酚醛树脂
- 格式:ppt
- 大小:1.61 MB
- 文档页数:20
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。
[1]中文名:酚醛树脂英文名:PHENOL-FORMALDEHYDE RESIN别称:电木化学式:C7H6O2分子量:122.12134CAS登录号:9003-35-4诞生:1872年1性质直线型酚醛树脂结构图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。
[1]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。
酚醛树脂耐火材料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磨具、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。
酚醛树脂概述酚醛树脂(Phenol-Formaldehyde Resin,PF),也称为电木或电木粉。
酚醛树脂是由酚类化合物(如苯酚、甲酚、二甲酚、间苯二酚、叔丁酚、双酚A等)与醛类化合物(如甲醛、乙醛、多聚甲醛、糠醛等)在碱性或酸性催化剂作用下,经加成缩聚反应制得的一类聚合物的统称。
它是合成树脂中发现最早、最先实现工业化生产的树脂品种,已有百年历史。
1872年,德国化学家Bayer首先发现酚和醛在酸的存在下可以缩合得到无定形棕红色的不可处理的树枝状产物,但未开展研究;1902年,布卢默(Blumer)用酒石酸作催化剂,得到了第一个商业化酚醛树脂,命名为Laccain,但没有形成工业化规模;1905—1907年,酚醛树脂创始人美国科学家贝克兰(Baekeland)对酚醛树脂进行了系统而广泛的研究,并于1909年提出了关于酚醛树脂“加压、加热”固化的专利,实现了酚醛树脂的实用化,解决了重大的关键问题。
1910年在柏林吕格斯工厂建立通用酚醛树脂公司,实现了工业生产。
1911年,艾尔斯沃思提出用六亚甲基四胺固化热塑性酚醛树脂,并制得性能良好的塑料制品,获得广泛的应用。
1913年,德国科学家阿尔贝特(Albert)发明在苯酚-甲醛酸性缩合物中加松香,制得了油溶性酚醛树脂。
这一发明开辟了酚醛树脂在涂料工业中的应用。
1969年,由美国金刚砂公司开发了以苯酚-甲醛树脂为原料制得的纤维,随后由日本基诺尔公司投入生产。
酚醛树脂作为三大热固性树脂之一,其产量在合成高分子聚合物中居第五位,在热固性树脂中居第一位。
以选用催化剂的不同,酚醛树脂可分为热固性和热塑性两类。
以酚醛树脂为主要成分并添加大量其他助剂而制得的制品称为酚醛塑料,主要包括PF模塑料制品、PF层压制品、PF泡沫塑料制品、PF纤维制品、PF铸造制品、PF封装材料等。
1.酚醛树脂的生产酚醛树脂的生产可以按两条具有显著差异的工艺路线来生产,即通称为热塑性树脂(又称二步法树脂、线型树脂、Novolak树脂)路线和热固性树脂(又称一步法树脂、甲阶或A阶树脂、Resole树脂)路线,两条工艺路线示意图如图2-12所示。
1.简介酚醛树脂(电木),是一种以酚类化合物与醛类化合物经缩聚而制得的一大类合成树脂。
其中苯酚-甲醛树脂是酚醛树脂中最典型和最重要的一种。
酚醛树脂在制备之初由于其优良的耐热性、绝缘性而被广泛应用与电器材料,这也是酚醛树脂俗称电木的由来。
酚醛树脂根据所采用原料反应官能度、酚与醛的摩尔比及合成反应催化剂的不同可分为热塑性酚醛树脂和热固性酚醛树脂两大类产品。
热塑性酚醛树脂在无固化剂促进下具有热可塑性,热固性不需要固化剂也具有自固化特性。
酚醛树脂通过合成时加入不同组分,可获得功能各异的改性酚醛树脂。
2.属性其他属性:耐酸性、耐水性、绝缘性、机械强度优异、易切割加工。
3.应用:酚醛泡沫是由酚醛树脂通过发泡而得到的一种泡沫塑料。
与早期占市场主导地位的聚苯乙烯泡沫、聚氯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫等材料相比,在阻燃方面它具有特殊的优良性能。
