① 酚醛樹脂膠粘劑的作用是什麼
以酚類與醛類在一定條件下反應的聚合物為主體材料的膠粘劑。酚類物質主要是苯酚,還包括甲酚、二甲酚、特丁基酚和苯基苯酚等;醛類物質主要是甲醛,有時也包括間苯二酚和糠醛。酚醛樹脂的正式名稱是苯酚—甲醛樹脂,其平均分子量不大。有水溶性、醇溶性、油溶性和乳液等幾種。一般呈液態,也有粉狀固態的。
酚醛樹脂是第一個人工合成的樹脂。1872年拜耳(A.von Bayer)發現苯酚與甲醛在酸催化下能生成樹脂。1883年邁克爾(A.Michael)報告鹼亦可催化得樹脂。1907年貝克蘭(L.H.Baekeland)獲得熱壓工藝專利,推動了酚醛樹脂的應用。1909年酚醛樹脂用作木材塗料。1910年酚醛紙質層壓板製成。1915年有了酚醛纖維板的專利。此後,酚醛樹脂的理論研究和實際應用都得到了很大發展。
反應機理
苯酚與甲醛的反應,由於催化劑的不同和反應體系pH值的高低,反應有下列類型:
強酸催化
甲醛的水溶液是平衡體系,內含甲醛單體和甲醛水化物甲二醇的縮合物。在酸性溶液里,甲二醇第一步生成羥基甲叉陽碳離子,然後與苯酚反應,生成羥甲基酚,這一步反應緩慢。在酸性條件下,生成的羥甲基酚很快與另一個苯酚分子作用,就開始縮合反應,分子鏈逐步加長為線性樹脂,所以強酸催化的苯酚—甲醛反應相當激烈。方程式如下:
② 誰懂酚醛樹脂啊~~急
酚類和醛類的縮聚產物通稱為酚醛樹脂,一般常指由苯酚和甲醛經縮聚反應而版得的合成樹脂,它是最早合成的一權類熱固性樹脂。
酚醛樹脂雖然是最老的一類熱固性樹脂,但由於它原料易得,合成方便,以及酚醛樹脂具有良好的機械強度和耐熱性能,尤其具有突出的瞬時耐高溫燒蝕性能,而且樹脂本身又有廣泛改性的餘地,所以目前酚醛樹脂仍廣泛用於製造玻璃纖維增強塑料、碳纖維增強塑料等復合材料。酚醛樹脂復合材料尤其在宇航工業方面(空間飛行器、火箭、導彈等)作為瞬時耐高溫和燒蝕的結構材料有著非常重要的用途。
酚醛樹脂的合成和固化過程完全遵循體型縮聚反應的規律。控制不同的合成條件(如酚和醛的比例,所用催化劑的類型等),可以得到兩類不同的酚醛樹脂:一類稱為熱固性酚醛樹脂,它是一種含有可進一步反應的羥甲基活性基團的樹脂,如果合成瓜不加控制,則會使體型縮聚反應一直進行至形成不熔、不溶的具有三向網路結構的固化樹脂,因此這類樹脂又稱為一階樹脂;另一類稱為熱塑性酚醛樹脂,它是線型樹脂,在合成過程中不會形成三向網路結構,在進一步的固化過程中必須加入固化劑,這類樹脂又稱為二階樹脂。這兩類樹脂的合成和固化原理並不相同,樹脂的分子結構也不同。
③ 酚醛樹脂的固化機理是什麼
酚醛樹脂制備所用的酚抄有苯酚、甲酚、二甲酚、間苯二酚,常用苯酚; 醛類則有甲醛、糠醛等。以苯酚一甲醛樹脂最為重要。根據催化劑的酸鹼性以及酚與醛的配比不同,所得產物的結構、性能有很大差異,因而使用方法也不同。如採用酸性催化劑,且酚過量,得到的是可溶可熔的線型酚醛樹脂,用以製造酚醛模塑粉(俗稱電木粉)。配製模塑粉時必須加入適量填充劑、潤滑劑、著色劑、固化劑,此為二步法。如用鹼性催化劑,且甲醛過量,控制分子量為300~700,可獲得溶於有機溶劑的樹脂,使用時不必添加固化劑,只要加熱即可轉變為熱固性塑料,所以稱為一步法。酚醛層壓樹脂、粘合樹脂、鑄型樹脂都由一步法製得。
