowane są w stanie stałym i ciekłym. Żywica rezolowa w stanie ciekłym jest mieszaniną żywicy i wody. Takie mieszaniny zawierające do 35% wody nazywane są żywicami emulsyjnymi. Częściowo odwodnione żywice emulsyjne (o zawartości wilgoci nie większej niż 20%) nazywane są żywicami ciekłymi.
Lepkość żywic emulsyjnych waha się od 500-1800 centypuazów, żywic ciekłych - od 500-1200 centypuazów.
Stałe żywice rezolowe wygląd niewiele różnią się od stałych żywic nowolakowych. Proces technologiczny wytwarzania stałych żywic rezolowych jest pod wieloma względami podobny do wytwarzania żywic nowolakowych. Kondensacja i suszenie przeprowadzane są w jednym aparacie. Kondensacja z reguły zachodzi w temperaturze wrzenia mieszaniny reakcyjnej, przez pewien czas ustalony dla każdej marki żywicy, suszenie przeprowadza się przy ciśnieniu resztkowym nie wyższym niż 200 mm Hg. Proces suszenia jest kontrolowany poprzez określenie szybkości utwardzania żywicy na płytce.
Gotową żywicę należy jak najszybciej spuścić z aparatu i schładzać cienką warstwą, aby zapobiec jej stwardnieniu.
Najważniejszym wskaźnikiem jakości emulsyjnych i ciekłych żywic rezolowych jest lepkość, która gwałtownie maleje wraz ze wzrostem temperatury.
Przechowywanie żywic rezolowych jest dozwolone tylko przez krótki czas (2-3 dni po wyprodukowaniu), ponieważ podczas przechowywania lepkość żywic emulsyjnych i ciekłych wzrasta stosunkowo szybko, a także temperatura kroplenia i szybkość utwardzania żywic stałych.
Ważnym wskaźnikiem jest kruchość stałych żywic rezolowych. Żywice, których temperatura kroplenia i prędkość utwardzania odpowiadają Specyfikacja techniczna, czasami mają niewystarczającą kruchość. Trudno je wtedy zmielić, a po zmiażdżeniu szybko się zbrylają.
Żywice rezolowe są mielone przy użyciu tego samego sprzętu, co żywice nowolakowe. Ponieważ rozdrobniona żywica rezolowa, nawet przy dobrej kruchości, szybko się zbryla, nie należy jej przechowywać w tym stanie.
Najwygodniejszymi pojemnikami do wewnątrzzakładowego transportu żywic rezolowych stałych z osobną produkcją żywicy są worki wykonane z grubej, pyłoszczelnej tkaniny (pasy), a do żywic emulsyjnych - standardowe beczki metalowe.
Metody wytwarzania tworzyw fenolowych i przetwarzania ich na produkty
Wypełniaczem do proszków prasowych, takich jak tworzywa fenolowe, jest najczęściej mączka drzewna, znacznie rzadziej azbest drobnowłóknisty. Stosowane wypełniacze w postaci proszku mineralnego obejmują fluoryt i pył kwarcowy.
Materiały prasowe takie jak tworzywa fenolowe produkowane są metodą „na sucho” i „na mokro”. W przypadku metod „suchych” żywicę stosuje się w postaci suchej, a w przypadku „mokrych” w postaci lakieru alkoholowego (metoda lakiernicza) lub emulsji wodnej (metoda emulsyjna).
Prowadzona jest obróbka tworzyw fenolowych na produkty różne sposoby. Najstarszą i najpowszechniejszą metodą przemysłową jest prasowanie bezpośrednie (zwane także prasowaniem na gorąco lub prasowaniem) mające zastosowanie do wszystkich opisanych rodzajów materiałów prasowych.
Metodę wtrysku, zwaną także transferem lub spritsgussem, stosuje się wyłącznie do przetwarzania proszków prasowych, gdy produkt musi zawierać skomplikowaną armaturę.
Metodę ciągłego wytłaczania stosuje się do wytwarzania różnorodnych wyrobów profilowych z proszków prasowych (rury, pręty, narożniki).
Właściwości Faolitu
Faolit jest kwasoodporną masą plastyczną otrzymywaną na bazie żywicy rezolowej fenolowo-formaldehydowej oraz kwasoodpornego wypełniacza z azbestu, grafitu i piasku kwarcowego.
Termoutwardzalna żywica fenolowo-formaldehydowa może pod wpływem ciepła przejść w stan stały, nietopliwy i nierozpuszczalny. Zgodnie z tym masa faolitu, w której cząstki wypełniacza są połączone lepką rozpuszczalną żywicą, twardnieje podczas obróbki cieplnej, staje się nietopliwa i nierozpuszczalna.
Faolit jest jednym z najcenniejszych materiałów konstrukcyjnych. Sprawdził się podczas pracy w różnych agresywnych środowiskach w szerokim zakresie temperatur. Pod względem odporności na korozję faolit jest lepszy od ołowiu.
