Карбамидоформальдегидные и фенолоформальдегидные смолы

Фенолоформальдегидные смолы

Процесс получения фенолоформальдегидных смол - реакция поликонденсации фенола (C6H5OH)  с формальдегидом (CH2O) .

x (C6H5OH) + x (CH2O) -> смола + H2O

Фенол (оксибензол) при обычной температуре плохо растворяется в воде, но очень хорошо в щелочах, образуя феноляты. Промышленное получение фенола основано на синтезе его из бензола.

Формальдегид CH2O – газ с резким удушливым запахом, впервые синтезирован русским учёным А. М. Бутлеровым. В отличие от фенола, формальдегид   хорошо растворяется в воде, а его 40%-ный водный раствор называется формалином.

Процесс получения фенолоформальдегидных смол можно представить следующей схемой:

Подготовка сырья и загрузка в варочный котёл -> варка смолы -> сушка смолы -> слив смолы

Сырьевые материалы – фенол и формалин, а также небольшое количество катализаторов  насосами закачивают в вакуум-варочный котёл, где в результате поликонденсации образуется эмульсия, состоящая из смолы, надсмольной воды и остатков не прореагировавших фенола и формальдегида. Иногда процесс на этой стадии прекращают и полученную эмульсию применяют для изготовления водостойкого клея или для приготовления пресс-порошков. Обычно же процесс заканчивается получением чистой смолы, для чего после разделения эмульсии на два слоя верхний (водный) сливают, а нижний (смоляной) обезвоживают сушкой в том же котле под вакуумом. Смолу сливают из котла на металлические противни, где она отверждается.

В зависимости от соотношения фенола и формальдегида в составе сырьевой смеси и от характера катализатора (кислый или щелочной) получают различные виды фенолоформальдегидных смол. Избыток фенола и конденсация в кислой среде дают термопластичные смолы, с линейным строением  молекул. Такие фенолофоральдегидные смолы называют новолачными. При избытке формальдегида и конденсации в щелочной среде (катализатор – аммиак NH3 или едкий натр NaOH) получаются фенолоспирты, переходящие затем в метилольные производные полифенолов, способные при дальнейшей поликонденсации образовывать молекулы с сетчатой (трёхмерной) структурой. Эти смолы называю термореактивными, или резольными.

Поликонденсацию резольных смол подразделяют на три стадии – А, Б, С.

А – первая стадия поликонденсации фенола с формальдегидом – даёт низкомолекулярные фенолоспирты. Смолы, полученные на этом этапе называю резолами. Резолы хорошо растворяются в органических растворителях (спирт, ацетон, бензин и т.д.).

Если процесс поликонденсации продолжается (стадии Б и С), то дальнейшее нагревание резолов приводит к тому, что они становятся неплавкими и нерастворимыми.

Резольную смолу стадии В – резитол, С – резит.

Резитол не плавится при нагреве, в органических растворителях не растворяется, а только набухает. 

Резит, при нагреве, не размягчается и не плавится, не растворяется и не набухает в органических растворителях.

Резит конечный продукт процесса отвержения термореактивных фенолоформальдегидных смол.

Фенолоформальдегидные смолы в твёрдом состоянии – хрупкие стеклообразные массы янтарного цвета. Новолачные фенолоформальдегидные смолы в твёрдом состоянии более пластичны с меньшей твёрдостью и теплостойкостью, чем резольные.

Физико-механические свойства термореактивных смол

Смола

Плотность, г/см3

Теплостойкость по Мартенсу,°C

Электрическая прочность , кВ/мм, МВ/м

Предел прочности, кгс/см2 (МПа), при

Удельная ударная вязкость кгс·см/см2, Дж/м2

Удлинение, %

Растяжении

сжатии

изгибе

Фенолоформальдегидные резольные

1,28

80―110

10―20

250―500 (25―50)

700―1500 (70―150)

400―1000

2―6

0,8―1,5

Мочевиноформальдегидные

1,45

70―100

12―16

120―500 (12―50)

800―1100 (80―110)

300―600 (30―60)

0,6―0,7

 

 

Пластмассы на основе фенолоформальдегидных смол называются фенопластами и подразделяются на литые и прессовочные. Литые фенопласты получают из отверженных и наполненных резитов (карболиты, бакелит и неолейкорит). Прессовочные фенопласты – получают из фенолоформальдегидных смол с наполнителями, прессованием.

Фенолоформальдегидные смолы широко применяют для производства пластмасс, синтетических клеёв и лаков.

Карбамидоформальдегидные (мочевиноформальдегидные) смолы

Мочевиноформальдегидная смола – получают поликонденсацией мочевины и формальдегида. Мочевина (карбамид) CO(NH2)2– органическое соединение, полный амид угольной кислоты, кристаллическое вещество, растворимое в воде.

