Бакелит Фенольная Смола

По сравнению с термопластичными смолами, термореактивные смолы встречаются реже и их количество меньше, и они часто играют «вспомогательную» роль. Первая синтетическая смола, когда-либо созданная человеком, называлась... фенольная смолаФенольная смола — это термореактивная смола с хорошими сбалансированными свойствами, которая в настоящее время продается в виде ламинатов (где смола и основной материал переплетены). Фенольная смола продолжает играть активную роль в разработке передовых материалов и других уникальных областях, и ее можно назвать смолой, которая влияет на нашу повседневную жизнь и поддерживает ее.  1. Что такое фенольная смола?ОбзорФенольная формальдегидная смолаБакелит — это термореактивная смола, известная как фенольная смола. (Бакелитовая фенольная смола). В промышленном применении это термореактивный листовой материал, наносимый на бумагу и ткань. Он также используется в клеях, покрытиях, электроизоляционных материалах и других областях. В качестве сырья используются фенол и формальдегид. Путем смешивания этих материалов с кислотными или щелочными катализаторами и необходимыми отвердителями и нагревания можно получить фенольную смолу с трехмерной сетчатой ​​структурой. Будучи относительно недорогой термореактивной смолой, фенольная смола обладает превосходной термостойкостью, прочностью и электроизоляционными свойствами и на сегодняшний день применяется в различных областях. С появлением термопластичных смол области ее применения постепенно менялись, но она продолжает развиваться, чтобы соответствовать новым требованиям рынка. До сих пор разрабатываются различные варианты применения для полного использования уникальных свойств фенольной смолы, и ожидается, что области ее применения будут продолжать расширяться. История развития фенольных смолФенольная смола была открыта в 1872 году немецким химиком в ходе исследований фенольных красителей; в 1907 году бельгийско-американский химик запатентовал метод ее производства. В 1910 году Бакеланд основал компанию по производству фенольной смолы для промышленного производства и назвал продукт «бакелит» в свою честь. Это название используется и по сей день. Виды фенольных смолВ настоящее время фенольная смола, как правило, распространяется не в чистом виде, а в форме ламинатов, изготавливаемых путем смешивания смолы с базовым материалом (бумагой или тканью). Метод производства включает нанесение смолы на каждую подложку с последующим отверждением путем термической обработки. Ламинаты на основе бумаги называются «бакелитовой бумагой», а ламинаты на основе ткани — «бакелитовой тканью». Характеристики каждого продукта следующие:Фенольная бумагаФенольная бумага — это продукт, изготавливаемый путем переплетения фенольной смолы с бумагой. Она дешевле (примерно вдвое) и легче, чем фенольная ткань. Фенольная бумага рекомендуется для применения в электроизоляционных целях. Однако следует отметить, что, поскольку основным материалом является бумага, она обладает высоким водопоглощением.Фенольная тканьЭто фенольная смола на основе ткани. По сравнению с фенольной бумагой, она обладает превосходными механическими свойствами и поэтому часто используется в областях применения, требующих высокой прочности. С другой стороны, как и фенольная бумага, этот базовый материал также обладает высоким водопоглощением, поэтому его необходимо использовать в средах с низкой влажностью. 2. Характеристики фенольной смолыПреимущества фенольной смолыВысокая термостойкостьФенольная смола — это термореактивная смола, что означает, что она обладает высокой термостойкостью. Она может выдерживать температуру до 150-180°C и сохранять свою прочность даже в условиях высоких температур.Превосходные электроизоляционные характеристикиФенольная смола обладает высокими электроизоляционными свойствами, поэтому используется в качестве изоляционного материала в печатных платах, автоматических выключателях и покрытиях распределительных щитов.Высокая механическая прочностьВысокая механическая прочность также является важным преимуществом фенольной смолы. В частности, фенольная ткань обладает большей прочностью, чем фенольная бумага, поэтому фенольная ткань часто используется в областях применения, требующих ударопрочности. Однако следует отметить, что прочность зависит от направления волокон в основном материале (бумаге и ткани).