❶ 酚醛树脂形成的过程是怎样的
首先来由甲醛和苯酚反应生成一自元羟甲基苯酚,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,最后多元羟甲基苯酚发生缩聚反应即可得到酚醛树脂。
酚醛树脂也叫电木,又称电木粉。原为无色或黄褐色透明物,市场销售往往加着色剂而呈红、黄、黑、绿、棕、蓝等颜色,有颗粒、粉末状。耐弱酸和弱碱,遇强酸发生分解,遇强碱发生腐蚀。不溶于水,溶于丙酮、酒精等有机溶剂中。苯酚醛或其衍生物缩聚而得。
高温性能
酚醛树脂最重要的特征就是耐高温性,即使在非常高的温度下,也能保持其结构的整体性和尺寸的稳定性。正因为这个原因,酚醛树脂才被应用于一些高温领域,例如耐火材料,摩擦材料,粘结剂和铸造行业。
影响酚醛树脂的合成、结构及特性的主要因素:
(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。
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。
❷ 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。
❸ 酚醛树脂机理
酚醛树脂(PF)是由苯酚或取代苯酚与甲醛反应得到的合成聚合物。作为电木的基础原料,酚醛树脂是第一批商业合成树脂(塑料)。它们已被广泛用于生产模制产品,包括台球、实验室台面以及涂料和粘合剂。它们曾经是生产电路板的主要材料,但现在已经被环氧树脂和玻璃纤维布取代,如耐火的FR-4电路板材料。
酚醛树脂主要有两种生产方法。一种是苯酚和甲醛直接反应生成热固性网状聚合物,而另一种是将甲醛限制在生成一种叫做酚醛清漆的预聚物,该预聚物可以被模制,然后通过添加更多的甲醛和提供额外的热量而固化。用于生产各种特殊用途树脂的生产材料和原材料有许多不同。
❹ 酚醛树脂固化时体积收缩率是多少
不饱和树脂的一般的收缩率为7%以下,如果添加有填料,如碳酸钙、氢氧化铝等,收缩率将降至1%左右。所谓的收缩率树脂,是由两种不同的树脂混比固化的,就是市面上称A、B胶的树脂胶。
❺ 酚醛树脂的合成原理
第一步是苯酚和甲醛的加成,同时醛的羰基与芳烃的氢加成,羰基的加回成是在亲答核试剂作用下完成的。亲核加成反应可以在酸性或碱性条件下进行。(参阅邢其毅著《基础有机化学》第三版上册第十二章亲核加成)。
第二三步的缩合反应是缩聚,缩聚(反应):一种或几种含有二个以上官能团的单体化合成为聚合物同时析出低分子副产物(如水、氨、氯化氢等)的过程。缩聚反应的特点是:大多数是可逆反应和逐步反应,分子量随反应时间而逐渐增大,但单体的转化率却几乎与时间无关。根据反应条件可分为熔融缩聚、溶液缩聚、界面缩聚和固相缩聚。根据所用原料可分为均缩聚、混缩聚和共缩聚根据产物的结构可分为二向缩聚或线型缩聚和三向缩聚或体型缩聚。本反应是溶液缩聚的逐步反应,最终的产物根据加入的固化剂不同,成为热塑性线型缩聚物和热固性的体型缩聚物。
❻ 热固性酚醛树脂的热膨胀系数是多少
酚醛树脂热膨胀系数 (10-5/摄氏度)
ASTM测试值
D-696
0.8-2.05
热固性酚醛树脂是一种树脂,稳定,耐热、阻燃,电绝缘性能好。热固性酚醛树脂具有很强的浸润能力,成型性能好,体积密度大,气孔率低,用于耐火制品,该树脂在15℃-
20℃下可保持三个月.酚醛树脂制品优点主要是尺寸稳定,耐热、阻燃,电绝缘性能好,耐酸性强,它主要应用于运输业、建筑业、军事业、采矿业等多种行业,应用广泛.
