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酚醛树脂历史进程

发布时间:2022-06-11 13:46:44

⑴ 塑料工业的发展史

从第一个塑料产品赛璐珞诞生算起,塑料工业迄今已有120年的历史。其发展历史可分为三个阶段。
天然高分子加工阶段这个时期以天然高分子,主要是纤维素的改性和加工为特征。1869年美国人J.W. 海厄特发现在硝酸纤维素中加入樟脑和少量酒精可制成一种可塑性物质,热压下可成型为 塑料制品,命名为赛璐珞。1872年在美国 纽瓦克建厂生产。当时除用作象牙代用品外,还加工成马车和汽车的风挡和电影胶片等,从此开创了塑料工业,相应地也发展了模压成型技术。
1903年德国人A.艾兴格林发明了不易燃烧的 醋酸纤维素和注射成型方法。1905年德国拜耳股份公司进行工业生产。在此期间,一些化学家在实验室里合成了多种聚合物,如线型 酚醛树脂、 聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯等,为后来塑料工业的发展奠定了基础。1904年世界塑料产量仅有10kt,还没有形成独立的 工业部门。
合成树脂阶段这个时期是以合成树脂为基础原料生产塑料为特征。1909年美国人L.H.贝克兰在用苯酚和甲醛来合成树脂方面,做出了突破性的进展,取得第一个 热固性树脂──酚醛树脂的专利权。在酚醛树脂中,加入填料后,热压制成模压制品

⑵ 人类发明的第一种塑料是什么

酚醛塑料
1909年,美国的贝克兰首次合成了酚醛塑料。世界上第一种塑料问世了
酚醛塑料(phenolic plastics),俗称电木粉,是一种硬而脆的热固性塑料。以酚醛树脂为基材的塑料总称为酚醛塑料,是最重要的一类热固性塑料,广泛用作电绝缘材料、家具零件、日用品、工艺品等。
基本信息
酚醛塑料: 以酚醛树脂为基材的塑料。
比重:1.5-2.0 g/cm3
成型收缩率:0.5-1.0%
成型温度:150-170℃
物料性能:酚醛塑料是一种硬而脆的热固性塑料,俗称电木粉。

⑶ 酚醛树脂的合成是在酸性还是碱性条件

酚醛树脂是最古老的合成树脂品种之一,已有一百多年的历史,分热塑专性和热固性酚醛属2大类,在酸性条件下,苯酚过量,合成的是热塑性酚醛树脂,必须加六次甲基四胺才能硬化,以固体状态居多,该品种用以制作摩擦材料和砂轮等复合材料。如果是碱催化,醛过量,则合成出的树脂为热固性酚醛树脂,状态以液体居多,因分子结构中带有活性基团羟甲基,加热就可以固化,但保存期较短,一般在酚醛发泡、耐火材料、砂轮、各种复合材料上使用。具体的可以了解科宝建材公司

⑷ 树脂最早是何时发现的

天然树脂的使用可以追溯到古代,但现代塑料工业形成于1930年, 近40年来获得了飞速的发展。 树脂这一名称是由树木分泌出的脂质而得的。人类最早使用的天然树脂是松香、虫胶等。天然树脂的生产受到地区的限制而产量不大,质量也不高,使用受到限制。人们为了寻求天然树脂的代用品,1846年用纤维素(棉花)和硝酸制得硝酸纤维素,将潮湿的硝酸纤维素和樟脑混合,制成虫胶的代用品,于1872年建厂生产。虽然从发现至今已有一百余年,但目前仍在广泛使用,常用名称为赛璐珞, 如乒乓球、玩具、梳子、钮扣等。随着人类对塑料材料需求的增长和科学技术水平的提高,人们开发出了比天然树脂用途广泛得多的合成树脂。合成树脂是由低分子量的化合物经过化学反应制得的高分子量的树脂状物质,在常温常压下一般是固体,也有为粘稠状液体的。第一个合成树脂品种为热固性酚醛树脂(俗名电木),它是由苯酚和甲醛在催化剂作用下制得的。从1907年建立了第一个酚醛树脂厂算起,便开始进入合成高分子时期,1931年开始了第一个热塑性树脂聚氯乙稀树脂的工业生产,此后合成高分子工业发展迅速,聚苯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚甲基丙烯酸甲酯等陆续工业化生产。目前有工业生产的约30大类树脂。在三大合成材料(合成树脂与塑料、合成橡胶、合成纤维)中,以合成树脂生产最早、产量最大、应用最广。据统计,1995年世界合成树脂产量约1.2亿吨,我国大陆合成树脂产量约440万吨。

