Resina Fenolica PDF

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Informe sobre resina fenolica...

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RESINA FENOLICA

La resina fenólica también se llama baquelita , también conocida como polvo de baquelita . Material transparente marrón o incoloro original, el marketing a menudo agregaba colorantes y era rojo, amarillo, negro, verde, marrón, azul y otros colores, gránulos, polvo. Resistente a ácidos y bases débiles, se descompondrá en caso de ácidos fuertes y se corroerá en caso de bases fuertes. Insoluble en agua, soluble en solventes orgánicos como acetona y alcohol . El aldehído fenólico o sus derivados se obtienen por polimerización por condensación. naturaleza Diagrama de estructura de resina fenólica recta Diagrama de estructura de resina fenólica recta La resina fenólica sólida es un material de bloque amarillo, transparente y amorfo. Es rojiza debido al fenol libre. La gravedad específica del sólido es de aproximadamente 1.7. Es fácilmente soluble en alcohol, insoluble en agua y estable al agua, ácido débil y soluciones alcalinas débiles . Resina hecha de policondensación de fenol y formaldehído en condiciones de catalizador, neutralización y lavado con agua. Dependiendo de la elección del catalizador,

se puede dividir en dos tipos: termoestable y termoplástico. La resina fenólica tiene buena resistencia a los ácidos, propiedades mecánicas, resistencia al calor y se usa ampliamente en ingeniería anticorrosiva, adhesivos , materiales ignífugos, fabricación de muelas abrasivas y otras industrias. [1] La resina fenólica líquida es un líquido amarillo, marrón oscuro, tal como: la resina fenólica básica se utiliza principalmente como aglutinante de fundición. Rendimiento de alta temperatura La característica más importante de la resina de fenol es resistente a la resistencia a altas temperaturas , incluso a temperaturas muy altas, pero también a mantener su integridad estructural y estabilidad dimensional. Por esta razón, las resinas fenólicas se usan en algunos campos de alta temperatura, como materiales refractarios, materiales de fricción, adhesivos e industrias de fundición. Refractarios de resina fenólica Refractarios de resina fenólica Fuerza de enlace Una aplicación importante de resina fenólica es como aglutinante. La resina fenólica es una sustancia versátil que es compatible con varios rellenos

orgánicos e inorgánicos . La resina fenólica diseñada adecuadamente tiene una velocidad de humectación particularmente rápida. Y después de la reticulación, puede proporcionar la resistencia mecánica requerida , la resistencia al calor y las propiedades eléctricas para herramientas abrasivas , materiales refractarios, materiales de fricción y polvo de baquelita . La resina fenólica soluble en agua o la resina fenólica soluble en alcohol se utilizan para impregnar papel, tela de algodón, vidrio , asbesto y otras sustancias similares para proporcionarles resistencia mecánica, propiedades eléctricas, etc. Los ejemplos típicos incluyen aislamiento eléctrico y fabricación de laminación mecánica, placas de embrague y papel de filtro para filtros automotrices . Alta tasa de carbono residual Bajo una temperatura de gas inerte de aproximadamente 1000 ° C, la resina fenólica generará un alto residuo de carbono, lo que es beneficioso para mantener la estabilidad estructural de la resina fenólica. Esta característica de la resina fenólica es también una razón importante por la que se puede usar en el campo de los materiales refractarios. Bajo humo y baja toxicidad

En comparación con otros sistemas de resina, los sistemas de resina fenólica tienen las ventajas de bajo humo y baja toxicidad. En el caso de la combustión, el sistema de resina fenólica producido con fórmulas científicas se descompondrá lentamente para producir hidrógeno, hidrocarburos, vapor de agua y óxidos de carbono. El humo generado durante el proceso de descomposición es relativamente pequeño y la toxicidad es relativamente baja. Estas características hacen que la resina fenólica sea adecuada para áreas con requisitos muy estrictos de seguridad y transporte público, como minas, cercas protectoras e industrias de la construcción. Resistencia química La resina fenólica reticulada puede resistir la descomposición de cualquier sustancia química. Tales como gasolina , petróleo, alcohol , etilenglicol , grasa y diversos hidrocarburos. Debido a su resistencia química, es adecuado para la fabricación de electrodomésticos de cocina, equipos de purificación de agua potable (fibra de carbono fenólica), juegos de té con baquelita , y ampliamente utilizado en latas y latas (norma nacional GB 05009.069-2003), contenedores de líquidos y otros alimentos y bebidas. En materiales de embalaje. Tratamiento térmico

