·酚醛塑料(phenolics)的特性及应用
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安全、经济、绿色的新型建筑材料——酚醛泡沫塑料的应用现状及市场前景1、概述酚醛泡沫(Phenolic Foams)是一种性能优越的防火、隔热、隔音、轻质节能产品,其导热系数低,密度最低仅为30~40 kg/m3,泡沫的难燃程度是目前广泛使用的聚苯乙烯、聚氨酯等泡沫所远远不及的,25 mm厚的酚醛泡沫平板经受1700℃的火焰喷射10分钟后,仅表面略有炭化却没有被烧穿,既不会着火更不会散发浓烟和毒气。
酚醛泡沫被誉为“保温之王”,早期应用于导弹及火箭头的保温方面。
近些年来,由于高层建筑、交通运输、舰船、航空、空间技术等方面对合成泡沫塑料的热稳定性和耐燃性提出了严格要求,使得酚醛泡沫得到广泛关注和迅速发展。
现在,酚醛泡沫作为一种新型的多用途泡沫材料,以其耐热、难燃、自熄、耐火焰穿透、遇火无低落物和防止火灾蔓延的阻火性能等优点,引起了人们的高度重视。
人们重新认识到利用它的耐燃性制作成绝热保温材料在高层建筑、高温隔热、超低温保冷材料具有重要的实用价值,其作为理想的隔热保温材料将会得到更为广泛、更为迅速的发展,因此它具有广阔的市场前景,是安全、经济、绿色的新型建筑材料。
1942年,酚醛泡沫塑料己在实验室制成。
二战初期,德国将酚醛泡沫用于航空工业,作为轻木的代替品。
同期,英国的泡沫橡胶公司也研制出酚醛泡沫塑料,主要用于漂浮方面。
1945年美国的联合碳化物(UCC)公司开始对低密度酚醛泡沫及其树脂的生产技术进行研究。
湿法酚醛泡沫的用途:主要应用是作绝热材料,例如以板材和夹芯嵌板的形式用于建筑业,用于制造保温货车、卡车和船舱。
另外还可用于低温绝缘方面的研究。
举例来说,湿法酚醛泡沫可作吸音板;特别适于制造泡沫碳,此泡沫碳可耐3300℃的高温,是一种非常好的耐火绝缘材料;玻璃纤维增强的酚醛泡沫可作为盛有可裂变材料容器的包装材料,例如,密度为96 kg/m3的玻纤/酚醛泡沫在运输中可对盛有六氟化铀的钢瓶起保护作用,一方面防震,另一方面在高达1200℃的情况下,有效防止火灾发生;而用硼酸一草酸作固化剂制得的泡沫塑料还可大大衰减中子流;在美国酚醛泡沫还大量用于鲜花展览和运输,将鲜花插入吸饱水的酚醛泡沫塑料中可延长花卉的寿命。
酚醛模塑料以酚醛树脂为粘合剂,木粉为主要填料,辅以添加剂,通过热炼加工制备而成的粉粒状酚醛模塑料。
酚醛模塑料适宜于模压成型和注塑成型,用于低压电器、普通生活用具、阻燃、耐热耐水的高强度电器配件和水润滑轴承及密封圈、高性能汽车零配件,交通电器的绝缘结构件和具有高频绝缘性的电讯、无线电绝缘零件等。
下面我们来介绍一下酚醛模塑料的组分及其作用:
1、酚醛树脂
酚醛树脂在酚醛模塑料中用作粘结剂,对树脂的基本要求是:1.能满足模压制品特定的性能要求;2.要有良好的流动特性,即在常温常压下处于不沾手的固体或半固体状态。
在压制条件下具有良好的流动性,使模压料均匀地充满压模模腔;3.适宜的固化速度,且固化过程中副产物少,工艺性好(如与各种溶剂互溶性良好)。
2、增强材料
增强材料起骨架作用。
主要采用纤维状增强材料,此外,也有采用短切纤维毡,纤维织物或绳作增强材料。
纤维型增强材料有开刀丝,无捻粗纱,加捻纱,高硅氧纤维,碳纤维,石棉纤维,尼龙纤维,芳纶纤维。
3、辅助剂