⑸ 塑料的发展经历了哪些阶段

从第一个塑料产品赛璐珞诞生算起,塑料工业迄今已有120年的历史。其发
展历史可分为三个阶段。
天然高分子加工阶段
这个时期以天然高分子,主要是纤维素的改性和加工为特征。1869年美国
人 J.W.海厄特发现在硝酸纤维素中加入樟脑和少量酒精可制成一种可塑性物
质,热压下可成型为塑料制品,命名为赛璐珞。1872年在美国纽瓦克建厂生产。
当时除用作象牙代用品外,还加工成马车和汽车的风挡和电影胶片等,从此开创
了塑料工业,相应地也发展了模压成型技术。
1903年德国人 A.艾兴格林发明了不易燃烧的醋酸纤维素和注射成型方法。
1905年德国拜耳股份公司进行工业生产。在此期间,一些化学家在实验室里合成
了多种聚合物,如线型酚醛树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯等,为后来塑料
工业的发展奠定了基础。1904年世界塑料产量仅有10kt,还没有形成独立的工业
部门。
合成树脂阶段
这个时期是以合成树脂为基础原料生产塑料为特征。1909年美国人 L.H.贝克兰
在用苯酚和甲醛来合成树脂方面,做出了突破性的进展,取得第一个热固性树脂
──酚醛树脂的专利权。在酚醛树脂中,加入填料后,热压制成模压制品、层压
板、涂料和胶粘剂等。这是第一个完全合成的塑料。1910年在柏林吕格斯工厂建
立通用酚醛树脂公司进行生产。在40年代以前,酚醛塑料是最主要的塑料品种,
约占塑料产量的2/3。主要用于电器、仪表、机械和汽车工业。
1920年以后塑料工业获得了迅速发展。其主要原因首先是德国化学家Н.施
陶丁格提出高分子链是由结构相同的重复单元以共价键连接而成的理论和不熔
不溶性热固性树脂的交联网状结构理论,1929年美国化学家 W.H.卡罗瑟斯提出
了缩聚理论,均为高分子化学和塑料工业的发展奠定了基础。同时,由于当时化
学工业总的发展十分迅速,为塑料工业提供了多种聚合单体和其他原料。当时化
学工业最发达的德国迫切希望摆脱大量依赖天然产品的局面,以满足多方面的需
求。这些因素有力地推动了合成树脂制备技术和加工工业的发展。
第一个无色的树脂是脲醛树脂。1928年,由英国氰氨公司投入工业生产。1911
年,英国 F.E.马修斯制成了聚苯乙烯,但存在工艺复杂、树脂老化等问题。1930
年,德国法本公司解决了上述问题,在路德维希港用本体聚合法进行工业生产。
在对聚苯乙烯改性的研究和生产过程中,已逐渐形成以苯乙烯为基础,与其他单
体共聚的苯乙烯系树脂,扩展了它的应用范围。
1931年,美国罗姆-哈斯公司以本体法生产聚甲基丙烯酸甲酯,制造出有机
玻璃。
1926年,美国 W.L.西蒙把尚未找到用途的聚氯乙烯粉料在加热下溶于高沸
点溶剂中,在冷却后,意外地得到柔软、易于加工、且富于弹性的增塑聚氯乙烯。
这一偶然发现打开了聚氯乙烯得以工业生产的大门。1931年德国法本公司在比特
费尔德用乳液法生产聚氯乙烯。1941年,美国又开发了悬浮法生产聚氯乙烯的技
术。从此,聚氯乙烯一直是重要的塑料品种,它又是主要的耗氯产品之一,在一
定程度上影响着氯碱工业的生产。
1939年,美国氰氨公司开始生产三聚氰胺-甲醛树脂的模塑粉、层压制品和
涂料。
1933年英国卜内门化学工业公司在进行乙烯与苯甲醛高压下反应的试验时,
发现聚合釜壁上有蜡质固体存在,从而发明了聚乙烯。1939年该公司用高压气相
本体法生产低密度聚乙烯。1953年联邦德国 K.齐格勒用烷基铝和四氯化钛作催
化剂,使乙烯在低压下制成为高密度聚乙烯,1955年联邦德国赫斯特公司首先工
业化。不久,意大利人 G.纳塔发明了聚丙烯,1957年意大利蒙特卡蒂尼公司首
先工业生产。从40年代中期以来,还有聚酯、有机硅树脂、氟树脂、环氧树脂、
聚氨酯等陆续投入了工业生产。
塑料的世界总产量从1904年的10kt,猛增至1944年的600kt,1956年达到
3.4Mt。随着聚乙烯、聚氯乙烯和聚苯乙烯等通用塑料的发展,原料也从煤转向
了以石油为主,这不仅保证了高分子化工原料的充分供应,也促进了石油化工的
发展,使原料得以多层次利用,创造了更高的经济价值。
大发展阶段
在这一时期通用塑料的产量迅速增大,聚烯烃塑料在70年代又有聚1-丁烯
和聚 4-甲基-1-戊烯投入生产。形成了世界上产量最大的聚烯烃塑料系列。同时
出现了多品种高性能的工程塑料。1958~1973年的16年中,塑料工业处于飞速发
展时期,1970年产量为30Mt。除产量迅速猛增外,其特点是:①由单一的大品种
通过共聚或共混改性,发展成系列品种。如聚氯乙烯除生产多种牌号外,还发展
了氯化聚氯乙烯、氯乙烯-醋酸乙烯共聚物、氯乙烯-偏二氯乙烯共聚物、共混
或接枝共聚改性的抗冲击聚氯乙烯等。②开发了一系列高性能的工程塑料新品
种。如聚甲醛、聚碳酸酯、ABS 树酯、聚苯醚、聚酰亚胺等。③广泛采用增强、
复合与共混等新技术,赋予塑料以更优异的综合性能,扩大了应用范围。
1973年后的10年间,能源危机影响了塑料工业的发展速度。70年代末,各主
要塑料品种的世界年总产量分别为:聚烯烃19Mt,聚氯乙烯超过100kt,聚苯乙
烯接近80kt,塑料总产量为63.6Mt。1982年开始复苏。1983年起塑料工业超过历
史最高水平,产量达72Mt。目前,以塑料为主体的合成材料的世界体积产量早已
超过全部金属的产量。
时至今日,塑料材料更朝着功能性材料(如生物功能材料、电磁功能材料、记忆功能材料、吸水功能材料。。。。。。。。。。。)发展。成为人们生产生活不可离开的最大材料来源。

