❶ 偶聯劑如何選擇
選用指南:
硅烷偶聯劑的水解速度取決於可水解官能團Si(OR)3,而與有機聚合物的反應活性則取決於有機官能團-Y。因此,對於不同的基材或處理對象,選擇適用的 硅烷偶聯劑至關重要。下表可以幫助您做出選擇:
聚合物
南京優普化工硅烷偶聯劑
氨基硅烷
環氧硅烷
硫基硅烷
巰基硅烷
甲基丙烯醯氧基硅烷
乙烯基硅烷
丙烯酸
☆
☆
◇
◇
丙烯酸乳液
□
◇
☆
☆
丁基橡膠
◇
◇
◇
☆
纖維素
◇
□
環氧樹脂
☆
◇
◇
呋喃樹脂
☆
◇
三聚氰胺
☆
◇
氯丁橡膠
◇
☆
丁腈橡膠
□
□
☆
☆
硝基纖維素
◇
酚醛樹脂
◇
◇
聚醯胺
☆
◇
聚酯
□
□
☆
◇
聚醚
□
☆
聚烯烴
□
◇
☆
☆
聚硫橡膠
□
□
☆
☆
聚氨酯
☆
□
☆
聚乙烯縮丁醛
□
水性聚氨酯分散體
◇
□
有機硅樹脂
☆
◇
丁苯乳液
□
丁苯橡膠
□
□
☆
☆
脲醛樹脂
◇
◇
乙烯基樹脂
◇
備註:☆——首選;◇——適用;□——只適用於特種硅烷。
聲明:上表只適用於一般情況,並非絕對的標准。對於具體的、特定的應用領域,用戶在正式使用本公司產品前,應先詳細了解該產品的性能和適用性,並做必要的試驗,以確定該產品是否適合您的特定用途。本公司只對產品本身的品質負責,而對其適用性不承擔責任。
❷ 呋喃樹脂粘磚可以加稀釋劑嗎
摘要 一種基於母液稀釋的改性呋喃樹脂,所述呋喃樹脂包含如下重量份物質組成:
❸ 呋喃樹脂的固化
呋喃樹脂的固化過程十分復雜。目前認為,呋喃樹脂的固化是由於呋喃環中的共軛雙鍵打開而交聯形成體型結構所致。此外,呋喃樹脂的側鏈中的其它活性基團在固化過程中可能也參與交聯反應。
實際上,呋喃樹脂的固化劑都是酸性物質。一般酚醛樹脂的固化劑也可作呋喃樹脂的固化劑,例如:苯磺醯氯、對甲苯磺醯氯、硫酸乙酯、磷酸和對甲苯磺酸等。與酚醛樹脂不同的是呋喃樹脂對固化劑的酸度要求更高,例如呋喃樹脂適用的硫酸乙酯的配比是:98%的硫酸:無水乙醇=2:1。上述化合物作為呋喃樹脂的固化劑的一個嚴重的缺點是樹脂與固化劑反應的放熱量大,配製後的適用期短,操作不便,且固化反應激烈,放出較多水分易形成氣泡,使固化後的製品抗滲性變差、脆性增大,因此要採用玻璃纖維增強就有困難。
目前,已開發了新型的呋喃樹脂固化劑,基本上解決了上述問題。這不但使呋喃樹脂能與環氧樹脂和不飽和聚酯樹脂一樣。可用來製作玻璃鋼,而且又改善了呋喃樹脂製品的力學性能。一般這些固化劑均和各廠生產的呋喃樹脂配套使用,或與填料混合在一起出售。
盡管新型固化劑改善了呋喃樹脂的固化工藝性能,但與環氧樹脂和不飽和聚酯樹脂相比,呋喃樹脂的固化工藝仍是比較差的,如凝膠時間較長,完全固化所需的時間更長,這給要在室溫下較快速固化帶來了困難。有時,為保證製品質量,不得不使製品在低於100°C。
❹ 呋喃樹脂和二氯丙烷反應嗎
晚上好,呋喃樹脂和糖醛樹脂相似一般都是用酸性固化劑交聯,二氯丙烷只是一種非活性稀釋劑不能與呋喃發生開環聚合反應。鹵代烴和芳香烴只能作為溶劑型高聚物的稀釋。
❺ 自硬呋喃樹脂是干什麼用的一般什麼地方用到呢
產品介紹YC—205~201系列自硬呋喃樹脂,外觀為淺黃色至棕紅色透明液體。
1、粘度低,便於計量,樹脂易在砂表面形成樹脂膜,型砂的流動性好。
2、樹脂砂的強度高,可減少樹脂的加入量降低鑄件生產成本,提高鑄件質量。
3、樹脂砂的氣味小、發氣量低,室溫固化速度易於調節,生產效率高。
4、樹脂的含氮量低,能減少鑄件氣孔類缺陷,鑄件的表面光潔,能顯著提高鑄件的成品率。
應用范圍適用於各種灰鐵、球鐵、鑄鋼和各種合金件的生產,既適用於單件小批量生產,也可適用於較大批量流水線生產。
使用方法芯砂配比:原砂 100 樹脂 0.8—2.0%(占砂重):(樹脂加入量一般因環境條件、原砂狀況和砂型強度要求高低的不同而定。)固化劑 30—70%(占樹脂重):(固化劑的加入量因環境溫度、原砂溫度及固化速度的快慢不同而定.)
