㈠ 製取酚醛樹脂的催化劑除了選用鹽酸和濃氨水外,還有哪些物質可以選用
如鹽酸、草酸、硫酸、對甲苯磺酸、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋇、氨氣、氧化鎂和乙酸鋅等都可以選擇。
1、鹽酸
分子式:HCl
鹽酸是五色或黃色透明的液體,由食鹽電解,合成等方法製成。是一種強酸,具有酸類的通性。
鹽酸是製造苯酚甲醛熱塑性樹脂的催化劑,使用時要稀釋後加入,採用鹽酸作催化劑的優點是價格低,在樹脂脫水乾燥中鹽酸可以蒸發出去,它的缺點是對設備有腐蝕作用。
鹽酸有強腐蝕性,能腐蝕織物及皮膚,操作時須穿戴橡皮手套等防護用品。皮膚濺上鹽酸後,應立即用清水沖洗。
生產酚醛樹脂對鹽酸的技術要求如下:
外觀無色或黃色透明液體;
HCl質量分數≥3l%。
2、草酸
分子式:(COOH)2,2H2O
草酸又名乙二酸。系無色透明結晶或白色結晶顆粒。在熱空氣中易被風化。放入乾燥器中或加熱高於30℃時,也會失去結晶水。
草酸易溶於水和乙醇,難溶於醚,不溶於三氯甲烷和苯,熔點為101℃。
草酸在高溫下則分解為二氧化碳和甲酸。
3、液鹼
分子式:NaOH
液鹼系氫氧化鈉的水溶液,由食鹽電解製得。NaOH又名苛性鈉,燒鹼,是一種典型的強鹼。它具有強腐蝕性,操作時應注意好勞動安全防護。生產酚醛樹脂對液鹼的要求是:
外觀白色或微紅色無機械雜質之液體;
NaOH質量分數≥30%。
4、氨水
分子式:NH4OH或NH3·H2O
氨水又名阿莫尼亞水。是無色有強刺激性臭味的透明液體。它是由氮氣和氫氣直接合
成製得的氨氣溶於水而製得的,並呈弱鹼性。氨水是苯酚甲醛樹脂的催化劑,因催化性能較
緩所以在生產過程中容易控制。氨水對人體皮膚有刺激性,使用時空氣要流通,避免氣味吸
入呼吸道。在生產酚醛樹脂時對氨水的技術要求是:
外觀五色透明或微帶黃色的液體;
NH3質量分數≥20%。
5、氫氧化鋇
分子式:Ba(OH)2
氫氧化鋇是—種白色單斜晶系晶體,相對密度:2.18,熔點:78℃,微溶於乙醇,溶於水,其水溶液呈強鹼性,在空氣中極易吸收二氧化碳而成碳酸鋇。受熱後逐漸失去結晶水,780℃失去全部結晶水變成無水物,有毒。
其合格品技術指標為:
Ba(OH)2·8H2O 質量分數≥95%
BaCO3 質量分數≤2.0%
氯化物(以Cl計) 質量分數≤0.30%
鐵(Fe) 質量分數≤0.010%
㈡ 酚醛樹脂的合成生產工藝及流程(落後的不要)
在生產液體酚醛樹脂時,甲醛的加入量應略高於正常需求,以加快反應速度和提升產量。通常,苯酚與甲醛的克分子比為6:7,催化劑氨水的加入量為苯酚的4%,按氨水中氫氧化銨25%含量計算。物料加熱至85℃左右後停止加熱,依靠縮聚反應釋放的熱量,使物料升溫至98℃左右並開始沸騰。若反應過於劇烈,應通水冷卻。
液體酚醛樹脂的生產工藝流程如下:氨水、苯酚、甲醛依次進入反應釜,加熱熔化後進行縮聚反應,隨後通過脫水步驟獲得液體樹脂。樹脂合成後,採用真空脫水,以確保水分和揮發分的去除。酚醛樹脂生產設備示意圖中,反應釜1、反應釜夾套2、進料口3、電機、減速器4、溫度計5、錨式攪拌器6、出料口7、冷凝器8、放空閥9、脫水缸10和真空泵11依次排列。
液體酚醛樹脂在常溫下為棕紅色粘稠液體,具有刺激性氣味,比重在1.15-1.2之間,能溶於乙醇、丙酮、糠醛等溶劑中。樹脂中的游離酚含量為10-18%,在100℃保持2小時仍保持流動性,屬於甲階。在120℃保持2小時則失去流動性,變為乙階。130℃以上保持2小時則成堅硬的固體,屬於丙階。其性質對磨具性能的影響主要體現在樹脂粘度和游離酚含量上。液體酚醛樹脂粘度與溫度和固體含量有關,固體含量高、溫度低則粘度高,反之則低。
游離酚在作為潤濕劑的樹脂中應控制在28%以下,雖然數值較高,但苯酚可溶解粉狀樹脂,使型料有較好的可塑性,有利於樹脂對磨粒的粘結,提高磨具強度。固體含量的計算公式為x = (W1 - W2) / W1 * 100%,其中W1為加熱前樹脂量,W2為加熱後樹脂量。對於用粉狀樹脂生產磨具,液體酚醛樹脂作為潤濕劑僅占樹脂總量的約1/3,且其固體含量要求大於65%,聚合損耗小於35%。