⑹ 树脂涂料的发展、前景和市场

人类生产和使用涂料已有悠久的历史。一般可分为天然成膜物质的使用、涂料工业的形成和合成树脂涂料的生产三个发展阶段。西班牙阿米塔米拉洞窟的绘画、法国拉斯科洞穴的岩壁绘画和中国仰韶文化时期残陶片上的漆绘花纹等大量考古资料证实,公元前5000年新石器时代,人们就使用野兽的油脂、草类和树木的汁液以及天然颜料等配制原始涂饰物质,用羽毛、树枝等进行绘画。

起点 1855年,英国人A.帕克斯取得了用硝酸纤维素(硝化棉)制造涂料的专利权,建立了第一个生产合成树脂涂料的工厂。1909年,美国化学家L.H.贝克兰试制成功醇溶酚醛树脂。随后,德国人K.阿尔贝特研究成功松香改性的油溶性酚醛树脂涂料。第一次世界大战后,为了打开过剩的硝酸纤维素的销路,适应汽车生产发展的需要,找到了醋酸丁酯、醋酸乙酯等良好溶剂,开发了空气喷涂的施工方法。1925年硝酸纤维素涂料的生产达到高潮。与此同时,酚醛树脂涂料也广泛应用于木器家具行业。在色漆生产中,轮碾机被逐步淘汰,球磨机、三辊机等机械研磨设备在涂料工业中推广应用。

突破 1927年,美国通用电气公司的R.H.基恩尔突破了植物油醇解技术,发明了用干性油脂肪酸制备醇酸树脂的工艺,醇酸树脂涂料迅速发展为涂料品种的主流,摆脱了以干性油和天然树脂混合炼制涂料的传统方法,开创了涂料工业的新纪元。到1940年,三聚氰胺-甲醛树脂与醇酸树脂配合制漆,进一步扩大了醇酸树脂涂料的应用范围,发展成为装饰性涂料的主要品种,广泛用于工业涂装。

大发展年代 第二次世界大战结束后,合成树脂涂料品种发展很快。美、英、荷(壳牌公司)、瑞士(汽巴公司)在40年代后期首先生产环氧树脂,为发展新型防腐蚀涂料和工业底漆提供了新的原料。50年代初,性能广泛的聚氨酯涂料在联邦德国法本拜耳公司投入工业化生产。1950年,美国杜邦公司开发了丙烯酸树脂涂料,逐渐成为汽车涂料的主要品种,并扩展到轻工、建筑等部门。第二次世界大战后,丁苯胶乳过剩,美国积极研究用丁苯胶乳制水乳胶涂料。20世纪50~60年代,又开发了聚醋酸乙烯酯胶乳和丙烯酸酯胶乳涂料,这些都是建筑涂料的最大品种。1952年联邦德国克纳萨克·格里赛恩公司发明了乙烯类树脂热塑粉末涂料。壳牌化学公司开发了环氧粉末涂料。美国福特汽车公司1961年开发了电沉积涂料,并实现工业化生产。此外,1968年联邦德国法本拜耳公司首先在市场出售光固化木器漆。乳胶涂料、水溶性涂料、粉末涂料和光固化涂料,使涂料产品中的有机溶剂用量大幅度下降,甚至不使用有机溶剂,开辟了低污染涂料的新领域。随着电子技术和航天技术的发展,以有机硅树脂为主的元素有机树脂涂料,在50~60年代发展迅速,在耐高温涂料领域占据重要地位。这一时期开发并实现工业化生产的还有杂环树脂涂料、橡胶类涂料、乙烯基树脂涂料、聚酯涂料、无机高分子涂料等品种。