El tratamiento térmico aumentará la temperatura de transición vítrea de la resina curada , lo que puede mejorar aún más las diversas propiedades de la resina. La temperatura de transición vítrea es similar al estado de fusión de los sólidos cristalinos como el polipropileno . La temperatura inicial de transición vítrea de la resina fenólica está relacionada con la temperatura de curado utilizada en la etapa de curado inicial. El proceso de tratamiento térmico puede mejorar la fluidez de la resina reticulada y promover la reacción. Al mismo tiempo, también puede eliminar el fenol volátil residual, reducir la contracción, mejorar la estabilidad dimensional, la dureza y la resistencia a altas temperaturas. Al mismo tiempo, la resina también tiende a encogerse y volverse quebradiza. La curva de temperatura del tratamiento posterior de la resina dependerá de las condiciones iniciales de curado de la resina y del sistema de resina. Espumabilidad La espuma fenólica es un tipo de espuma plástica obtenida por la espuma de resina fenólica. En comparación con materiales como la espuma de poliestireno, la espuma de cloruro de polivinilo y la espuma de poliuretano, que dominaron el mercado en los primeros días, tiene un excelente rendimiento especial en la resistencia al fuego. Su peso ligero, alta rigidez, buena estabilidad dimensional, resistencia química, buena resistencia al calor,

ignífugo, autoextinguible, bajo humo, resistencia a la penetración de la llama, sin derrames en caso de incendio, bajo precio, son electrodomésticos, instrumentos, construcción , La industria petroquímica y otras industrias son materiales de aislamiento y aislamiento térmico más ideales, por lo que ha sido ampliamente valorado por las personas. La espuma fenólica se ha convertido en una de las variedades de más rápido crecimiento en plásticos de espuma. El consumo aumenta continuamente, el ámbito de aplicación se expande constantemente y la investigación y el desarrollo en el país y en el extranjero son bastante activos. Sin embargo, la mayor debilidad de la espuma fenólica es su alta fragilidad y su alta relación de células abiertas, por lo que mejorar su tenacidad es la tecnología clave para mejorar el rendimiento de la espuma fenólica. [2] Principio de síntesis 1 reacción de adición

En condiciones apropiadas, el

metilol fenol monohídrico continúa

experimentando una reacción de adición para producir metilol fenoles binarios y polihídricos: 2 condensación y reacción de policondensación

Las reacciones de condensación y policondensación pueden ocurrir entre metilol fenol y moléculas de fenol con diferentes condiciones de reacción, o entre cada molécula de metilol fenol. incluir:

y muchos más El resultado de la reacción de condensación continua es la policondensación para formar una resina fenólica de cierto peso molecular. Debido a la naturaleza gradual de la reacción de policondensación, el producto intermedio es bastante estable y puede separarse para su estudio. Con los años, la investigación y el análisis generalmente creen que los principales factores que afectan la síntesis, estructura y características de la resina fenólica son los siguientes cuatro puntos: (1) Estructura química de las materias primas; (2) La relación molar de fenol a aldehído; (3) Ácido y alcalinidad del medio de reacción; (4) Método de operación de producción. Cómo entender la reacción de polimerización por adición y la reacción de policondensación

La poliadición y la policondensación son dos reacciones básicas para la síntesis de polímeros orgánicos. Ambas reacciones. El cuerpo (molécula pequeña) produce una reacción de polímero (macromolécula), pero aún son esencialmente diferentes. La reacción de polimerización por adición es una abreviatura de reacción de polimerización por adición, y se refiere a una reacción en la que se usa un hidrocarburo insaturado o una sustancia que contiene un enlace insaturado como un monómero para polimerizar en un polímero alto mediante la adición de un enlace insaturado. Por ejemplo, la polimerización por adición de etileno en polietileno es que bajo las condiciones de temperatura, presión y presencia de un catalizador apropiadas, el doble enlace en la molécula de etileno romperá uno de los enlaces, se produce una reacción de adición y los átomos de carbono en la molécula de etileno se combinan para convertirse en Clave muy larga. El producto de la reacción es el polietileno, que es un compuesto con una masa molecular relativamente grande, y su composición molecular se puede expresar como (C 2 H 4 ) n . La reacción de polimerización de adición se divide en reacción de homopolimerización y reacción de copolimerización de acuerdo con los tipos

de monómeros que participan en la reacción. La reacción de polimerización de adición que ocurre con un solo tipo de monómero se llama reacción de homopolimerización, y la reacción para sintetizar polietileno es la reacción de homopolimerización. La reacción de polimerización en la que dos o más monómeros participan juntos se llama reacción de copolimerización. Por ejemplo, la reacción para sintetizar caucho de estireno-butadieno es una reacción de copolimerización. Las características de la reacción de polimerización por adición son: (1) El monómero debe ser un compuesto que contenga enlaces insaturados, como enlaces dobles. Por ejemplo, los materiales que contienen enlaces insaturados como el cloruro de vinilo y el acrilonitrilo pueden someterse a una polimerización por adición bajo ciertas condiciones. (2) La reacción de poliadición se produce en enlaces insaturados. (3) Durante la polimerización por adición, no se producen subproductos, y la composición química del polímero resultante es la misma que la del monómero. (4) La masa molecular relativa del polímero producido por la polimerización por adición es un múltiplo entero de la masa molecular relativa del monómero.

