Fenol formaldehit reçinesi - Phenol formaldehyde resin - Wikipedia

Fenol formaldehit reçinesi
Bakalitin Yapısı
Tanımlayıcılar
ChemSpider
  • Yok
ECHA Bilgi Kartı100.105.516 Bunu Vikiveri'de düzenleyin
Aksi belirtilmedikçe, veriler kendi içlerindeki malzemeler için verilmiştir. standart durum (25 ° C'de [77 ° F], 100 kPa).
Bilgi kutusu referansları

Fenol formaldehit reçineleri (PF) veya fenolik reçineler reaksiyonu ile elde edilen sentetik polimerlerdir fenol veya ikame edilmiş fenol formaldehit. Temel olarak kullanılır Bakalit PF'ler ilk ticari sentetik reçinelerdi (plastikler). Aşağıdakiler dahil kalıplanmış ürünlerin üretimi için yaygın olarak kullanılmaktadırlar. bilardo toplar, laboratuvar tezgahı ve kaplama olarak ve yapıştırıcılar. Bir zamanlar üretimi için kullanılan birincil malzemelerdi. devre kartları ama büyük ölçüde ile değiştirildi epoksi reçineler ve fiberglas ateşe dayanıklı kumaş FR-4 devre kartı malzemeleri.

İki ana üretim yöntemi vardır. Biri fenol ve formaldehiti doğrudan reaksiyona sokarak ısıyla sertleşen ağ polimeri Diğeri ise formaldehitin bir ön polimer üretmesini kısıtlarken yanardağ bu kalıplanabilir ve daha sonra daha fazla formaldehit ve ısı ilavesiyle sertleştirilebilir.[1][2] Özel amaçlar için çok çeşitli reçineler üretmek için kullanılan hem üretim hem de girdi malzemelerinde birçok varyasyon vardır.

Oluşum ve yapı

Fenol-formaldehit reçineleri, bir grup olarak, bir aşamalı büyüme polimerizasyonu her ikisi de olabilir reaksiyon asit - veya temel -katalize. Formaldehit ağırlıklı olarak çözelti içinde metilen glikolün dinamik bir dengesi olarak bulunduğundan oligomerler konsantrasyonu reaktif formaldehitin formu sıcaklığa ve pH'a bağlıdır.

Fenol, formaldehit ile reaksiyona girer. orto ve para halkaya 3 birime kadar formaldehidin bağlanmasına izin veren alanlar (siteler 2, 4 ve 6). Her durumda ilk reaksiyon, bir hidroksimetil fenol oluşumunu içerir:

HOC6H5 + CH2O → HOC6H4CH2OH

Hidroksimetil grubu, başka bir serbest orto veya para bölgesi veya başka bir hidroksimetil grubu ile reaksiyona girebilir. İlk tepki bir metilen köprüsü ve ikincisi bir eter köprü:

HOC6H4CH2OH + HOC6H5 → (HOC6H4)2CH2 + H2Ö
2 HOC6H4CH2OH → (HOC6H4CH2)2O + H2Ö

Difenol (HOC6H4)2CH2 (bazen "dimer" olarak adlandırılır) denir bisfenol F üretiminde önemli bir monomer olan epoksi reçineler. Bisfenol-F ayrıca tri- ve tetra ve daha yüksek fenol oligomerleri oluşturarak bağlanabilir.

Novolac'lar

Bir segmenti Novolak, kresol alt birimlerinin baskınlığını ve varlığını gösteren çapraz bağlama.

Novolaklar (veya novolaklar), formaldehit / fenol mol oranı birden az olan fenol-formaldehit reçineleridir. Fenolün yerine genellikle kresollerden (metilfenoller) üretilirler. Polimerizasyon, aşağıdaki gibi asit katalizi kullanılarak tamamlanır. sülfürik asit, oksalik asit, hidroklorik asit ve nadiren sülfonik asitler.[3] Fenolik birimler esas olarak metilen ve / veya eter grupları ile bağlanır. Moleküler ağırlıklar, yaklaşık 10-20 fenol birimine karşılık gelen düşük binlerdedir. Elde edilen polimer termoplastiktir ve bir kürleme maddesi veya sertleştirici gerektirir. termoset.