随着合成树脂涂料的发展,逐步采用了大型的树脂反应釜(见釜式反应器),研磨工序逐步采用高效的研磨设备,如高速分散机和砂磨机得到推广使用,取代了40~50年代的三辊磨。

为配合合成树脂涂料的推广应用,涂装技术也发生了根本性变化。20世纪50年代,高压无空气喷涂在造船工业和钢铁桥梁建筑中推广,大大提高了涂装的工作效率。静电喷涂是60年代发展起来的,它适用于大规模流水线涂装,促进了粉末涂料的进一步推广。电沉积涂装技术是60年代适应于水溶性涂料的出现而发展的,尤其在超过滤技术解决了电沉积涂装的废水问题后,进一步扩大了应用领域

新阶段 1973年以来,由于石油危机的冲击,涂料工业向节省资源、能源,减少污染、有利于生态平衡和提高经济效益的方向发展。高固体涂料、水型涂料和粉末涂料的开发,低能耗固化品种如辐射固化涂料的开发,是其具体表现。1976年,美国匹兹堡平板玻璃工业公司研制的新型电沉积涂料──阴极电沉积涂料,提高了汽车车身的防腐蚀能力,得到迅速推广。70年代开发了有机-无机聚合物乳液,应用于建筑涂料等领域。功能性涂料(见涂料)成为70年代涂料工业的研究课题,并推出了一系列新品种。80年代各种建筑涂料发展很快。电子计算机已在涂料生产和测试、管理中使用。机器人(机械手)已广泛应用于特殊场合或危险场合代替人工进行涂装。这一阶段有如下特点:①以现代的科学理论为指导,有目的地进行研究开发工作,加快了发展的进程,例如:现代化学的理论应用在涂料工业中,涂料助剂得到广泛推广使用,从而使涂料工业的产品性能和生产效率都有了大幅度提高。②利用共聚、改性和混合方法,使具备特色的合成树脂品种日益增多,提高了涂料的性能,且使功能性涂料品种日益增多。③对涂料质量的测试,已从测定表面现象转向测定涂料内在质量的趋势,例如更加重视测定合成树脂的分子量与分子量分布以了解合成树脂的质量,用扫描电镜观察涂膜的微观结构等指导产品的生产。

⑺ 高分子科学历史

高分子化合物(macromolecular compound):所谓高分子化合物,是指那些由众多原子或原子团主要以共价键结合而成的相对分子量在一万以上的化合物。1定义编辑由千百个原子彼此以共价键结合形成相对分子质量特别大、具有重复结构单元的化合物。(可分为无机高分子化合物和有机高分子化合物)
是由一类相对分子质量很高的分子聚集而成的化合物,也称为高分子、大分子等。大多数高分子的相对分子质量在一万到百万之间,其分子链是由许多简单的结构单元通过共价键重复连接而成。一般把相对分子质量高于10000的分子称为高分子。高分子通常由10^3~10^5个原子以共价键连接而成。由于高分子多是由小分子通过聚合反应而制得的,因此也常被称为聚合物或高聚物,用于聚合的小分子则被称为“单体”。
举例:纤维素、蛋白质、蚕丝、橡胶、淀粉等天然高分子化合物,以及以高聚物为基础的合成材料,如各种塑料,合成橡胶,合成纤维、涂料与粘接剂等。
有机高分子化合物可以分为天然有机高分子化合物(如淀粉、纤维素、蛋白质、天然橡胶、顺丁橡胶等)和合成有机高分子化合物(如聚乙烯、聚氯乙烯、酚醛树脂等等),它们的相对分子质量可以从几万直到几百万或更大,但他们的化学组成和结构比较简单,往往是由无数(n)结构小单元以重复的方式排列而成的。
2性质编辑高分子化合物(又称高聚物)的分子比低分子有机化合物的分子大得多。一般有机化合物的相对分子质量不超过1000,而高分子化合物的相对分子质量可高达104~106倍。由于高分子化合物的相对分子质量很大,所以在物理、化学和力学性能上与低分子化合物有很大差异。
高分子化合物的相对分子质量虽然很大,但组成并不复杂,它们的分子往往都是由特定的结构单元通过共价键多次重复连接而成。
同一种高分子化合物的分子链所含的链节数并不相同,所以高分子化合物实质上是由许多链节结构相同