Подходит для литья под давлениемПри обработке фенольной смолы в качестве мономера ее можно перерабатывать тем же методом литья под давлением, что и термопластичные смолы. Фенольную смолу нагревают до температуры, не вызывающей затвердевания (приблизительно 50 °C), затем вводят в форму и нагревают до 150-180 °C для ее отверждения. Недостатки фенольных смолСложно перерабатыватьФенольная смола — это термореактивная смола, и после отверждения и формования её нельзя повторно формовать, что затрудняет переработку. В настоящее время такие компании, как Sumitomo Bakelite Co., Ltd., проводят исследования по переработке и повторному использованию фенольных смол.Высокое водопоглощениеФенольные смолы, продаваемые в виде ламината, содержат бумагу или ткань в качестве основного материала. Поэтому они обладают высоким водопоглощением и не подходят для использования во влажных или высоковлажных средах.Низкая устойчивость к атмосферным воздействиям и восприимчивость к щелочным растворителям.Фенольные смолы чувствительны к ультрафиолетовому излучению и требуют осторожного применения на открытом воздухе. Кроме того, фенольные смолы легко растворяются в щелочных веществах. 3. Основные области применения фенольных смолС момента начала промышленного производства в 1907 году фенольная смола широко используется в повседневных товарах, таких как посуда, кухонные принадлежности, пуговицы, часы и аксессуары для одежды. Однако с изобретением различных термопластичных смол, таких как нейлон и фторполимеры, некоторые области применения фенольной смолы были заменены термопластичными смолами из-за соображений формуемости и стоимости. В настоящее время прямое формование и переработка самой фенольной смолы постепенно сокращаются. Тем не менее, фенольная смола по-прежнему имеет широкий спектр применения благодаря своим уникальным свойствам. Например, фенольная смола, благодаря своим превосходным электроизоляционным свойствам, используется в печатных платах, распределительных щитах и ​​автоматических выключателях. Печатные платы являются не только важными материалами для ИТ-оборудования, такого как персональные компьютеры и планшетные компьютеры, но и незаменимыми компонентами в современных электротехнических изделиях. Поэтому не будет преувеличением сказать, что фенольная смола может применяться во всех областях электротехники. Кроме того, она может использоваться в качестве клея, материала для литья оболочек и покрытия. Например, фенольная смола используется в качестве клея в песчаных формах для литья и в качестве материала для 3D-принтеров. Кроме того, её растворимость в щелочных веществах и способность поглощать свет с длиной волны 200-300 нм делают её пригодной для использования в качестве фоторезиста. Она также широко используется в качестве высокоэффективного материала в других областях, таких как металлические детали, материалы отрицательных электродов для литий-ионных батарей и сырье для активированного угля в фармацевтической промышленности. В 2010 году в космической капсуле, вернувшей образцы с астероида «Итокава», фенольная смола также использовалась в качестве теплоизоляционного материала. Фенольная смола, также известная как бакелит, была первой в мире синтетической смолой, разработанной более 100 лет назад. Это относительно недорогая термореактивная смола с превосходной термостойкостью, прочностью и электроизоляционными свойствами, а также сбалансированным профилем характеристик. Как правило, она продается не в виде самой смолы, а в виде ламинатов, получаемых путем смешивания смолы с базовым материалом (бумагой или тканью). Преимущества фенольной смолы включают превосходную термостойкость и электроизоляцию, высокую прочность и технологичность при литье под давлением. С другой стороны, фенольная смола имеет и недостатки, такие как сложность переработки, высокое водопоглощение и чувствительность к ультрафиолетовому излучению. В настоящее время фенольная смола широко используется в различных областях, включая печатные платы, распределительные щиты, клеи, покрытия, фоторезисты и материалы отрицательных электродов для литий-ионных батарей. В будущем ожидается дальнейшее развитие областей ее применения. Веб-сайт: www.elephchem.comWhatsApp: (+)86 13851435272Электронная почта: admin@elephchem.com

