Опишите свойства и применение материалов фенолоформальдегидных смол эпоксидных смол поликарбонатов

Обновлено: 04.05.2024

Опишите свойства и применение материалов фенолоформальдегидных смол эпоксидных смол поликарбонатов

Феноло-формальдегидная смола

Феноло-формальдегидная смола - это смолы резольного типа, разделяющиеся на две группы:

- смолы, отверждающиеся и склеивающие древесину при нагревании;

- смолы, отверждающиеся и склеивающие древесину при нормальной температуре, без нагрева (с добавлением в их состав отвердителей).

Такое разделение до известной степени условно, так как фенольные смолы холодного отверждения при определенных условиях также обладают способностью склеивать древесину при нагревании без отвердителей. Зато феноло-формальдегидная смола горячего отверждения практически непригодна для склеивания древесины холодным способом.

Конденсация в щелочной среде отличается рядом особенностей. Так, при получении резольных смол наблюдается меньшее выделение тепла по сравнению с процессом конденсации в кислой среде. Щелочные катализаторы оказывают благоприятное влияние на сохранение однородности реакционной массы в течение всего процесса конденсации. Этому способствует хорошая растворимость в щелочных растворах фенолов и продуктов реакции. Однако и в условиях резольной конденсации феноло-формальдегидной смолы, при снижении, например, щелочности среды до минимальных пределов и длительном воздействии высокой температуры, возможно разделение реакционной массы на смолистый и водный слои, а иногда и образование гелей («козлов»). Скорость реакции между фенолом и формальдегидом, а также свойства получаемых продуктов зависят от характера применяемого катализатора.

Едкий натр обладает наиболее сильным катализирующим действием для этой реакции. С увеличением количества добавляемой щелочи ускоряется процесс поликонденсации, уменьшается количество непрореагировавшего фенола и повышается растворимость готовой феноло-формальдегидной смолы в воде.

Однако едкий натр может оказывать и отрицательное влияние на свойства образующихся смол. Избыток щелочи, остающийся в продуктах реакции, снижает водостойкость и особенно ухудшает диэлектрические свойства отвержденных фенольных клеев. Поэтому количество едкого натра, вводимого в реакцию, регламентируется. В зависимости от назначения смолы, количество едкого натра колеблется в пределах 3 - 22% от веса фенола.

Более слабыми катализаторами являются аммиак, который используется в виде аммиачной воды 25%-ной концентрации. Действие этих катализаторов аналогично, так как аммиак легко соединяется с формальдегидом, образуя уротропин, обладающий свойствами слабого основания. Считается, что аммиак лишь ускоряет первичные реакции. Подтверждением этого служит низкая степень конденсации феноло-формальдегидной смолы, получаемой в присутствии аммиака, и высокое содержание в ней свободного фенола.

В отличие от едкого натра, аммиак способствует образованию резольных смол, не совмещающихся с водой, но хорошо растворимых в спирте. Количество добавляемой в реакционную смесь аммиачной воды обычно не превышает 3—6% по отношению к фенолу.

Гидрат окиси бария также относится к числу более слабых катализаторов по сравнению с едким натром. Он находит применение при получении некоторых видов фенольных смол холодного отверждения.

Обычно для синтеза клеящих феноло-формальдегидных смол резольного типа на 1 молекулу фенола в реакцию вводят от 1,1 до 2 молекул формальдегида. Исследования показали, что с увеличением формальдегида от 1 до 2 молей на 1 моль фенола при определенных условиях конденсации резко снижается содержание свободных фенола и формальдегида в продуктах реакции. Это оказалось очень важным для получения при определенном режиме феноло-формальдегидных смол, не содержащих свободного фенола, обладающего токсическими свойствами.

Важными параметрами процесса поликонденсации являются температура и продолжительность реакции.

Исследованиями установлено, что щелочная поликонденсация при ступенчатом и постепенном повышении температуры, в отличие от условий реакции сначала и до конца при температуре, близкой к 100°, обеспечивает наиболее полное связывание реагирующих веществ и образование резольной смолы с малым содержанием фенола и формальдегида в свободном состоянии. В зависимости от назначения конечных продуктов температура реакции поддерживается от 50 до 100°С.

Феноло-формальдегидная смола получается при реакции, протекающей с отдачей тепла, поэтому для стабилизации температуры технологического процесса используют системы охлаждения. При увеличении температурных значений и времени реакции процесс поликонденсации протекает более глубоко, нарастает вязкость образующихся продуктов, снижается их растворимость, уменьшается содержание в них исходных продуктов в свободном состоянии и бромируемых веществ.