混砂工藝:首先將原砂與固化劑混勻1-2分鍾,然後再加入樹脂混1—2分鍾。
混砂方法:先將固化劑加入砂中混砂,在高速混砂機中混10-30秒或低速砂混機中混30秒到1分鍾。然後加入樹脂混30秒到1分鍾混勻,混好後立即造型制芯,嚴禁長時間混砂或長時間存放。否則會超過其可使用時間使其強度降低或不固化。
注意事項1、嚴禁樹脂與固化劑直接混合,否則將會因快速反應而發生爆炸等事故。
2、不要長時間混砂,否則會超過其可使用時間使其強度降低。
3、不要用部份砂混固化劑,部分砂混呋喃樹脂,然後將兩部分攪入一起混砂法
4、不要先將固化劑和砂混好後堆放,待使用時,再混加樹脂。
5、環境溫度和濕度:硬化速度隨環境溫度升高而加快,可使用時間也隨之減少。
理想的環境溫度一般為20-30度,一般溫度高,初強度與終強度也高些,可起模時間縮短。
但當環境溫度達40度時初強度隨較好,但終強度卻比15度還要低。
硬化反應是一個縮合反應,所以環境濕度大影響更化反應的進行。降低初強,也降低終強度。
濕度50%較好、低於40%固化快、型芯容易掉砂,超過60%固化慢。
為此,根據氣溫與濕度的變化,需調節固化劑的加入量。
砂溫在35度以下時,提高砂溫,不僅硬化快,而且終強度高,但超過40度的砂,使型砂可使用的時間太大縮短,終強度和表面穩定性也會降低。砂溫度低於5度時,則硬化困難。
為此,對於混碾前的砂預先進行調溫處理,尤其是舊砂回用情況下,舊砂再生後溫度仍可達90度左右,經過砂冷卻裝置後,將砂溫降到35度以下使用。
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❻ 呋喃樹脂 是什麼主要用途價格
由糠醛或糠醇本身進行均聚或與其它單體進行共縮聚而得到的縮聚產物,習慣上稱為呋喃樹脂。這類樹脂的品種很多,其中以糠醛苯酚樹脂、糠醛丙酮樹脂及糠醇樹脂較為重要。
(1)糠醛苯酚樹脂。糠醛可與苯酚縮聚生成二階熱固生樹脂,縮聚反應一般用鹼性催化劑。常用的鹼性催化劑有氫氧化鈉、碳酸鉀或基它鹼土金屬的氫氧化物。糠醛苯酚樹脂的主要特點是在給定的固化速度時有較長的流動時間,這一工藝性能使它適宜用作模塑料。用糠醛苯酚樹脂制備的壓塑粉特別適於壓制形狀比較復雜或較大的製品。模壓製品的耐熱性比酚醛樹脂好,使用溫度可以提高10~20℃,尺寸穩定性、電性能也較好。
(2)糠醛丙酮樹脂。糠醛與丙酮在鹼性條件下進行縮合反應形成糠酮單體繽紛可與甲醛在酸性條件下進一步縮聚,使糠酮單體分子間以次甲基鍵連接起來,形成糠醛丙酮樹脂。
(3)糠醇樹脂。糠醇在酸性條件下很容易縮聚成樹脂。一般認為,在縮聚過程中糠醇分子中的羥甲基可以與另一個分子中的α氫原子縮合,形成次甲基鍵,縮合形成的產物中仍有羥甲基,可以繼續進行縮聚反應,最終形成線型縮聚產物糠醇樹脂。
呋喃樹脂的性能及應用——未固化的呋喃樹脂與許多熱塑性和熱固性樹脂有很好的混容性能,因此可與環氧樹脂或酚醛樹脂混合來加以改性。固化後的呋喃樹脂耐強酸(強氧化性的硝酸和硫酸除外)、強鹼和有機溶劑的侵蝕,在高溫下仍很穩定。呋喃樹脂主要用作各種耐化學腐蝕和耐高濁的材料。
(1)耐化學腐蝕材料呋喃樹脂可用來制備防腐蝕的膠泥,用作化工設備襯里或其它耐腐材料。
(2)耐熱材料呋喃玻璃纖維增強復合材料的耐熱性比一般的酚醛玻璃纖維增強復合材料高,通常可在150℃左右長期使用。
(3)與環氧樹脂或酚醛樹脂混合改性將呋喃樹脂與環氧樹脂或酚醛樹脂混休整使用,可改進呋喃玻璃纖維增強復合材料的力學性能以及制備時的工藝性能。這類復合材料已廣泛用來制備化工反應器的攪拌裝置、貯槽及管道等化工設備。
打字不易,如滿意,望採納。
❼ 呋喃樹脂的抗拉強度是,樹脂配比是砂量的1.5-3%,正常應該是12kg/cm2左右...一般達到10公斤就可以滿