酚醛樹脂是熱固性樹脂的最大品種,與其他熱固性樹脂相比,酚醛樹脂的優點: ①固化時不需要加入催化劑、促進劑,只需加熱、加壓。② 固化後密度比聚酯樹脂小,機械強度、耐化學腐蝕及耐濕性良好。③熱強度高,變形傾向小。缺點是: 脆性大,顏色深,固化速度慢,貯存期短,加工成型壓力高。
④ 酚醛樹脂的概念
酚醛樹脂 phenolic resin,簡稱PE.酚醛樹脂為黃色、透明、無定形塊狀物質,因含有游離分子而呈微紅色,比重1.25~1.30,易溶於醇,不溶於水,對水、弱酸、弱鹼溶液穩定。由苯酚和甲醛在催化劑條件下縮聚、經中和、水洗而製成的樹脂。因選用催化劑的不同,可分為熱固性和熱塑性兩類。酚醛樹脂具有良好的耐酸性能、力學性能、耐熱性能,廣泛應用於防腐蝕工程、膠粘劑、阻燃材料、砂輪片製造等行業。 苯酚-甲醛樹脂是最早工業化的合成樹脂。 1905~1909年L.H.貝克蘭對酚醛樹脂及其成型工藝進行了系統的研究,1910年在柏林呂格斯工廠建立通用酚醛樹脂公司,實現了工業生產。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脂,並製得了性能良好的塑料製品,獲得了廣泛的應用。1969年,由美國金剛砂公司開發了以苯酚-甲醛樹脂為原料製得的纖維,隨後由日本基諾爾公司投入生產。現在美國、蘇聯和中國也有生產。酚醛樹脂的生產至今不衰,1984年世界總產量約1946kt,居熱固性樹脂的首位。中國自40年代開始生產,1984年產量為77.6kt。 生產方法 常用的原料為苯酚、間苯二酚、間甲酚、二甲酚、對叔丁基或對苯基酚和甲醛、糠醛等。生產過程包括縮聚和脫水兩步。按配方將原料投入反應器並混合均勻,加入催化劑,攪拌,加熱至55~65℃,反應放熱使物料自動升溫至沸騰。此後,繼續加熱保持微沸騰(96~98℃)至終點,經減壓脫水後即可出料。近年來,開發成功連續縮聚生產酚醛樹脂新工藝。影響樹脂合成和性能的主要因素為酚與醛的化學結構、摩爾比和反應介質的pH。酚與醛的摩爾比大於或等於1時,初始產物為一羥甲基酚,縮聚時生成線型樹脂;小於1時,生成多羥甲基酚衍生物,形成的縮聚樹脂可交聯固化。反應介質的pH小於7時,生成的羥甲基酚很不穩定,易縮聚成線型樹脂;大於7時,縮聚緩慢,有利於多羥甲基酚衍生物的生成。生產熱塑性酚醛樹脂常用鹽酸、磷酸、草酸作催化劑(見酸鹼催化劑)使介質pH為0.5~1.5。為避免劇烈沸騰,催化劑可分次加入。沸騰反應時間一般為3~6h。脫水可在常壓或減壓下進行,最終脫水溫度為140~160℃。樹脂分子量為500~900。生產熱固性酚醛樹脂可用氫氧化鈉、氫氧化鋇、氨水和氧化鋅作催化劑,沸騰反應時間1~3h,脫水溫度一般不超過90℃,樹脂分子量為500~1000。強鹼催化劑有利於增大樹脂的羥甲基含量和與水的相溶性。