Фенолформальдегідні смоли

Предисловие.

У колишні времена, если хіміки отримували у результаті своїх опытов.

" смолу ", т. е.такой продукт, который не піддавався кристаллиза;

ции, они була дуже радовались. В наші ж таки дні багато химики.

прагнуть виготовити такі смоли: чимало їх в результате.

подальшої переробки перетворюються на материалы, необходимые для.

промышленности.

Коли німецький хімік Байєр в 1872 р. змішав формальдегід и.

" карболову кислоту «(розчин фенола), он отримав смолообраз;

ную, вязкую массу. При нагріванні вона перетворюватися на твердое, не;

розчинне вещество, которое далі не плавилось. В то время.

Байєр ще міг предвидеть, какое важливого значення приобретает.

згодом отриманий ним продукт. Через 35 років бельгийскому.

досліднику Бакеланду вдалося розробити спосіб получения.

цього вещества, пригодный для промышленности. За схожість із при;

рідними смолами продукт, открытый Байером, назвали синтетической.

смолой.Эта смола виробляється промисловістю з 1912 р. под.

назвою бакелит. Как і багатьох інших новинкам, к бакелиту.

спочатку ставилися скептически, и і було важко конкурировать.

ринку з давно відомими материалами.

Становище швидко изменилось, когда знайшли його цінні свойс;

тва — бакеліт виявився відмінним электроизоляционным материа;

лом, обладающим до того ж час високої прочностью. Сегодня у себя.

вдома ми сьогодні вже чи побачимо штепсельні розетки, вилки і электри;

ческие вимикачі з фарфора. Их витіснили вироби з реактоп;

ластов.Бакелит та дві родинні йому пластмаси зайняли також почет;

ное місце у машиностроении, автомобилестроении та інших отраслях.

промышленности.

Синтез високомолекулярних сполук є про;

цесс сполуки багатьох молекул індивідуальних хімічних ве;

ществ (мономерів) нормальними хімічними зв’язками на єдину мак;

ромолекулу полимера.

Реакція освіти полимера, протекающая без виділення других.

хімічних сполук називається реакцією полимеризации. Превра;

щение мономерів в полимеры, сопровождающейся виділенням побочных.

продуктів називається поликонденсации.

Високомолекулярні органічні соединения, на основі которых.

виготовляють більшість пластмасс, также називають смолами.

До групи поликонденсационных смол відносять полиэфирные, получае;

мые шляхом конденсації многоосновных кислот з многоатомными.

спиртами, фенолформальдегидные і другие.

За підсумками феноло-формальдегидных смол виготовляють пластические.

массы, называемые фенопластами.

Усі пластичні маси за складом ділять на прості і слож;

ные.Простые пластмаси перебувають у основному з связующего, иногда.

з додаванням невеликої кількості допоміжних веществ.

(краситель, смазка і др.).В склад більшості пластмас кроме.

связующего, входят і др.).Такие пластмаси звуться назва;

ние складних та композиционных.

Прессматериалы називають композиції з урахуванням высокополимерных.

продуктів (искуственных смол, эфиров целлюлозы, битумов) з кото;

рых різними методами формування (пряме прессование, литье).

виготовляють різноманітні изделия.

Прессматериалы, содержащие смолы, которые отверждаются в процессе.

пресування изделий, называют термореактивными.

.

Через війну отверждения зв’язувальної речовини виріб приобре;

тане механічну міцність вже у прессформе при температуре.

пресування і втрачає здатність розм’якшуватися при повторном.

нагріванні: смола в отвержденом виробі нездатна плавиться и.

растворятся.Такой процес отверждения необратим.

До термореактивным ставляться прессматериалы типу феноплас;

тов, аминопластов містять переважно поликонденсационные.

смолы.

Прессматериалы звані термопластичными чи термопластами.

