① 酚醛树脂胶粘剂的作用是什么
以酚类与醛类在一定条件下反应的聚合物为主体材料的胶粘剂。酚类物质主要是苯酚,还包括甲酚、二甲酚、特丁基酚和苯基苯酚等;醛类物质主要是甲醛,有时也包括间苯二酚和糠醛。酚醛树脂的正式名称是苯酚—甲醛树脂,其平均分子量不大。有水溶性、醇溶性、油溶性和乳液等几种。一般呈液态,也有粉状固态的。
酚醛树脂是第一个人工合成的树脂。1872年拜耳(A.von Bayer)发现苯酚与甲醛在酸催化下能生成树脂。1883年迈克尔(A.Michael)报告碱亦可催化得树脂。1907年贝克兰(L.H.Baekeland)获得热压工艺专利,推动了酚醛树脂的应用。1909年酚醛树脂用作木材涂料。1910年酚醛纸质层压板制成。1915年有了酚醛纤维板的专利。此后,酚醛树脂的理论研究和实际应用都得到了很大发展。
反应机理
苯酚与甲醛的反应,由于催化剂的不同和反应体系pH值的高低,反应有下列类型:
强酸催化
甲醛的水溶液是平衡体系,内含甲醛单体和甲醛水化物甲二醇的缩合物。在酸性溶液里,甲二醇第一步生成羟基甲叉阳碳离子,然后与苯酚反应,生成羟甲基酚,这一步反应缓慢。在酸性条件下,生成的羟甲基酚很快与另一个苯酚分子作用,就开始缩合反应,分子链逐步加长为线性树脂,所以强酸催化的苯酚—甲醛反应相当激烈。方程式如下:
② 谁懂酚醛树脂啊~~急
酚类和醛类的缩聚产物通称为酚醛树脂,一般常指由苯酚和甲醛经缩聚反应而版得的合成树脂,它是最早合成的一权类热固性树脂。
酚醛树脂虽然是最老的一类热固性树脂,但由于它原料易得,合成方便,以及酚醛树脂具有良好的机械强度和耐热性能,尤其具有突出的瞬时耐高温烧蚀性能,而且树脂本身又有广泛改性的余地,所以目前酚醛树脂仍广泛用于制造玻璃纤维增强塑料、碳纤维增强塑料等复合材料。酚醛树脂复合材料尤其在宇航工业方面(空间飞行器、火箭、导弹等)作为瞬时耐高温和烧蚀的结构材料有着非常重要的用途。
酚醛树脂的合成和固化过程完全遵循体型缩聚反应的规律。控制不同的合成条件(如酚和醛的比例,所用催化剂的类型等),可以得到两类不同的酚醛树脂:一类称为热固性酚醛树脂,它是一种含有可进一步反应的羟甲基活性基团的树脂,如果合成瓜不加控制,则会使体型缩聚反应一直进行至形成不熔、不溶的具有三向网络结构的固化树脂,因此这类树脂又称为一阶树脂;另一类称为热塑性酚醛树脂,它是线型树脂,在合成过程中不会形成三向网络结构,在进一步的固化过程中必须加入固化剂,这类树脂又称为二阶树脂。这两类树脂的合成和固化原理并不相同,树脂的分子结构也不同。
③ 酚醛树脂的固化机理是什么
酚醛树脂制备所用的酚抄有苯酚、甲酚、二甲酚、间苯二酚,常用苯酚; 醛类则有甲醛、糠醛等。以苯酚一甲醛树脂最为重要。根据催化剂的酸碱性以及酚与醛的配比不同,所得产物的结构、性能有很大差异,因而使用方法也不同。如采用酸性催化剂,且酚过量,得到的是可溶可熔的线型酚醛树脂,用以制造酚醛模塑粉(俗称电木粉)。配制模塑粉时必须加入适量填充剂、润滑剂、着色剂、固化剂,此为二步法。如用碱性催化剂,且甲醛过量,控制分子量为300~700,可获得溶于有机溶剂的树脂,使用时不必添加固化剂,只要加热即可转变为热固性塑料,所以称为一步法。酚醛层压树脂、粘合树脂、铸型树脂都由一步法制得。