Модифицированная фенольная смола устраняет недостатки фенольная смола, таких как низкая термостойкость и низкая механическая прочность. Они обладают превосходными механическими свойствами, высокой термостойкостью, прочными связями и химической стабильностью. Они широко используются в порошках для компрессионного формования, покрытиях, клеях, волокнах, антикоррозионных и теплоизоляционных материалах. 1. Применение модифицированных фенольных смол в порошках для компрессионного формованияПорошки для прессования необходимы для производства формованных изделий. В основном они изготавливаются из модифицированных фенольных смол. В производстве распространен метод использования как валковой компактации, так и двухшнековой экструзии. Древесина используется в качестве наполнителя для пропитки смолы, а затем добавляются другие реагенты и тщательно перемешиваются. Затем порошок измельчается для получения порошка для прессования. Такие материалы, как кварц, могут быть добавлены для получения порошков для прессования с улучшенной изоляцией и термостойкостью. Порошки для прессования являются сырьем для различных пластиковых изделий, которые могут быть изготовлены в промышленных условиях путем литья под давлением или компрессионного формования. На рисунке 2 показано применение модифицированной фенольной смолы в порошках для прессования. Порошки для прессования в основном используются в электрических компонентах, таких как выключатели и вилки для бытовых предметов. 2. Применение модифицированных фенольных смол в покрытияхВ течение 70 лет в покрытиях использовались фенольные смолы. Фенольные смолы, модифицированные канифолью, или 4-трет-бутилфенолформальдегидная смола являются основными смолами в фенольных покрытиях. Эти смолы повышают кислотостойкость и термостойкость покрытий, поэтому они широко используются во многих инженерных проектах. Тем не менее, поскольку они придают поверхностям желтый цвет, их нельзя использовать для получения светлой отделки. Помимо смешивания с тунговым маслом, их можно смешивать и с другими смолами. Для повышения щелочестойкости покрытия и его твердости после высыхания на воздухе можно добавлять алкидные смолы. Для покрытий, требующих кислото- и щелочестойкости, а также хорошей адгезии, можно добавлять эпоксидные смолы для улучшения характеристик покрытия. На рисунке 3 показано применение модифицированных фенольных смол в покрытиях. 3. Применение модифицированных фенольных смол в фенольных клеяхФенольные клеи в основном изготавливаются из модифицированных термореактивных фенольных смол. При использовании фенольной смолы её вязкость может быть проблематичной, что ограничивает её применение только при склеивании фанеры. Однако модификация фенольной смолы полимерами может улучшить её термостойкость и адгезию. Фенольно-нитрильные клеи могут обладать хорошей механической прочностью и ударопрочностью, особенно при ударопрочности. 4. Применение модифицированных фенольных смол в волокнахФенольные смолы также широко применяются в волоконной промышленности. Фенольную смолу расплавляют и вытягивают в волокна, которые затем обрабатывают полиоксиметиленом. Через некоторое время нити затвердевают, образуя волокно с прочной структурой. Для дальнейшего повышения прочности и модуля упругости волокна модифицированную фенольную смолу можно смешать с расплавленным полиамидом низкой концентрации и вытянуть в волокна, как показано на рисунке 4. Спряденные волокна обычно имеют желтый цвет и обладают высокой прочностью. Они не плавятся и не горят даже при температуре 8000 °C. Кроме того, они самозатухают в этих суровых условиях, предотвращая возникновение пожара в самом очаге. При комнатной температуре модифицированные полиамидом волокна из фенольной смолы обладают высокой устойчивостью к концентрированным соляной и плавиковой кислотам, но менее устойчивы к сильным кислотам и основаниям, таким как серная и азотная кислота. Эти продукты в основном используются в производстве защитной одежды на производстве и для внутренней отделки помещений, сводя к минимуму травмы и гибель сотрудников в случае пожара. Они также широко используются в качестве изоляционных и теплоизоляционных материалов в инженерных проектах. 