辅助剂包括玻璃纤维表面处理剂,填料,稀释剂,脱模剂及颜料等。
玻璃纤维表面处理剂用来改进树脂与增强材料的粘接及树脂与纤维界面状态。
对酚醛模塑料,常用的玻璃纤维表面处理剂为KH-550。
填料主要用粉状填料,用来提高模塑料的流动性,降低模压制品的收缩率,提高制品表面光泽度,制品质量的均匀性及赋予制品以某种特殊性能。
稀释剂用来降低树脂的黏度,改进树脂的浸渍性能。
hty885jk 广州陶粒厂。
酚醛塑料的结构简式酚醛塑料,也被称为酚醛树脂或酚醛酸酯,是一类具有优良综合性能的工程塑料。
它们的结构是由苯酚和甲醛经过缩聚反应形成的。
酚醛塑料具有优异的机械强度、耐热性、耐化学腐蚀性以及电绝缘性能,因此广泛应用于家电、电子、汽车和航空航天等领域。
下面将详细介绍酚醛塑料的结构简式。
酚醛塑料的主要结构单元是苯环和醛基。
苯环的结构为六个碳原子形成一个环状结构,每个碳原子上还连接一个氢原子,总共有六个氢原子。
苯环上有三个位点,分别标记为1、2、3位。
醛基是由碳、氧和氢原子组成,其中一个碳原子上连接一个双键与另一个碳原子相连,同时还连接一个氢原子和一个氧原子。
在酚醛塑料的结构中,苯环与醛基通过共价键结合在一起。
首先,苯环中的一个位点与醛基中的碳原子通过共价键相连,形成了一个结构单元。
然后,这个结构单元通过共价键再与其他苯环中的位点连接起来,形成了酚醛塑料的高分子链。
酚醛塑料的结构中还存在其他取代基。
取代基是一种在高分子链中被连接到主链上的原子或原子团。
常见的取代基有甲基、乙基、羟基等。
取代基的引入可以改变酚醛塑料的性能。
例如,引入羟基取代基可以增加酚醛塑料的亲水性和可加工性,降低其耐热性和机械强度。
此外,酚醛塑料的链长也会影响其性能。
链长是指酚醛塑料分子中苯环和醛基的重复单元数目。
链长越长,酚醛塑料的分子量越大,密度越高,机械强度和热稳定性也越高。
总之,酚醛塑料的结构简式可以描述为苯环和醛基通过共价键连接在一起,形成高分子链。
在高分子链中还存在其他不同的取代基,取代基的引入可以改变酚醛塑料的性能。
此外,链长也会影响酚醛塑料的性能。
通过调整酚醛塑料的结构,可以满足不同领域的需求,提高其在各个领域的应用性能。
酚醛树脂的性质和作用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得的合成树脂,它是最早合成的一类热固性树脂。
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。
酚醛树脂改性的目的主要是改进它脆性或其它物理性能,提高它对纤维增强材料的粘结性能并改善复合材料的成型工艺条件等。
改性一般通过下列途径:一、封锁酚羟基。
酚醛树脂的酚羟基在树脂制造过程中一般不参加化学反应。
在树脂分子链中留下的酚羟基容易吸水,使固化制品的电性能、耐碱性和力学性能下降。
同时酚羟基易在热或紫外光作用下生成醌或其它结构,造成颜色的不均匀变化。
二、引进其它组分。
引进与酚醛树脂发生化学反应或与它相容性较好的组分,分隔或包围羟基,从而达到改变固化速度,降低吸水性的目的。
引进其它的高分子组分,则可兼具两种高分子材料的优点。
1、聚乙烯醇缩醛改性酚醛树脂。
工业上应用得最多的是用聚乙烯醇缩醛改性酚醛树脂,它可提高树脂对玻璃纤维的粘结力,改善酚醛树脂的脆性,增加复合材料的力学强度,降低固化速率从而有利于降低成型压力。