酚醛树脂是热固性树脂的最大品种,与其他热固性树脂相比,酚醛树脂的优点: ①固化时不需要加入催化剂、促进剂,只需加热、加压。② 固化后密度比聚酯树脂小,机械强度、耐化学腐蚀及耐湿性良好。③热强度高,变形倾向小。缺点是: 脆性大,颜色深,固化速度慢,贮存期短,加工成型压力高。
④ 酚醛树脂的概念
酚醛树脂 phenolic resin,简称PE.酚醛树脂为黄色、透明、无定形块状物质,因含有游离分子而呈微红色,比重1.25~1.30,易溶于醇,不溶于水,对水、弱酸、弱碱溶液稳定。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。酚醛树脂具有良好的耐酸性能、力学性能、耐热性能,广泛应用于防腐蚀工程、胶粘剂、阻燃材料、砂轮片制造等行业。 苯酚-甲醛树脂是最早工业化的合成树脂。 1905~1909年L.H.贝克兰对酚醛树脂及其成型工艺进行了系统的研究,1910年在柏林吕格斯工厂建立通用酚醛树脂公司,实现了工业生产。1911年J.W.艾尔斯沃思提出用六亚甲基四胺固化热塑性酚醛树脂,并制得了性能良好的塑料制品,获得了广泛的应用。1969年,由美国金刚砂公司开发了以苯酚-甲醛树脂为原料制得的纤维,随后由日本基诺尔公司投入生产。现在美国、苏联和中国也有生产。酚醛树脂的生产至今不衰,1984年世界总产量约1946kt,居热固性树脂的首位。中国自40年代开始生产,1984年产量为77.6kt。 生产方法 常用的原料为苯酚、间苯二酚、间甲酚、二甲酚、对叔丁基或对苯基酚和甲醛、糠醛等。生产过程包括缩聚和脱水两步。按配方将原料投入反应器并混合均匀,加入催化剂,搅拌,加热至55~65℃,反应放热使物料自动升温至沸腾。此后,继续加热保持微沸腾(96~98℃)至终点,经减压脱水后即可出料。近年来,开发成功连续缩聚生产酚醛树脂新工艺。影响树脂合成和性能的主要因素为酚与醛的化学结构、摩尔比和反应介质的pH。酚与醛的摩尔比大于或等于1时,初始产物为一羟甲基酚,缩聚时生成线型树脂;小于1时,生成多羟甲基酚衍生物,形成的缩聚树脂可交联固化。反应介质的pH小于7时,生成的羟甲基酚很不稳定,易缩聚成线型树脂;大于7时,缩聚缓慢,有利于多羟甲基酚衍生物的生成。生产热塑性酚醛树脂常用盐酸、磷酸、草酸作催化剂(见酸碱催化剂)使介质pH为0.5~1.5。为避免剧烈沸腾,催化剂可分次加入。沸腾反应时间一般为3~6h。脱水可在常压或减压下进行,最终脱水温度为140~160℃。树脂分子量为500~900。生产热固性酚醛树脂可用氢氧化钠、氢氧化钡、氨水和氧化锌作催化剂,沸腾反应时间1~3h,脱水温度一般不超过90℃,树脂分子量为500~1000。强碱催化剂有利于增大树脂的羟甲基含量和与水的相溶性。氨催化剂能直接参加树脂化反应,相同配方制得的树脂分子量较高,水溶性差。