《酚醛树脂及塑料》PPT课件

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1、1第十四章酚醛树脂及塑料“酚醛树脂”，是酚类化合物与醛类化合物在酸性或碱性条件下，经缩聚反应其中以苯酚和甲醛为单体缩聚的酚醛树脂最为常用，简称为PF，是第一个工业化生产的树脂品种（1872年发现、1910年产业化）；目前应用最为广泛的一类热固性树脂；以酚醛树脂为主要成分并添加大量其他助剂而制得的制品称为酚醛塑料。而制得的一类聚合物的统称。最常用酚苯酚，其次是甲酚、二甲酚和对苯二酚等最常用醛甲醛，其次是康醛PF层压制品PF泡沫塑料制品PF纤维制品分类按成型加工方法的不同PF模塑料制品PF封装材料PF铸造制品热塑

2、性酚醛树脂及塑料热固性酚醛树脂及塑料分类按分子结构不同通过控制苯酚和甲醛的摩尔比以及反应的pH值，可以合成出两种性能不同的酚醛树脂：自固化热固性酚醛树脂：带羟甲基热塑性酚醛树脂：酚基与亚甲基连接，不带羟甲基14.1.1主要原料一苯酚俗称石炭酸，无色或白色晶体，有特殊气味。有毒！且有腐蚀性。在空气中变粉红色。在室温下稍溶于水，在65℃以上能与水混溶；易溶于乙醇、乙醚、氯仿、甘油、二硫化碳等，几乎不溶于石油醚。水溶液与三氯化铁作用呈紫色。由于苯环上羟基（－OH）的作用，使其邻位和对位氢原子很活泼，成为三官能团化合

3、物，与醛类缩合生成酚醛树脂。14.1酚醛树脂的制备14.1酚醛树脂的制备14.1.1主要原料苯酚的基本物理常数：相对分子质量94.11沸点182℃相对密度1.071熔点40.9℃苯酚的来源：由煤焦油经分馏，由苯磺酸经碱精熔，由氯苯经水解，由异丙苯经氧化和水解，或由甲苯经氧化和水解而制得。14.1.1主要原料二甲醛无色气体，有特殊的刺激气味，对人的眼鼻等有刺激作用。甲醛能溶于水及甲醇，含甲醛37%的水溶液称为“褔尔马林”，是有刺激性的无色液体。甲醛在水中以甲二醇形式存在，同时还有部分聚合体。60%～70%的浓甲

4、醛在硫酸或阳离子交换树脂的催化下加热反应，可得到三聚甲醛，后者精制提纯后是聚甲醛的单体。14.1.2酚醛树脂的制备通过控制苯酚和甲醛的摩尔比以及反应的pH值，可以合成出两种性能不同的酚醛树脂：自固化热固性酚醛树脂：只需加热热塑性酚醛树脂：要加热并加入固化剂才能固化成体型结构。一热塑性酚醛树脂热塑性酚醛树脂是甲醛与三官能度的酚（苯酚间甲酚）或双官能度的酚（邻甲酚、对甲酚等）在酸性介质中缩聚而成的。当采用三官能度的酚时，酚必须过量，一般酚与甲醛的物质的量的比为6∶5或7∶6，若减少酚的量，即使在酸性介质中，也会生

5、成热固性酚醛树脂，增加酚的用量会使树脂的相对分子质量降低，如图所示。024681012200300400500600700相对分子质量一热塑性酚醛树脂在酸性条件下，-CH2OH与苯酚邻对位上氢原子的反应速度总大于-CH2OH之间的反应速度以及醛与酚的加成速度。OHOH＋CH2O－CH2OHOH－CH2－OHOHH2O－CH2OHOH－CH2－OHOH－CH2－OHnn二羟二苯基甲烷热塑性酚醛树脂式中n一般为4～12，其数值的大小与反应物中苯酚的过量程度有关；一般而言，对位比邻位活性高，但反应位置与pH有关：强

6、酸性条件（pH3），缩聚主要发生在对位（通用型酚醛树脂）；弱酸性条件（pH=4~6），缩聚主要发生在邻位（高邻位酚醛树脂）；低分子量预聚物，不含羟甲基（加热时仅熔化不反应）。13不论是热塑性酚醛树脂还是热固性酚醛树脂只有通过固化形成体型的交联结构才能使用；固化过程是最终体型产物的形成过程；固化过程不同于热塑性树脂的熔融和硬化，它是不可逆的。热塑性酚醛树脂的固化热塑性酚醛树脂是聚亚甲基酚，自身不能固化，利用树脂中酚基上未反应的对位活泼氢与甲醛或六亚甲基四胺作用，形成不溶不熔的热固性酚醛树脂。最常用固化剂：六亚

7、甲基四胺，用量为树脂用量的10~15%。热塑性酚醛树脂主要用于制备模塑粉。工业上采用的生产方法有间歇法和连续法两种，其中以间歇法为主。其典型生产配方如下：苯酚100份甲醛26.5～27.5份盐酸第一次加入使pH值达到1.6～2.3；第二次加入量为0.056份油酸1.5～2.0份热塑性酚醛树脂的生产过程主要包括：原料准备、溶液缩聚与树脂干燥、卸料与冷却、树脂的粉碎热塑性酚醛树脂生产工艺桶装（或槽装）苯酚熔化后，用真空管路或离心泵送入钢制保温贮槽。用真空管路或离心泵将桶装（或槽装）甲醛送入铝制贮罐，在送入计量槽前

8、，必须加热搅拌，溶解其中的多聚甲醛。各种原料必须经过准确计量方可投料。原料准备按配方将苯酚与甲醛加入反应釜内，搅拌5min，加入第一批盐酸，使pH达到1.6～2.3。然后向反应釜夹套通蒸汽，温度升至55～65℃，停止加热。由于反应放热使物料温度上升至95～98℃而沸腾。打开冷凝器，使反应物的蒸汽冷凝回流，同时停止搅拌并向夹套内通入冷却水，以防反应过于激烈。沸腾20min后，再启动搅拌，加入第二批盐酸