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1、酚醛樹脂在砂輪行業(yè)的應(yīng)用濟(jì)南圣泉集團(tuán)酚醛樹脂研究所姜廣鋒題目關(guān)鍵詞酚醛樹脂砂輪提綱第一部分:酚醛樹脂介紹1、酚醛樹脂的特點(diǎn)、分類以及應(yīng)用領(lǐng)域2、酚醛樹脂的原料、合成反應(yīng)及固化3、酚醛樹脂改進(jìn)及發(fā)展方向第二部分:酚醛樹脂在砂輪方面的應(yīng)用情況1、砂輪簡(jiǎn)介2、砂輪用酚醛樹脂簡(jiǎn)介第三部分:如何正確的選擇使用酚醛樹脂第四部分:砂輪用酚醛樹脂分類介紹第一部分酚醛樹脂介紹酚醛樹脂的歷史1905~1907年,酚醛樹脂創(chuàng)始人美國(guó)科學(xué)家巴克蘭(Baekeland)對(duì)酚醛樹脂進(jìn)行了系統(tǒng)而廣泛的研究,于1909年提出了關(guān)于酚醛樹脂“加壓、加熱”固化的專利,實(shí)現(xiàn)了酚
2、醛樹脂的實(shí)用化。后來(lái)將此年定為酚醛樹脂元年(或合成高分子元年)。認(rèn)識(shí)酚醛樹脂酚醛樹脂的特點(diǎn)原料價(jià)格便宜,生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單而成熟,成型加工容易;粘結(jié)強(qiáng)度高,能與各種有機(jī)和無(wú)機(jī)填料相容粘合的;耐熱、耐燃,可自滅,電絕緣性能好,但耐電弧性差;化學(xué)穩(wěn)定性好,耐酸性強(qiáng),但不耐堿;具有低煙低毒的優(yōu)勢(shì)。適用于公共運(yùn)輸和安全要求非常嚴(yán)格的領(lǐng)域;需要熱處理,提高固化樹脂的玻璃化溫度,進(jìn)一步改善樹脂的各項(xiàng)性能。酚醛樹脂的分類高鄰位酚醛樹脂在弱酸條件下,(PH=4-6),過(guò)量的苯酚和甲醛在二價(jià)金屬鹽的催化下,通過(guò)二價(jià)金屬鹽和苯酚、甲醛的螯合作用反應(yīng)生成的高鄰位樹脂。
3、其中二價(jià)金屬鹽有,Zn、Mg、Cd、Cu、Co、Ni,最好是醋酸鹽。特殊類型的酚醛樹脂Xylok樹脂開環(huán)聚合酚醛樹脂(聚苯并噁嗪樹脂)改性的酚醛樹脂環(huán)氧樹脂稀丙基、氰酸基化合物木質(zhì)素丹寧酸桐油腰果殼油三聚氰胺尿素PVA,PVB間苯二酚等等摩擦材料耐火材料樹脂覆膜砂磨料磨具電木粉電工電子及層壓制品絕緣保溫工業(yè)過(guò)濾產(chǎn)品航空航天酚醛樹脂的應(yīng)用領(lǐng)域各應(yīng)用領(lǐng)域的分布情況(2007)項(xiàng)目消費(fèi)量(萬(wàn)噸)比重酚醛模塑料10.618.66%木材粘結(jié)劑9.116.02%絕緣層壓及電子材料8.815.49%磨料磨具8.715.32%耐火材料5.810.21%酚醛
4、泡沫及絕熱材料5.59.68%摩擦材料3.56.16%鑄造材料2.74.75%其他2.13.70%合計(jì)56.8100%酚醛樹脂的合成原料原料名稱分子式分子量外觀苯酚C6H50H94.11無(wú)色或白色結(jié)晶混甲酚CH3C6H4OH108.1無(wú)色或棕色透明液體間甲酚CH3C6H4OH108.1無(wú)色或黃色液體甲醛CH2O30.03水溶液為乳白色液體糠醛C5H4O296.08無(wú)色或褐色油狀液體多聚甲醛CN2O白色結(jié)晶粉末催化劑催化劑樹脂類型酚/醛摩爾比酚醛外觀產(chǎn)品穩(wěn)定性官能團(tuán)固化形式堿熱固性≥1<2≤3液、固、溶液有期限羥甲基,苯酚酸,堿,加熱酸熱塑性