Hekzametilentetramin crosslink novolac'a eklenen bir sertleştiricidir. 90 ° C'nin üzerindeki bir sıcaklıkta metilen ve dimetilen amino köprüleri oluşturur.

Novolacs'ın lastik olarak birden fazla kullanımı var yapışkan, yüksek sıcaklık reçine, karbon bağlı refrakterler için bağlayıcı, karbon frenler, fotorezistler ve kürleme ajanı olarak epoksi reçineler.

Resoles

Baz katalizli fenol-formaldehit reçineleri, birden büyük (genellikle yaklaşık 1.5) bir formaldehit / fenol oranı ile yapılır. Bu reçinelere rezol adı verilir. Oluşacak reçineye göre istenilen miktarda fenol, formaldehit, su ve katalizör karıştırılarak ısıtılır. Reaksiyonun ilk bölümü, yaklaşık 70 ° C'de, hidroksimetil ve benzilik eter grupları açısından zengin, kalın kırmızımsı kahverengi yapışkan bir malzeme oluşturur.

Baz katalizli reaksiyonun hızı başlangıçta artar pH ve yaklaşık pH = 10'da maksimuma ulaşır. Reaktif tür, fenoksit anyondur (C6H5Ö−) fenolün deprotonasyonu ile oluşur. Negatif yük yerelleştirilmiş üzerinde aromatik halka, daha sonra formaldehit ile reaksiyona giren 2, 4 ve 6 bölgelerini aktive eder.

Olmak termosetler hidroksimetil fenoller, su moleküllerinin ortadan kaldırılması yoluyla metilen ve metil eter köprüleri oluşturmak için yaklaşık 120 ° C'ye ısıtıldığında çapraz bağlanacaktır. Bu noktada reçine, polimerize fenolik reçinelerin tipik özelliği olan 3 boyutlu bir ağdır. Yüksek çapraz bağlanma, bu tür fenolik reçineye sertliğini, iyi termal kararlılığını ve kimyasal geçirimsizliğini verir. Rezollere "iki adımlı" bir reçine olan novolaclardan farklı olarak çapraz bağlayıcı olmadan kürlendikleri için "tek adımlı" reçineler adı verilir.

Rezoller, yapı malzemelerini yapıştırmak ve yapıştırmak için yaygın olarak kullanılan başlıca polimerik reçine malzemeleridir. Dış mekan kontrplak, yönlendirilmiş şerit tahtaları (OSB), tasarlanmış lamine kompozit kereste (LCL) tipik uygulamalardır.

Çapraz bağlama ve formaldehit / fenol oranı

Formaldehit: fenolün molar oranı bire ulaştığında, teoride her fenol metilen köprüleri yoluyla birbirine bağlanır, tek bir molekül oluşturur ve sistem tamamen çapraz bağlanır. Bu nedenle novolakların (F: P <1) bir çapraz bağlama ajanı eklenmeden sertleşmemesi ve F: P> 1 formülüne sahip reçinelerin katılmasının nedeni budur.

Başvurular

Fenolik reçineler sayısız endüstriyel üründe bulunur. Fenolik laminatlar kağıt gibi bir temel malzemenin bir veya daha fazla katmanının emprenye edilmesiyle yapılır, fiberglas veya fenolik reçineli pamuk ve reçineyle doymuş temel malzemenin ısı ve basınç altında lamine edilmesi. Reçine tamamen polimerleşir (kürler) bu işlem sırasında termoset polimer matrisi. Temel malzeme seçimi, bitmiş ürünün amaçlanan uygulamasına bağlıdır. Kağıt fenolikler, delikli panolar gibi elektrikli bileşenlerin üretiminde, ev tipi laminatlarda ve kağıt kompozit paneller. Cam fenolikler özellikle yüksek hızda kullanım için çok uygundur rulman Market. Yoğunluk kontrolü için fenolik mikro balonlar kullanılır. Normal (organik) fren balataları, fren pabuçları ve debriyaj disklerindeki bağlayıcı madde fenolik reçinedir. Sentetik reçine bağlı kağıt Fenolik reçine ve kağıttan yapılmış, tezgah yapımında kullanılır. Fenolik reçinelerin bir diğer kullanımı da Trabant otomobillerinde kullanılan Duroplast yapımıdır.

