1. 熱壓的酚醛樹脂的熱壓
酚醛樹脂的熱壓成形技術多受關注。由於結合劑樹脂結合劑溫度作用下處於熔融態,流動性好、易於充滿模腔各部位,因此熱壓壓力不高、一般30~60Mpa;由於成型壓力一部分消耗於模壁摩擦阻力,一部分消耗於從成型料溢出水蒸氣揮發物,定壓成型法難以保證合適壓力,因而磨具達不到固定不變密度,故生產多採用定模成型法,即固定成型料單重,由模具本身尺寸控制磨具厚度,施加壓力以使模具壓到位為准。酚醛樹脂一般為185±5℃;聚醯亞胺樹脂為235±5℃。溫度過高反應速度太快,易造成成型挫折、基體與結合劑粘結差,有時甚至使磨具產生裂紋;溫度太低壓制時間延長、生產效率低。
其硬化原理先是酚醛樹脂硬化:第一階段熱塑性樹脂與烏洛托品發生反應,生成含二亞甲基氨基橋間產物;第二階段這些產物繼續與樹脂分子反應,生成龐大網狀結構熱固性樹脂,並分解出氨。硬化過程,烏洛托品不僅與熱塑性酚醛作用,而且與游離酚作用生成熱固性樹脂。此過程不要求任何催化劑,加熱到一定溫度即可進行。隨後聚醯亞胺硬化,它是一個不加硬化劑聚合過程,其聚合過程亦分兩步:第一步聚醯亞胺預聚物低溫下熔化,第二步將預聚物較高溫度下環化成不熔性聚醯亞胺。樹脂結合劑磨具有兩種硬化方法,一次硬化法二次硬化法,磨具熱壓機上加熱硬化30~40分鍾即成為成品稱為一次硬化法;它適用於小、薄及異形砂輪。
為得到硬化完全產品,一些大規模、厚度大砂輪,雖熱壓機上進行了初步硬化,但仍需電烘箱內進行二次補充硬化,方法這種稱為二次硬化。需掌握「最高硬化溫度」,酚醛樹脂結合劑磨具最高硬化溫度180~190℃范圍為佳,低於170℃硬化不完全、化學穩定性差,高於200℃將損害磨具機械性能,使磨具強度、硬度及耐水性下降。聚醯亞胺樹脂結合劑金剛石磨具硬化,需要高溫下生成環化聚醯亞胺鏈,以增加分子剛度、變為不熔塑料。故其硬化溫度較高、可達230℃,溫度太低環化反應不易進行、製品強度低。升溫速度重要,與結合劑種類、熱壓機上硬化時間、磨具形狀、粒度等諸因素有關。熱塑性酚醛樹脂聚合溫度為100℃,而聚醯亞胺預聚溫度更高,前者可100℃前自由升溫、後者180℃前自由升溫。前者140℃後與硬化劑有固化反應,後者為180℃後預聚合、故均應慢速升溫。熱壓機上硬化時間較長磨具,揮發物已基本排出,可快速升溫;反之二次硬化應慢速升溫;磨具開頭復雜、粒度細應採取慢速升溫,反之則可快速升溫。
保溫時間與最高硬化溫度有關,硬化溫度高、時間可短,反之則長,酚醛樹脂磨具180℃保溫2~3小時即可,聚醯亞胺樹脂磨具一般需230℃保溫4~5小時。
2. 酚醛樹脂的未來發展
新酚醛樹脂抄為高分子化合物,是由苯酚和芳烷基醚通過縮合反應而產生的。新酚醛樹脂具有良好力學性能、耐熱性能,廣泛應用於金剛石製品、砂輪片製造等行業.新酚醛樹脂粘結力強,化學穩定性好,耐熱性高,硬化時收縮小,製品尺寸穩定。粘結強度比酚醛樹脂提高20%以上,耐熱性提高100℃以上。新酚醛樹脂製品可在250℃下長期使用,製品耐濕耐鹼。
新酚醛樹脂可做為金剛石砂輪的結合劑,使用方法為: 新酚醛樹脂與酚醛樹脂按1 :3混合使用,不僅提高了酚醛樹脂的強度,還提高了耐熱性和磨削比。如單獨使用新酚醛樹脂,砂輪的壽命是酚醛樹脂8倍,在生產工藝上比酚醛樹脂製品強度高出約30%,磨削效果也有提高。
3. 改性酚醛樹脂的意義
耐火材料專用酚醛樹脂現狀
