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关于酚醛树脂,最全的都在这里~

来源:

时间:2017-05-02

酚醛树脂   

摘要:关于酚醛树脂的资料暂时只找到了这么多,如果有哪位磨友手上有第一手资料,欢迎补充分享哈~

关于酚醛树脂:

酚醛树脂也叫电木,又称电木粉。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。

性质:耐高温粘结强度大高残碳率低烟低毒热处理发泡性抗化学稳定性

发展历史:

1---1872年,德国化学家拜耳(A. Baeyer)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。

2---1902年,布卢默(L. Blumer)用酒石酸135份作催化剂,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。

3---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)。

4---1907年,巴克兰申请了关于酚醛树脂“加压、加热”’固化的专利。并于1910年10月10日成立Bakelite公司,分布在许多国家,他们先后申请了400多个专利,预见到除酚醛树脂作烧蚀材料以外的主要应用,解决了酚醛树脂应用的关键问题。巴克兰还成功地获得了施加高压使酚醛预聚物固化的技术,他明确指出,酚醛树脂是否具有热塑性取决于苯酚与甲醛的用量比和所用催化剂类型,在碱性催化剂存在下即使苯酚过量一些,生成物也是热固性树脂,受热后能够转变为不溶不熔树脂。

5---1911年,艾尔斯沃思(Aylesworth)发现用六次甲基四胺可以使酚醛树脂固化,转变为不溶不熔状态,使其具有较高电绝缘性等应用特性。酚醛树脂因此开始用于电绝缘制品。

6---1912~1913年,俄国科学家彼得洛夫、塔拉索夫等研究了在石油磺酸和芳香族磺酸存在下的酚与醛的反应,并发明了将其注塑成型制取酚醛树脂注塑制品的方法。

7---1913年,德国科学家阿尔贝特发明了松香改性酚醛树脂,这种树脂适合制作油漆涂料,这一发明为酚醛树脂在涂料领域的应用铺展了成功之路。

8---1914年,日本引进巴克兰技术在东京开始生产酚醛树脂,开创了亚洲先河。

9---1923年,美国投产苯酚糠醛模塑粉。

10---1930年,酚醛泡沫塑料在美国投产。

11---1937年,开发了增塑的醚化的酚醛树脂并用于油漆涂料。

12---1945年,高邻位酚醛树脂及其快速成型模压粉在美国工业化生产。

13---1946年,美国投产丁腈橡胶改性酚醛树脂及其模塑粉。

14---1949年,苯胺改性酚醛模塑粉商品面市。

合成原理:

1 加成反应

在适当条件下,一元羟甲基苯酚继续进行加成反应,就可生成二元及多元羟甲基苯酚。

2 缩合及缩聚反应

缩合及缩聚反应,随反应条件的不同可以发生在羟甲基苯酚与苯酚分子之间,也可发生在各个羟甲基苯酚分子之间。

缩合反应不断进行的结果是缩聚形成一定分子量的酚醛树脂,由于缩聚反应具有逐步的特点,中间产物相当稳定因而能够分离而加以研究。

多年来研究分析通常认为,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。

碱性酚醛树脂的合成工艺的流程图如图1:

磨具磨料用酚醛树脂的技术指标见表 1。

原料配方见表 2。

实验制取:

【原理】苯酚和甲醛在酸性或碱性的催化剂作用下,通过缩聚反应生成酚醛树脂。在酸性催化剂作用下,苯酚过量时生成线型热塑性树脂;在碱性催化剂作用下,甲醛过量时生成体型热固性树脂。

【操作】

(1)在25×200mm的试管中加入 4g化学纯苯酚和2.5mL化学纯甲醛溶液(密度约1.1g/cm3、浓度为36~38%),再加入1mL化学纯的浓盐酸,振荡均匀后塞上带有直玻璃管(长300mm)的橡皮塞。把上述试管固定在铁架台上,放在80~90℃的水浴中加热(如左图)。片刻后,试管中发生剧烈反应,反应后还要继续加热,直到生成粉红的固体树脂为止。取出固体树脂(用铁丝钩出),用水冲洗后得到热塑性树脂。