而聚合度不同的化合物所组成的混合物,其相对分子质量与聚合度都是平均值。
高分子化合物几乎无挥发性,常温下常以固态或液态存在。固态高聚物按其结构形态可分为晶态和非晶态。前者分子排列规整有序;而后者分子排列无规则。同一种高分子化合物可以兼具晶态和非晶态两种结构。大多数的合成树脂都是非晶态结构。
组成高分子链的原子之间是以共价键相结合的,高分子链一般具有链型和体型两种不同的形状。
当今世界上作为材料使用的大量高分子化合物,是以煤、石油、天然气等为起始原料制得低分子有机化合物,再经聚合反应而制成的。这些低分子化合物称为“单体”,由它们经聚合反应而生成的高分子化合物又称为高聚物。通常将聚合反应分为加成聚合和缩合聚合两类,简称加聚和缩聚。
由一种或多种单体相互加成,结合为高分子化合物的反应,叫做加聚反应。在该反应过程中没有产生其他副产物,生成的聚合物的化学组成与单体的基本相同。
缩聚反应是指由一种或多种单体互相缩合生成高聚物,同时析出其他低分子化合物(如水、氨、醇、卤化氢等)的反应。缩聚反应生成的高聚物的化学组成与单体的不同。高分子从相对分子质量到组成,从结构到性能,从合成到应用,都有其自身的规律。为了合成它、利用它,需先建立一些必要的基本概念。
3特点编辑高分子同低分子比较,具有如下几个特点:
组成
高分子的相对分子质量很大,具有“多分散性”。大多数高分子都是由一种或几种单体聚合而成。
通常低分子的相对分子质量是在一千以下,而高分子的相对分子质量是在五千以上,因此,相对分子质量很大是高分子化合物的特征,是高分子同低分子最根本的区别,亦是高分子物质具有各种独特性能,如比重小、强度大,具有高弹性和可塑性等的基本原因。至于相对分子质量介于一千至五千之间的物质是属低分子还是属高分子,这要由它们的物理机械性能来决定。一般来说,高分子化合物具有较好的强度和弹性。而低分子化合物则没有,也就是说,其相对分子质量必须达到其物理机械性能方面与低分子化合物具有明显差别时,才能称为高分子化合物。
高分子的相对分子质量虽然很大,但其化学组成一般都比较简单,常由许多相同的链节以共价键重复结合而成高分子链。例如,聚氯乙烯是由许多氯乙烯分子聚合而成的:
像氯乙烯这样聚合成高分子化合物的低分子化合物称为单体。组成高分子链的重复结构单位(如—CH2—CHCI—)称为链节。链节数目n称为聚合度。因此,高分子的相对分子质量=聚合度×链节量。
应该指出,合成高分子的技术还不可能象在生物体内合成蛋白质那样严格、精确——具有一定的顺序、结构和相对分子质量,所以,合成的高分子链的聚合度总是不同的,也就是说,同一种合成的高分子化合物中各个分子的相对分子质量大小总是不同的(当然,合成的蛋白质如胰岛素是例外)。因此,合成高分子化合物实际上是相对分子质量大小不同的同系混合物。我们讲的高分子化合物的相对分子质量指的是平均相对分子质量,聚合度也是平均聚合度。高分子化合的中相对分子质量大小不等的现象称为高分子的多分散性(即不均一性)。这种现象在低分子中不存在,但以高分子化合物的性能却有很大的影响。相对分子质量和分散性问题都是合成高分子时必须注意控制的一个问题。
分子结构
高分子的分子结构基本上只有两种,一种是线型结构,另一种是体型结构。线型结构的特征是分子中的原子以共价键互相连结成一条很长的卷曲状态的“链”(叫分子链)。体型结构的特征是分子链与分子链之间还有许多共价键交联起来,形成三度空间的网络结构。这两种不同的结构,性能上有很大的差异。
高分子由于其相对分子质量很大,通常都处于固体或凝胶状态,有较好的机械强度;又由于其分子是由共价键结合而成的,故有较好的绝缘性和耐腐蚀性能;由于其分子链很长,分子的长度与直径之比大于一千,故有较好的可塑性和高弹性。高弹性是高聚物独有的性能。此外,溶解性、熔融性、溶液的行为和结晶性等方面和低分子也有很大的差别。一般来说,高分子的分散性越大,性能越差。
以上几点,归根结蒂是高分子的运动形态和低分子的运动形态不同的缘故。这就是高分子要从普通有机化学中独立出来研究,成为一门新学科——高分子化学的根本原因。
4分类编辑高分子化合物的种类很多,主要分类方法有如下四种:
按来源分类
可把高分子分成天然高分子和合成高分子两大类。
按材料的性能分
可把高分子分成塑料、橡胶和纤维三大类。
塑料按其热熔性能又可分为热塑性塑料(如聚乙烯、聚氯乙烯等)和热固性塑料(如酚醛树脂、环氧树脂
、不饱和聚酯树脂等)两大类。前者为线型结构的高分子,受热时可以软化和流动,可以反复多次塑化成型,次品和废品可以回收利用,再加工成产品。后者为体型结构的高分子,一经成型便发生固化,不能再加热软化,不能反复加工成型,因此,次品和废品没有回收利用的价值。塑料的共同特点是有较好的机械强度(尤其是体形结构的高分子),作结构材料使用。
纤维又可分为天然纤维和化学纤维。后者又可分为人造纤维(如粘胶纤维、醋酸纤维等)和合成纤维(如尼龙、涤纶等)。人造纤维是用天然高分子(如短棉绒、竹、木、毛发等)经化学加工处理、抽丝而成的。合成纤维是用低分子原料合成的。纤维的特点是能抽丝成型,有较好的强度和挠曲性能,作纺织材料使用。
橡胶包括天然胶和合成橡胶。橡胶的特点是具有良好的高弹性能,作弹性材料使用。