содержат, связующие речовини не отверждающие у процесі прессо;

вания чи лиття изделий. В цьому випадку вироби набувають ме;

ханическую міцність тільки після деякого охолодження в.

прессформе.

Для виготовлення фенопластов як зв’язувальної применяют.

феноло-формальде-гідні смолы, а також смолы, получаемые при час;

тичной заміні фенолу іншими речовинами (анілін та інших.) і час;

тичной чи повної заміні формальдегіду іншими альдегидами.

(фурфурол і др).

Залежно від співвідношень між фенолом і формальдегидом.

застосованої каталізатора (кислый, щелочной) і умов реакций.

смолообразования виходять смоли двох типів — новолачные і ре;

зольные.

Новолачные смоли зберігають здатність плавиться і растворят;

ся після багаторазового нагрівання до температуры, принятой при.

пресуванні виробів із фенопластов.

Резольные смоли за підвищеної температуре, а при длительном.

зберіганні навіть за звичайній температурі переходить до неплавкое и.

нерастворимон состояние.

Бистре отверждение новолачных смол відбувається в в при;

сутствии спеціальних отверждающих коштів переважно урот;

ропина (гексаметилентетрамин).Для отверждения резольных смол не.

потрібно додавання отверждающих средств.

У процесі отверждения резольных смол розрізняють три стадии.В.

стадії А (резол) смола зберігає здатність плавиться і раство;

рятся.В стадії У (резитол) смола вже немає плавится, но.

може втнути набухати у растворителях. В стадии.

З резит (смола) неплавка і навіть набухає в растворителях.

Рецептури прессматериалов і хімізм процесса.

Теоретичні ставлення до механізмі взаємодії фенола.

з формальдегідом у присутності катализаторов, о будову феноло;

формальдегидных смол у процесах їх отверждения недостаточно.

разработаны.

Основними компонентами загальними щодо різноманітних прессматериалов.

являются:смола, волокнистый наполнитель, отвердитель чи ускори;

тель отверждения смолы, смазка, краситель й різні специальные.

добавки.

Смола є основою прессматерила, т. е. сполучною вещест;

вом, которое за відповідного певній температурі й тиску пропиты;

вает і з'єднує частки інших компонентів з образованием.

однорідної массы.

Властивості смоли визначаються основні властивості прессматериа;

ла.Например, на основі феноло-формальдегидной смоли отриманої в.

присутності каталізатора їдкого натра, невозможно получить.

прессматериал, который після пресування мав б високої во;

достойкостью чи високими электроизоляционными свойствами.

Тож перекази прессматериалу певних специфических.

властивостей прежде, всего потрібно правильно вибрати смолу (исходные.

вещества, катализатор, режим смолообоазования).

.

У цьому полімер стає твердым, нерастворимым і неплав;

ким.Этот продукт кінцевої стадії поліконденсації називають рези;

том.

При промислової переробці смолу на стадії освіти резо;

ла виливають в форми і над ними отверждают. Отверждение нерідко за;

нимает кілька дней. Это необхідне того, чтобы образующая;

ся при реакції вода випаровувалася медленно. Иначе смола получится.

непрозорою і пузырчатой. Чтобы прискорити отверждение, можно до;

вести поликонденсацию до освіти резита, затем полученную.

смолу размолоть, поместить в форми під тиском 200−250 ат и.

піддати отверждению при 160−170 50 0С.

Якщо ми проводити цю реакцію при рН вище 7, т. е.в щелоч;

іншої среде, то вона дуже сповільниться освіті резола.

Новолачные смолы.

У виробництві переважно застосовуються феноло-формальде;

гидные смоли обох типів: новолачные і резольные.

При виготовленні феноло-формальдегидных смол застосовують синте;

тический фенол, а також фенолы, получаемые з каменноугольной.

смоли (фенольная і феноло-крезольная фракции, трикрезол, ксилено;

лы).Помимо перелічених фенолів застосовують їх смеси, а также.