糠醇樹脂是呋喃樹脂系列產品中的一種。呋喃樹脂是指以具有呋喃環的糠醇和糠醛作原料生產的樹脂類的總稱,其在強酸作用下固化為不溶和不熔的固形物,種類有糠醇樹脂、糠醛樹脂、糠酮樹脂、糠酮—甲醛樹脂等。糠醇樹脂是由糠醇為主體與甲醛縮聚而成的(改性產品又添加了尿素),外觀為深褐色至黑色的液體或固體,耐熱性和耐水性都很好,耐化學腐蝕性極強,對酸、鹼、鹽和有機溶液都有優良的抵抗力,是優良的防腐劑。糠醇樹脂強度高,是木材、橡膠、金屬和陶瓷等優良的粘結劑,也可用於生產塗料。糖醇樹脂的一個重要用途是在機械工業的鑄造工藝中作砂芯粘結劑,特別適用於大規模的、大批量的機械製造,如汽車軍工、內燃機、柴油機、縫紉機等的生產。用於鑄造砂芯的粘結劑時,糠醇樹脂具有以下特點:固化速度快、常溫強度低、分解溫度高;根據不同鑄件的含碳量,可選擇不同含氮量的樹脂;發氣小、高溫強度高、熱膨脹性適中、脆性大、氣孔傾向小、吸濕性大。在加入尿素改性後,可根據不同要求生產不同含氮量的糠醇樹脂,以滿足鑄鋼、鑄鐵和其他有色金屬鑄造工藝的要求。 我國糠醇樹脂的生產始於1960年代,有關單位對樹脂的原材料、生產工藝、固化劑、制芯工藝、生產設備等都進行了廣泛、細致的研究,取得了豐富的一手資料。國內廣州、南通、遼陽等地最先建廠生產糠醇樹脂,由於生產工藝和設備簡單,易操作糖醇樹脂的生產發展很快,現有廠家 50多個,大多產量不大(大約在300~500 t/a左右),但也有具有一定規模,管理完善的企業,如山東聖泉集團就是糠醛、糠醇、糠醇樹脂一條龍生產。改革開放以後,隨著糠醛工業和糠醇工業的發展,很多鄉鎮和個體糠醛廠以產品深加工的形式開始了糠醇樹脂的生產,總產量大約在15 kt左右。隨著機械工業的發展,我國對糠醇樹脂的需求量應在20 kt/a以上,目前並有少量出口,若以糠醇樹脂出口代替糠醛和糠醇出口(我國每年出口糠醛和糠醇量約50 kt~60 kt,而這些出口的糠醛和糠醇絕大部分是用來生產糠醇樹脂),糠醇樹脂生產的前景更為廣闊。不斷改進產品質量,增加產品品種,優化產品性能,擴大產品性能,擴大出口量,將會有力地促進我國呋喃樹脂工業的發展。
編輯本段分類
呋喃又稱糠醇本身進行均聚或與其它單體進行共縮聚而得到的縮聚產物,糠醇與脲醛、酚醛、酮醛合成多種產物,習慣上稱為呋喃樹脂。其中以糠醇酚醛樹脂、糠醇尿醛樹脂應用較多。 (1)糠醇酚醛樹脂。糠醇可與酚醛縮聚生成二階熱固生樹脂,縮聚反應一般用鹼性催化劑。常用的鹼性催化劑有氫氧化鈉、碳酸鉀或其它鹼土金屬的氫氧化物。糠醛苯酚樹脂的主要特點是在給定的固化速度時有較長的流動時間,這一工藝性能使它適宜用作模塑料。用糠醛苯酚樹脂制備的壓塑粉特別適於壓制形狀比較復雜或較大的製品。模壓製品的耐熱性比酚醛樹脂好,使用溫度可以提高10~20℃,尺寸穩定性、電性能也較好。 (2)糠醇尿醛樹脂。糠醛與尿醛在鹼性條件下進行縮合反應形成尿醛改性呋喃樹脂。 (3)糠醇樹脂。糠醇在酸性條件下很容易縮聚成樹脂。一般認為,在縮聚過程中糠醇分子中的羥甲基可以與另一個分子中的α氫原子縮合,形成次甲基鍵,縮合形成的產物中仍有羥甲基,可以繼續進行縮聚反應,最終形成線型縮聚產物糠醇樹脂。
編輯本段性能及作用
呋喃樹脂的性能及應用——未固化的呋喃樹脂與許多熱塑性和熱固性樹脂有很好的混容性能,因此可與環氧樹脂或酚醛樹脂混合來加以改性。固化後的呋喃樹脂耐強酸(強氧化性的硝酸和硫酸除外)、強鹼和有機溶劑的侵蝕,在高溫下仍很穩定。呋喃樹脂主要用作各種耐化學腐蝕和耐高濁的材料。 (1)耐化學腐蝕材料呋喃樹脂可用來制備防腐蝕的膠泥,用作化工設備襯里或其它耐腐材料。 (2)耐熱材料呋喃玻璃纖維增強復合材料的耐熱性比一般的酚醛玻璃纖維增強復合材料高,通常可在150℃左右長期使用。 (3)與環氧樹脂或酚醛樹脂混合改性將呋喃樹脂與環氧樹脂或酚醛樹脂混休整使用,可改進呋喃玻璃纖維增強復合材料的力學性能以及制備時的工藝性能。這類復合材料已廣泛用來制備化工反應器的攪拌裝置、貯槽及管道等化工設備。
編輯本段呋喃樹脂的固化
