《绝缘树脂》PPT课件

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1、高分子绝缘材料第二章绝缘用树脂本章主要内容酚醛树脂三聚氰胺树脂聚酯树脂环氧树脂聚酰亚胺树脂二苯醚树脂有机硅树脂有机氟树脂绝缘用树脂简介用丝绸、棉纱、棉布虫胶、琥珀等天然树脂与植物油、沥青进行浸渍提高耐水性对天然材料改性经硫化的天然橡胶硝酸纤维素醋酸纤维素云母制品油纸绝缘结构合成树脂绝缘用树脂分类酚醛树脂绝缘用合成树脂环氧树脂聚酯树脂二苯醚树脂聚酰亚胺有机硅树脂氟树脂三聚氰胺甲醛树脂其它树脂一、酚醛树脂到1902年由苯酚与甲醛经缩聚反应第一次制得溶于酒精的树脂溶液，开始取代虫胶制成绝缘材料。——是以酚类与醛类为原料，在催化剂存在下缩聚而得的一类树脂的统称。1872年拜尔发现酚醛树脂的优

2、点1原材料来源丰富，工艺简单，成本低2具有较好的力学性能、电绝缘性能和热稳定性3酚醛树脂的产量占热固性树脂首位4电气绝缘材料生产中应用最多的一种树脂原材料酚和醛酚：苯酚、甲酚、二甲酚、间苯二酚醛：甲醛、糠醛、丙烯醛苯酚外观熔点溶解性溶解性纯苯酚为无色针状晶体熔点为40.9℃苯酚能溶于乙醇、苯、脂肪烃油、脂肪酸和甲醛水溶液在水中能部分溶解，当温度达到65.3℃以上时则与水能按任何比例混溶苯酚OH—给电子基三个反应点（三官能度）——2个邻位、1个对位碳原子上电子云密度大，容易发生取代反应苯酚苯酚苯醌氧化存储——存于铁器中因氧化而变黑，腐蚀铁而又影响质量。——苯酚应储存于不锈钢或镀锌铁桶中

3、甲酚苯环上带一个甲基的苯酚甲基位置：邻位、间位、对位间位甲酚可与甲醛生成热固性树脂。间位含量越多，反应越快、越完全，生成树脂的缩聚程度也越高，游离酚含量少，成型时间短。工业又称三混甲酚二甲酚苯环上带2个甲基6种异构体三官能度:3,5—二甲酚体型，热固性两官能度2,3—二甲酚2,5—二甲酚3,4—二甲酚线型，热塑性二甲酚单官能度2,4—二甲酚2,6—二甲酚低分子工业二甲酚应控制3,5—二甲酚的含量不低于32%才能取得较好质量的热固性树脂。醛是由甲醇氧化法制得,少量甲醇未被氧化，仍残留于甲醛中少量甲醇过分氧化而出现少量甲酸。碱触媒制造树脂时会使反应减慢易溶于水、醇、醚、二甲苯中甲醛蚁醛水

4、溶液最高浓度可达55%，通常是40%,称为夫尔马林气体甲醛或固体聚甲醛应用不方便，且与苯酚的反应速度也慢甲醛加入8~12%甲醇通常采取保温措施加料时必须事先搅拌均匀防沉淀方法——常温下极易聚合，形成高分子量的色粉末状无定形聚甲醛，在夫尔马林中沉淀。嗅出气味有毒1.2ppm2.4~3.6ppm开始出现刺激症状5~6ppm以上，即有不适感酚醛树脂的聚合反应苯酚与甲醛发生取代、缩合两步反应（1）酸或碱催化剂作用，生成具有缩合反应官能团的羟甲基苯酚酸催化加强甲醛向苯酚的进攻能力CH2O+H+热塑性酚醛树脂在酸性条件下，羟甲基苯酚发生更快速的缩合反应热塑性酚醛树脂反应条件——酸性催化剂——苯酚

5、过量羟甲基苯酚之间也可以发生缩合生产醚键，但不稳定，会受热分解在热塑性酚醛树脂的分子结构中，游离的羟甲基苯酚实际上是不存在的碱催化加强苯酚被甲醛进攻的能力OH+-OHO-H2O+热固性酚醛树脂＋热固性酚醛树脂反应条件——碱性催化剂——甲醛过量在碱性介质中所形成的羟甲基苯酚比较稳定，因此再继续与甲醛反应，便生成不同的二羟甲基苯酚和三羟甲基苯酚热固性酚醛树脂氨水作催化剂时，还参加生成反应，形成含氮的生成物。式中（Ⅰ）、（Ⅱ）和（Ⅲ）分别为一、二和三羟苄基胺。热固性酚醛树脂常用配方夫尔马林37%10037/30=1.23苯酚100100/94.11=1.06氨水25%66×0.25/17=

6、0.09酒精工业品7070/46=1.52——碱性催化剂——甲醛过量反应装置透明暗红色变成浑浊的乳黄色苯酚夫马林氨水水游离物3~5h工艺过程配料初步预聚真空测定胶化时间终点注意事项真空逐步真空温度低温长时间终点控制5~10min测定一次工艺参数控制——催化剂苯酚-甲醛的缩聚反应速度与催化剂浓度的关系1—35.6%的甲醛2—33.2%的甲醛开始分层前的缩聚时间/min催化剂（NH4OH）含量（%）12工艺参数控制——苯酚甲醛配比在实际生产中，苯酚与甲醛的摩尔比是1:1.1~1.25，工业上采用6:7(1:1.16)较多反应速度增快树脂软化点和粘度增高游离酚减少固化速度变快树脂收率增高增

7、加甲醛用量工艺参数控制——真空真空脱水干燥较低温度下聚合水及低分子物排出较多反应均匀且完全粘度容易控制游离酚含量少工艺参数控制——游离酚含量游离酚含量约为12~15%1-游离酚12.45%；2-游离酚14.1%3-游离酚为16.5%减少游离酚真空延长反应时间减少催化剂用量改性酚醛树脂——苯胺改性线型结构的树脂,极性小，介电性能好，但系脆性树脂，应用不多。(1)苯胺直接与甲醛反应改性酚醛树脂——苯胺改性极性减小，耐电弧性能好，耐油性、耐水耐紫外线、抗霉性能提