(2)在25×200mm的试管中加入2.5g化学纯苯酚和3mL化学纯甲醛溶液(浓度同前),再加入1mL化学纯浓氨水(浓度为25~28%),振荡均匀之后塞上带有直玻璃管(长300mm)的橡皮塞。把上述的试管固定在铁架台上,用沸水浴加热,直到混合物分成两层。当底层的树脂粘度增大时,取下试管用水冷却,等树脂固化后倒出,用水冲洗,得到黄色的热固性树脂。

【说明】

(1)苯酚和甲醛在碱性条件下反应,要比在酸性条件下反应慢。要使生成的树脂冷却后呈固体,必须加热半小时以上。

(2)苯酚和甲醛在碱性条件下是逐渐生成体型树脂的。开始生成的液态物是可溶于酒精、丙酮和碱性水溶液的树脂,叫做甲阶树脂。继续加热后,生成粘稠状的液体,冷却后成为脆性固体,能部分溶于酒精、丙酮,但不溶于碱性水溶液。它叫乙阶树脂(固体受热能软化)。再继续加热,才生成不溶不熔的体型树脂,叫做丙阶树脂。在课堂教学实验中制备,由于加热的时间不够,一般生成乙阶树脂。

(3)苯酚有毒,它的浓溶液对皮肤有强烈的腐蚀性,使用时要小心。如沾到皮肤上,要立即用酒精擦洗干净。

(4)苯酚在常温下是无色晶体,不易从瓶中取出。取用时先把装有苯酚的瓶子放在60~70℃的热水中,使晶体液化,再用长滴管吸出,滴入小烧杯中称量。

应用:

酚醛树脂在磨料磨具行业的应用

树脂磨具的结合剂就是 酚醛 树脂 ,其作用是把 松散的磨料固结起来 ,形成具有一定形状 ,一定硬度 和强度 ,并且有一定磨削性 能的工具 。粉状分选树 脂和液体酚醛树脂都是作为砂 轮结合剂 的,但其作 用不同。液体酚醛树脂是磨料 的湿润剂,而粉状酚 醛树脂是主结合剂,在砂轮中总的树脂加人量范围在 15% 一18%。

树脂磨具除结合剂,还需要加人填料 。填料可 以改变结合剂 的性质,提 高砂轮性能,同时降低成本。常用的填料有半水石膏粉 、细粒度的刚玉或碳化硅粉 、冰晶石、黄铁矿 、硫化铁等。着色剂一般为 铁红粉和碳黑等。

树脂砂轮的生产工艺主要有冷压工艺和热压工艺两种 :

冷压工艺最基本的混料原则是 :先 用树脂液把磨料浸润涂附,再加入树脂粉 ,添加剂 和其它 材料。 树脂液将磨料表面浸润,形成 了一个薄的树脂膜 ,这样当这种表面被浸润的磨料与树脂粉 、填充料混合时 ,粉状物质就会有效的粘结在已浸 润树脂 的磨料表面。通常粉液的重量比为 2:1~4:1。

高密度热压砂轮的生产技术要求很高 ,其混料要求与冷压工艺不同。一般采用干混法,或者用小于磨料重量 1% 的糠醛做润湿剂润湿磨 料,再与树脂粉混合均匀,树脂粉 一 般选用流动度在15— 20mm,甚至更小,不能使用液体酚醛树脂和流动度大的粉状树脂 。

酚醛树脂再耐火材料中的应用

酚醛树脂由于其自身的特性 ,已成为生产定形和不定形以及浸渍耐火材料领域的最佳选择。酚醛树脂在相对低的温度下可以固化 ,形成高交联聚合物的结构,使之具有强度高 ,尺寸稳定 ,性能好的特点 ,在热分解过程中,残碳率高达 4O~6o%。