суміші фенолу з аніліном (феноло-анилино-формальдегидная смо;

ла).Формальдегид іноді частково чи цілком заміняють фурфу;

ролом.

Для отримання новолачных смол конденсацию, как правило, проводят.

у присутності кислотних каталізаторів при надлишку фенола.

Технологічний процес одержання твердої новолачной смо;

лы, состоит з стадій конденсації і сушіння проводимых, как правило.

щодо одного аппарате.

У суміш фенолу з формальдегідом вводять стільки кисло;

го катализатора, чтобы величина рН реакційної суміші составляла.

1,6−2,3.Смесь при постійному перемішуванні нагрівають до кипения.

протягом 40−60 хвилин при атмосферному тиску (рідше в вакууме).

з включеним зворотним холодильником. Через 20 хвилин після начала.

кипіння в апарат запроваджують додаткове порцію катализатора.

(0,056 вес.част.кислоты на 100 вес. частей фенола).Кипячение.

суміші при 95−98 5 0 градусів продовжують ще 1−1,5 часа. По достижению.

частки смеси, близкого до 1,2 г/см 53 0, конденсацию смолы.

вважають у основному законченной, включают прямий холодильник и.

починають сушку, при остаточном тиску не вище 300.

мм.рт.ст.обогревая апарат пором 5−8 ат. Сушку продовжують до.

досягнення температури каплепадения смоли 95−105 5 0 0С. После этого.

смолу зливають з апарату і охлаждают.

У новалачные смоли часто додають смазывающие речовини (олеи;

нова кислота) і красители.

Феноло-формальдегидная новолачная смола в твердому состоянии.

має колір від світлодо темнокоричневого, удельный вагу її около.

1,2 г/см 53 0. Такая смола здатна багаторазово плавиться і вновь.

затвердевать, хорошо розчиняється в спирті і багатьох растворите;

лях.Переход смоли з нерасплавленного стану при 150−200 5 0 0С.

в неплавкое і нерозчинне статки у відсутності отвердителя.

відбувається медленно.

Температура плавления, вязкость і швидкість отверждения новолач;

ных смол змінюється з часом дуже медленно.Поэтому.

такі смоли можна зберігати протягом кількамісячної при лю;

бій температуре.

.

Резольные смолы.

На відміну від новолачных смол різні марки резольных смол обла;

дають несходными властивостями і мають різне назначение.Часто.

одну марку резольной смоли вдасться повноцінно замінити дру;

гой.

Для отримання резольных смол застосовується така ж сировина як и.

для новолачных (фенолы, смеси фенолу з анилином, формальде;

гид).Катализатором служить луги та основания, едкий натр, гидро;

кись бария, аммиак, окись магния.

У виробництві резольные смоли застосовують у твердому і жидком.

состоянии.Резольная смола в рідкому стані представляє собой.

суміш смоли з водой. Такие смеси, содержащие до 35% воды, называ;

ются емульсійними смолами. Частично обезвоженные эмульсионные.

смоли (з вологістю максимум 20%) називають рідкими смолами.

В’язкість емульсійних смол при 20 5 0 градусів коливається в пределах.

500−1800 сантипуаз, жидких смол — не більше 500−1200 сантипуаз.

Тверді резольные смоли по зовнішнім виглядом мало відрізняються от.

твердих новолачных смол. Технологический процес одержання твер;

дихало резольных смол багато в чому аналогічний отриманню новолачных.

смол.Конденсацию і сушіння проводять у одному аппарате. Конденса;

ция, как правило, происходит за нормальної температури кипіння реакционной.

смеси, в перебігу певного времени, установленного для каждой.

марки смолы, сушку проводять при остаточном тиску не вище 200.

мм.рт.ст.Процесс сушіння контролируют, определяя швидкість отверж;

дения смоли на плитці при 15 5 0 0С.

Готову смолу зливають з апарату можливо швидше, і охлаждают.