按用途分类
可分为通用高分子,工程材料高分子,功能高分子,仿生高分子,医用高分子,高分子药物,高分子试剂,高分子催化剂和生物高分子等。
塑料中的“四烯”(聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯和聚苯乙烯),纤维中的“四纶”(锦纶、涤纶、腈纶和维纶),橡胶中的“四胶”(丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶和乙丙橡胶)都是用途很广的高分子材料,为通用高分子。
工程塑料是指具有特种性能(如耐高温、耐辐射等)的高分子材料。如聚甲醛、聚碳酸酯、聚砚、聚酰亚胺、聚芳醚、聚芳酰胺和含氟高分子、含硼高分子等都是较成熟的品种,已广泛用作工程材料。
离子交换树脂、感光性高分子、高分子试剂和高分子催化剂等都属功能高分子。
医用高分子、药用高分子在医药上和生理卫生上都有特殊要求,也可以看作是功能高分子。
主链结构
可分为碳链高分子、杂链高分子、元素有机高分子和无机高分子四大类。
碳链高分子的主链是由碳原子联结而成的。
杂链高分子的主链除碳原子外,还含有氧、氮、硫等其他元素,如:如聚酯、聚酰胺、纤维素等。易水解。
元素有机高分子主链由碳和氧、氮、硫等以外其他元素的原子组成,如硅、氧、铝、钛、硼等元素,但侧基是有机基团,如聚硅氧烷等。
无机高分子是主链和侧链基团均由无机元素或基团构成的。天然无机高分子如云母,水晶等,合成无机高分子如玻璃。
高分子化合物的系统命名比较复杂,实际上很少使用,习惯上天然高分子常用俗名。合成高分子则通常按制备方法及原料名称来命名,如用加聚反应制得的高聚物,往往是在原料名称前面加个“聚”字来命名。例如,氯乙烯的聚合物称为聚氯乙烯,苯乙烯的聚合物称为聚苯乙烯等。如用缩聚反应制得的高聚物,则大多数是在简化后的原料名称后面加上“树脂”二字来命名。例如,酚醛树脂、环氧树脂等。加聚物在未制成制品前也常有“树脂”来称呼。例如,聚氯乙烯树脂,聚乙烯树脂等。此外,在商业上常给高分子物质以商品名称。例如,聚己内酰胺纤维称为尼龙—6,聚对苯二甲酸乙二酯纤维称为涤纶,聚丙烯腈纤维称为腈纶等
5结构编辑高分子化合物分子的大小对化学性质影响很小,一个官能团,不管它在小分子中或大分子中,都会起反应。大分子与小分子的不同,主要在于它的物理性质,而高分子之所以能用作材料,也正是由于这些物理性质。下面简要讨论高分子的结构与物理性能的关系。
高分子的分子结构可以分为两种基本类型:第一种是线型结构,具有这种结构的高分子化合物称为线型高分子化合物。第二种是体型结构,具有这种结构的高分子化合物称为体型高分子化合物。此外,有些高分子是带有支链的,称为支链高分子,也属于线型结构范畴。有些高分子虽然分子链间有交联,但交联较少,这种结构称为网状结构,属体型结构范畴。
在线型结构(包括带有支链的)高分子物质中有独立的大分子存在,这类高聚物的溶剂中或在加热熔融状态下,大分子可以彼此分离开来。而在体形结构(分子链间大量交联的)的高分子物质中则没有独立的大分子存在,因而也没有相对分子质量的意义,只有交联度的意义。交联很少的网状结构高分子物质也可能被分离的大分子存在(犹如一张张“鱼网”仍可以分开一样)。
应该指出,上述两种基本结构实际上是对高分子的分子模型的直观模拟,而分子的真实精细结构除了少数(如定向聚合物)外,一般并不清楚。
两种不同的结构,表现出相反的性能。线型结构(包括支链结构)高聚物由于有独立的分子存在,故具有弹性、可塑性,在溶剂中能溶解,加热能熔融,硬度和脆性较小的特点。体型结构高聚物由于没有独立大分子存在,故没有弹性和可塑性,不能溶解和熔融,只能溶胀,硬度和脆性较大。因此从结构上看,橡胶只能是线型结构或交联很少的网状结构的高分子,纤维也只能是线型的高分子,而塑料则两种结构的高分子都有。
高分子化合物的聚集状态
高聚物的性能不仅与高分子的相对分子质量和分子结构有关,也和分子间的互相关系,即聚集状态有关。同属线型结构的高聚物,有的具有高弹性(如天然橡胶),有的则表现出很坚硬(如聚苯乙烯),就是由于它们的聚集状态不同的缘故。即使是同一种高聚物由于聚集状态不同,性能也会有很大的差别,例如,化学纤维在制造过程中必须经过拉伸,就是为了改变聚物内部分子的聚集状态,使其分子链排列得整齐一些,从而提高分子间的吸引力,使制品强度更好。所以研究高聚物的聚集状态是了解高聚物结构与性能关系的又一个重要方面。
晶相高聚物和非晶相高聚物
从结晶状态来看,线型结构的高聚物有晶相的和非晶相的。晶相高聚和的由于其内部分子排列很有规律,分子间的作用力较大,故其耐热性和机械强度都比非晶相的高,熔限较窄。非晶相高聚物没有一定的熔点,耐热性能和机械强度都比晶相的低,由于高分子的分子链很长,要使分子链间的每一部分都作有序排列是很困难的,因此,高聚物都属于非晶相或部分结晶的。部分结晶高聚物的结晶性区域称为微晶;微晶的多少称为结晶度。例如,常见的聚氯乙烯、天然橡胶、聚酯纤维等高聚物都是属于线型非晶相的高聚物。只有少数是定向聚合得到的,如聚乙烯、聚苯乙烯等是部分晶相的。部分晶相的高聚物是由晶相的微晶部分镶嵌于无定形部分中而成的。纤维的拉伸目的就是使高聚物的无定形部分排列得更规整一些,或使原来方向不一的微晶顺着纤维方向伸直排列。分子一旦较规整地排列后,就增强了分子间的吸引力,使其不能恢复到原来的无序状态。如果分子间的吸引力不够大,拉伸后仍能恢复到无定形状态,那就是弹性体(如橡胶)。主要的合成纤维如聚酰胺(尼龙)其分子链是由氢键拉在一起的;聚丙烯腈(腈纶)和聚酯的分子间有强烈的偶极-偶极吸引。这就是说,作为纤维,其分子间必须有较强的吸引力。由于晶相高聚物,具有熔点高、强度大的性能,给我们指出了提高合成材料机械强度的一个重要方向。