热固性酚醛树脂的应用范围酚醛胶
胶粘剂
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
❼ 酚醛树脂pm9630成型温度
酚醛树脂和塑料的主要原材料来源较广,生产工艺和设备不太复杂,产品耐热性好、机械强度高、电绝缘性和耐高温蠕变性优良、价格低廉,成型加工性好,特别是具有良好阻燃性、很少产生有害气体,因而可在复合材料、胶粘剂、涂料、纤维和泡沫塑料多个领域广泛应用,在航空航天及其他尖端技术领域的应用尤其引人注目。近年国外酚醛树脂工业不断推进技术进步,取得了15项突出的技术成果,促进市场规模大幅提升,去年消费量达到了52万吨以上、增长4%左右。技术进步在其中起了重要作用,专家称“15优”引导国外酚醛树脂进展。酚醛塑料因其优良的耐热性、电性能,和强度以及较好的性价比,在全球电子电器产品和炊具、轻工等配件中发展迅速,发展了一系列酚醛工程塑料,在航空、汽车、建筑等多领域与金属及热塑性工程塑料相竞争。世界酚醛树脂工业以美国和日本最为发达,无论现代化建设还是开拓新应用领域,这2个国家都始终走在前列,主导世界酚醛树脂及塑料工业的潮流。目前在全球酚醛模塑料消费量中,美国占12%、欧洲占16%、亚洲占65%、其它占7%,日本占了亚洲的主要份额,美日产量分别高达10万吨、25万吨,而技术方面的成果也多为其研发。
功能化、精细化成为主要发展方向,改变酚醛树脂的结构特别是,与其他高聚物共混,开发复合材料实现高性能化,尤其是可挠性、耐热性、阻燃性方面,己成为国外诸多厂家的关注焦点,在基础研究方面酚醛树脂固化机理所形成复合物的结构形态,以及工艺控制方面的研究也将继续深入。近年酚醛树脂工业取得15项重要成果,日本占5项:一是日本住友电木(SumitomoBakelite)公司,生产出玻纤增强酚醛模塑料PM9600系列,其中有高强度类PM9630耐热,尺寸稳定类PM9610、高冲击类PM9680、耐磨耗类PM9670等,因具有优良的热刚性而大量用于汽车滑轮中的PM-3050,其拉伸强度90MPa、弹性模量13500MPa、弯曲强度200MPa、弯曲弹性模量12200MPa、压缩强度260MPa、缺口冲击强度5.2kJ/m2、密度1.64g/cm3、成型收缩率0.25%、线膨胀系数3.O×10-5,新开发的PM-9245相比电痕化指数(CTI)达到225V。二是日本松下电工(MatsushitaEectricWorkLtd.)公司,大量开发用于换向器的酚醛模塑料(MA-COM),它具有高旋转耐破坏强度、高绝缘性能、高温下尺寸稳定性(片间段差的极小化等)优点,有CN4404,CN6449,CN6641等品种,其中CN6641是用50%玻璃纤维增强,其密度1.70~1.80g/cm3、吸水率0.05~0.20%、拉伸强度59~98MPa、弯曲强度98~147MPa、压缩强度196~245MPa、缺口冲击强度3.9~5.9kJ/m2、负荷弯曲温度180~220℃、燃烧性(UL94)V-O级,并通过破坏旋转数40000r/min的强度试验;日本住友电木公司开发的用于换向器的,酚醛模塑料牌号有PM6440、PM6431、PM6432等;日本日立化成公司(HitachiChemicalCo.Ltd)开发的换向器酚醛模塑料牌号有CPJ7000系列,CP690系列等。
三是日本住友电木公司工业树脂研究所,发明了新型合成催化剂制造酚醛树脂的方法,采用膦酸[R-P(OH)2]代替原来的盐酸或草酸,应用树脂相与催化剂相2个界面,并找出最佳反应条件、反应过程稳定,主要优点是取消原有的脱酚和回收酚工序,树脂料化率从原来的50~90%提高到接近100%,既提高了树脂质量(游离酚很低),和经济效益又解决了环保问题,是21世纪酚醛树脂生产的创新技术。据中国酚醛树脂网(
专家介绍,四是日本大阪轻工业研究所长谷川喜一等,研究了多种途径提高酚醛塑料的耐温阻燃性能,其中有开发酚三嗪(PT)树脂,它是由氰化卤与酚醇反应生成的氰酸酯树脂再进一步交联而成,具有双马来酰胺的高温性能(Tg>300℃)和酚醛树脂的阻燃性能,以及环氧树脂的加工工艺性能。五是日本树脂工业会的野间口兼政、英国复合材料成型协会(CPA)的KenL.Forsdyke等,全面研究了各种酚醛复合材料的开发与应用,牌号为“PHENCLAD”的PF复合材料,其密度1.4~1.5g/cm3、拉伸强度100~150MPa、弯曲强度150~200MPa、热传导率54.63~65.56W/m•k、耐温度指数>420℃,发烟量试验(BS6853)Catl。