5、<121.49-1.72固體穩(wěn)定苯酚六次堿金屬熱塑或熱固≥1高鄰位高鄰位液、固體液體有期限,固體穩(wěn)定羥甲基,苯酚同熱塑和熱固酶假熱塑無(wú)醛--固體穩(wěn)定苯酚樹脂轉(zhuǎn)化固化劑及固化促進(jìn)劑名稱分子式分子量外觀六亞甲基四胺(烏洛托品)(CH2)6NH4140.9無(wú)色結(jié)晶對(duì)甲苯磺酰氯CH3C6H4SO2CL190無(wú)色結(jié)晶苯磺酰氯C6H5SO2CL176無(wú)色油狀液體酚醛樹脂合成反應(yīng)酚醛樹脂的合成反應(yīng)分為兩步,首先是苯酚與甲醛的加成反應(yīng)::酚醛樹脂的縮合及縮聚反應(yīng)縮合及縮聚反應(yīng),隨反應(yīng)條件的不同,可以發(fā)生在羥甲基苯酚與苯酚分子之間,也可發(fā)生在各個(gè)羥甲基苯酚分
6、子之間:酚醛樹脂的固化酚醛樹脂的固化就是使其轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的過(guò)程,表現(xiàn)出凝膠化和完全固化的兩個(gè)階段,這一轉(zhuǎn)變不僅是化學(xué)過(guò)程,也是一個(gè)很重要物理過(guò)程。酚醛樹脂只有在固化形成交聯(lián)網(wǎng)狀(或稱體型)結(jié)構(gòu)之后才具有優(yōu)良的性能,包括力學(xué)性能、電絕緣性能、化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性等。熱塑性酚醛樹脂的固化熱塑性樹脂交聯(lián)固化,最常用的固化劑是六亞甲基四胺(烏洛托品),其他還可用多聚甲醛、熱固性酚醛樹脂等。熱固性樹脂的固化熱固性酚醛樹脂可以在加熱條件下固化,也可以在酸性條件下固化。在低于170℃時(shí),主要是酚核上的羥甲基與其他酚核上的鄰位或?qū)ξ坏幕顫姎浞磻?yīng),失去一分
7、子水,生成次甲基鍵。但在低于160℃時(shí)羥甲基間容易出現(xiàn)縮合反應(yīng),生產(chǎn)醚鍵。高于160℃,醚鍵斷裂,生成次甲基鍵,并釋放甲醛。酚醛樹脂的改進(jìn)為什么改進(jìn)?酚醛樹脂的缺點(diǎn):1、結(jié)構(gòu)中的酚羥基和亞甲基易氧化,耐熱性和耐氧化性受到影響,同時(shí)由于酚羥基容易吸水,從而影響制品的耐候性和耐堿性;2、固化過(guò)程中常伴以低分子化合物放出,成型中需高溫、高壓,產(chǎn)品脆性大,氣孔率高。3、固化后顏色易變深,不能生產(chǎn)色洋鮮艷的制品4、固化過(guò)程中存在有害氣體揮發(fā),對(duì)人體和環(huán)境有一定的危害。改進(jìn)酚醛樹脂耐熱性一般酚醛樹脂在200℃以下能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定使用,但超過(guò)200℃,便發(fā)生
8、氧化反應(yīng),從340-360℃起進(jìn)入熱分解階段,并隨著溫度的升高,到600℃~900℃,逐漸發(fā)生碳化,產(chǎn)生并釋放CO、CO2、H2O和苯酚等物質(zhì)。改進(jìn)酚醛耐熱性的方法,包括物理和化