体型结构的高聚物,例如,酚醛塑料、环氧树脂等,由于分子链间有大量的交联,分子链不可能产生有序排列,因而都是非晶相的,对于少量交联的网状高聚物,因其交联少,链段间也可能产生局部的有序排列,但这种局部的有序排列,其分子间的吸引力不足以保持在这种状态,而容易恢复到原来的无序状态。所以橡胶硫化(少量交联)后,仍能保持良好弹性。
线型非晶相高聚物的聚集状态
线型非晶相高聚物具有三种不同的物理状态:玻璃态、高弹态和粘流态。犹如低分子物质具有三态(固态、液态和气态)一样,但是高聚物的三态和低分子的三态本质是不同的。橡胶和聚氯乙烯等塑料都是线型非晶相高聚物,但橡胶具有很好的弹性,而塑料则表现良好的硬度,其原因就是由于它们在室温下所处的状态不同的缘故。塑料所处的状态是玻璃态,橡胶所处的状态是高弹态,把高聚物加热到熔融时所处的状态就是粘流态。玻璃态的特征是形变很困难,硬度大;高弹态的特征是形变很容易,具有高弹性;粘流态的特征是形变能任意发生,具有流动性。这三种物理状态,随着温度的变化可互相转化:
这就是说,随着温度的变化,材料所处的状态和性能也会发生改变。塑料加热到一定温度时,就会从玻璃态过渡到高弹态,失去塑料原有的性能,而出现橡胶高弹性能。温度继续升高到一定程度时,又会从高弹态进一步过渡到粘流态,对橡胶来说,如果把温度降低到足够低时,它就会从高弹态过渡到玻璃态,失去橡胶的弹性,而变得象塑料一样坚硬。这就告诉我们,应用三大合成材料时,必须注意其使用温度范围,否则,便不能发挥材料本身应有的性能。例如,聚氯乙烯塑料只能在温度75℃以下使用。因为高于此温度时便会失去其应有的强度,而表现出柔软而富有弹性,温度再高时(175℃)便熔融了。又如天然橡胶要在—73℃至122℃的温度范围内才有高弹性也是这个道理,因为低于—73℃时,失去弹性变得象塑料一样坚硬,高于122℃时便熔融了。
从聚集状态的研究可知线型结构的塑料、纤维橡胶之间并没有绝对的界限,温度改变,三态可以相互转化。线型结构的塑料与纤维之间更没有本质上的区别。例如,尼龙—6加工成板材或管材等结构材料就是塑料,拉成丝就是纤维。注意,这里所说的三态的相互转变并不是“相变”。
体型结构的高聚物,因分子链间有大量交联,因此只有一种聚集状态——玻璃态,加热到足够高温时,便发生分解。
综上所述,要了解高聚物的基本性能(高弹性、可塑性和机械强度、硬度等),必须从高聚物的组成、相对分子质量、分子结构和聚集状态几个方面去分析。塑料之所以形变困难,有较好的机械强度,是因为它是线型或体型结构的高聚物,并且在室温下分子链和链段都不能发生运动的缘故。橡胶之所以有很好的弹性,是因为它是线型或交联很少的高聚物,并且在室温下分子链不能运动,而链段运动容易发生的缘故。
6制备编辑高分子的合成
合成高分子化合物最基本的反应有两类:一类叫缩合聚合反应(简称缩聚反应),另一类叫加成聚合反应(简称加聚反应)。这两类合成反应的单体结构、聚合机理和具体实施方法都不同。
缩聚反应
缩聚反应指具有两个或两个以上官能团的单体,相互缩合并产生小分子副产物(水、醇、氨、卤化氢等)而生成高分子化合物的聚合反应。如:
单体中对苯二甲酸和乙二醇各有两个官能团,生成大分子时,向两个方向延伸,得到的是线型高分子。
苯酚和甲醛虽然是单官能团化合物,但它们反应的初步产物是多官能团的,这些多官能团分子缩聚成线型或体型的高聚物,即酚醛树酯。
加聚反应
加聚反应是指由一种或两种以上单体化合成高聚物的反应,在反应过程中没有低分子物质生成,生成的高聚物与原料物质具有相同的化学组成,其相对分子质量为原料相对分子质量的整改数倍,仅由一种单体发生的加聚反应称为均聚反应。例如,氯乙烯合成聚氯乙烯:
由两种以上单体共同聚合称为共聚反应。例如,苯乙烯与甲基丙烯酸甲酯共聚:
共聚产物称为共聚物,其性能往往优于均聚物。因此,通过共聚方法可以改善产品性能。
加聚反应具有如下两个特点:
(1)加聚反应所用的单体是带有双键或叁键的不饱和键和化合物。例如,乙烯、丙烯、氯乙烯、苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯等,者是常用的重要单体,加聚反应发生在不饱和键上。
(2)加聚反应是通过一连串的单体分子间的互相加成反应来完成的:
而且反应一旦发生,便以连锁反应方式很快进行下去得到高分子化合物(通常称为加聚物)。相对分子质量增长几乎与时间无关,但单体转化率则随同时间而增大。
上述两个特点就是加聚反应和缩聚反应最基本的区别。
加聚反应根据反应活性中心的不同可以分为自由基加聚反应和离子型加聚反应两大类。