生产定型产品通常的方法是把粗骨料加人混炼机中,然后再加液体树脂 。加人液体树脂时需要一个分离器以保证树脂液混匀。粗骨料被树脂液润湿好后加人细粉 ,这些粉可以包括含有乌 洛托品的树脂粉 、石墨、碳黑 、抗氧化剂等。混料中加入粉状树脂,可以明显地提高未固化制品的强度 ,灵活地调节混合料 的压制性能。所以根据温度、湿度 、表面积不 同,通过调节液粉树脂之间的比例来调节可塑性。 酚醛树脂可用于生产所有的不定形耐火材料。

酚醛树脂在摩擦材料中的应用

摩擦材料是一种非常复杂 的复合物 ,对于这样复杂的混合物,混合成分之间的相互作用 ,过程参数的影响以及刹车片与对偶所产生 的作用 ,导致了一种表面化学和机械的相互作用机理 ,这是 一种非常复杂难以理解的过程。树脂对最终产 品摩 擦性能所产生的影响取决于生产工艺过程和生产条件树脂流动度短和乌洛托品含量低可以降低摩擦材料的密度和提高气孔率 ,减少 所产生的氨气。反之就会导致摩擦材料的高密度和低气孔率 ,增加所产生的氨气。高密度和低气孔率会导致起泡现象的发生。但是,压制时间、温度以及所使用的压力都会直接影响摩擦材料的实际密度和气孔率。

储运条件:

储存于阴凉、通风的库房。库温不宜超过37℃。远离火种、热源。保持容器密封。应与氧化剂分开存放,切忌混储。配备相应品种和数量的消防器材。

发展状况:

由于行业内竞争导致的结果就是现在酚醛树脂行业报价一般都是有两个以上的价格,一种就是标准价格一种就是现款交易的价格。很多企业为了快速回笼资金就对现款的客户进一步的让利,特别是在年终刺激销售的阶段,类似情况层出不穷。 酚醛树脂和耐火材料行业一样,都面临着部分小企业下调价格来实现签单目的的状况。这一状况对那些小规模的生产作坊影响不大,他们生产成本低,跟着下调价格也可以应对。但对于像平洋实业有限公司这样的大企业来讲,从原料和加工,从技术到规模都是很大的,各项成本都比较高,价格继续下调将会亏本。所以面对这些低价竞争者和惨淡市场也是无可奈何。但是企业要生存,资金就得回转,迫于这些压力,很多大型企业也是不得已而为之的去下调酚醛树脂价格,以便更快的解决库存积压问题。

发展前景:

研究

酚醛树脂的生产和使用会给环境带来一定程度的污染,影响整个生态环境,然而注意或加强治理污染,包括废水处理和废旧酚醛树脂产品及其复合材料的循环利用,可使酚醛树脂健康而快速发展。

最新发展

有关酚醛树脂的开发和研究工作,主要围绕着增强、阻燃、低烟以及成型适用性方面开展,向功能化、精细化发展,各国科学家部以高附加值的酚醛树脂材料为研究开发对象。

环保新树脂

新酚醛树脂为高分子化合物,是由苯酚和芳烷基醚通过缩合反应而产生的。新酚醛树脂具有良好力学性能、耐热性能,广泛应用于金刚石制品、砂轮片制造等行业.新酚醛树脂粘结力强,化学稳定性好,耐热性高,硬化时收缩小,制品尺寸稳定。粘结强度比酚醛树脂提高20%以上,耐热性提高100℃以上。新酚醛树脂制品可在250℃下长期使用,制品耐湿耐碱。

新酚醛树脂可做为金刚石砂轮的结合剂,使用方法为: 新酚醛树脂与酚醛树脂按1 :3混合使用,不仅提高了酚醛树脂的强度,还提高了耐热性和磨削比。如单独使用新酚醛树脂,砂轮的寿命是酚醛树脂8倍,在生产工艺上比酚醛树脂制品强度高出约30%,磨削效果也有提高。

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