La reacción de policondensación es la abreviatura de la reacción de polimerización por condensación, se refiere a la reacción de polimerización en la que los monómeros interactúan para formar macromoléculas y también generan moléculas pequeñas (como agua, amoníaco, haluro de hidrógeno, etc.).

Por

ejemplo,

la

reacción

de

sintetizar

resina

fenólica

es

policondensación. La resina fenólica sintética se obtiene generalmente por fenol y formaldehído como materias primas, bajo la acción de un catalizador a través de una reacción de policondensación. La reacción de policondensación se divide en copolondensación y policondensación homogénea de acuerdo con el número de monómeros que participan en la reacción. La reacción de policondensación en la que participan diferentes monómeros se denomina copolondensación. Por ejemplo, la reacción de síntesis de la resina fenólica es la condensación copolítica, que está hecha de fenol y formaldehído como monómeros. La reacción de policondensación realizada por el mismo tipo de monómero se denomina condensación de homopoli. Por ejemplo, la reacción de policondensación en la que los aminoácidos se polimerizan en polipéptidos es policondensación homogénea. Las características de la reacción de policondensación son:

(1) El monómero no contiene necesariamente enlaces insaturados, pero debe contener dos o más grupos reactivos (como —OH, —COOH, —NH 2 , —X, etc.). (2) Como resultado de la reacción de policondensación, no solo se forman polímeros altos, sino que también se generan subproductos (moléculas pequeñas). (3) La composición química del compuesto polimérico resultante es diferente de la del monómero. De lo anterior se puede ver que la estructura del monómero, el mecanismo de reacción y la composición química de las reacciones de polimerización por adición y polimerización por condensación son completamente diferentes. [3] Preparación experimental [Principio] El fenol y el formaldehído forman resina fenólica a través de la policondensación bajo la acción de un catalizador ácido o básico. Bajo la acción del catalizador ácido, se formará una resina termoplástica lineal cuando el fenol sea excesivo; bajo la acción del catalizador básico, se generará una resina termoendurecible a granel cuando el formaldehído sea excesivo. 【operando】

(1) Agregue 4 g de fenol químicamente puro y 2.5 ml de solución de formaldehído químicamente puro (densidad de aproximadamente 1.1 g / cm3, concentración 36-38%) a un tubo de ensayo de 25 × 200 mm, y luego agregue 1 ml de ácido clorhídrico concentrado químicamente puro, agite uniformemente Un tapón de goma con un tubo de vidrio recto (300 mm de largo) en el tapón. Fije el tubo de ensayo anterior en un soporte de hierro y caliéntelo en un baño de agua a 80-90 ° C (como se muestra a la izquierda). Después de un tiempo, ocurrió una reacción violenta en el tubo de ensayo, y el calentamiento continuó después de la reacción hasta que se formó una resina sólida rosa. Saque la resina sólida (enganche con un alambre de hierro) y enjuáguela con agua para obtener una resina termoplástica. (2) Agregue 2.5 g de fenol químicamente puro y 3 ml de solución de formaldehído químicamente puro (la concentración es la misma que la anterior) a un tubo de ensayo de 25 × 200 mm, y luego agregue 1 ml de amoníaco concentrado químicamente puro (la concentración es del 25 al 28%), sacúdalo uniformemente y conéctelo con una cinta Tapón de goma con tubo de vidrio recto (300 mm de largo). Fije el tubo de ensayo anterior en un soporte de hierro y caliéntelo con un baño de agua hirviendo hasta que la mezcla se separe en dos capas. Cuando aumente la viscosidad de la resina de la capa inferior, retire el tubo de ensayo y enfríelo con agua. Después de curar

la resina, viértala y enjuáguela con agua para obtener una resina termoendurecible amarilla. 【Descripción】 (1) La reacción de fenol y formaldehído en condiciones alcalinas es más lenta que en condiciones ácidas. Para que la resina resultante sea fresca y sólida, debe calentarse durante más de media hora. (2) El fenol y el formaldehído forman gradualmente resina corporal en condiciones alcalinas. La sustancia líquida que comienza a formarse es una resina que es soluble en alcohol, acetona y soluciones acuosas alcalinas, y se llama resina de grado. Después del calentamiento continuo, se forma un líquido viscoso, que se convierte en un sólido quebradizo después de enfriar, y puede disolverse parcialmente en alcohol y acetona, pero insoluble en solución acuosa alcalina. Se llama resina de etapa B (sólidos ablandados por el calor). Luego continúe calentando para formar una resina insoluble e infusible, llamada resina de etapa C. Preparados en experimentos de enseñanza en el aula, debido al tiempo de calentamiento insuficiente, generalmente producen resina de etapa B.

