- Фенолформальдегидная смола — что нужно знать?
- Что такое фенолформальдегидная смола?
- Каковы другие термины для фенолформальдегидной смолы?
- Где используется фенолформальдегидная смола?
- Какова структура фенолформальдегидной смолы?
- Какого цвета фенолформальдегид?
- Как производится фенолформальдегидная смола?
- Каков процесс получения фенолформальдегидной смолы?
- Безопасна ли фенолформальдегидная смола?
- Является ли фенолформальдегид термостойким?
Фенолформальдегидная смола — что нужно знать?
Фенолформальдегидная смола (PF) представляет собой химическое соединение, образующееся при совместном взаимодействии фенола и формальдегида.
Она используется во многих отраслях промышленности из-за его прочности, универсальности и стабильности. В деревообрабатывающей промышленности он используется в качестве связующего вещества между деревянными листами.
Кроме того, поскольку ПФ является теплоизолятором, он способен выдерживать высокие температуры.
Смолы из семейства PF обозначаются разными терминами, включая фенопластовую смолу и фенольную смолу.
Основываясь на молекулярной структуре смолы ПФ, соотношении фенола и формальдегида и катализаторе, используемом для регулирования реакции, можно разделить на два основных типа: резольные и новолачные.
В этой статье будет дополнительно обсуждаться и расширяться тема фенолформальдегидной смолы.
Что такое фенолформальдегидная смола?
Фенолформальдегидную смолу, или ПФ, иногда называют фенольной смолой. Это синтетический полимер, созданный реакцией фенола (или его заменителя) с формальдегидом.
Свойства фенольных смол варьируются в зависимости от количества или соотношения фенола и формальдегида во время реакции, а также от типа используемого катализатора. Катализаторами могут быть как кислоты, так и основания.
Большие сети молекул, которые образуются во время реакции, постоянно связаны. ПФ — весьма полезный синтетический полимер.
Это была первая синтетическая смола, которая использовалась в коммерческих целях, под названием бакелит. Бакелит был ранней формой пластика, который использовался в таких устройствах, как радиоприемники и телефоны.
Также ПФ пригодятся в производстве лабораторных столешниц, бильярдных шаров, клеев и покрытий.
Каковы другие термины для фенолформальдегидной смолы?
Фенолформальдегид — не единственное название, используемое для описания этого синтетического полимера. Другие названия включают: фенольная смола, фенопласт, фенолформальдегид и фенолопласт.
В коммерческом пространстве его иногда называют торговыми названиями, такими как: Novotext, Micarta и Bakelite. Фенольная смола популярна в промышленности благодаря хорошей стабильности размеров, высокой термостойкости и хорошему электрическому сопротивлению.
Однако есть некоторые недостатки. Наиболее примечательным среди них является тот факт, что эти смолы удивительно хрупкие, несмотря на то, что они известны своей долговечностью. В результате фенопласт часто производится с упрочняющим наполнителем.
Где используется фенолформальдегидная смола?
Фенолформальдегидная смола находит применение во многих отраслях промышленности, включая автомобильную, строительную и деревообрабатывающую.
Автомобильные компоненты, такие как тормозные колодки, топливные насосы и детали трансмиссии, изготавливаются из смол на основе фенолов.
В деревообрабатывающей промышленности фенолформальдегид иногда используется при производстве древесноволокнистых и древесностружечных плит средней плотности.
Эти материалы находят применение в производстве мебели, краснодеревщиков и напольных покрытий. Функция смолы заключается в создании прочной и долговечной связи между древесными волокнами.
Полученная связка непроницаема для влаги и насекомых. Учитывая растущее число применений смолы PF, очевидно, что она останется важным материалом. Это ценная смола, необходимая для многих промышленных процессов.
Какова структура фенолформальдегидной смолы?
Структура фенолформальдегидной смолы зависит от соотношения фенола и формальдегида, а также от типа присутствующего катализатора — кислоты или основания. В таблице 1 ниже описаны две распространенные структуры фенольной смолы:
Таблица 1: Две распространенные структуры фенольной смолы
| Структура фенольной смолы | Описание | Отношение фенола к формальдегиду | Использование |
|---|---|---|---|
|
Резольные
|
Образуется при взаимодействии фенола с избытком формальдегида в присутствии воды и основания.
|
Низкий
|
Используется в качестве клея между слоями фанеры.
|
|
Новолачные
|
Создан путем взаимодействия избытка фенола с формальдегидом в присутствии кислотного катализатора. Полученный синтетический полимер часто измельчают в порошок перед тем, как смешать с наполнителем и нагреть в пресс-форме под давлением.
|
Высокий
|
Среды с высокими температурами. Например, новолаки используются в ручках кухонных кастрюль.
|
Какого цвета фенолформальдегид?
Фенолформальдегидные смолы известны своим янтарным цветом. Эти материалы обычно непрозрачны, их цвет варьируется от желтого, светло-янтарно-коричневого до темно-коричневого, а иногда даже черного.
Чистый фенол обычно представляет собой бесцветную жидкость, но может иметь розовый или красный цвет. Формальдегид — бесцветный газ с резким запахом.