氧化锌催化剂能制得贮存稳定性好的高邻位结构酚醛树脂。应用 酚醛树脂主要用于制造各种塑料、涂料、胶粘剂及合成纤维等。压塑粉 生产模压制品的压塑粉是酚醛树脂的主要用途之一。采用辊压法、螺旋挤出法和乳液法使树脂浸渍填料并与其他助剂混合均匀,再经粉碎过筛即可制得压塑粉。常用木粉作填料,为制造某些高电绝缘性和耐热性制件,也用云母粉、石棉粉、石英粉等无机填料。压塑粉可用模压、传递模塑和注射成型法制成各种塑料制品。热塑性酚醛树脂压塑粉主要用于制造开关、插座、插头等电气零件,日用品及其他工业制品。热固性酚醛树脂压塑粉主要用于制造高电绝缘制件。增强酚醛塑料 以酚醛树脂(主要是热固性酚醛树脂)溶液或乳液浸渍各种纤维及其织物,经干燥、压制成型的各种增强塑料是重要的工业材料。它不仅机械强度高、综合性能好,而且可进行机械加工。以玻璃纤维、石英纤维及其织物增强的酚醛塑料主要用于制造各种制动器摩擦片和化工防腐蚀塑料;高硅氧玻璃纤维和碳纤维增强的酚醛塑料是航天工业的重要耐烧蚀材料。酚醛涂料 以松香改性的酚醛树脂、丁醇醚化的酚醛树脂以及对叔丁基酚醛树脂、对苯基酚醛树脂均与桐油、亚麻子油有良好的混溶性,是涂料工业的重要原料。前两者用于配制低、中级油漆,后两者用于配制高级油漆。 酚醛胶 热固性酚醛树脂也是胶粘剂的重要原料。单一的酚醛树脂胶性脆,主要用于胶合板和精铸砂型的粘结。以其他高聚物改性的酚醛树脂为基料的胶粘剂,在结构胶中占有重要地位。其中酚醛-丁腈、酚醛-缩醛、酚醛-环氧、酚醛-环氧-缩醛、酚醛-尼龙等胶粘剂具有耐热性好、粘结强度高的特点。酚醛-丁腈和酚醛-缩醛胶粘剂还具有抗张、抗冲击、耐湿热老化等优异性能,是结构胶粘剂的优良品种。酚醛纤维 主要以热塑性线型酚醛树脂为原料,经熔融纺丝后浸于聚甲醛及盐酸的水溶液中作固化处理,得到甲醛交联的体型结构纤维。为提高纤维强度和模量,可与 5%~10%聚酰胺熔混后纺丝。这类纤维为金黄或黄棕色纤维,强度为11.5~15.9cN/dtex,抗燃性能突出,极限氧指数为34,瞬间接触近7500℃的氧-乙炔火焰,不熔融也不延燃,具有自熄性,还能耐浓盐酸和氢氟酸,但耐硫酸、硝酸和强碱的性能较差。主要用作防护服及耐燃织物或室内装饰品,也可用作绝缘、隔热与绝热、过滤材料等,还可加工成低强度、低模量碳纤维、活性炭纤维和离子交换纤维等 热固性酚醛树脂在防腐蚀领域中常用的几种形式:酚醛树脂涂料;酚醛树脂玻璃钢、酚醛-环氧树脂复合玻璃钢;酚醛树脂胶泥、砂浆;酚醛树脂浸渍、压型石墨制品。热固性酚醛树脂的固化形式分为常温固化和热固化两种。常温固化可使用无毒常温固化剂NL,也可使用苯磺酰氯或石油磺酸,但后两种材料的毒性、刺激性较大。建议使用低毒高效的NL固化剂。填料可选择石墨粉、瓷粉、石英粉、硫酸钡粉,不宜采用辉绿岩粉。
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⑤ 酚醛树脂熔点