其重量轻,刚性大,尺寸稳定性好,耐化学腐蚀,耐热性好,难燃,自熄,低烟雾,耐火焰穿透,遇火无洒落物,价格低廉,是电器、仪表、建筑、石油化工等行业较为理想的绝缘隔热保温材料。
4.产能情况:2002-2018年中国酚醛树脂产量变化趋势(单位:万吨,%)目前我国约有200多家酚醛树脂生产企业,年产能已达到130万吨,实际生产量约为100万吨。
国内酚醛树脂消费量为110万吨,已占到全球消费量的三分之一,我国已经成为酚醛树脂最大的生产商与消费者。
在国内生产酚醛树脂的诸多企业主要集中在华东地区,尤其是产量较大的厂家集中在江苏、浙江、福建、上海、山东五省市。
年产能靠前的有济南圣泉基团(年产能35万吨,公司拟再扩大高端酚醛树脂23万吨产能。
成为世界最大的酚醛树脂生产企业。
)、辽宁锦城化工(年产能6万吨)、河南邦德化工(年产能3万吨)、山东莱芜润达新材料(年产能3万吨)、新疆美克斯新材料(年产能3万吨)、大石桥市天源炉料化工有限公司(年产能1.5万吨)等。
由于技术的进步,酚醛树脂优良的性价比也使得酚醛树脂也从单纯作为生产酚醛塑料的原材料逐步被应用于诸多工业领域,比如汽车、建筑、铸造、涂料、冶金、电子领域对酚醛树脂的需求量就在逐年增大。
酚醛树脂(MSDS)
酚醛树脂(MSDS)
产品信息
- 产品名称:酚醛树脂
- 分子式:C7H6O2
物理性质
- 外观:无色或微黄色固体
- 溶解性:微溶于水,可溶于有机溶剂
- 熔点:约 100-200°C
- 密度:约 1.2 g/cm³
健康与安全信息
- 吸入:避免吸入粉尘,可能引起呼吸道刺激和不适
- 食入:切勿食用,可能导致胃肠道不适
- 眼部接触:避免接触眼睛,如不慎接触,立即用清水冲洗至少15分钟
- 皮肤接触:避免长时间接触皮肤,如接触后出现不适,应立即用清水冲洗
环境影响
- 酚醛树脂在水中降解较慢,可能对水生生物造成毒性
- 避免将酚醛树脂排放到自然水体中
应急措施
- 吸入:将患者移到空气新鲜处,如出现呼吸困难,寻求医疗帮助
- 食入:立即给患者喝水,不要催吐,寻求医疗帮助
- 眼部接触:立即用清水冲洗至少15分钟,如有不适,寻求医疗帮助
- 皮肤接触:立即用清水冲洗,如有不适,寻求医疗帮助
防护措施
- 使用个人防护装备,如手套、防护眼镜和防护服
- 在通风良好的区域使用,避免吸入粉尘
- 避免与皮肤和眼睛长时间接触
- 储存时避免高温和明火
废弃物处理
- 按照当地法规进行处理和处置
- 不要将废弃物排放到自然水体中
注意事项
- 酚醛树脂仅用于工业用途,切勿接触食品和饮用水
- 避免与强氧化剂和酸性物质接触
*以上信息仅供参考,具体情况请参考该产品的正式酚醛树脂安全数据表(MSDS)*。
概述
酚醛树脂(PF)是最早合成的高分子化合物和用于胶粘剂工业的品种之一。
它是由苯酚(甲酚、二甲酚或间苯二酚)与甲醛在酸性或碱性催化剂存在下缩聚而成的,
酚醛树脂胶具有优良的耐热性、耐化学介质性、耐老化、耐水性和电气绝缘性,其胶接强度高,能耐高温,在300℃下仍有较高的胶接强度。
例如胶接金属(钢)时,剪切强度在300℃为6Mpa,但最大缺点是胶层脆性较大且剥离强度低。
为此采用丁腈橡胶、聚乙烯醇缩醛和尼龙进行改性。
在工业上由于原料和催化剂的不同,其牌号很多,可分为:热固性酚醛树脂、热塑性酚醛树脂和水溶性酚醛树脂。
1.在热固性PF中加入苯甲醇约10%树脂,可减少羟甲基的缩合反应,延长树脂的贮存期。
2.用20%的二氯丙醇醚化PF,其100℃下的固化物能耐30%的NaOH溶液,加入环氧树脂亦能提高PF的耐碱性能。
国产树脂牌号与性能
酚醛树脂合成化学
酚类(苯酚、甲基苯酚、间苯二酚)和醛类(甲醛和糠醛)进行缩合反应就得到酚醛树脂。
在苯酚分子中酚羟基的对位和两个邻位都能与甲醛反应,生成各种羟甲基苯酚的异构体。
反应的总进度与介质PH值和原料克分子比有关:
①、与介质PH值的关系。
当PH=4-5,PH变化对反应速度影响很小,PH< 4时,反应为酸催化型,反应速度与HP的浓度成正比或跟PH值成反比;PH > 5,反应为碱催化型,反应速度与[OH-]成正比,跟PH成正比。