в тонкому шарі у уникнення її отверждения.

Найважливішим показником якості емульсійних і рідких резольных.

смол є в’язкість при 20 5 0 0С, которая різко зменшується с.

зростанням температуры.

Збереження резольных смол допускається лише перебігу короткого.

часу (2−3 дні після изготовления), так як із зберіганні срав;

нительно швидко зростає в’язкість емульсійних і жидких.

смол, а також температура каплепадения і швидкість отверждения.

твердих смол.

Важливими показниками є крихкість твердих резольных.

смол.Смолы температура каплепадения і швидкість отверждения ко;

торых відповідає технічним условиям, иногда мають недос;

таточной хрупкостью. Тогда вони погано піддаються измельчению, а в.

здрібненому стані швидко слеживаются.

Резольные смоли подрібнюють такому оборудовании, что і ново;

лачные смолы. Так як подрібнена резольная смола навіть за хо;

рошей тендітності швидко слеживается, хранить їх у такому состоянии.

не следует.

Найбільш зручною тарою для внутризаводского транспортирования.

твердих резольных смол при окремому розташуванні производства.

смоли є мішки з толстой, пыленепроницаемой тканини (бель;

тинг), а для емульсійних смол — стандартні металеві бочки.

Способи виробництва фенопластов і переробки в изделие.

Наповнювачем для прессопорошков, типа фенопластов частіше всего.

служить деревна мука, значительно рідше мелковолокнистый ас;

бест.Из мінеральних порошкоподібних наповнювачів застосовують пла;

виковый шпат, пылевидный кварц.

.

Прессматериалы типу фенопластов виготовляють «сухими «і «мок;

рыми «методами.При «сухих «методах смола застосовується у сухом.

виде, а при «мокрих «як спиртового лаку (лаковий спосіб) или.

водної емульсії (эмульсионный способ).

Переробка фенопластов в виріб проводиться різними спо;

собами.Самым давнім і самим распостраненным промисловим спосо;

бом є пряме пресування (зване також гарячим или.

компрессионным пресуванням) застосуємо до всіх видів описываемых.

прессмаиериалов.

Спосіб литьевого прессования, нызываемого також трансферным или.

шприцгуссом, применяют только, для переробки пресспорошков, ког;

так виріб має включати складну арматуру.

Спосіб безперервного витискування застосовується для изготовления.

різних профільних виробів із пресспорошков (трубки, стерж;

ни, уголки).

Властивості Фаолита.

Фаолитом називається кислотостойкая, пластическая масса, получае;

травня з урахуванням феноло-формальдегидной резольной смоли і кисло;

тостойкого наповнювача — асбеста, графита і кварцевого песка.

Термореактивная фенола-формальдегидная смола здатна під вли;

янием нагрівання переходити в твердое, неплавкое і нерастворимое.

состояние.В відповідність до цим правилом і фаолитовая масса, в которой.

частинки наповнювача пов’язані між собою в’язкому растворимой.

смолой, при термообработке отверждается, становится неплавкой и.

нерастворимой.

Фаолит — одне із найцінніших конструктивних материалов. Он заре;

комендовал себе за експлуатацію у різних агресивних средах.

в інтервалі температур від -30 до +130 5 0 0С. По коррозионной стой;

кістки фаолит перевершує свинец.

Багато фаолита випускається як напівфабрикату ;

неотвержденных листів із яких заводы-потребители изготавли;

вают різні вироби і арматуру.

Фаолит знайшов широке застосування в багатьох галузях промышлен;

ности як конструктивний материал. В деяких випадках він заменяет.

кольорові металлы, особенно свинец. Легкость фаолита (р=1.5−1.7.

г/см 53 0), химическая стійкість до кислим агресивним середах позво;

ляет потім із нього виготовляти стійку апаратуру вагою несколько.

разів менша металлической.