呋喃樹脂的固化過程十分復雜。目前認為,呋喃樹脂的固化是由於呋喃環中的共軛雙鍵打開而交聯形成體型結構所致。此外,呋喃樹脂的側鏈中的其它活性基團在固化過程中可能也參與交聯反應。 實際上,呋喃樹脂的固化劑都是酸性物質。一般酚醛樹脂的固化劑也可作呋喃樹脂的固化劑,例如:苯磺醯氯、對甲苯磺醯氯、硫酸乙酯、磷酸和對甲苯磺酸等。與酚醛樹脂不同的是呋喃樹脂對固化劑的酸度要求更高,例如呋喃樹脂適用的硫酸乙酯的配比是:98%的硫酸:無水乙醇=2:1。上述化合物作為呋喃樹脂的固化劑的一個嚴重的缺點是樹脂與固化劑反應的放熱量大,配製後的適用期短,操作不便,且固化反應激烈,放出較多水分易形成氣泡,使固化後的製品抗滲性變差、脆性增大,因此要採用玻璃纖維增強就有困難。 目前,已開發了新型的呋喃樹脂固化劑,基本上解決了上述問題。這不但使呋喃樹脂能與環氧樹脂和不飽和聚酯樹脂一樣。可用來製作玻璃鋼,而且又改善了呋喃樹脂製品的力學性能。一般這些固化劑均和各廠生產的呋喃樹脂配套使用,或與填料混合在一起出售。 盡管新型固化劑改善了呋喃樹脂的固化工藝性能,但與環氧樹脂和不飽和聚酯樹脂相比,呋喃樹脂的固化工藝仍是比較差的,如凝膠時間較長,完全固化所需的時間更長,這給要在室溫下較快速固化帶來了困難。有時,為保證製品質量,不得不使製品在低於100°C。
❽ 表面改性劑
一、概 述
礦物的表面改性,主要是依靠改性劑在礦粒表面吸附、反應、活化、包覆或包膜實現的。因此,表面改性劑對於礦物的表面改性或表面處理具有決定作用。
常用於礦物表面改性的改性劑主要有各種偶聯劑、表面活性劑、有機聚合物、不飽和有機酸、有機硅、金屬氧化物及其鹽等。幾種改性劑的實用范圍和主要特點見表 4 - 1。幾種主要填料礦物的化學改性實踐見表 4 -2。
表 4 -1 幾種改性劑的實用范圍和主要特點
表 4 -2 幾種主要填料礦物的表面改性實踐
二、偶聯劑
( 一) 偶聯劑的作用機理
由於非金屬礦與塑料是兩種不同性質的物質,它們之間有很大程度上的不相容性,再加之非金屬礦與塑料等的彈性模量不一致,界面間易產生剪切應力,影響其復合材料的力學性能。偶聯劑能把兩種不同性質的物質通過化學作用或物理作用結合起來,即它能把無機填料和有機高分子基料兩種不同性質的物質緊密地結合起來。因此,偶聯劑也是無機物和有機物界面間的橋梁。
界面擴散理論認為,對作填料用的礦物進行改性處理時,所有的偶聯劑不僅親無機端應與填料表面以化學鍵結合,而且另一端還應能溶解、擴散於樹脂的界面區域,在其與樹脂大分子鏈發生糾纏或形成化學鍵,即偶聯劑的親有機端應含有較長的柔軟碳氫鏈,以使形成柔性的有利於應力鬆弛的界面層,提高其吸收和分散沖擊能,使復合材料具有更好的抗沖擊性。
表面能理論認為,礦物填料屬高能表面,為提高它和高聚物基體的相容性,必須藉助偶聯劑的 - R 基降低其表面能。
( 二) 偶聯劑的種類
目前工業上用的礦物表面改性的偶聯劑,按其化學結構可分為三大類:
硅烷類: 適用於硅酸成分較多的無機填料: 玻璃纖維、石英粉、白碳黑、雲母、粘土。
鈦酸酯類: 適用的無機填料較廣。
鋯鋁酸鹽偶聯劑。
1. 硅烷偶聯劑
( 1) 硅烷偶聯劑的結構
圖 4 -6 甲氧基及乙氧基硅烷偶聯劑的結構式
硅烷偶聯劑的通式為RSiX3。
通式中R代表與聚合物分子有親和力或反應能力的有機官能團,例:氨基—NH2,乙烯基—CH2CH,甲基—CH3,環氧基—CH—CH2,氰基—CN等,可與有機分子反應或物理纏繞。
X代表水解性基團,能為水解的烷氧基,例:甲氧基—OCH3,乙氧基—OC2H5等。硅烷偶聯劑的結構式如圖4-6所示。
X基團水解後,在一定的條件下能與無機物表面的化學基團(OH—)起反應,形成牢固的化學鍵。這種具有兩性結構的物質能把兩種性質的物質結合起來。
進行偶聯時,首先X基水解形成硅醇,然後再與無機填料表面上的羥基反應,形成氫鍵並縮合成—SiOM共價鍵(M表示無機填料表面)。同時,硅烷各分子的硅酸又相互締合形成網狀結構的膜覆蓋在填料表面,使無機填料有機化。