②、当等克分子或甲醛过量时,产物为热固性甲阶酚醛树脂(碱催化);当苯酚过量,产物为线性酚醛树脂(酸催化)。
一、实验目的1. 了解酚醛树脂的合成原理及过程;2. 掌握酚醛树脂的制备方法及工艺条件;3. 探究不同反应条件对酚醛树脂性能的影响。
二、实验原理酚醛树脂是由苯酚和甲醛在酸性或碱性催化剂的作用下,通过缩聚反应生成的一种热固性树脂。
在酸性条件下,苯酚过量时生成线型热塑性树脂;在碱性条件下,甲醛过量时生成体型热固性树脂。
本实验采用碱性催化合成酚醛树脂,通过调节反应条件,合成出具有良好性能的酚醛树脂。
三、实验材料与仪器1. 实验材料:苯酚、甲醛、氢氧化钠、六亚基四胺、硼酸、豆油、顺丁烯二酸酐等;2. 实验仪器:三口烧瓶、回流装置、水溶锅、搅拌器、温度计、pH计、分析天平、滴定管、玻璃棒等。
四、实验步骤1. 称取苯酚117g与75.6g硼酸反应,制备硼酸酚脂;2. 将甲醇152g、氢氧化钠6.2g加入装有回流装置的三口烧瓶中,混合搅拌后,用水溶锅控制温度为90℃左右进行加热;3. 在500mL三颈瓶中加入85.7g精制豆油,搅拌,加热至120℃,一次加入顺丁烯二酸酐15.9g,升温至190~200℃时,保温2h;4. 测定反应后溶液的溶水比,合格后降温出料;5. 在500mL三颈瓶中加入85.7g精制豆油,搅拌,加热至120℃,一次加入顺丁烯二酸酐15.9g,升温至190~200℃时,保温2h;6. 测定水溶性并分析酸值,加入自制的酚醛树脂82.7g,升温至230~240℃时,保温1h;7. 取样测水溶性并分析酸值,酸值在30~40mgKOH/g之间并水溶时,降温至200℃反应1h关炉;8. 反应后的产物用草酸调整其pH值为7.5左右,然后过滤脱盐;9. 向溶液中加入10g左右的六亚甲基四胺,适当加热搅拌使六亚甲基四胺完全溶解,即制得水溶性改性酚醛树脂涂料。
五、实验结果与分析1. 反应温度对酚醛树脂性能的影响:实验结果表明,随着反应温度的升高,酚醛树脂的固化速度加快,但性能略有下降。
在90℃左右时,酚醛树脂的性能较好。
酚醛树脂1)合成方法酚醛树脂是由酚类,醛类,催化剂合成的。
酚醛树脂分热固性和热固性两种,其合成方法是不一样的。
1.热塑性酚醛树脂的合成:A热塑性酚醛树脂通常情况先是用苯酚与甲醛以摩尔比大于1的用量在较强酸性(pH<3)催化剂如盐酸、苯磺酸存在下缩聚反应制得的。
热塑性酚醛树脂是在酸性介质中,由甲醛于三官能度的酚,如苯酚,间甲酚,间苯二甲酚等,或与双官能度酚,如邻甲酚,对甲酚,2,3-二甲酚等缩聚而成。
采用三管管能度的酚,则酚必须过量,若酚的量少,则也会生产热固性树脂,酚量增加则会使树脂分子量降低。
在酸性介质中,羟甲基与羟甲基或羟甲基与酚环上的氢原子的反应速度,相比醛与酚的加成反应速度略快,热塑性酚醛树脂的生成过程是通过羟甲基衍生物阶段而进行的,同时羟甲基彼此间的反应速度总小于羟甲基与苯酚邻位或对位上氢原子的反应速度。
所以热塑性酚醛树脂主要是由于苯酚多于甲醛,反应生成双羟基苯甲烷(二羟基二苯基甲烷)的中间体,其反应方程式如下热塑性酚醛树脂由于在缩聚过程中甲醛量不足,树脂分子量只能增长到一定程度<1>反应历程在强酸的条件下,甲醛形成正碳离子,攻击苯酚中的电子云密度较高的对位和邻位,生成羟甲基酚,然后与苯酚缩合,形成羟基苯甲烷。
由于缩聚反应速度大于副反应速度,故形成线性树脂,随分子量增大,反应速度减小,达到可逆平衡。
<2>热塑性酚醛树脂的分子结构热塑性酚醛树脂的分子结构与合成方法有关,通常在强酸的条件下,缩聚反应主要是通过酚羟基的对位来实现,因为对位较活泼。
因此,热塑性酚醛树脂分子上的酚环主要是通过对位相连。
<3>反应介质pH值大小的影响副反应和缩聚反应都容易在对位上发生。
pH越小,在邻位上反应性就越大。
邻对位的反应性直接影响到树脂的固化速度。
固化速度的快慢,在工业生产上有很重要的意思,它直接影响到酚醛树脂制品的成型和制品的加工效率。
<4>反应催化剂的种类与用量的影响酸量越多或酸性越强越容易产生正碳离子,则反应速度越大,树脂的平均分子量越高。