Процесс конденсации в одних случаях ведут в водной среде, в других - с добавлением этилового спирта, ацетона, или других стабилизирующих веществ.

Как изготовляется и где применяется фенолформальдегидная смола

Под словом «смола» обычно подразумевается густое, вязкое вещество, клейкое на ощупь. Смолы бывают природными (например, живица, каучук, янтарь) и синтетическими. Последняя группа включает широкое многообразие материалов, выпускаемых промышленностью. Они намного дешевле, просты в применении, обладают высокой надежностью. Так, в XIX веке впервые была произведена фенолформальдегидная смола, этот материал и сейчас остается на пике популярности.

Свойства смолы

Характеристики и отличительные качества фенолформальдегидных смол таковы:

по структуре — жидкие или твердые олигомеры;
среда образования — кислая, щелочная;
отличная электроизоляционность;
высокая стойкость к механическому воздействию, повреждению;
коррозионная устойчивость;
растворимость в углеводородах, кетонах, хлористых растворителях, щелочах.

Особенностью материала является его трансформация в густошитый полимер с микрогетерогенной структурой после полного отверждения.

Применение материала

Смола на основе фенолформальдегида применяется в разных сферах народного хозяйства. Из нее делают пластмассу разных типов:

при сульфированном отверждении — карболитную;
при отверждении молочной кислотой — неолейкоритную;
при участии соляной кислоты — резольную.

Фенольная смола идет на изготовление клеев и лаков, в том числе клея марки БФ. Она используется для создания герметиков как структурная связующая, при производстве фанеры, ДСП. Из формальдегидной смолы делают заливки и пропитки для тканей, иных материалов.

При участии продукта получают различные изделия общего и специального назначения:

тормозные колодки для поездов, детали для машин, эскалаторов метро;
абразивные инструменты;
вилки, платы, розетки, счетчики, двигатели, клеммы и прочую электропродукцию;
корпуса телефонов, фотоаппаратов;
радиопродукцию, в том числе конденсаторы;
военную технику и оружие;
ненагреваемые элементы кухонной техники, посуды;
текстолит и гетинакс — материалы для дальнейшей переработки;
бижутерию, галантерею, сувениры;
шары для бильярда.

Материал не применяют для производства тары, непосредственно контактирующей с пищевой продукцией, особенно предназначенной для тепловой обработки.

Производство фенолформальдегидной смолы

Материал относится к полимерам, получаемым способом поликонденсации. Его можно сделать из метана и метанола путем преобразования в формальдегид и дальнейшего соединения с фенолом. Технология следующая:

берут раствор формальдегида 40% в количестве 3 мл;
соединяют с 2 г кристаллического фенола (по Госстандарту, его можно заменить на 4 мл раствора карболовой кислоты, она представляет собой жидкий концентрированный фенол);
в массу ввести 3 капли соляной кислоты;
смесь закипит, после чего превратится в прозрачную массу наподобие стекла (резол);
если требуется замедлить процесс, то посуду с массой остужают;
резол легко растворяется в спирте, можно провести эксперимент для уточнения качества полученной массы;
если оставить средство на более длительный срок, оно станет вязким, нетекучим и перестанет растворяться в спирте — превратится в более пластичный материал резитол;
в завершение работы тару ставят в кипящую воду, в результате смола затвердевает, становится буквально каменной, обретает красный цвет.

Готовый продукт не горит, а медленно обугливается. При этом огонь станет желтоватым, почувствуется неприятный запах фенола. Технические условия для остановки реакции таковы: на любой стадии (до окончательного отверждения) можно влить щелочь, это прекратит процесс полимеризации.

Государственный стандарт также обозначает порядок получения иных веществ в ходе производства фенолформальдегидной смолы. Так, при повышении количества фенола можно получить новолак. Увеличение концентрации формальдегида позволяет сделать бакелит. При замене формалина на ацетон при участии соляной кислоты получится бисфенол.

Вред материала

Несмотря на достоинства, смолы данного типа могут нанести большой вред человеку и экологии. Их опасность в том, что на производстве применяются токсичные компоненты. Фенол и формалин ядовиты, а последний еще и считается сильным канцерогеном. Оба вещества имеют такую вредность:

угнетают нервную систему;
вызывают сыпь, дерматиты;
провоцируют аллергию и бронхиальную астму.