5. Применение модифицированных фенольных смол в антикоррозионных материалахФенольные смолы используются для производства антикоррозионных составов, но их модифицированные версии встречаются чаще. Их часто можно встретить в виде фенольных мастик, фенольно-эпоксидных композитных стекловолокон или фенольно-эпоксидных покрытий. Хорошим примером являются фенольно-эпоксидные покрытия, сочетающие кислотостойкость фенольных смол с щелочестойкостью и липкостью эпоксидных смол. Благодаря этому они отлично подходят для защиты трубопроводов и транспортных средств от коррозии. 6. Применение модифицированной фенольной смолы в Теплоизоляционные материалыБлагодаря тому, что модифицированная фенольная смола обладает превосходной термостойкостью по сравнению с чистой фенольной смолой, модифицированные фенольные пены занимают видное место на рынке теплоизоляции, как показано на рисунке 5. Модифицированные фенольные пены также обеспечивают теплоизоляцию, имеют малый вес и устойчивы к самовозгоранию. Более того, при воздействии пламени они не капают, эффективно предотвращая распространение огня. Поэтому они широко используются в теплоизоляции окрашенных стальных листов, изоляции помещений, центральных кондиционеров и трубопроводов, требующих низких температур. В настоящее время пенополистирол является наиболее широко используемым изоляционным материалом на рынке, но его эксплуатационные характеристики значительно уступают характеристикам модифицированной фенольной пены. Благодаря своей низкой теплопроводности и превосходной теплоизоляции модифицированная фенольная пена заслужила титул «Короля изоляции» в изоляционной промышленности. Веб-сайт: www.elephchem.comВотсап: (+)86 13851435272Электронная почта: admin@elephchem.com

1. Введение в фенольные смолы Феноформальдегидная смола Фенольные смолы образуются в основном путём поликонденсации фенола и формальдегида. Фенольные смолы были впервые случайно получены немецким учёным Байером в 1780-х годах. Он смешал фенол и формальдегид и обработал их, получив жидкий продукт. Однако Байер не стал проводить дальнейших исследований и обсуждать этот продукт. Лишь в XIX веке Блумер, опираясь на труды немецкого химика Байера, успешно получил фенольную смолу, используя винную кислоту в качестве катализатора. Однако из-за сложности процесса и высокой стоимости индустриализация не состоялась. Лишь в 1820-х годах американский учёный Бакленд положил начало эпохе фенольных смол. Он заметил этот химический продукт и, проведя систематические исследования и обсуждения, в конечном итоге предложил метод отверждения фенольных смол «под давлением и нагревом». Это заложило основу для дальнейшего развития фенольных смол и последующего быстрого развития этого типа смол. 2. Исследования модифицированных фенольных смолОднако, с развитием технологий, учёные обнаружили, что традиционные фенольные смолы всё чаще не отвечают потребностям развивающихся отраслей. В связи с этим была предложена концепция модифицированных фенольных смол. Это предполагает использование фенольной смолы в качестве матрицы и добавление армирующей фазы для улучшения её свойств. Хотя традиционные фенольные смолы обладают высокой термостойкостью и устойчивостью к окислению благодаря введению в матрицу жёстких групп, таких как бензольные кольца, они также имеют ряд недостатков. В процессе получения фенольные гидроксильные группы легко окисляются и не участвуют в реакции, что приводит к высокой концентрации фенольных гидроксильных групп в готовом продукте и появлению примесей. Кроме того, фенольные гидроксильные группы обладают высокой полярностью и легко притягивают воду, что может привести к низкой прочности и плохой электропроводности изделий из фенольных смол. Длительное воздействие солнечного света также может существенно изменить свойства фенольной смолы, вызывая изменение цвета и повышенную хрупкость. Эти недостатки существенно ограничивают применение фенольных смол, поэтому для их устранения необходима модификация фенольных смол. В настоящее время основными типами модифицированных фенольных смол являются поливинилацетальная смола, эпоксидно-модифицированная фенольная смола и силикон-модифицированная фенольная смола. 