(3) El fenol es tóxico y su solución concentrada es muy corrosiva para la piel. Tenga cuidado al usarlo. Si le cae en la piel, límpiela con alcohol inmediatamente. (4) El fenol son cristales incoloros a temperatura ambiente, y no es fácil de eliminar de la botella. Al tomarlo, coloque la botella con fenol en 60 ~ 70 ℃ de agua caliente para licuar el cristal, y luego use un gotero largo para succionarlo, colóquelo en un vaso pequeño y péselo. [2] Producción tecnológica 1905 ~ 1909 El proceso de moldeo y resina fenólica LH Baekeland ha sido estudiado sistemáticamente, en 1910 en Berlín, para establecer una fábrica de resina fenólica común en las fábricas de Lvge Si, para lograr la producción industrial . En 1911, JW Ellsworth propuso usar hexametilentetramina para curar la resina fenólica termoplástica, e hizo productos de plástico con buen rendimiento , que fueron ampliamente utilizados. En 1969, la empresa estadounidense de esmeril desarrolló la fibra hecha de resina de fenolformaldehído como materia prima , y luego fue puesta en producción por la empresa japonesa Kenor. Ahora los Estados Unidos, la Unión Soviética y China también tienen producción. La producción de resina fenólica no se ha deteriorado hasta ahora. En 1984, la producción total mundial fue de

aproximadamente

1946kt,

ocupando

el

primer

lugar

en

resinas

termoendurecibles. China ha estado produciendo desde la década de 1940, y su producción en 1984 fue de 77.6kt. Las materias primas comúnmente utilizadas para los métodos de producción son fenol, resorcinol , m-cresol, xilenol , p-terc-butilo o p-fenilfenol y formaldehído, furfural, etc. El proceso de producción incluye dos pasos: policondensación y deshidratación. De acuerdo con la fórmula, las materias primas se colocan en el reactor y se mezclan uniformemente. El catalizador se agrega, se agita y se calienta a 5565 ° C. La reacción exotérmica hace que los materiales se calienten hasta ebullición automáticamente. Después de eso, continúe calentando para mantener el punto de ebullición (96 ~ 98 ℃) hasta el final, después de que se pueda descargar la deshidratación a presión reducida. Desarrolló con éxito un nuevo proceso para la policondensación continua para producir resina fenólica. Los principales factores que afectan la síntesis y el rendimiento de la resina son la estructura química , la relación molar de fenol y aldehído y el pH del medio de reacción. Cuando la relación molar de fenol a aldehído es mayor o igual a 1, el producto inicialEs un metilol fenol, que produce resina lineal durante la policondensación; cuando es inferior a 1, genera derivados de polimetilol fenol, y la resina de policondensación resultante puede reticularse y curarse. Cuando el pH del medio de reacción es inferior a 7, el metilol fenol

generado es muy inestable y se condensa fácilmente en una resina lineal; cuando el pH es superior a 7, la policondensación es lenta, lo que conduce a la formación de derivados de polimetilol fenol. El ácido clorhídrico, el ácido fosfórico y el ácido oxálico se usan comúnmente como catalizadores en la producción de resinas fenólicas termoplásticas (ver catalizadores ácido-base ) para hacer que el medio tenga un pH de 0.5 a 1.5. Para evitar la ebullición violenta, el catalizador se puede agregar en porciones. El tiempo de reacción de ebullición es generalmente de 3 a 6 horas. La deshidratación se puede llevar a cabo bajo presión normal o presión reducida. La temperatura de deshidratación final es 140-160 ° C y el peso molecular de la resina es 500900. Para la producción de resinas fenólicas termoestables, se pueden utilizar como catalizadores hidróxido de sodio, hidróxido de bario, amoníaco y óxido de zinc. El tiempo de reacción de ebullición es de 1 a 3 horas. La temperatura de deshidratación generalmente no supera los 90 ° C.El peso molecular de la resina es de 500 a 1000. El catalizador de base fuerte es beneficioso para aumentar el contenido de hidroximetilo de la resina y su compatibilidad con el agua. El catalizador de amoníaco puede participar directamente en la reacción de resinización.La resina preparada con la misma fórmula tiene un peso molecular más alto y una pobre solubilidad en agua. El catalizador de óxido de

zinc puede producir resina fenólica de alta posición orto con buena estabilidad de almacenamiento. solicitud La resina fenólica se utiliza principalmente para fabricar diversos plásticos, pinturas, adhesivos y fibras sintéticas . Polvo de moldeo por compresión El polvo de moldeo por compresión para producir productos moldeados es uno de los principales usos de las resin...