氨催化劑能直接參加樹脂化反應,相同配方製得的樹脂分子量較高,水溶性差。氧化鋅催化劑能製得貯存穩定性好的高鄰位結構酚醛樹脂。應用 酚醛樹脂主要用於製造各種塑料、塗料、膠粘劑及合成纖維等。壓塑粉 生產模壓製品的壓塑粉是酚醛樹脂的主要用途之一。採用輥壓法、螺旋擠出法和乳液法使樹脂浸漬填料並與其他助劑混合均勻,再經粉碎過篩即可製得壓塑粉。常用木粉作填料,為製造某些高電絕緣性和耐熱性製件,也用雲母粉、石棉粉、石英粉等無機填料。壓塑粉可用模壓、傳遞模塑和注射成型法製成各種塑料製品。熱塑性酚醛樹脂壓塑粉主要用於製造開關、插座、插頭等電氣零件,日用品及其他工業製品。熱固性酚醛樹脂壓塑粉主要用於製造高電絕緣製件。增強酚醛塑料 以酚醛樹脂(主要是熱固性酚醛樹脂)溶液或乳液浸漬各種纖維及其織物,經乾燥、壓製成型的各種增強塑料是重要的工業材料。它不僅機械強度高、綜合性能好,而且可進行機械加工。以玻璃纖維、石英纖維及其織物增強的酚醛塑料主要用於製造各種制動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的酚醛塑料是航天工業的重要耐燒蝕材料。酚醛塗料 以松香改性的酚醛樹脂、丁醇醚化的酚醛樹脂以及對叔丁基酚醛樹脂、對苯基酚醛樹脂均與桐油、亞麻子油有良好的混溶性,是塗料工業的重要原料。前兩者用於配製低、中級油漆,後兩者用於配製高級油漆。 酚醛膠 熱固性酚醛樹脂也是膠粘劑的重要原料。單一的酚醛樹脂膠性脆,主要用於膠合板和精鑄砂型的粘結。以其他高聚物改性的酚醛樹脂為基料的膠粘劑,在結構膠中佔有重要地位。其中酚醛-丁腈、酚醛-縮醛、酚醛-環氧、酚醛-環氧-縮醛、酚醛-尼龍等膠粘劑具有耐熱性好、粘結強度高的特點。酚醛-丁腈和酚醛-縮醛膠粘劑還具有抗張、抗沖擊、耐濕熱老化等優異性能,是結構膠粘劑的優良品種。酚醛纖維 主要以熱塑性線型酚醛樹脂為原料,經熔融紡絲後浸於聚甲醛及鹽酸的水溶液中作固化處理,得到甲醛交聯的體型結構纖維。為提高纖維強度和模量,可與 5%~10%聚醯胺熔混後紡絲。這類纖維為金黃或黃棕色纖維,強度為11.5~15.9cN/dtex,抗燃性能突出,極限氧指數為34,瞬間接觸近7500℃的氧-乙炔火焰,不熔融也不延燃,具有自熄性,還能耐濃鹽酸和氫氟酸,但耐硫酸、硝酸和強鹼的性能較差。主要用作防護服及耐燃織物或室內裝飾品,也可用作絕緣、隔熱與絕熱、過濾材料等,還可加工成低強度、低模量碳纖維、活性炭纖維和離子交換纖維等 熱固性酚醛樹脂在防腐蝕領域中常用的幾種形式:酚醛樹脂塗料;酚醛樹脂玻璃鋼、酚醛-環氧樹脂復合玻璃鋼;酚醛樹脂膠泥、砂漿;酚醛樹脂浸漬、壓型石墨製品。熱固性酚醛樹脂的固化形式分為常溫固化和熱固化兩種。常溫固化可使用無毒常溫固化劑NL,也可使用苯磺醯氯或石油磺酸,但後兩種材料的毒性、刺激性較大。建議使用低毒高效的NL固化劑。填料可選擇石墨粉、瓷粉、石英粉、硫酸鋇粉,不宜採用輝綠岩粉。
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⑤ 酚醛樹脂熔點