( 2) 硅烷偶聯劑的作用機理
經硅烷偶聯劑處理的填料或增強材料 ( 如玻纖) 在提高復合材料性能方面的顯著效果,早已得到確認,偶聯劑的作用機理目前有很多理論,其中化學鍵理論是最老但仍然是最著名的理論。該理論認為: 硅烷偶聯劑含有化學官能團,它的一端與硅質填料 ( 如玻璃) 表面的硅醇基團反應生成共價鍵; 另一端又能與樹脂生成共價鍵。並提出了簡單的偶聯機理模型,見圖 4 -7。
圖 4 -7 硅烷偶聯劑的作用機理模型圖( 據吳森紀等,1990)
硅烷偶聯劑的疏水基性質也符合「相似相親」的原則。有機官能團R為乙烯基和甲基丙烯醯基時,對不飽和的聚酯和丙烯酸樹脂特別有效;當R為環氧基團時,對環氧樹脂效果特好,同時也適用於不飽和樹脂。含氨基的硅烷能和環氧樹脂、聚氨酯發生化學反應,對酚醛樹脂和三聚氰胺樹脂的固體也有催化作用,故適用於環氧、酚醛、三聚氰胺、聚氨酯等樹酯;含巰基的硅烷對硫化橡膠的偶聯效果最佳,故含巰基的硅烷偶聯劑是橡膠工業應用最廣的品種。
親水基,也稱水解性基團,該基團遇水可分解變成活性基團硅醇(≡Si—OH)。通過硅醇和無機礦物表面反應,形成牢固的化學結合或吸附於礦物表面。當X為—OCH3和—OC2H5時,水解速度緩慢,且水解產物醇為中性物質,因此可用水為介質進行表面改性。因乙氧基的體積比甲氧基的大,乙氧基硅烷在水中的溶解度較小,所以,目前趨向採用含乙氧基類硅烷偶聯劑。除此以外,還以—OC2H4OCH3作X基團,不僅保留其水解性,而且還能提高水溶性、親水性,應用時更為方便。應用硅烷偶聯劑的方法有兩種:一是將硅烷配成水溶液,用它處理無機填料或顏料後,再與有機高聚物或樹脂混合,即預處理法;另一種方法是將硅烷與填料及有機高聚物基料混合(即遷移法)。前一種方法處理效果較好,而後一種工藝較簡單。
硅烷偶聯劑的用量與偶聯劑的品種及填料的比表面積等有關,可按下式計算:
偶聯劑的用量=填料量(g)×填料比表面積(m2/g)/單位質量偶聯劑的最小包覆面積(m2/g)。常見硅烷偶聯劑的名稱、化學結構及最小包覆面積見表4-3。
表4-3常見硅烷偶聯劑的名稱、化學結構及最小包覆面積
(據鄭水林,1995;吳森紀等,1990;略有改動)
硅烷偶聯劑可用於許多無機礦物填料或顏料的表面處理,其中對含硅酸成分較多的石英粉、玻璃纖維、白炭黑等的效果最好。
2.鈦酸酯偶聯劑
鈦酸酯偶聯劑是美國Kenrich石油化學公司在20世紀70年代開發的一類新型偶聯劑,至今已有幾十個品種,是無機填料和顏料等廣泛應用的表面改性劑。
鈦酸酯偶聯劑可用通式(RO)mTi—(OX—R'—Y)n表示。
式中:1≤m≤4,m+n≤6;其中:
RO是可水解的短鏈烷氧基,能與無機物表面羥基起反應,從而達到化學偶聯的目的。m是該基團數。
Ti是偶聯劑分子的核心,—TiO—為酯基和烷基轉移和交換功能基團,是鈦酸酯的有機骨架,和聚合物羥基間進行交換,起酯基和烷基轉移反應。鈦和氧的結合鬆弛,體系中的有機酸容易游離出來作催化或緩效劑影響反應。
OX可以是羧基、烷氧基、磺酸基、磷基等,這些基團很重要,決定鈦酸酯所具有的特殊功能,如磺酸基賦予有機物一定的觸變性;焦磷醯氧基有阻燃、防銹和增強黏結的性能;亞磷醯氧基可提供抗氧、耐燃性能等,因此通過OX的選擇,可以使鈦酸酯兼具偶聯和其他特殊性能。
R'是長碳鏈烷基,碳數常為12~18。它和聚合物的鏈發生纏繞作用,藉助分子間的力結合在一起,從而可傳遞應力,提高沖擊強度、剪切強度和伸長率。此外,長鏈烴還可改變礦物的表面能,降低體系黏度,使高充填聚合物也能顯示出較好的熔融流動性,所以這種偶聯劑特別適用於聚烯烴之類的熱塑性樹脂。
Y為羥基、氨基、環氧基或末端氫原子等,這些活性基團連接在鈦的有機骨架上,能使偶聯劑和有機聚合物進行化學反應,通過偶聯劑使礦物和有機基體相結合。