Какая нормативная документация регулирует производство продукта? СанПиН регламентирует допустимые количества миграции этих веществ в готовые изделия. Они равны 0,05 мг/л для фенола, 0,1 мг/л для формальдегида. Проблему для экологии представляет собой и утилизация изделий из таких смол. Не менее важна защита работников производств, где они вырабатываются и перерабатываются. Этим фенолформальдегиды сильно отличаются от экологически безопасных эпоксидных смол.

Фенопласты

Под фенопластами понимают пластмассы, которые получают при соединении фенолформальдегидной смолы с разными наполнителями. Процесс протекает при высокой температуре, а тип наполнителя зависит от вида конечного изделия. К фенопластам также относится фенольно-бакелитовый клеевой состав, различные пластиковые изделия для быта и народного хозяйства. Из фенопластов делают детали для техники и автомобилей. В настоящее время методы производства настолько усовершенствованы, что в готовой продукции присутствуют только следовые концентрации вредных веществ.

Синтетические смолы: виды,применение,определение,фото,классификация

Синтетические смолы, включая водорастворимые, появились в первой половине XX в. Таким образом, удалось почти полностью отказаться от природных смол в промышленности, а искусственно созданные заняли почетное место в лакокрасочной промышленности.

Определение синтетических смол

Синтетические смолы – это продукт химической промышленности, представляющий собой высокомолекулярные соединения, полученные с помощью реакций поликонденсации или полимеризации. Разница двух методов: в первом случае простые молекулы образуют сложные органические вещества, когда между ними создаются углеродные связи. Второй случай не имеет дела с побочными продуктами, и является процессом объединения простых мономеров.

Классификация синтетических смол

Выделяют 2 основных класса смол:

Термоактивные: их свойства меняются в зависимости от температуры;
Термопластичные: постоянно сохраняют свои свойства; выпускают в виде порошков, эмульсий, гранул и т.д.

Таблица. Физико-химические показатели синтетической смолы.

Наименование показателя	Норма по маркам			Метод испытания
	А		Б
	Высший сорт	Первый сорт	Б
1	2	3	4	5
1. Внешний вид	Куски неопределенной формы массой не более 1 кг от светло-коричневого до темно-коричневого цвета в кусках			По п.4.1.
2. Температура размягчения, °С, не ниже	95	85	85	По ГОСТ 11506
3. Цвет по йодометрической шкале мг J₂/100 см 3 , не более	25	100	500	По п.4.3
4. Массовая доля летучих веществ, %, не более	0,5	1,0	–	По п.4.4
6. Кислотное число, мг KOH/г, не более	–	–	1,0	По п.4.5
7. Растворимость в двойном объеме ксилола и уайт-спирита 1:1	Полная	Полная	–	По п.4.6
8. Совместимость с растительным маслом	Полная	Полная	–	По п.4.7

Виды синтетических смол

Синтетические смолы подразделяются на 9 основных видов:

Алкидные: имеют вязкую и липкую консистенцию, цвет варьирует от желтого до коричневого;
Аминосмолы: относятся к классу термореактивных, обычно продукт поликонденсации с формальдегидом;
Глифтаевые: результат поликонденсации глицерина и фталевого ангидрида;
Инден-кумароновые: термопластичны и происходят от полимеризации угля;
Карбамидоформальдегидная: результат поликонденсации карбамида и формальдегида;
Нефтеполимерные: термопластичные, результат полимеризации продуктов нефти;
Терпеновые: термопласты, получаются в ходе полимеризации фракций, в состав которых входит терпен;
Фенолформальдегидная: продукт поликонденсации фенола и формальдегида, обладают свойствами реактопластов;
Эпоксидные: олигомеры с эпоксидными группами, образуют сшитые полимеры.

Эпоксидные смолы

В нашей статье речь пойдет именно о последней разновидности – эпоксидных смолах. Они появились на рынке в 40-50-х годах ХХ в., и сразу стали популярными. Почему? Дело в том, что эти смолы обладают широкими возможностями по применению, а также перспективами дальнейшего развития. Могут быть как бесцветными жидкостями, так и твердыми соединениями. Самые распространенные эпоксидные смолы – соединения дифенилолипропана и эпихлоргидрина. Они отличаются хорошей адгезией с различными материалами, малой усадкой, небольшим тепловым расширением, высокой механической, влаго- и теплоустойчивостью. Благодаря изоляционным свойствам, расширили круг своего применения.

Виды эпоксидных смол:

Жидкие;
Твердые;
Модифицированные;
Новолачные;
В растворе;
Водорастовримые;
Трудногорючие.