Fenolik reçineler ayrıca yaygın olarak bilinen dış kontrplak yapmak için kullanılır. hava ve kaynamaya dayanıklı (WBP) kontrplak çünkü fenolik reçinelerin erime noktası yoktur, ancak 220 ° C (428 ° F) ve üzeri sıcaklık bölgesinde yalnızca bir ayrışma noktası vardır.

Fenolik reçine, bir bağlayıcı içinde hoparlör sürücü yapılmış süspansiyon bileşenleri kumaş.

Daha yüksek son bilardo topları daha ucuz setlerde kullanılan polyesterlerin aksine fenolik reçinelerden yapılmıştır.

Bazen insanlar elyaf takviyeli fenolik reçine parçalarını seçer çünkü termal Genleşme katsayısı Erken bilgisayar sistemlerinde olduğu gibi, bir sistemin diğer parçaları için kullanılan alüminyumunkiyle yakından eşleşir[4]ve Duramold.

Hollandalı resim sahtekar Han van Meegeren Yüzyıllar boyunca boyanın kurumasını taklit etmek için bitmiş tuvali pişirmeden önce yağlı boyalarıyla fenol formaldehit karıştırdı.

Ticari isimler

Tufnol (Novotext) plakası
  • Bakalit başlangıçta fenolik reçineden yapılmıştır ve odun unu.
  • Novotext rastgele yönlendirilmiş lifler kullanan, pamuk lifiyle güçlendirilmiş fenoliktir.
  • Vaha Floral Foam, "suyu kolayca emen ve çiçek aranjmanları için temel olarak kullanılan açık hücreli bir fenolik köpüktür."[5]
  • Paxolin uzun süredir temel malzeme olarak kullanılan reçine bağlı kağıt ürünüdür. baskılı devre kartı birçok uygulamada yerini fiberglas kompozitlere bırakmasına rağmen.
  • Tufnol fenolik reçine ile ıslatılmış ve ısı altında preslenmiş kağıt veya kumaş katmanlarından yapılmış, tabaka ve çubuklar halinde bulunan lamine bir plastiktir. Yağlara ve çözücülere karşı yüksek direnci, onu birçok mühendislik uygulaması için uygun hale getirmiştir.[6]
  • Ebonol yerine kullanılmak üzere tasarlanmış kağıt dolgulu fenolik reçinedir. abanoz odun telli ve nefesli aletler.

Biyolojik bozunma

Fenol-formaldehit, beyaz çürüklük mantarı tarafından parçalanır Phanerochaete krisosporium.[7]

Ayrıca bakınız

Referanslar

  1. ^ A. Gardziella, L.A. Pilato, A. Knop, Fenolik Reçineler: Kimya, Uygulamalar, Standardizasyon, Güvenlik ve Ekoloji, 2. baskı, Springer, 2000
  2. ^ Wolfgang Hesse "Fenolik Reçineler" Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2002, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002 / 14356007.a19_371.
  3. ^ Ralph Dammel (1993). "Novolaks'ın Temel Kimyası". Diazonaftokinon bazlı Dirençler. Int. Soc. Optik Mühendisliği. ISBN  9780819410191.
  4. ^ J. G. Ferguson, W. E. Grutzner, D. C. Koehler, R. S. Skinner, M. T. Skubiak ve D. H. Wetherell."1 Numaralı ESS Aparatı ve Ekipmanı" Bell Sistemi Teknik Dergisi. 1964. S. 2417.
  5. ^ "Smithers Oasis Kaynak Merkezi". Arşivlenen orijinal 7 Nisan 2008'de. Alındı 21 Ekim 2010.
  6. ^ Godwin, R. (Nisan 2015). "Tufnol nedir?". ahistoryoftufnol.org.
  7. ^ Gusse AC; Miller PD; Volk TJ (Temmuz 2006). "Beyaz çürüklük mantarları, fenolik reçinenin ilk biyolojik bozunmasını gösterir". Çevre Bilimi ve Teknolojisi. 40 (13): 4196–9. doi:10.1021 / es060408h. PMID  16856735.