n為官能團數目,當n>2時,為多官能團的鈦酸酯,但m+n<6。
根據分子結構及其偶聯機理,鈦酸酯偶聯劑分四種類型:單烷氧基型,單烷氧基焦磷酸酯型,螯合型和配位型。
(1)單烷氧基型鈦酸酯偶聯劑
適合於不含游離水,只含化學鍵合水或物理鍵合水的乾燥填料如碳酸鈣,以及水合氧化鋁等。單烷氧基型鈦酸酯偶聯劑除含三乙醇胺基(既屬單烷氧基型又屬螫合型)、焦磷酸酯基兩類外,大多耐水性差,只能在有機溶劑中溶解和包覆粉體物料。操作方法一般如下:先將單烷氧基型鈦酸酯偶聯劑溶解在少量甲苯、二甲苯等烴類溶劑中,然後和粉體物料在室溫下攪拌均勻,適當升溫,在90℃左右繼續攪拌混合半小時以上,保證鈦酸酯偶聯劑與粉體表面偶聯作用。如果沒有條件加溫,偶聯作用在室溫下也能進行,只是比較緩慢,最好在室溫下攪拌2小時然後放置過夜後再使用。一般講,溶劑用量大,對粉體的包覆效果較好,但多餘的溶劑必須除去。鈦酸酯偶聯劑用溶劑稀釋十分重要,它能使偶聯劑均勻包覆在粉體的表面。在實際生產中,根據具體情況,適量加入稀釋劑,才能達到均勻包覆的目的。
(2)單烷氧基焦磷酸酯基型偶聯劑
該類偶聯劑比一般單烷氧基型鈦酸酯耐水性好,適合於含濕量較高的礦物,如陶土、滑石粉等。在單烷氧基焦磷酸酯基型鈦酸酯偶聯劑中,除單烷氧基於礦物表面的烴基反應形成偶聯劑外,焦磷酸酯基還可分解形成磷酸,結合一部分水。
(3)螯合型
螯合型鈦酸酯偶聯劑具有極好的水解穩定性,適用於高含濕量填料和含水聚合物體系,且可在高溫狀態下使用。
螯合型鈦酸酯偶聯劑耐水性好,它可以溶解在有機溶劑中包覆粉體物料,也可以在水相中包覆粉體物料。但是,螯合型鈦酸酯偶聯劑大多不溶於水。一般可以採取3種方法使它分散在水相中:a.用高速分散器使之分散於水;b.使用表面活性劑使它分散於水;c.含有磷酸基、焦磷酸基及磺酸基的螯合型鈦酸酯可用膠類試劑使之季胺鹽化後溶解於水。
(4)配位型
配位體型鈦酸酯偶聯劑是為避免四價鈦酸酯在某些體系中的副反應,如在聚酯中的脂交換反應,在環氧樹酯中與烴基反應,在氨酯中與聚醇或異氰酸酯反應等而研製的。可見它適用多種礦物和聚合物,它對礦物的作用類似單烷氧基型鈦酸酯偶聯劑。
配位型鈦酸酯耐水性好。既可溶於有機溶劑後再包覆粉體物料,也可在水相中包覆粉體物料。配位型鈦酸酯大多數不溶解於水,通常使用表面活性劑、水性助溶劑使之溶解於水,或高速攪拌使其乳化分散在水中。
鈦酸酯偶聯劑的用量是要使鈦酸酯偶聯劑分子中的全部異丙氧基與無機填料或顏料表面所提供的羥基或質子發生反應,過量是沒有必要的。鈦酸酯偶聯劑的大致用量為填料或顏料用量的0.1%~3.0%左右。被處理填料或顏料的粒度越細,比表面積越大,鈦酸酯偶聯劑的用量就越大。最適當的用量可以用黏度測定法求得:高熔點的聚合物通常用低分子量的液體,如礦物油代替做模型試驗,鈦酸酯用量從填料重量的0.25%,0.5%,0.75%,1.0%,1.5%,2.0%及3.0%等做試驗,黏度下降最大點,就是較合適的鈦酸酯用量。
鈦酸酯偶聯劑在使用過程中應特別注意以下幾個問題:
1)嚴格控制使用溫度,防止鈦酸酯分解。
2)盡量避免與具有表面活性的助劑並用,因為它們會干擾鈦酸酯偶聯劑界面處的偶聯反應。如果必須使用這些助劑時,應在填料、偶聯劑和聚合物充分混合作用後再加入這些助劑。
3)加料順序應注意避免首先與酯類增塑劑接觸,以免發生酯交換反應而失效。
4)注意分散均勻。因鈦酸酯偶聯劑一般用量為0.5%~3%,不易與大量填料均勻混合,可採用適量稀釋劑及噴霧方法使其均勻分散混合。
5)注意技術結合,提高偶聯效果,如鈦酸酯與硅烷偶聯劑並用能產生協同效應。
三、表面活性劑
1.高級脂肪酸及其鹽