酚醛树脂这一古老材料正以复合材料形式蓬勃发展,随着人们对材料难燃性、低烟、低毒性能、耐热性要求的重视,其应用范围也正在不断扩大,用各种改性酚醛树脂,配合玻纤、碳纤维、陶瓷纤维、聚芳酰胺纤维各种基体制成的复合材料,用途日趋广泛。而美国的成果主要有5个方面:一是在美国召开的世界汽车工程年会上,介绍了该国酚醛玻纤增强塑料RX865M,在汽车止推轴承和转矩变换器的成功应用。二是在美国长滩召开的第48届国际尖端材料技术协会(SAMPE)年会上,美国TexasA&Muniversity的J.H.Koo教授等,发表用纳米材料改性酚醛树脂,研制成功耐火箭烧蚀的新型复合材料,它以美国BordenChemical公司的SC-1008酚醛树脂(质量分数60~64%,用异丙醇作溶剂),固化温度140℃,Tg110℃=(DMTA),密度1.28,纳米有机蒙脱土(MMT)、纳米粘土、纳米碳纤维(CNFs)、多形齐聚物(POSSR)等制成的复合材料。经x射线衍射和电子显微镜测定其性能,己优于原先使用MX-4926材料,成功用作火箭排气口垫块和其它耐烧蚀部件,能承受极端温度1000~4000℃和可承受大于1000m/s速度,对材料粒子极端苛刻的热冲击,在美国宇航工业中作出卓越贡献。
三是在美国第13届国际模塑料会议,和美国第49届热固性塑料年会上,介绍和展示了用气体辅助注射新工艺加工的各类热固性塑料件。气体辅助注射成型是依靠熔体内的层流使气体,在零件内形成气泡,在通过熔体流动表面时不破裂,气体辅助成型主要是应用于大的或厚壁的零件,其制件有大型冰箱把手、电脑鼠标件以及各类长柄金属蒸锅及烤炉手柄,电器、汽车零部件等具有厚截面的酚醛塑料制品。气体辅助成型甚至能解决小零件成型过程中的收缩、变形等表面问题。由于成型后的零件是空心的,因此还具有隔音效果,可应用于阀门盖或其它引擎罩。用气体注射钻孔,对减轻产品重量、缩短模塑周期、降低生产成本都有明显的效果,以1个76.2cm的厨房用手柄为例一般用3min成型,而气体辅助只需要用45s,同时可节省材料40%,再如一个标准的盥洗室座需要7min的成型时间,而气体辅助能使它在1min内成型为2.54mm壁厚的成品。四是美国复合材料技术公司(ACT),研制的“TUFFCLAD”复合材料是以酚醛泡沫为芯材,同时表面覆盖几层浸过酚醛树脂的玻纤织物,一起通过拉挤成型得到的全酚醛夹心板,已用作飞机内饰夹芯板壁和冷藏集装箱箱体等。五是是美国最大的预制整体模塑料(BMC)生产商,BMC公司宣布推出酚醛基模塑料,新的BMC-X-Cel针对耐高温用途,如汽车盖下零件和排气部件,以及油箱、仪表等而设计,据称玻纤填充酚醛BMC在220℃性能保持在85%以上,300℃性能保持60%以上,材料在149~188℃固化约1min,根据使用性能要求还需要在177℃后烘烤20~120min。
其它国家酚醛树脂领域主要技术成果,有:一是比利时VyncolitNV,作为全球著名生产热固性塑料的公司,年销售额5.5亿美元,近年相继重组兼并美国Fiberit公司、Rogers公司,重点开发的X600、X6000系列,都是玻纤增强高性能酚醛复合材料,广泛用于汽车配件、各类叶轮、水泵外壳、燃料输送泵、换向器、盘式制动活塞等,酚醛玻纤注塑料已大量,用于德国宝马轿车系列整套进气导管,以及转子和外壳件等17个部件。二是西班牙M.A.Espinoss教授,通过改变酚类化合物伯胺类化合物的结构,以获得多种结构不同、反应活性不同的苯并嗯嗪,以其为基体制作制动材料,具有优良耐高温摩擦系数和热恢复性。三是加拿大Lee教授对甲阶(reso1)和乙阶(no-volac)2种类型的酚醛树脂,在F/P不同物质的量比和不同条件下的反应过程、固化机理、活化能,用C13-NBR核磁共振、示差扫描量热法、热失重分析(TGA)等法进行了详细研究。四是英国朴次茅斯的圣玛利医院,最近兴建一条连接2座建筑的35m走廊,墙壁和屋顶全由英国BP公司防火酚醛泡沫作芯材,复合酚醛玻璃钢板制成,保障了病人和医务工作者安全。五是德国GiraGiersiepen股份有限公司,将玻纤增强酚醛模塑料用于雷达各种罩下部件、刹车系统、燃料管、动力火车,这种材料满足了制件对耐热性、耐化学性、尺寸稳定性,及温度急剧变化时对抗蠕变性严格要求,也是用于机车油线和油泵、排气装置、真空泵、可压缩零件和法兰方面的合适材料。