Поликонденсация мочевины и формальдегида протекает в три стадии – А, В и С – аналогично соответствующим процессам в резольных фенолоформальдегидных смолах. На первой стадии процесса поликонденсации образуется диметилолмочевина - CO(NHCH2OH)2 – бесцветная водорастворимая жидкость.

Во второй стадии В – вследствие дальнейшей поликонденсации смола теряет способность растворяться в воде. На стадиях поликонденсации А и В образуются смолы с линейным строением молекул. На этих стадиях и прерывается процесс получения мочевиноформальдегидных смол.

При дальнейшем нагревании смол проходит третья стадия поликонденсации – С, макромолекулы смолы приобретают сетчатые пространственные структуры и смола переходит в неплавкое, нерастворимое состояние подобно термореактивным фенолоформальдегидным смолам. Этот третий этап поликонденсации мочевиноформальдегидных смол обычно совмещается с процессом изготовления их них изделий, например, путём горячего прессования.

При получении мочевиноформальдегидных смол поликонденсацию проводят в щелочной среде, в условиях в которых образуется смола с высокими механическими свойствами.

Преимущества мочевиноформальдегидных смол – отсутствие запаха и цвета, светостойкость, способность окрашиваться в различные цвета при введении в их состав красителей. Стоимость их ниже стоимости фенолоформальдегидных смол, однако, в сравнении с последними, они мене водостойки, имеют меньшую химическую стойкость и повышенную хрупкость. Свойства этих смол приведены в таблице.

последние комментарии

  • Гостевая книга
    • Добрый день! Лично исследовали пеноизол отлитый в алюминиевые сендвич панели советских времен в начале ...

      Подробнее...

       
    • Доброго времени суток!очень полезная информация ,осталось не понятным только срок службы материала ...

      Подробнее...

       
    • Хотел бы поблагодарить сотрудников этой компании за вдумчивый и профессиональны й подход к своей ...

      Подробнее...

Статьи

  • Плюсы и минусы пеноизола
    Пеноизол, он же карбамидный пенопласт, получают путём вспенивания и последующей полимеризации карбамидной смолы.
  • Назначение и виды утеплителей
    Вы вольны не утеплять дом только в одном случае, если построен он из утеплителя.
  • Теплоизоляция
    "Мужчина должен посадить дерево, построить дом и вырастить сына» утверждает народная мудрость. Построить не просто дом, а современный дом – задача достаточно непростая."
  • Преимущества пеноизола
    Энергоэффективность Шумоизоляция Не горючесть Не токсичность Дышит
  • Утепление наружных стен
    Утепление наружных стен Решили снизить затраты на отопление, составляющие 3/4 всех расходов по обслуживанию дома - значит пора провести работы по утеплению здания и замене окон. Это особенно актуально для старых холодных домов, коттеджей и тех зданий, фасад которых никогда не утеплялся.
  • Мостики холода.
    Мостики холода. Утепление кровли. Теплоизоляция подвальных помещений.
  • Пеноизол в вопросах и ответах
    Пеноизол в вопросах и ответах · Сколько тепла теряет дом через стены, окна и двери? Как бороться с этими потерями?
  • Энергоэффективный дом
    Энергоэффективный дом. Сложно коррелировать между собой уровни энергопотребления Европы, отапливаемой Гольфстримом, с Российскими Сибирью и Заполярьем, обогреваемыми зимой только северным сиянием.
  • Вся правда о формальдегиде
     Пеноизол, дешёвый утеплитель, одинаково подходит как для утепления стен и потолков строящегося дома так и для повышения энергоэффекивности старинных сооружений.
  • Свойства и характеристики пеноизола
  • Шум - враг коварный и незримый
    Вредного много нам в уши идёт. Лукреций Кар (I век до н. э.) Долгое время человек жалуется на недомогание. Симптомы – головная боль, головокружение, тошнота, чрезмерная раздражительность. Врач в затруднении – результаты обследования говорят об отсутствии явных отклонений в организме. В чём же дело? И, пожалуй, лишь жалоба на временное снижение слуха помогает установить: у пациента шумовая болезнь – результат постоянной работы в шумных условиях…
  • Утепление пеноизолом
    Заливка пеноизола под давлением в полости кирпичных стен. В этом случае проводились работы по восстановлению деградировавшей теплоизоляции коттеджа.
  • Производство без шума
    Шум – невидимое но от этого не менее вредное загрязнение окружающей среды.
  • Новые технологии утепления домов
    Старые дома, как правило, имеют небольшой слой теплоизоляции или не имеют его вообще. Это влечет за собой большие счета за отопление зимой и кондиционирование летом. При этом общее состояние здания и небольшой износ позволяют эксплуатировать его ещё многие десятилетия. Выход из ситуации один, подобрать приемлемый вариант эффективной теплоизоляции дома.
  • Испытания и сертификаты