2.1 Поливинилацетальная смолаПоливинилацетальную смолу в настоящее время модифицируют путем введения других компонентов. Принцип заключается в конденсации поливиниловый спирт (ПВА) и альдегида в кислых условиях с образованием поливинилацеталя. Это в первую очередь связано с тем, что поливиниловый спирт водорастворим, а конденсация альдегида предотвращает его растворение в воде. Затем этот альдегид смешивают с фенольной смолой при определенных условиях, что позволяет гидроксильным группам фенольной смолы соединяться с гидроксильными группами поливинилацеталя, подвергаясь поликонденсации и удаляя молекулу воды с образованием привитого сополимера. Благодаря введению гибких групп, добавленный поливинилацеталь повышает прочность фенольной смолы и снижает скорость ее схватывания, тем самым уменьшая давление формования изделий из поливинилацеталя. Однако единственным недостатком является снижение термостойкости изделий из поливинилацеталя. Поэтому эта модифицированная фенольная смола часто используется в таких областях, как литье под давлением. 2.2 Эпоксидно-модифицированная фенольная смолаЭпоксидно-модифицированную фенольную смолу обычно получают с использованием эпоксидной смолы на основе бисфенола А в качестве армирующей фазы и фенольной смолы в качестве матрицы. Эта реакция в первую очередь включает реакцию этерификации между фенольными гидроксильными группами в фенольной смоле и гидроксильными группами в эпоксидной смоле на основе бисфенола А, что приводит к связыванию гидроксильных групп в фенольной смоле и гидроксильных групп в эпоксидной смоле на основе бисфенола А, удаляя молекулу воды и образуя эфирную связь. Впоследствии гидроксиметильные группы в фенольной смоле и концевые эпоксидные группы в эпоксидной смоле на основе бисфенола А подвергаются реакции раскрытия цикла, образуя трехмерную структуру. Другими словами, отверждающее действие эпоксидной смолы на основе бисфенола А стимулируется фенольной смолой, что приводит к дальнейшим структурным изменениям. Благодаря своей сложной структуре эта модифицированная смола обладает превосходной адгезией и прочностью. Кроме того, модифицированный продукт обладает термостойкостью эпоксидной смолы на основе бисфенола А, что позволяет считать эти два материала взаимодополняющими и улучшающими друг друга. Поэтому этот материал в основном используется в литье, производстве клеев, покрытий и других областях. 2.3 Фенольная смола, модифицированная силикономСиликон-модифицированная фенольная смола использует силикон в качестве армирующей фазы. Благодаря наличию кремний-кислородных связей в силиконе, силикон обладает превосходной термостойкостью, значительно более высокой, чем у типичных полимерных материалов. Однако силикон имеет относительно низкую адгезию. Поэтому силикон может быть введен для повышения термостойкости фенольной смолы. Принцип заключается в том, что силиконовые мономеры реагируют с фенольными гидроксильными группами в фенольной смоле с образованием сшитой структуры. Эта уникальная сшитая структура приводит к получению модифицированного композитного материала с превосходной термостойкостью и прочностью. Испытания показывают, что этот материал хорошо выдерживает высокие температуры в течение длительного времени. Вот почему его часто используют в ракетах и ​​снарядах, которые должны выдерживать экстремальные температуры. Фенольные смолы обычно модифицируются описанными выше методами. Вы можете получить модифицированные смолы, такие как эпоксидные, силиконовые и поливинилацетальные, используя фенольную смолу. Другой способ — превратить альдегиды или фенолы в другие вещества, а затем провести их реакцию с фенолами или альдегидами для получения модифицированных смол, таких как фенольная новолачная смола и фенольную смолу, модифицированную ксилолом. В качестве альтернативы, реакции без фенола могут привести к образованию фенольной смолы первой стадии, которая затем вступает в реакцию с образованием фенольной смолы второй стадии, например, дифенилэфирформальдегидной смолы. Веб-сайт: www.elephchem.comВотсап: (+)86 13851435272Электронная почта: admin@elephchem.com