Фаолит модно застосовувати за більш високої температуре, чем мно;

гие інші кислотостойкие пластичні массы. По технічним ус;

ловиям теплостойкость фаолита гарантується до 100 5 0 0С. Практи;

чески ж у виробничих умовах фаолит експлуатується при.

температурі 130 5 0 градусів і выше.

Основне сировину для Фаолита також приготування резольной смолы.

Для виробництва фаолита застосовують резольную смолу, которая.

представляє продукт конденсації фенолу з формальдегідом в при;

сутствии каталізатора — аміачної воды. Резольная смола в при.

нагріванні здатна переходити в неплавкое і нерозчинне сос;

тояние.

Фенолу в чистому вигляді - кристалічний речовина зі специфичес;

кім запахом. Его температура 39,7−40,3 5 0 0С. Температура кипения.

182 5 0 градусів і щільність при 15 5 0 градусів становить 1,066 г/см 53.

Фенолу добре розчиняється в 30−40% -ном водному розчині фор;

мальдегида (формалин), спирте, эфире, глицерине, бензоле.

.

Варка і сушіння резольной смолы.

Варка і сушіння резольной смоли виробляється у варочно-сушильном.

аппарате.Аппарат оснастили мешалкой на 40−50 об/мин.В кришку ап;

парата вмонтовані оглядові стекла, штунцеры для измерения.

температуры, давления. Рабочее тиск до 2 атмосфер.

Під час варіння смоли протікає реакція конденсації - взаимо;

дію фенолу з формальдегідом у присутності каталізатора ам;

миака.При цьому утворюється смола і водяний слой. При сушінню в ос;

новном відбувається видалення води та компонентів котрі вступили в.

реакцию.Процесс сушіння значною мірою визначає качест;

у готової смолы.

Сировину до котла завантажується у кількостях: фенол.

(100-відсотковий) — 100 вес.ч., формалин (37%-ный)-103,5 вес.ч., аммиач;

ная вода (враховуючи 100% - ный аміак) — 0,5 вес.частей.

Переробка сухого фаолита в виріб може осуществлятся спо;

собом формирования, прессования. Вследствие того, что механическая.

обробка фаолита є трудомісткою работой, необходимо стре;

мится до тому, чтобы виготовленої фаолитовой деталі надати оп;

ределенную форму в неотвержденном состоянии.

З сирого фаолита виготовляють: трубы, царги, цилиндрические.

сосуды, мешалки.

З отвержденого фаолита виготовляють угольники, тройники, ванны.

Труби і вироби з текстофаолита.

Що Випускає нині фаолит часом не может.

бути використана через не достатньої механічної прочнос;

ти.Армирование чи текстолизация фаолита тканиною дає возмож;

ность отримати матеріал зі значно поліпшеними механически;

ми свойствами.

Фаолитовые труби отримують звичайним способом. Неотвержденное фао;

литовое виріб щільно обмотують смужками ткани, смазанные ба;

келитовым лаком. Если непотрібен повторного накладення фаоли;

та, то у вигляді і виробляють отверждение текстофаолита.

Отже отримують труби і царги різних діаметрів из.

яких згодом монтують апарати чи вихлопні трубы.

Прочее.

Для лакування дерев’яних виробів застосовують самоотверждающиеся.

лаки, которые також виготовляються з феноло-формальдегидных смол.

Резольными фенолоформальдегидными смолами можна також ознайомитися склеить.

дерево з деревом чи з металлом. Сцепление виходить очень.

прочным, и цей спосіб склеювання нині знаходить все.

ширше применение, особенно в авіаційної промышленности.

У промисловості склеювання смолами з урахуванням фенолу применя;

ется при виготовлення клееной дикту й древесноволокнистых.

пластиков.Кроме того, такі смоли успішно йдуть на из;

готовления щіток і кистей, а в електротехніці ними відмінно склеи;

вают скло з металом в лампах накаливания, люминесцентных лам;

пах і радиолампах.