酚醛树脂结合剂(phenolic resin binder)是指耐火材料用的一种有机结合剂。它是用苯(或甲酚、或二甲酚、或间苯二酚)与甲醛(或糖醛)混合物在催化剂作用下缩聚得到的树脂。它是一种非水性有机结合剂。以前,含碳耐火材料的结合多数采用焦油和沥青,但随着镁-碳和铝-碳耐火材料的推广应用,用酚醛树脂取代或部分取代沥青作结合剂得到广泛采用。
中文名
酚醛树脂结合剂
外文名
phenolic resin binder
学 科
冶金工程
领 域
能源
范 围
耐火材料
释 义
耐火材料用的一种有机结合剂
简介
酚醛树脂结合剂(phenolic resin binder)是指耐火材料用的一种有机结合剂。它是用苯(或甲酚、或二甲酚、或间苯二酚)与甲醛(或糖醛)混合物在催化剂作用下缩聚得到的树脂。它是一种非水性有机结合剂。以前,含碳耐火材料的结合多数采用焦油和沥青,但随着镁-碳和铝-碳耐火材料的推广应用,用酚醛树脂取代或部分取代沥青作结合剂得到广泛采用,其主要原区在于:
(1)碳化率高(52%);
(2)结性好,成型的坯体强度高;
(3)烧后的结合强度高;
(4)常温下碳化速度可以控制;
(5)有害物质含量少,可改善作业环境。
酚醛树脂结合剂随所用的原料成分、配比、催化剂,以及制备工艺不同而不同。酚醛树脂结合剂的分类有以以下3种。
(1)按加热性状或结构形态分类,有热固性酚醛树脂结合剂-一甲阶酚醛树脂结合剂和热塑性酚醛树脂结合剂-一线型酚醛树脂结合剂。
(2)按产品形态分类,有液态酚醛析脂结合剂。又可分为水溶性酚醛树脂和醇溶性酚醛树脂结合剂。固态酚醛树脂结合剂,有粒状、块状和粉末状之分。
(3)按固化温度分类,有高温固化型酚醛树脂结合剂,固化温度130-150℃;中温固化型酚醛树脂结合剂,固化温度105-110℃;常温固化型酚醛树脂结合剂,固化温度20-30℃。
此外,还有各种改性酚醛树脂,如间苯二酸改性树脂、甲酚改性树脂、烷基酚醛树脂、密胺改性树脂、尿素改性树脂和沥青改性树脂等。
线型酚醛树脂
也称热塑性酚醛树脂,由甲醛(F)和苯酚(p)按摩尔比F/P=0.6-0.9配合,在酸性催化剂(如盐酸、硫酸等)作用下形成。反应结果一般聚合度(核体)n为2-10,多数为7,分子量为400-1000。
但在工业上生产酚醛树脂时,不可能控制到每个分子都具有相同的聚合度,因而工业酚醛树脂是不同聚合度的同系物的混合物。
线型酚醛树脂的粘度一与其分子量和温度有关。图粘度是随着温度升高而下降。在相同温度下,粘度随分子量增大而提高。线型酚醛树脂在较低温度下可长时间存放,但未反应的酚会挥发掉,使粘度略有升高。在较高温度下存放时,会发生再聚合现象,分子量增大,也会使粘度升高。线型酚醛树脂可溶于有机溶剂,如二甘醇、乙撑二醇、乙醇、甲醇等。因此用作耐火材料的结合剂时,为了取得较合适的粘度,可用有机溶剂来调整。线型酚醛树脂除有液体状的外,还有固体状,其熔化温度随分子量的增大而提高,加入苯酚可使其熔点降低。固态线型酚醛树脂加热时出现热塑性。
甲阶酚醛树脂
也称热固性酚醛树脂,由甲醛与苯酚按摩尔比F/P=1-3,在碱性催化剂(如氢氧化钠、氢氧化铵、氢氧化钡、氢氧化钙等)作用下形成。