❽ 酚醛树脂的合成工艺路线、方法、原理是其间的关键技术或需注意之处是
酚醛树脂是以酚类化合物与醛类化合物为原料经缩聚反应制得的合成树脂的总称。它是最早实现工业化的合成树脂,由于它具有很多优点,如绝缘性能好、隔热、防腐、防潮、其模塑品强度高、尺寸稳定性好,耐高温、价廉等,因此在现代工业中是应用最广的塑料之一。本实验是在酸性催化剂下,使甲醛与过量的苯酚缩聚而得到热塑性树脂。其反应式为: 分子量在1000以下。可加热熔融,可溶于丙酮、酒精或碱性溶液中。三、实验内容1、实验药品 苯酚 甲醛(30%水溶液) 盐酸(d=1.19)2、实验步骤 将40g苯酚及33g甲醛溶液放入250ml的三口烧瓶中混合,用水浴加热,温度维持在60±2℃,取样2~3g后,加入0.5ml盐酸,反应立即开始,每隔30min用滴管取样2~3g样品放入三角瓶中,进行分析。反应3h后,将三口烧瓶内所有物料倒入水蒸发器中,冷却倒掉上层水,将下层缩聚物用水搅拌洗涤数次,直到呈中性为止。然后用小火加热,以除去水及未反应的苯酚等挥发成分。挥发完毕后泡沫消失,而且树脂表面变得光滑。当温度约达170~180℃时,停止加热,把树脂放在铁皮上 使其冷却,称其产量,计算产率。四、苯酚存在下甲醛含量的测定 1、分析甲醛含量: 根据甲醛与亚硫酸钠作用,生成氢氧化钠,然后用标准盐酸溶液滴定生成的氢氧化钠 。2、测定步骤: 将准确称量过的2—3g苯酚、甲醛混合物置于250ml的锥形瓶中,加入25ml蒸馏水,再加入3滴百里酚酞指示剂,用CNaOH=0.1mol·L-1NaOH标准液滴定至溶液出现蓝色。然后加入1mol亚硫酸钠溶液25ml,为了使亚硫酸钠与甲醛反应完全,混合物在室温下放置2h,然后用CHCl=0.5mol·L-1盐酸滴定至蓝色褪去。甲醛的百分含量计算式为:x%=C·V·MHCHO/1000W式中:x——甲醛含量 V——滴定所消耗的盐酸体积,ml C——盐酸的mol浓度 W——称量样品物质量 MHCHO——甲醛分子量五、实验数据处理1、实验数据:反 应时 间反 应现 象反 应温 度取 样空瓶质量g空瓶质量+样品质量g物料量g百分含量 2、根据分析结果,计算在不同时间甲醛的转化率,以时间对甲醛的浓度作图。六、思考题:1、计算配方中苯酚甲醛mol比,为什么要如此配方?2、苯酚与甲醛缩聚为什么既能生成线型缩聚物,又能生成体型缩聚物?任务书实验项目考核标准成果展示实验室规则总结
❾ 酚醛树脂的合成方程式是什么
酚醛树脂的合成方程式nHCHO+nR-OH = -(-R-CH₂-)n-OH。
酚醛树脂的合成原理:
在适当条件下,一元羟甲基苯酚进行加成反应,不饱和烃或含不饱和键的物质为单体,通过不饱和键的加成,聚合成高聚物,可生成二元及多元羟甲基苯酚,接着继续进行缩合及缩聚反应,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。
(9)酚醛树脂合成的体积收缩系数扩展阅读:
酚醛树脂的性质:
固体酚醛树脂为黄色、透明、无定形块状物质,含有游离酚所以微红色,易溶于醇,不溶于水,对水、弱酸、弱碱溶液稳定。苯酚和甲醛在催化剂条件下会缩聚、经中和、水洗而制成的树脂。
酚醛树脂最重要的特征就是耐高温性,即使在温度大约为1000℃ 的惰性气体条件下,酚醛树脂能产生很高的残碳,酚醛树脂也因此能保持其结构的整体性和尺寸的稳定性。这使得酚醛树脂被应用于一些高温领域。
❿ 酚醛树脂的合成方程式
酚醛树脂的合成方程式:nHCHO+nR-OH=-(-R-CH2-)n-OH。R为苯,生成的高聚物CH2和OH是邻位,另一条键与CH2分别在OH两边的C上,酚醛树脂是1907年世界上第一个合成的高分子材料。
酚醛树脂为黄色、透明、无定形块状物质,因含有游离酚而呈微红色,实体的比重平均1.7左右,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。