ФЕНОЛФОРМАЛЬДЕГИДНЫЕ СВЯЗУЮЩИЕ

Рейтинг:  0 / 5

Звезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активна
 
Для получения технических продуктов применяют низшие фенолы.
- кристаллический фенол, крезолы, ксиленолы или их смеси. Из альдегидов применяют в основном формальдегид в виде формалина ( 40%-ного водного раствора) и фурфурол.
В зависимости от соотношения фенола и альдегида, а также рода катализатора образуются либо термореактивные, либо термопластичные смолы.
Так, при избытке формальдегида в присутствии щелочного катализатора (едкого натра, гидроокиси бария, аммиачной воды) образуется смесь фенолоспиртов, которые затем реагируют между собой, выделяя воду и образуя термореактивную вязкую, жидкую или твердую смолу -резол, выпускаемую химической промышленностью и подлежащую дальнейшей переработке.
СН
ОН где п = 2-5; т = 4-10.
Полученные смолы способны растворяться в органических растворителях (спирте, ацетоне и др.); кроме того, твердые смолы способны плавиться.
При дальнейшем нагревании или при длительном хранении смола переходит в студенистую массу (гель). Твердая смола перестает плавиться, но еще может размягчаться; она не растворяется в органических растворителях, но набухает в них.
При последующем нагревании образуется смола с жесткой пространственной трехмерной структурой, которая полностью теряет способность набухать в органических растворителях и размягчаться [4,6, 17, 18].
Таким образом, для фенолформальдегидных смол различают три характерных состояния:.
а) жидкая или твердая, плавкая и растворимая в органических растворителях смола - резол, или смола на стадии «А»;.
б) гель или твердая смола, неплавкая и нерастворимая в органических растворителях, но способная набухать в них и размягчаться под действием тепла - резитол, или смола на стадии «В»;.
в) твердая, неплавкая и ненабухающая смола - резит, или смола на стадии «С».
Только резит обладает необходимыми эксплуатационными свойствами (механической прочностью, электроизоляционными свойствами, химической стойкостью, стойкостью к температурным воздействиям и др.). Ниже приведены некоторые свойства резитов на основе фенола и крезола:.
плотность, г/см 1,14- 1,30;.
удельная ударная вязкость, кг см/см 2,5 - 10;.
твердость по Бринеллю, кг/мм 30;.
удельное поверхностное.
электрическое сопротивление, Ом 1Д О — 1,10 .
Резиты стойки к водным и слабокислым средам, бензину, маслам, органическим растворителям. В щелочных средах резит деструкти-руется. При температурах около 300 °С происходит термическая деструкция резита, сопровождающаяся выделением воды и фенола. При более высоких температурах образуется механически прочный кокс. Коксовое число фенольных резитов около 50, что резко отличает фенолформальдегидные смолы от других синтетических смол и делает их незаменимыми, например в теплозащите, получении углерод-углеродных композитов.
При избытке фенола в присутствии кислых катализаторов (соляная, щавелевая и др. кислоты) образуются диоксифенилметаны, которые, соединяясь с фенолом и альдегидом, образуют твердую, хрупкую, прозрачную смолу — новолак.
Новолаки термопластичны. Они плавятся при температурах около 100 - 120 °С, растворяются в спирте, ацетоне и других органических растворителях. Для получения технических продуктов новолак с помощью гексаметилентетрамина (СН
)б N
(уротропина) в количестве 10 -.
15% переводят в резит. Отверждение сопровождается выделением аммиака, метиленаминов и др. соединений. Отверждение происходит в основном за счет образования мителеновых мостиков между молекулами олигомера. Появляются также термостабильные азометиновые связи
вследствие чего отвержденный новолак (резит) окрашен в желтый цвет и всегда содержит остаточный азот.
Новолачные смолы отверждаются значительно быстрее резольных. Однако резольные смолы, в отличие от новолачных, способны в условиях переработки длительное время пребывать в вязкотекучем состоянии.
В резольных смолах даже при комнатной температуре могут протекать реакции поликонденсации, обуславливающие постепенное повышение средней молекулярной массы олигомеров. Поэтому при хранении жидких и твердых резольных смол их свойства постоянно изменяются во времени, что может в конце концов привести к образованию продуктов, не пригодных к переработке. Поэтому важное значение для получения качественной продукции имеет контроль содержания в фе-нолформальдегидной смоле функциональных групп. Для этого можно использовать различные методы, например метод Коппешаара. Сущность метода заключается в отгонке фенола с водяным паром и действием на него брома. Затем избыток брома определяют титрованием.
Фенолформальдегидные смолы способны совмещаться со многими полимерами, в том числе с каучуками, а также с рядом мономеров, например с фуриловым спиртом и др. При совмещении сохраняется основное свойство фенопластов — их термореактивность и приобретаются все положительные свойства второго компонента. На основании совмещенных смол создан ряд новых прессматериалов, клеев, герметиков, термостойких покрытий.
Выпускаемые резольные смолы можно разделить на три группы -лаковые, водоэмульсионные, водорастворимые и твердые резолы.
Лаковые смолы. Бакелитовые лаки - спиртовой раствор резольной смолы, полученной на основе фенольной фракции.
Водорастворимые и водоэмульсионные смолы. Фенолоспирты — растворимые в воде первичные продукты поликонденсации фенола с формальдегидом в щелочном катализаторе. Применяются как связующие для получения различных фенолопластов.
Смола Б - водоэмульсионная резольная смола. Применяется как связующее для получения различных композиций и других неметаллических материалов при температуре выше 100 °С.
Твердые резолы. Твердые резольные смолы, полученные поликонденсацией фенола и анилина с формальдегидом в присутствии аммиачной воды в качестве катализатора. Применяются для получения электроизоляционных пресс-порошков.
Твердые новолачные смолы получаются при поликонденсации соответственно фенольной фракции, смеси фенола и ксилинола и фенола с формальдегидом в присутствии соляной или щавелевой кислот в качестве катализатора. Цвет смол - от светло-желтого до темно-коричневого.
Смолы растворимы в спирте, ацетоне, диоксане, спиртобензольной смеси (1:1), не растворимы в бензоле, бензине. Широко используются в качестве связующего при производстве пресс-порошков.
Композиция на основе новолачной фенолформальдегидной смолы, модифицированная каучуком и другими компонентами, имеет более высокую ударную вязкость и теплостойкость.