高級脂肪酸屬於陰離子表面活性劑,其分子通式為RCOOH。分子一端為長鏈烷基(C16~C18),其結構和聚合物相似,因而與聚合物有一定的相容性;分子一端為核基,可與無機填料或顏料表面發生物理、化學吸附作用。因此,用高級脂肪酸及其鹽,如硬脂酸處理無機填料或顏料類似偶聯劑的作用,有一定的表面處理效果,可改善無機填料或顏料與高聚物基料的親和性,提高其在高聚物基料中的分散度。此外,由於高級脂肪酸及其鹽類本身具有潤滑作用,還可使復合體系內摩擦力減小,改善復合體系的流動性能。
無機填料或顏料常用的高級脂肪酸及其金屬鹽類表面處理劑有:硬脂酸、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅等,用量約為填料或顏料重量的0.5%~3%,使用時可直接與無機填料、顏料混合分散均勻,也可將硬脂酸稀釋後噴灑在無機填、顏料表面,攪拌均勻後再烘乾,除去水分。
2.高級胺鹽
屬於陽離子表面活性劑,其分子通式為RNH(伯胺)、R2NH(仲胺)、R3NH(叔胺)等。高級胺鹽的烷烴基與聚合物的分子結構相近,因此與高聚物基料有一定的相容性,分子另一端的氨基可與無機填料或顏料等粉體表面發生吸附作用。
非離子型表面活性劑對填充(或復合)體系的作用機理與各類偶聯劑相似。親水基因和親油基因分別與填料和高聚物基料發生相互作用,加強二者的聯系,從而提高體系的相容性和均勻性。二極性基團之間的柔性碳鏈起增塑潤滑作用,賦予體系韌性和流動性,使體系黏度下降,改善加工性能。如用高級脂肪酸聚氧乙烯醚類作處理劑對硅灰石粉進行的表面改性結果表明,改性後大大提高了硅灰石在PVC電纜中的填充性能。
除了上述表面活性劑外,磷酸酯也可用於無機粉體的表面處理,如單脂型磷酸酯用於滑石的表麵包覆處理,可改進滑石粉填料與高聚物(如聚丙烯)的界面親和性,改善其在有機高聚物基料中的分散狀態,並提高高聚物基料對填料的潤濕能力。
四、不飽和有機酸
不飽和有機酸作為無機填料的表面改性劑帶有一個或多個不飽和雙鍵及一個或多個羥基,碳原子數一般在10個以下。常見的不飽和有機酸是:丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸、肉桂酸、山梨酸、2-氯丙烯酸、馬來酸、醋酸乙烯、醋酸丙烯等。一般來說,酸性越強,越容易形成離子鍵,故多選用丙烯酸和甲基丙烯酸。各種有機酸可以單獨作用,也可以混合使用。
五、有機硅
有機硅是以硅氧烷鏈為憎水基,聚氧乙烯鏈、氨基、酮基或其他極性基團為親水基的一類特殊類型的表面活性劑,俗稱硅油或硅樹脂。其主要品種有聚二甲基硅氧烷、有機基改性硅氧烷及有機硅與有機化合物的共聚物等。
六、無機表面改性劑
氧化鈦、氧化鉻、氧化鐵、氧化鋁等金屬氧化物常用作沉澱法(包膜)制備雲母珠光顏料的表面改性劑;Al2O3、SiO2等常用做無機顏料的表面處理,以提高顏料的保光性、耐候性、改善著色力和遮蓋力等,如用SiO2包覆鈦白粉等。沉澱法表麵包膜工藝常用無機表面改性劑,其改性的物料(基質)一般也是無機物。
例1:雲母鐵
水解:FeCl3+3H20→Fe(OH)3+3H+
覆蓋:Fe(OH)3覆蓋在雲母的表面
焙燒:Fe(OH)3→Fe2O3+3H2O→雲母鐵
例2:雲母鈦
工業生產中常用TiOSO4,TiOSO4在水解過程中,要產生一種偏鈦酸H2TiO3的物質,沉澱覆蓋在雲母鱗片上,形成一層H2TiO3均勻的薄膜,再將覆蓋有H2TiO3薄膜的雲母進行焙燒後,結晶出的TiO2晶體(金紅石型或銳鈦礦型)薄膜,形成雲母鈦珠光顏料。其反應過程為:
水解:TiOSO4+H2O(水解)→TiO2·XH2O+H2SO4
覆蓋:TiO2·XH2O(水合TiO2)覆蓋在雲母的表面
焙燒:TiO2·XH2O→TiO2結晶→雲母鈦
工藝流程見圖4-8。
圖4-8 水解塗鈦法生產珠藝雲母粉的工藝流程
七、覆膜用樹脂塗層劑
這是利用高聚物或樹脂等對粉體表面進行「覆膜」而達到表面改性的方法。如用酚醛樹脂或呋喃樹脂等塗敷石英砂以提高精細鑄造砂的黏結性能。這種塗敷後的鑄造砂既能獲得高的熔模鑄造速度,又能保持模具和模芯生產中得到高抗卷殼和抗開裂性能;用呋喃樹脂塗敷的石英砂用於油井鑽探可提高油井產量。