Водорастворимые смолы

В настоящее время одна из главных задач лакокрасочной промышленности – уменьшить, а в дальнейшем, и исключить применение огнеопасных и токсичных растворителей. Учеными были созданы новые современные материалы. К ним относятся и водорастворимые смолы.

Водорастворимые эпоксидные смолы чаще всего используют для лаков и красок с эффектом электроизоляции, что считается их отличительной особенностью. Это эмульсии и дисперсии с водной основой. Характеристиками служат способность не ссыхаться при хранении, текучесть, блеск, высокая устойчивость к коррозии. Такие растворы не имеют ограниченного времени жизни.

Покрытия отличаются водо-, атмосферо- и цветостойкостью. Важная черта – паропроницаемость. Таким образом, использование водорастворимых эпоксидных смол для лакокрасочных материалов по дереву оправдано тем, что оно «дышит» (благодаря водонепроницаемости, поверхность защищена от влаги воздуха, сама паропроницаемость обеспечивает удаление влаги из окрашенной поверхности). После испарения воды краска становится морозостойкой.

Такие краски долговечны. Срок их службы находится в диапазоне от 4 до 8, а иногда и 10 лет.

Водорастворимые краски

Преимущества водорастворимых красок

Экологичность
Хорошая проницаемость воздуха
Не имеет токсичного запаха
Технологичность нанесения
Подходит для покраски любых материалов
Высокая адгезия
Устойчивость к коррозии
Не выцветает
Долговечность

Недостатки водорастворимых красок

Нельзя допускать заморозку
Быстро загустевает

Водные связующие красок

Водорастворимые связующие красок – это коллоидные вещества с отличной клейкостью.

Они отличаются:

Стойкостью: не изменяются в цвете;
Преломлением света;
Возможность повторного растворения;
Эластичность;
Поверхностно активные вещества: уменьшают поверхностное натяжение воды; таким образом, смачивание грунта происходит более легко, а уровень сцепления краски и грунта возрастает.

Водорастворимые красители

Зачем вообще красить дерево? Причин может быть множество. Например, для усиления цвета, равномерного тона, просто изменения цвета, защиты от разложения и т.д. Синтетические красители классифицируют на прямые, которые непосредственно окрашивают волокно, кислотные, что окрашивают в совокупности с кислотой, и основные, которые придают цвет древесине с дубильными веществами.

Обычно водорастворимые красители – это сочетание прямых и кислотных красителей в виде определенного оттенка. Концентрация в растворе пигментов составляет около 1-5%. Такого количества вполне достаточно для получения яркого стойкого цвета.

«Минусом» растворов считается их способность поднимать ворс на древесине. Шероховатую поверхность нужно шлифовать.

Водорастворимые красители на основе эпоксидных смол готовят так: нужную массу красителей разбавляют в воде температурой 95С и размешивают до однородности. Затем вновь добавляют воду. Может случится, что раствор плохо мешается. Тогда следует его подогреть, но без кипения. Когда достигнута необходимая консистенция, раствор проходит фильтрацию 3-4 слоями марли и остужается до температуры 30-40С. Теперь можно добавить недостающую воду в целях увеличения объема краски. Чтобы смягчить воду, можно размешать ее с 0,1-0,5% соды кальция.

Секрет ровного глубокого тона в добавлении в раствор 2-4%-нашатыря. Чтобы краска не пенилась, раствор смешивают с 0,5%-бутанолом.

Лаки для дерева используют двумя способами. В первом случае, лак вводится сразу после фильтрации. Во втором – в сам лак добавляют краситель, а фильтруют после 24-часовой выдержки.

Способы нанесения красителя:

Ручной (кисть и тампон);
Распылителем;
Погружением;
И т.д.

Древесина по природе – пористый материал, поэтому активно впитывает влагу. Исходя из этого, наносить краску нужно в избытке. Сначала прокрашивают вдоль, а уже потом поперек, затем удаляют излишки. Если поверхность вертикальная, то красить нужно снизу-вверх. Так, краска будет стекать на уже прокрашенную поверхность.

Даже после распыления поверхность пропитывается тампоном. Сама процедура может производится «мокрым» и «сухим» способами. В первом случае, распылитель находится на расстоянии 25-30 см, а расход краски 2-4 г/. Второй случай используется для исправления поверхностей с остатками клея, или, когда нужно скрыть происхождение основы.

Струя раствора распыляется до контакта с поверхностью, и, таким образом, избегается сильное увлажнение древесины. Слой краски толстый, но хрупкий. Данная операция производится на расстоянии 40-50 см от поверхности, а расход всего 1,5-2г/. Шлифовать поверхность не нужно, т.к. ворс не поднимается.

