Jak wytwarza się i stosuje żywicę fenolowo-formaldehydową

Słowo „żywica” zwykle oznacza grubą, lepką substancję, lepką w dotyku. Żywice są naturalne (np. Guma, guma, bursztyn) i syntetyczne. Ostatnia grupa obejmuje szeroką gamę materiałów wytwarzanych przez przemysł. Są znacznie tańsze, łatwe w użyciu i wysoce niezawodne. Tak więc, w XIX wieku, po raz pierwszy wyprodukowano żywicę fenolowo-formaldehydową, materiał ten wciąż pozostaje na szczycie popularności.

Treść

• Właściwości żywicy
• Zastosowanie materiału
• Produkcja żywicy fenolowo-formaldehydowej
• Szkody materialne
• Fenoplasty

Właściwości żywicy

Żywice fenolowo-formaldehydowe to masy syntetyczne z grupy żywic fenolowo-aldehydowych o właściwościach termoutwardzalnych. Równanie i wzór materiału to C6H3 (OH) -CH2-] n. Produkt opracowano przez ogrzewanie mieszaniny formaldehydu (formaliny) i fenolu. Fakt, że materiał uzyskano w wyniku reakcji tych składników został ujawniony przez naukowca z Niemiec A. Bayera w 1872 roku. W wyniku interakcji powstała woda i polimer, chociaż ten drugi był raczej kruchy, a ciecz szybko przeszła w substancję gazową. Następnie ulepszono metodę pozyskiwania funduszy poprzez dodanie mąki drzewnej. Teraz gotowy produkt zawiera różne wypełniacze, które poprawiają jego właściwości.

Cechy charakterystyczne żywic fenolowo-formaldehydowych są następujące:

• według struktury - ciekłe lub stałe oligomery;
• środowisko edukacyjne jest kwaśne, zasadowe;
• doskonała izolacja elektryczna;
• wysoka odporność na obciążenia mechaniczne, uszkodzenia;
• odporność na korozję;
• rozpuszczalność w węglowodorach, ketonach, rozpuszczalnikach chlorkowych, alkaliach.

Cechą tego materiału jest jego przekształcenie w gruby polimer o strukturze mikroheterogenicznej po całkowitym utwardzeniu.

Zastosowanie materiału

Żywica na bazie fenolu z formaldehydem jest stosowana w różnych sektorach gospodarki. Z tego wykonuj różne rodzaje tworzyw sztucznych:

• z utwardzaniem sulfonowanym - karbolitycznym;
• podczas utwardzania kwasem mlekowym - neuro-leukorytu;
• z udziałem kwasu solnego - rezol.

Żywica fenolowa służy do produkcji klejów i lakierów, w tym klejów marki BF. Służy do tworzenia uszczelniaczy jako spoiwa strukturalnego w produkcji sklejki, płyty wiórowej. Żywica formaldehydowa służy do wypełniania i impregnowania tkanin i innych materiałów.

Przy udziale produktu uzyskuje się różne produkty ogólnego i specjalnego przeznaczenia:

• klocki hamulcowe do pociągów, części do samochodów, schody ruchome metra;
• narzędzia ścierne;
• wtyczki, tablice, gniazda, liczniki, silniki, terminale i inne produkty elektryczne;
• futerały na telefony, aparaty fotograficzne;
• produkty radiowe, w tym kondensatory;
• sprzęt i broń wojskowa;
• nieogrzewane elementy sprzętu kuchennego, przybory kuchenne;
• textolite i getinax - materiały do ​​dalszego przetwarzania;
• biżuteria, galanteria, pamiątki;
• piłki do bilarda.

Materiał ten nie jest wykorzystywany do produkcji pojemników, które mają bezpośredni kontakt z produktami spożywczymi, zwłaszcza tymi przeznaczonymi do obróbki cieplnej.

Produkcja żywicy fenolowo-formaldehydowej

Materiał odnosi się do polimerów otrzymanych w procesie polikondensacji. Można go wytwarzać z metanu i metanolu przez konwersję do formaldehydu i innych związków z fenolem. Technologia jest następująca:

• weź roztwór formaldehydu 40% w ilości 3 ml;
• w połączeniu z 2 g krystalicznego fenolu (zgodnie z Gosstandartem można go zastąpić 4 ml roztworu kwasu karbolowego, jest to ciekły stężony fenol);
• dodać 3 krople kwasu chlorowodorowego do masy;
• mieszanina wrze, po czym zamienia się w przezroczystą masę, taką jak szkło (rezol);
• jeśli konieczne jest spowolnienie procesu, naczynia z masą są chłodzone;
• rezol jest łatwo rozpuszczalny w alkoholu; można przeprowadzić eksperyment w celu wyjaśnienia jakości uzyskanej masy;
• jeśli pozostawisz produkt na dłuższy czas, stanie się lepki, niepłynny i przestanie rozpuszczać się w alkoholu - zamieni się w bardziej plastyczny resitol;
• pod koniec pracy pojemnik umieszcza się we wrzącej wodzie, w wyniku czego żywica twardnieje, staje się dosłownie kamienna, staje się czerwona.

Gotowy produkt nie pali się, ale powoli zwęgla. W takim przypadku ogień stanie się żółtawy, poczuje się nieprzyjemny zapach fenolu. Warunki techniczne zatrzymania reakcji są następujące: na każdym etapie (aż do końcowego utwardzenia) można dodać zasady, co zatrzyma proces polimeryzacji.

Stanowa norma oznacza również procedurę otrzymywania innych substancji podczas produkcji żywicy fenolowo-formaldehydowej. Tak więc wraz ze wzrostem ilości fenolu można uzyskać nowolak. Wzrost stężenia formaldehydu pozwala na wytworzenie bakelitu. Po zastąpieniu formaliny acetonem z udziałem kwasu solnego otrzymany zostanie bisfenol.

Szkody materialne

Pomimo zalet, żywice tego typu mogą powodować ogromne szkody dla ludzi i środowiska. Niebezpieczeństwo polega na tym, że w produkcji wykorzystywane są toksyczne składniki. Fenol i formalina są trujące, a ten ostatni jest również uważany za silny czynnik rakotwórczy. Obie substancje mają następujące szkodliwe skutki:

• hamować układ nerwowy;
• powodować wysypkę, zapalenie skóry;
• wywoływać alergie i astmę oskrzelową.

Jaka dokumentacja regulacyjna reguluje wytwarzanie produktu? SanPiN reguluje dopuszczalną ilość migracji tych substancji do produktów gotowych. Wynoszą 0,05 mg / l dla fenolu, 0,1 mg / l dla formaldehydu. Problemem środowiskowym jest także utylizacja produktów z takich żywic. Równie ważna jest ochrona pracowników w branżach, w których są one wytwarzane i przetwarzane. Ten fenolowo-formaldehyd bardzo różni się od przyjaznych dla środowiska żywic epoksydowych.

Fenoplasty

Pod fenoplastami rozumie się tworzywa sztuczne, które otrzymuje się przez połączenie żywicy fenolowo-formaldehydowej z różnymi wypełniaczami. Proces przebiega w wysokiej temperaturze, a rodzaj wypełniacza zależy od rodzaju produktu końcowego. Kompozycja klejowa fenolowo-bakelitowa, różne produkty z tworzyw sztucznych do codziennego życia i gospodarka narodowa również należą do fenoplastów. Fenoplasty wytwarzają części do wyposażenia i samochodów. Obecnie metody produkcji są tak zaawansowane, że tylko śladowe stężenia szkodliwych substancji są obecne w gotowym produkcie.