酚醛樹脂結合劑(phenolic resin binder)是指耐火材料用的一種有機結合劑。它是用苯(或甲酚、或二甲酚、或間苯二酚)與甲醛(或糖醛)混合物在催化劑作用下縮聚得到的樹脂。它是一種非水性有機結合劑。以前,含碳耐火材料的結合多數採用焦油和瀝青,但隨著鎂-碳和鋁-碳耐火材料的推廣應用,用酚醛樹脂取代或部分取代瀝青作結合劑得到廣泛採用。
中文名
酚醛樹脂結合劑
外文名
phenolic resin binder
學 科
冶金工程
領 域
能源
范 圍
耐火材料
釋 義
耐火材料用的一種有機結合劑
簡介
酚醛樹脂結合劑(phenolic resin binder)是指耐火材料用的一種有機結合劑。它是用苯(或甲酚、或二甲酚、或間苯二酚)與甲醛(或糖醛)混合物在催化劑作用下縮聚得到的樹脂。它是一種非水性有機結合劑。以前,含碳耐火材料的結合多數採用焦油和瀝青,但隨著鎂-碳和鋁-碳耐火材料的推廣應用,用酚醛樹脂取代或部分取代瀝青作結合劑得到廣泛採用,其主要原區在於:
(1)碳化率高(52%);
(2)結性好,成型的坯體強度高;
(3)燒後的結合強度高;
(4)常溫下碳化速度可以控制;
(5)有害物質含量少,可改善作業環境。
酚醛樹脂結合劑隨所用的原料成分、配比、催化劑,以及制備工藝不同而不同。酚醛樹脂結合劑的分類有以以下3種。
(1)按加熱性狀或結構形態分類,有熱固性酚醛樹脂結合劑-一甲階酚醛樹脂結合劑和熱塑性酚醛樹脂結合劑-一線型酚醛樹脂結合劑。
(2)按產品形態分類,有液態酚醛析脂結合劑。又可分為水溶性酚醛樹脂和醇溶性酚醛樹脂結合劑。固態酚醛樹脂結合劑,有粒狀、塊狀和粉末狀之分。
(3)按固化溫度分類,有高溫固化型酚醛樹脂結合劑,固化溫度130-150℃;中溫固化型酚醛樹脂結合劑,固化溫度105-110℃;常溫固化型酚醛樹脂結合劑,固化溫度20-30℃。
此外,還有各種改性酚醛樹脂,如間苯二酸改性樹脂、甲酚改性樹脂、烷基酚醛樹脂、密胺改性樹脂、尿素改性樹脂和瀝青改性樹脂等。
線型酚醛樹脂
也稱熱塑性酚醛樹脂,由甲醛(F)和苯酚(p)按摩爾比F/P=0.6-0.9配合,在酸性催化劑(如鹽酸、硫酸等)作用下形成。反應結果一般聚合度(核體)n為2-10,多數為7,分子量為400-1000。
但在工業上生產酚醛樹脂時,不可能控制到每個分子都具有相同的聚合度,因而工業酚醛樹脂是不同聚合度的同系物的混合物。
線型酚醛樹脂的粘度一與其分子量和溫度有關。圖粘度是隨著溫度升高而下降。在相同溫度下,粘度隨分子量增大而提高。線型酚醛樹脂在較低溫度下可長時間存放,但未反應的酚會揮發掉,使粘度略有升高。在較高溫度下存放時,會發生再聚合現象,分子量增大,也會使粘度升高。線型酚醛樹脂可溶於有機溶劑,如二甘醇、乙撐二醇、乙醇、甲醇等。因此用作耐火材料的結合劑時,為了取得較合適的粘度,可用有機溶劑來調整。線型酚醛樹脂除有液體狀的外,還有固體狀,其熔化溫度隨分子量的增大而提高,加入苯酚可使其熔點降低。固態線型酚醛樹脂加熱時出現熱塑性。
甲階酚醛樹脂