反应形成邻经甲基酚或对经甲基酚,继续进行加成反应,便可生成多独甲基酚;再经缩聚反应,形成初期酚醛树脂(即甲阶酚醛树脂)。
反应结果一般形成平均分子量为150-500甲阶酚醛树脂,反应中也会生成低分子量的异形体。如果不断进行缩聚反应,最后会形成不溶不熔状态的丙阶酚醛树脂(为末期酚醛树脂)。
甲阶酚醛树脂也有固体块状、粉状和液态状产品,甲阶酚醛树脂有可溶于水的和可溶于有机溶剂的两类。水溶性的是由于有亲水性的轻甲基(-CH2OH)存在所致。而经过脱水的甲阶酚醛树脂为溶于有机溶剂的树脂,可溶于甲醉、乙醉、甘醇、丙酮等。标准型的甲阶酚醛树脂为溶于有机溶剂型的。
液状甲阶酚醛树脂的粘度与树脂的分子量大小、溶剂种类和树脂含量有关。常温下的粘度在0.02-100Pa·s范围内,而且其粘度也随温度而变化,温度升高粘度下降。同时也存在着粘度随存放时间而变化的现象,存放时间延长,粘度变大,存放期过长会凝固而无法使用。一般夏季存放时间为2-3个月,冬季要长些。用甲阶酚醛树脂作为结合剂时、为了使其发生便化(固化),可借助于加热使其发土硬化,也可在常温下加酸促使其硬化。其碳化过程为甲阶酚醛树脂的进一步缩聚反应,即由甲阶酚醛树脂(初期酚醛树脂)经过乙阶酚醛树脂最后缩聚成为丙阶酚醛树脂(末期酚醛树脂),成为不溶不熔的硬化体。
酚醛树脂既可作烧成和不烧含碳或含碳化硅耐火制品的结合剂,又可作含碳和碳化硅不定形耐火材料的结合剂。
⑥ 1、间苯二酚树脂属于酚醛树脂的一种吗 2、酚醛树脂的核心品质控制指标有哪些 谢谢!
间苯二酚应该属于一种改性酚醛树脂吧。
酚醛树脂的核心控制指标一般有 凝胶时间 粘度 固含量 水含量 游离醛 游离酚
⑦ 邻家苯酚的结构简式
邻甲苯酚的结构简式为:
⑧ 酚醛树脂的用途有哪些
以酚醛树脂或改性酚醛树脂为主要成膜物质制成的一类涂料称酚醛漆类。 酚醛树脂是最早发展的合成树脂之一,被应用于制造涂料已有将近70年历史。虽然目前合成树脂已相当发达,但由于它成本低,并赋予涂料以一定硬度、光泽、快千、耐水、耐酸碱及绝缘等性能,因此在涂料工业中仍占有较大的比重,广泛应用于木器、建筑、船舶、机械、电气及防化学腐蚀涂料等方面。 酚醛树脂是由酚与醛经缩聚反应制得的树脂,主要原料是苯酚及甲醛。此外,也可以用其他的酚类,如甲酚、二甲酚、问苯二酚及其他的醛如糠醛,有时也有用苯胺、苯酚与甲醛缩聚。生成酚醛缩合物的常用反应是甲醛与酚生成羟甲基酚,然后再进一步缩合,去除水分,产生缩合物而成亚甲基桥,反应式如下: 按照所用原料的化学结构,酚与醛的克分子比以及催化剂的性质不同,所制成的酚醛树脂具有不同的性质。下面讨论涂料用酚醛树脂类型、酚醛树脂涂料及其应用。 1.涂料用酚醛树脂的类型 涂料用酚醛树脂有三类:醇溶性酚醛树脂、改性酚醛树脂和油溶性酚醛树脂。 