酚醛树脂功能、特点、工艺、应用、配方!一、定义酚醛树脂也叫电木,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。
二、主要性能固体酚醛树脂为黄色、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。
液体酚醛树脂为黄色、深棕色液体,如:碱性酚醛树脂主要做铸造黏结剂。
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。
粘结强度酚醛树脂一个重要的应用就是作为粘结剂。
酚醛树脂是一种多功能,与各种各样的有机和无机填料都能相容的物质。
设计正确的酚醛树脂,润湿速度特别快。
并且在交联后可以为模具、耐火材料,摩擦材料以及电木粉提供所需要的机械强度,耐热性能和电性能。
水溶性酚醛树脂或醇溶性酚醛树脂被用来浸渍纸、棉布、玻璃、石棉和其它类似的物质,为它们提供机械强度,电性能等。
典型的例子包括电绝缘和机械层压制造,离合器片和汽车滤清器用滤纸。
高残碳率在温度大约为1000℃的惰性气体条件下,酚醛树脂会产生很高的残碳,这有利于维持酚醛树脂的结构稳定性。
酚醛树脂的这种特性,也是它能用于耐火材料领域的一个重要原因。
低烟低毒与其他树脂系统相比,酚醛树脂系统具有低烟低毒的优势。
在燃烧的情况下,用科学配方生产出的酚醛树脂系统,将会缓慢分解产生氢气、碳氢化合物、水蒸气和碳氧化物。
酚醛树脂功能、特点、工艺、应用、配方!一、定义酚醛树脂也叫电木,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。
二、主要性能固体酚醛树脂为黄色、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。
液体酚醛树脂为黄色、深棕色液体,如:碱性酚醛树脂主要做铸造黏结剂。
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,也能保持其构造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。
粘结强度酚醛树脂一个重要的应用就是作为粘结剂。
酚醛树脂是一种多功能,与各种各样的有机和无机填料都能相容的物质。
设计正确的酚醛树脂,润湿速度特别快。
并且在交联后可以为模具、耐火材料,摩擦材料以及电木粉提供所需要的机械强度,耐热性能和电性能。
水溶性酚醛树脂或醇溶性酚醛树脂被用来浸渍纸、棉布、玻璃、石棉和其它类似的物质,为它们提供机械强度,电性能等。
典型的例子包括电绝缘和机械层压制造,离合器片和汽车滤清器用滤纸。
高残碳率在温度大约为1000℃的惰性气体条件下,酚醛树脂会产生很高的残碳,这有利于维持酚醛树脂的构造稳定性。
酚醛树脂的这种特性,也是它能用于耐火材料领域的一个重要原因。
低烟低毒与其他树脂系统相比,酚醛树脂系统具有低烟低毒的优势。
在燃烧的情况下,用科学配方生产出的酚醛树脂系统,将会缓慢分解产生氢气、碳氢化合物、水蒸气和碳氧化物。
酚醛树脂及其应用酚醛树脂啊,这可是个很有趣的东西呢!一、酚醛树脂是什么酚醛树脂就是由酚类和醛类在一定条件下缩聚而成的高分子化合物。
它就像是化学世界里的一个小魔法师变出来的神奇物质。
酚类和醛类就像是两个小伙伴,手拉手,然后越聚越多,就形成了酚醛树脂这个大分子。
二、酚醛树脂的特性1. 它的机械强度还不错呢。