為了環保和改善一線員工的工作環境,很多耐火材料企業都開版始使用改性環保權酚醛樹脂來作為結合劑,有需求就有了市場,有市場就有了競爭,有競爭就會出現很多企業和很多參差不齊的產品,有的以次充好,有的技術不達標,形成了一種以成交為目的的惡性競爭。面對這樣的一種形勢,耐火材料專用樹脂企業都岌岌可危。
改性酚醛樹脂前景
可以說,改性酚醛樹脂在耐火材料特別是定性製品上的應用具有廣闊的前景。鑒於酚醛樹脂的諸多優良特性,用作耐熱材料的新型酚醛樹脂的研究具有很大的實際意義。耐火材料酚醛樹脂系列產品也具有殘碳率高、成型性能好、氣孔率低、常溫抗壓高溫抗折強度高等特點。可是隨著工業不斷發展,普通酚醛樹脂耐熱性有限,同時與聚苯、聚苯並咪唑、聚苯並噻唑、聚醯亞胺等芳香族和雜環聚合物相比,相同溫度下酚醛樹脂的熱失重較大且高溫殘炭率較低,這是由聚合物的化學結構所決定的。所以為了提高含炭耐火材料對結合劑的要求,以提高樹脂的熱分解溫度、抗氧化性能和殘炭率為主要目標,滿足耐火材料適應某些特殊要求的基本應用。
4. 誰知道 酚醛樹脂 具體是怎麼做成的
一、酚醛樹脂
酚醛樹脂是由苯酚和甲醛在酸、鹼觸媒作用下合成的。由於工藝不同可以製成液體酚醛樹脂和粉狀酚醛樹脂兩種。
1、製造酚醛樹脂的原材料
(1)苯酚
苯酚又稱石炭酸,純白無色針狀晶體,在空氣中可氧化成淺粉色。
分子式
C6H5OH
分子量
94.11
比重
1.0545g/cm3
熔點
40.8℃
沸點
182℃
苯酚能溶於熱水,溶於酒精,鹼等。有弱酸性,易滲入皮膚,引起過敏現象。將2%左右的苯酚肥皂水溶液用於消毒,醫用名稱「來蘇兒」。
表1 製造酚醛樹脂用的苯酚的技術條件
名稱
苯酚(又名石炭酸)
分子式
C6H5OH
外觀
有特殊氣味的無色結晶,在空氣中顯粉紅色
酸鹼性
呈弱酸性
含量要求
苯酚含量96%
(2)甲醛
甲醛為無色氣體,用於製造酚醛樹脂的是甲醛的水溶液。
甲醛分子式
HCHO
分子量
30.03
氣體比重
1.067 即比空氣略重
液體比重
(-20℃)0.815
熔點
-92℃
沸點
-21℃
甲醛溶於水和酒精,40%的水溶液醫學上稱 「福爾馬林」,做防腐劑使用。長期存放的甲醛易聚合沉澱出白色塊狀物,加入8-12%的甲醇(CH3OH)可防聚合。甲醛具有強烈的刺激性氣味,能刺激眼睛和呼吸道粘膜,並引起皮膚過敏現象。甲醛的技術條件見表2
表2 甲醛的技術條件
名稱
甲醛(水溶液)
分子式
HCHO
分子量
30.03
溶解性
能溶於水,最大濃度可達50%
使用要求
甲醛含量 >34%,沉澱物<1%
(3)催化劑
① 鹼性催化劑 氫氧化鈉、氫氧化鋇、氫氧化銨等都可以做合成酚醛樹脂的催化劑生成液體酚醛樹脂。
磨料磨具行業用的液體酚醛樹脂通常是用氫氧化銨作催化劑,因氫氧化銨屬於弱鹼性。對不耐鹼地酚醛樹脂影響不大。殘留部分在硬化加熱時大部分揮發掉了,所以用氫氧化銨作催化劑的酚醛樹脂具有較高的強度,耐水性較好。氫氧化鋇也是較好的催化劑;而氫氧化鈉是一種強鹼,殘留在磨具的結合劑中對磨具有破壞作用,因此在磨具製造中很少使用氫氧化鈉作催化劑的酚醛樹脂。
苯酚與甲醛生成樹脂的反應速度隨催化劑的用量增多而加快,但是反應太快則不易控制,通常氫氧化銨的水溶液用量為苯酚的3-6%。
作為催化劑的氫氧化銨含量不小於17%,比重為0.88-0.92 g/cm3。
②酸性催化劑 生產粉狀的酚醛樹脂通常使用鹽酸作催化劑。鹽酸是氯化氫的水溶液。工業鹽酸的氯化氫含量為25-40%,比重為1.12-1.20。用量以苯酚為100%計,鹽酸加入量,以純HCl計為0.1-0.3%。殘留在樹脂中的鹽酸在硬化加熱過程中幾乎全部揮發掉,對樹脂性能沒有明顯影響。