这三种树脂中,100%油溶性纯酚醛树脂与桐油炼制的油漆性能最好,但树脂来源较缺、成本也高,未大量使用;松香改性酚醛树脂来源广泛、成本低廉、炼制时易于操作,与桐油炼制的漆仍部分地保留酚醛树脂的抗化学药品性、耐候性、耐水性、绝缘性,漆膜光亮坚硬,可白干或烘干,在酚醛树脂漆中占有很大比重;醇溶性酚醛的使用范围不太广。 2.酚醛树脂漆用途 1)醇溶性酚醛树脂漆 这类漆是由醇溶性酚醛树脂溶于醇类溶剂中制得的,一般多属于热固性酚醛清漆,它们是不用油脂的一类漆,经烘烤干燥后漆膜坚韧,附着力好,具有良好的耐油、耐水、耐热、耐酸碱和溶剂等性能,而且还有良好的绝缘性和一定的粘结强度,多供粘合层压制品、电绝缘零件表面处理和罐头内部及底盖部涂装用。例如F01 6酚醛酵溶清漆具有良好的防潮性和绝缘性,用于粘合层制品及绝缘零件。 2)改性酚醛树脂 未改性的酚醛树脂与油类及其他一些树脂互不混溶,若单独造漆,则漆膜较脆,因此应用较少。在酚醛漆类中,应用的酚醛树脂大部分是改性酚醛树脂,酚醛树脂经改性之后改善了油溶性及其他一些树脂的混溶性,在酚醛漆类及其他一些漆类中得到了广泛的应用。酚醛树脂的改性一般有松香改性和丁醇改性两种方法。 ①松香改性酚醛树脂漆:这类漆是松香改性酚醛树脂与干性油等熬炼制成的各种油度的漆料,再加入催干剂、溶剂、颜料等经研磨调制而成的,产品有各种清漆、磁漆、底漆和腻子。 松香改性酚醛树脂漆的漆膜坚硬耐久、干性良好,有一定的耐水、耐酸碱和绝缘性能,并且价格低廉、品种较多,在酚醛漆类中占有重要地位,缺点是漆膜易泛黄。该类漆广泛用于木器家具、建筑、一般机械产品以及船舶、绝缘漆等。 ②丁醇改性酚醛树脂漆:这类漆是丁醇改性酚醛树脂溶于苯类溶剂中作主要成膜物质制成的,其漆膜耐水、耐酸性较好,但较脆,需高温烘烤干燥。因此,一般将其与油或其他树脂合用,这种制出的漆膜耐腐蚀性好、漆膜柔韧,如F23-2酚醛罐头漆,F52 1酚醛防腐烘漆等均属这类漆。 3)油溶性纯酚醛树脂漆 这类漆是用油溶性酚醛树脂和干性油热炼产物做漆料制成的。 根据纯酚醛树脂与油的比例不同,也可分短、中、长油度三种类型漆,可制成底漆、磁漆和清漆等品种。 纯酚醛树脂具有很好的耐水性、耐酸性、耐溶剂性和电绝缘性能,与干性油热炼,尤其是与桐油热炼后所制成的涂料漆膜坚硬而有韧性、干燥快、附着力好、耐候性稍次于醇酸树脂漆,但耐水、耐化学腐蚀性比醇酸漆好,因此纯酚醛树脂漆适宜于水下、室外作防腐涂层用,它在船舶、化工设备、电气绝缘使用的涂料中有比较显著的地位,可与各种面漆配套。它与环氧底漆一样,均为金属底漆的重要品种,得到了广泛应用。 但是,各类酚醛漆均有不同程度的泛黄性,因此酚醛漆类中,一般没有白色磁漆品种。 3.酚醛树脂漆施工要点 酚醛树脂漆施工要注意下面几点: ①醇溶性酚醛树脂漆用乙醇作稀释剂。改性酚醛树脂漆用2OO号溶剂汽油或松节油作稀释剂,油溶性纯酚醛短油度漆以二甲苯作稀释剂,中油度漆用二甲苯与2∞号溶剂汽油 各50%的混合液作稀释剂,长油度漆的稀释剂为200号溶剂汽油或松节油。 ②此类漆刷涂、喷涂均可以。工作黏度:喷涂用20s~30s,刷涂用70s~110s。 ③干燥条件:常温F实干需要18h。 ④烘干型的漆一定要按技术要求进行烘烤。