也稱熱固性酚醛樹脂,由甲醛與苯酚按摩爾比F/P=1-3,在鹼性催化劑(如氫氧化鈉、氫氧化銨、氫氧化鋇、氫氧化鈣等)作用下形成。
反應形成鄰經甲基酚或對經甲基酚,繼續進行加成反應,便可生成多獨甲基酚;再經縮聚反應,形成初期酚醛樹脂(即甲階酚醛樹脂)。
反應結果一般形成平均分子量為150-500甲階酚醛樹脂,反應中也會生成低分子量的異形體。如果不斷進行縮聚反應,最後會形成不溶不熔狀態的丙階酚醛樹脂(為末期酚醛樹脂)。
甲階酚醛樹脂也有固體塊狀、粉狀和液態狀產品,甲階酚醛樹脂有可溶於水的和可溶於有機溶劑的兩類。水溶性的是由於有親水性的輕甲基(-CH2OH)存在所致。而經過脫水的甲階酚醛樹脂為溶於有機溶劑的樹脂,可溶於甲醉、乙醉、甘醇、丙酮等。標准型的甲階酚醛樹脂為溶於有機溶劑型的。
液狀甲階酚醛樹脂的粘度與樹脂的分子量大小、溶劑種類和樹脂含量有關。常溫下的粘度在0.02-100Pa·s范圍內,而且其粘度也隨溫度而變化,溫度升高粘度下降。同時也存在著粘度隨存放時間而變化的現象,存放時間延長,粘度變大,存放期過長會凝固而無法使用。一般夏季存放時間為2-3個月,冬季要長些。用甲階酚醛樹脂作為結合劑時、為了使其發生便化(固化),可藉助於加熱使其發土硬化,也可在常溫下加酸促使其硬化。其碳化過程為甲階酚醛樹脂的進一步縮聚反應,即由甲階酚醛樹脂(初期酚醛樹脂)經過乙階酚醛樹脂最後縮聚成為丙階酚醛樹脂(末期酚醛樹脂),成為不溶不熔的硬化體。
酚醛樹脂既可作燒成和不燒含碳或含碳化硅耐火製品的結合劑,又可作含碳和碳化硅不定形耐火材料的結合劑。
⑥ 1、間苯二酚樹脂屬於酚醛樹脂的一種嗎 2、酚醛樹脂的核心品質控制指標有哪些 謝謝!
間苯二酚應該屬於一種改性酚醛樹脂吧。
酚醛樹脂的核心控制指標一般有 凝膠時間 粘度 固含量 水含量 游離醛 游離酚
⑦ 鄰家苯酚的結構簡式
鄰甲苯酚的結構簡式為:
⑧ 酚醛樹脂的用途有哪些
以酚醛樹脂或改性酚醛樹脂為主要成膜物質製成的一類塗料稱酚醛漆類。 酚醛樹脂是最早發展的合成樹脂之一,被應用於製造塗料已有將近70年歷史。雖然目前合成樹脂已相當發達,但由於它成本低,並賦予塗料以一定硬度、光澤、快千、耐水、耐酸鹼及絕緣等性能,因此在塗料工業中仍佔有較大的比重,廣泛應用於木器、建築、船舶、機械、電氣及防化學腐蝕塗料等方面。 酚醛樹脂是由酚與醛經縮聚反應製得的樹脂,主要原料是苯酚及甲醛。此外,也可以用其他的酚類,如甲酚、二甲酚、問苯二酚及其他的醛如糠醛,有時也有用苯胺、苯酚與甲醛縮聚。生成酚醛縮合物的常用反應是甲醛與酚生成羥甲基酚,然後再進一步縮合,去除水分,產生縮合物而成亞甲基橋,反應式如下: 按照所用原料的化學結構,酚與醛的克分子比以及催化劑的性質不同,所製成的酚醛樹脂具有不同的性質。下面討論塗料用酚醛樹脂類型、酚醛樹脂塗料及其應用。 1.塗料用酚醛樹脂的類型 塗料用酚醛樹脂有三類:醇溶性酚醛樹脂、改性酚醛樹脂和油溶性酚醛樹脂。 