⑻ 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。

⑼ 用于制作集成电路的酚醛树脂是天然高分子化合物 这句话为什么是错的

1872年德国化学家拜尔首先合成了酚醛树脂,1907年比利时裔美国人贝克兰提出酚醛树回脂加热固化法,使酚答醛树脂实现工业化生产,1910年德国柏林建成世界第一家合成酚醛树脂的工厂,开创了人类合成高分子化合物的纪元。

⑽ 酚醛塑料的简介


酚醛塑料俗称电木粉,于1872年发明,1909年投入工业生产,是世界上历史最悠久的塑料,以酚醛树脂为基材的塑料的总称,最重要的热固性塑料的一类 。一般可分为非层压酚醛塑料和层压酚醛塑料两类。非层压酚醛塑料又可分为铸塑酚醛塑料和压制酚醛塑料。广泛用作电绝缘材料、家具零件、日用品、工艺品等。此外,还有主要作耐酸用的石棉酚醛塑料、作绝缘用的涂胶纸、涂胶布、作绝热隔音用的酚醛泡沫塑料和蜂窝塑料等 。
基本信息
酚醛塑料: 以酚醛树脂为基材的塑料。
比重:1.5-2.0 g/cm3
成型收缩率:0.5-1.0%
成型温度:150-170℃
物料性能:酚醛塑料是一种硬而脆的热固性塑料,俗称电木粉。机械强度高,坚韧耐磨,尺寸稳定,耐腐蚀,电绝缘性能优异。 适于制作电器、仪表的绝缘机构件,可在湿热条件下使用
成型性能:
1.成型性较好,但收缩及方向性一般比氨基塑料大,并含有水分挥发物。成型前应预热,成型过程中应排气,不预热则应提高模温和成型压力。
2.模温对流动性影响较大,一般超过160℃时,流动性会迅速下降。
3.硬化速度一般比氨基塑料慢,硬化时放出的热量大。大型厚壁塑件的内部温度易过高,容易发生硬化不均和过热。

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