Duża ilość faolitu produkowana jest w postaci półproduktów, nieutwardzonych arkuszy, z których fabryki konsumenckie wytwarzają różne produkty i armaturę.
Faolit znalazł szerokie zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu jako materiał konstrukcyjny. W niektórych przypadkach zastępuje metale nieżelazne, zwłaszcza ołów. Lekkość faolitu (p = 1,5-1,7 g/cm 53 0), odporność chemiczna na kwaśne, agresywne środowisko pozwala na jego wykorzystanie do produkcji trwałego sprzętu ważącego kilkakrotnie mniej niż metal.
Faolit można stosować w wyższych temperaturach niż wiele innych tworzyw kwasoodpornych.
Główne surowce do produkcji Faolitu i wytwarzania żywicy rezolowej
Do produkcji faolitu wykorzystuje się żywicę rezolową, będącą produktem kondensacji fenolu z formaldehydem w obecności katalizatora – wody amoniakalnej. Żywica rezolowa po podgrzaniu może stać się nietopliwa i nierozpuszczalna.
Fenol w czystej postaci jest substancją krystaliczną o specyficznym zapachu. Temperatura wrzenia wynosi 182 0C, a gęstość w 15 0C wynosi 1,066 g/cm3.
Fenol dobrze rozpuszcza się w 30-40% wodnym roztworze formaldehydu (formaliny), alkoholu, eterze, glicerynie, benzenie.
Gotowanie i suszenie żywicy rezolowej
Gotowanie i suszenie żywicy rezolowej odbywa się w aparacie do gotowania i suszenia. Urządzenie wyposażone jest w mieszadło o prędkości obrotowej 40-50 obr/min oraz wzierniki i armaturę do pomiaru temperatury i ciśnienia zabudowane w pokrywie urządzenia. Ciśnienie robocze do 2 atmosfer.
Podczas gotowania żywicy zachodzi reakcja kondensacji - oddziaływanie fenolu z formaldehydem w obecności katalizatora amoniakalnego. W ten sposób tworzy się warstwa żywicy i wody. Suszenie usuwa głównie wodę i nieprzereagowane składniki. Proces suszenia w dużej mierze decyduje o jakości gotowej żywicy.
Surowce ładuje się do kotła w następujących ilościach: fenol (100%) – 100 części wagowych, formalina (37%) – 103,5 części wagowych, woda amoniakalna (w przeliczeniu na 100% amoniaku) – 0,5 części wagowych.
Przetwarzanie suchego faolitu w produkt można przeprowadzić poprzez formowanie lub prasowanie. Ze względu na to, że obróbka mechaniczna faolitu jest pracochłonną pracą, należy zadbać o to, aby wytworzonemu detalowi faolitu w stanie nieutwardzonym nadano określony kształt.
Surowy faolit wykorzystuje się do produkcji rur, szuflad, naczyń cylindrycznych i mieszadeł.
Kątowniki, trójniki i wanny wykonane są z utwardzanego faolitu.
Rury i produkty wykonane z tekstofaolitu
W niektórych przypadkach obecnie produkowany faolit nie może być zastosowany ze względu na niewystarczającą wytrzymałość mechaniczną. Wzmocnienie lub tekstolizacja faolitu tkaniną pozwala uzyskać materiał o znacznie ulepszonych właściwościach mechanicznych.
Rury faolitowe produkowane są w zwykły sposób. Nieutwardzony produkt faolitowy szczelnie owinięty jest paskami tkaniny pokrytymi lakierem bakelitowym. Jeśli nie jest wymagane ponowne nałożenie faolitu, tekstofaolit utwardza się w tej formie.
W ten sposób uzyskuje się rury i ramy o różnych średnicach, z których następnie montowane są urządzenia lub rury wydechowe.
Inny
Do lakierowania wyroby drewniane stosuje się lakiery samoutwardzalne, które produkowane są również na bazie żywic fenolowo-formaldehydowych.
Rezolowe żywice fenolowo-formaldehydowe można również stosować do klejenia drewna z drewnem lub metalem. Uzyskane wiązanie jest bardzo mocne i ta metoda klejenia jest obecnie coraz częściej stosowana, zwłaszcza w przemyśle lotniczym.
W przemyśle kleje na bazie żywicy fenolowej stosowane są przy produkcji sklejki i tworzyw sztucznych z włókna drzewnego. Ponadto takie żywice są z powodzeniem stosowane do produkcji szczotek i szczotek, a w elektrotechnice doskonale nadają się do klejenia szkła do metalu w lampach żarowych, świetlówkach i lampach radiowych.
Ogłoszenia dotyczące zakupu i sprzedaży sprzętu można zobaczyć na stronie
Możesz omówić zalety marek polimerów i ich właściwości na stronie
Zarejestruj swoją firmę w Katalogu Przedsiębiorstw
Ładowanie...