塗敷改性是一種對粉體表面進行簡單處理的方法。精密鑄造用的型砂可以用樹脂對原砂表面進行覆膜改性處理。根據覆膜工藝可分為冷法和熱法兩種。
1.冷法覆膜
冷法覆膜是在室溫下進行。其方法是:先將粉狀樹脂與石英砂混勻,然後加入溶劑(如工業酒精、丙酮或糠醛),溶劑加入量根據混砂機是否封閉而定。對於封閉式混砂機,酒精用量為樹脂量的40%~50%;若混砂機不能封閉,則為70%~80%。加入溶劑後繼續混合到溶劑揮發完畢,將塗覆了樹脂膜的砂經乾燥後,破碎和過篩即得覆膜砂產品。這種方法的有機溶劑耗量大,僅用於小規模生產。
2.熱法覆膜
是將砂子加熱後進行的包敷。方法是先將石英砂加熱到140~160℃,而後與樹脂在混砂機中混勻,其中樹脂用量為石英砂用量的2%~5%。這時樹脂被熱砂熔化,包覆在砂粒表面,隨溫度降低而變粘。此時加入烏洛托品水溶劑,使烏洛托品分布在砂粒表面,並使砂急冷(烏洛托品作為催化劑可在殼模形成時使樹脂固化),再加硬脂酸鈣(防止結塊)混數秒鍾後出砂,然後粉碎、過篩、冷卻後即得覆膜砂產品。此法效果較好,適合大規模生產,但工藝控制較為復雜,並需用專門的混砂設備。精密鑄造中用作殼芯的樹脂覆膜砂配方實例見表4-4。
表4-4精密鑄造中用作殼芯的樹脂覆膜砂配方實例
❾ 生產呋喃樹脂原材料是什麼
呋喃樹脂為棕紅色、琥珀色粘稠液體,微溶於水,易溶於酯、酮等有機溶劑,是鑄造工業理想的砂(型)芯粘結劑。其特點是砂(型)芯精度好、強度高、氣味小、抗吸濕、潰散性好及砂可回收再用等優點。
由糠醛或糠醇本身進行均聚或與其它單體進行共縮聚而得到的縮聚產物,習慣上稱為呋喃樹脂。這類樹脂的品種很多,其中以糠醛苯酚樹脂、糠醛丙酮樹脂及糠醇樹脂較為重要。
(1)糠醛苯酚樹脂。糠醛可與苯酚縮聚生成二階熱固生樹脂,縮聚反應一般用鹼性催化劑。常用的鹼性催化劑有氫氧化鈉、碳酸鉀或基它鹼土金屬的氫氧化物。糠醛苯酚樹脂的主要特點是在給定的固化速度時有較長的流動時間,這一工藝性能使它適宜用作模塑料。用糠醛苯酚樹脂制備的壓塑粉特別適於壓制形狀比較復雜或較大的製品。模壓製品的耐熱性比酚醛樹脂好,使用溫度可以提高10~20℃,尺寸穩定性、電性能也較好。
(2)糠醛丙酮樹脂。糠醛與丙酮在鹼性條件下進行縮合反應形成糠酮單體繽紛可與甲醛在酸性條件下進一步縮聚,使糠酮單體分子間以次甲基鍵連接起來,形成糠醛丙酮樹脂。
(3)糠醇樹脂。糠醇在酸性條件下很容易縮聚成樹脂。一般認為,在縮聚過程中糠醇分子中的羥甲基可以與另一個分子中的α氫原子縮合,形成次甲基鍵,縮合形成的產物中仍有羥甲基,可以繼續進行縮聚反應,最終形成線型縮聚產物糠醇樹脂。
呋喃樹脂的性能及應用——未固化的呋喃樹脂與許多熱塑性和熱固性樹脂有很好的混容性能,因此可與環氧樹脂或酚醛樹脂混合來加以改性。固化後的呋喃樹脂耐強酸(強氧化性的硝酸和硫酸除外)、強鹼和有機溶劑的侵蝕,在高溫下仍很穩定。呋喃樹脂主要用作各種耐化學腐蝕和耐高濁的材料。
(1)耐化學腐蝕材料呋喃樹脂可用來制備防腐蝕的膠泥,用作化工設備襯里或其它耐腐材料。
(2)耐熱材料呋喃玻璃纖維增強復合材料的耐熱性比一般的酚醛玻璃纖維增強復合材料高,通常可在150℃左右長期使用。
(3)與環氧樹脂或酚醛樹脂混合改性將呋喃樹脂與環氧樹脂或酚醛樹脂混休整使用,可改進呋喃玻璃纖維增強復合材料的力學性能以及制備時的工藝性能。這類復合材料已廣泛用來制備化工反應器的攪拌裝置、貯槽及管道等化工設備。
❿ 生產出來的呋喃樹脂甲醛氣味太大,應該怎麼處理需要添加什麼助劑,怎麼減少游離甲醛含量.期待你的回答!!!!
必須把呋喃樹脂游離甲醛含量控制在0.3%以下,要不鑄造環境會很差!提高樹脂品質我們都有責任!一起努力。
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