С обоими химическими веществами следует обращаться с осторожностью, поскольку их воздействие может привести к неблагоприятным последствиям для здоровья.
Каковы свойства фенолформальдегидной смолы?
Благодаря своим уникальным и интересным свойствам фенольные смолы находят широкое применение. Вот список некоторых свойств:
- Хорошая теплоизоляция: фенолформальдегидная смола очень устойчива к нагреванию. Вот почему он используется в инструментах или приспособлениях, которые должны выдерживать высокие температуры. Это изоляционное свойство делает PF ценным во многих приложениях, где задействовано тепло.
- Низкая плотность: в отличие от эпоксидной смолы, обладающей аналогичными преимуществами, фенолформальдегидная смола легче и с ней легко работать.
- Превосходная долговечность: продукты Phenoplast долговечны. Они обладают хорошей устойчивостью к износу. Это качество делает их полезными в ситуациях, когда важна сила.
- Хорошая химическая стойкость: фенольная смола устойчива ко многим химическим веществам и растворителям, предназначенным для летучих сред. Однако эта смола непригодна для использования в средах, содержащих хромовую кислоту, сильные щелочи или азотную кислоту. Известно, что он устойчив к большинству других распространенных промышленных химикатов до температуры около 190°C.
Как производится фенолформальдегидная смола?
Фенольные смолы могут быть получены различными способами, в том числе путем добавления модификаторов, сшивающих агентов и наполнителей для достижения желаемых свойств.
Добавление сшивающего агента гексаметилентетрамина (ГМТА) к фенольной смоле является одним из наиболее широко используемых методов для промышленного и коммерческого применения.
Процесс «резола» включает реакцию фенола и формальдегида со щелочным катализатором с последующим добавлением ГМТА для сшивания цепей полимера.
Конечным продуктом является термореактивная смола, которая подходит для различных применений благодаря своей высокой прочности, жесткости и химической стойкости.
Процесс «новолака», который влечет за собой реакцию фенола с формальдегидом в присутствии кислотного катализатора, является одним из дополнительных методов получения фенольных составов.
Ниже перечислены этапы производства фенолформальдегида:
- Заполните 60-80% объема реакционного сосуда или реактора фенольным соединением.
- Нагревают фенольное соединение до температуры 60-100°С. Убедитесь, что эта температура поддерживается.
- В нагретое фенольное соединение подают водный раствор, содержащий 35-60 мас.% формальдегида. Реакция должна проходить в присутствии щелочного или кислотного катализатора. Важно отметить, что скорость, с которой соединение формальдегида подается в фенольное соединение, должна быть такой, чтобы вода из него отгонялась примерно с той же скоростью, с какой она подается. Если это условие сохраняется, объем реакционной смеси масса должна составлять около 60-90% объема реакционного сосуда.
- Снимите с огня.
- Оставьте смесь остывать до комнатной температуры. После этого обработайте смолу по желанию.
Каков процесс получения фенолформальдегидной смолы?
Процесс приготовления фенолформальдегидной смолы приведен ниже:
- Взвесьте соответствующее количество сырья (фенола и формальдегида) перед их смешиванием в реакционном сосуде.
- Далее следует кислотный или основной катализ. Катализатором может быть соляная кислота, серная кислота или аммиак (слабое основание).
- Выдерживают реакционную массу при температуре 60-100°С. Идеальная температура составляет 70-80°C при пониженном давлении 37-88 кПа (11-26 дюймов ртутного столба).
- Дайте смоле остыть до комнатной температуры.
Безопасна ли фенолформальдегидная смола?
Да, фенолформальдегидная смола безопасна в использовании при правильном обращении. Однако с этим химикатом нельзя играть; химическую реакцию должен проводить тот, кто обучен управлению различными стадиями процесса.
PF содержит формальдегид, который токсичен для глаз, носовых пазух и, в меньшей степени, для кожи. Фенол, с другой стороны, может вызвать повреждение кожи, и его нельзя вдыхать из-за его токсичности.
Кроме того, фенольные смолы должны быть надлежащим образом отверждены. Следовые количества неиспользованных формальдегидных соединений могут вызывать аллергические реакции у особо чувствительных к ним людей.
Другой способ, которым люди вступают в контакт с формальдегидом, — это чрезмерное нагревание, шлифование или механическая обработка отвержденных смол.
Эти операции могут вызвать разложение отвержденных фенольных смол с выделением формальдегида и других вредных химических веществ, таких как цианистый водород.
Примите меры предосторожности; работайте в хорошо проветриваемом помещении и надевайте подходящие перчатки при работе с фенольными смолами.
Людям, чувствительным к формальдегиду, следует держаться подальше от смолы и тщательно выполнять все необходимые шаги, обеспечивающие надлежащее отверждение.
Является ли фенолформальдегид термостойким?
Да, фенолформальдегид термостойкий. Его можно использовать для приложений, где может быть применено тепло. ПФ известен своими отличными термореактивными свойствами и теплоизоляционными свойствами.
В этой статье представлена фенольная смола, объясняется, что это такое, и обсуждаются различные способы использования этого материала.