就好比是一个小小的坚强战士,能够承受一定的压力和拉力,在很多需要坚固材料的地方都能派上用场。
2. 酚醛树脂还很耐热。
就像一个不怕热的小火龙,在高温环境下也不会轻易变形或者被破坏,这一点在一些高温作业的环境里可太重要啦。
3. 它的绝缘性也很好。
就像一个小小的绝缘卫士,把电啊什么的都挡在外面,在电器元件的制造方面有很大的用途。
三、酚醛树脂的应用1. 在建筑行业的应用可以用来制作各种建筑板材,像那种复合板之类的。
这些板材有酚醛树脂的加持,就会更加坚固耐用,而且还能起到一定的防火作用呢。
想象一下,我们住的房子里有这些酚醛树脂做成的板材,就像有了一个隐形的保护罩。
2. 在电子行业的应用由于它的绝缘性好,所以可以用来制作电子元件的外壳或者电路板的基板等。
就像是给电子元件穿上了一件绝缘的小衣服,让它们能够安全地工作。
3. 在汽车制造行业的应用汽车里面也有酚醛树脂的身影哦。
比如汽车的内饰部件,像仪表盘什么的,用酚醛树脂制作既美观又耐用,还能减少在车内因为高温而产生异味的情况呢。
4. 在航空航天领域的应用航空航天可是要求很高的领域,酚醛树脂的耐热和高强度的特性就发挥作用啦。
可以用来制作一些航空航天设备的零部件,保证在极端的环境下也能正常工作。
概括来说,酚醛树脂虽然是个化学产物,但是它在我们生活的很多方面都默默地发挥着重要的作用,就像一个幕后英雄一样呢。
酚醛塑料——合成材料应用的发端作者:刘超来源:《新材料产业》2016年第06期如果说,钢铁材料促进了人类从思想因循保守的农业时代向更高层次的工业时代迈进,那么巩固并使工业时代向前发展的动力则是复合材料的产生及应用。
从3大合成材料——塑料、合成橡胶、合成纤维的出现到由这3种材料衍生出的成百上千种合成材料,为人类生产力和生产关系呈现的多样化起到了重要的作用,由此萌发的不同产业使得人们对“工业”一词的理解不再泛泛,“工业”更加细化,工人开始专业化。
现在,人类已经掌握的合成材料种类已达万余种,合成材料的发展已成为化学工业中进步最快和成果最显著的部门之一,已经超过了水泥、钢铁等传统的基础材料。
酚醛塑料,是最早被人工制成的合成材料,因此它也成了合成材料使用的开端。
塑料的出现很“任性”在人们的生活中,几乎每时每刻乃至所到之处都会出现塑料制品的身影:购物袋、服装拉链、一次性餐盒、电子产品外壳、饮料瓶、儿童玩具、自来水笔的笔管、汽车保险杠等等,肉眼可见的地方肯定会有塑料及其衍生品很“任性”地出现。
塑料的出现,是一部传奇的故事,是一部创新的传奇故事。
这要追溯到20世纪的1850年,当时,蒸汽机的使用已经为英国工业的变革迈出了第1步,最先进行技术革命应用蒸汽机的行业是纺织业,显示出了蓬勃的发展势头。
为了满足这种发展的需要,漂白剂和染色剂的更新换代周期不断被缩短,因此这也成为那些化学家们最头疼的问题。
而当时制作染色剂的原料多数为煤焦油,这是煤或沼气经过燃烧在烟囱内壁上凝结的凝乳状物质。
当时,有很多研究化学染色剂的技术人员对此开展了研究。
伦敦皇家化学研究所实验室助理威廉·亨利·珀金也是开展此项实验的人员之一。
一个百无聊赖的午后,珀金来到实验室,发现实验室的桌子和板凳上有很多在实验过程中喷溅上的化学试剂,当他用抹布去擦抹板凳上的化学试剂时发现,抹布被染成了很少见的淡紫色。
尽管珀金发现的并不是塑料,但是这次偶然发现具有重要意义,因为它表明可以通过控制天然有机材料的办法得到人造化合物。