這三種樹脂中,100%油溶性純酚醛樹脂與桐油煉制的油漆性能最好,但樹脂來源較缺、成本也高,未大量使用;松香改性酚醛樹脂來源廣泛、成本低廉、煉制時易於操作,與桐油煉制的漆仍部分地保留酚醛樹脂的抗化學葯品性、耐候性、耐水性、絕緣性,漆膜光亮堅硬,可白乾或烘乾,在酚醛樹脂漆中佔有很大比重;醇溶性酚醛的使用范圍不太廣。 2.酚醛樹脂漆用途 1)醇溶性酚醛樹脂漆 這類漆是由醇溶性酚醛樹脂溶於醇類溶劑中製得的,一般多屬於熱固性酚醛清漆,它們是不用油脂的一類漆,經烘烤乾燥後漆膜堅韌,附著力好,具有良好的耐油、耐水、耐熱、耐酸鹼和溶劑等性能,而且還有良好的絕緣性和一定的粘結強度,多供粘合層壓製品、電絕緣零件表面處理和罐頭內部及底蓋部塗裝用。例如F01 6酚醛酵溶清漆具有良好的防潮性和絕緣性,用於粘合層製品及絕緣零件。 2)改性酚醛樹脂 未改性的酚醛樹脂與油類及其他一些樹脂互不混溶,若單獨造漆,則漆膜較脆,因此應用較少。在酚醛漆類中,應用的酚醛樹脂大部分是改性酚醛樹脂,酚醛樹脂經改性之後改善了油溶性及其他一些樹脂的混溶性,在酚醛漆類及其他一些漆類中得到了廣泛的應用。酚醛樹脂的改性一般有松香改性和丁醇改性兩種方法。 ①松香改性酚醛樹脂漆:這類漆是松香改性酚醛樹脂與乾性油等熬煉製成的各種油度的漆料,再加入催干劑、溶劑、顏料等經研磨調制而成的,產品有各種清漆、磁漆、底漆和膩子。 松香改性酚醛樹脂漆的漆膜堅硬耐久、乾性良好,有一定的耐水、耐酸鹼和絕緣性能,並且價格低廉、品種較多,在酚醛漆類中佔有重要地位,缺點是漆膜易泛黃。該類漆廣泛用於木器傢具、建築、一般機械產品以及船舶、絕緣漆等。 ②丁醇改性酚醛樹脂漆:這類漆是丁醇改性酚醛樹脂溶於苯類溶劑中作主要成膜物質製成的,其漆膜耐水、耐酸性較好,但較脆,需高溫烘烤乾燥。因此,一般將其與油或其他樹脂合用,這種制出的漆膜耐腐蝕性好、漆膜柔韌,如F23-2酚醛罐頭漆,F52 1酚醛防腐烘漆等均屬這類漆。 3)油溶性純酚醛樹脂漆 這類漆是用油溶性酚醛樹脂和乾性油熱煉產物做漆料製成的。 根據純酚醛樹脂與油的比例不同,也可分短、中、長油度三種類型漆,可製成底漆、磁漆和清漆等品種。 純酚醛樹脂具有很好的耐水性、耐酸性、耐溶劑性和電絕緣性能,與乾性油熱煉,尤其是與桐油熱煉後所製成的塗料漆膜堅硬而有韌性、乾燥快、附著力好、耐候性稍次於醇酸樹脂漆,但耐水、耐化學腐蝕性比醇酸漆好,因此純酚醛樹脂漆適宜於水下、室外作防腐塗層用,它在船舶、化工設備、電氣絕緣使用的塗料中有比較顯著的地位,可與各種面漆配套。它與環氧底漆一樣,均為金屬底漆的重要品種,得到了廣泛應用。 但是,各類酚醛漆均有不同程度的泛黃性,因此酚醛漆類中,一般沒有白色磁漆品種。 3.酚醛樹脂漆施工要點 酚醛樹脂漆施工要注意下面幾點: ①醇溶性酚醛樹脂漆用乙醇作稀釋劑。改性酚醛樹脂漆用2OO號溶劑汽油或松節油作稀釋劑,油溶性純酚醛短油度漆以二甲苯作稀釋劑,中油度漆用二甲苯與2∞號溶劑汽油 各50%的混合液作稀釋劑,長油度漆的稀釋劑為200號溶劑汽油或松節油。 ②此類漆刷塗、噴塗均可以。工作黏度:噴塗用20s~30s,刷塗用70s~110s。 ③乾燥條件:常溫F實干需要18h。 ④烘乾型的漆一定要按技術要求進行烘烤。