После окунания протирку можно пропустить, потому что раствор нагревают до 50С, чтобы пигменты краски лучше въелись, и излишки не наблюдаются.

После покраски древесину сушат в течение 3 часов при комнатной температуре или 10 минут в специальной камере при температуре 45С.

Преимущества красок с водорастворимыми эпоксидными смолами очевидны.

Их популярность в строительной промышленности объясняется выгодной стоимостью и высокими показателями качества.
Такие краски прекрасно маскируют микротрещины и имеют эластичный слой. Именно поэтому их применяют для покраски деревянных изделий – им свойственно расширятся с течением времени.
Водорастворимые основы применяют также для покраски металлических поверхностей. Их универсальность и качество позволяет применять краски в различных областях промышленности и даже искусства.

Синтетические смолы. Их виды и применение

Синтетические смолы широко применяются при изготовлении гидроизоляционных материалов и составов в качестве вяжущих.

В зависимости от свойств исходного сырья, способа производства и назначения смолы поставляются промышленностью в виде вязких жидкостей, порошков или гранул. В связи с особенностями их преимущественного применения смолы могут быть условно подразделены на следующие группы:

смолы, применяемые на заводах для изготовления материалов, поставляемых на строительство в готовом к употреблению виде, например рулонные и листовые оклеечные материалы, лакокрасочные материалы и т. п.;

смолы, применяемые для приготовления составов иа месте производства работ или на предприятиях производственной базы строительства.

В настоящем параграфе рассматриваются главным образом смолы, применяемые для приготовления материалов и составов непосредственно на строительстве. Для смол, применяемых исключительно в заводских условиях, приводятся краткие сведения о их свойствах.

Технология получения материалов и составов на основе синтетических смол предопределяется в основном особенностями их свойств, зависящих от химического состава и строения. В связи с этими особенностями синтетические смолы подразделяются на термореактивные и термопластичные.

Термореактивные смолы при нагревании или при действии специальных веществ (отвердителей) превращаются в твердые нерастворимые и неплавкие материалы, изменяя свои свойства необратимо. При чрезмерном нагреве такие смолы разлагаются.

Термопластичные смолы при нагревании размягчаются и становятся вязкотекучими, а при охлаждении восстанавливают свои первоначальные свойства, т. е. изменяют свои свойства обратимо. Термопластичные смолы могут растворяться при введении специальных растворителей. Вид растворителя предопределяется особенностями свойств тех или иных смол. По мере испарения растворителей термопластичные смолы восстанавливают свои исходные свойства.

Систематические смолы и компаунды, а также применяемые для их отверждения отвердителн, как правило, являются токсичными или огнеопасными материалами. Поэтому при работе с ними следует соблюдать определенные правила безопасности, изложенные в раз деле «Производство работ».

Технические свойства синтетических смол. Применяемые для приготовления гидроизоляционных и противокоррозионных материалов и составов в условиях строительства эпоксидные смолы должны быть вязкожидкими. Для получения материалов заводского изготовления используют также твердые эпоксидные смолы, предварительно подвергаемые этерификации и растворенные в органических растворителях.

Эпоксидные смолы в состоянии поставки обладают свойствами термопластов, а после отверждения приобретают свойства термо-реактивных полимеров.

Вязкожидкие смолы марок ЭД-16, ЭД-20, ЭД-22, Э-40, Э-37 (диа-иовые смолы) обладают высокой вязкостью в исходном состоянии и хрупкостью в отвержденном состоянии. Поэтому диановую смолу, как правило, подвергают модификации с целью уменьшения ее вязкости и хрупкости. Для этого применяют полиэфирные смолы (по-лиэфиракрилат МГФ-9), алифатические эпоксидные смолы (ДЭГ-1; ТЭГ-1), пластификаторы — сложные эфиры органических кислот (ДБФ: ДБС: ДОС), дегтепродукты (пековый дистиллят, сланцевые фенолы) и растворители (ацетон, ксилол и др.). Эффективность модификации полиэфиракрилатами и алифатическими эпоксидными смолами по сравнению с другими модификаторами выше, так как они в процессе отверждения вступают в соединение с диаиовыми смолами и отвердителями.

Модификация эпоксидных смол позволяет вводить в них значительные количества наполнителей, существенно снижающих стоимость гидроизоляционных и противокоррозионных составов. Снижение вязкости смол облегчает также процесс их приготовления и нанесения. При модификации эпоксидных смол существенно увеличивается время их отверждения, что также влияет на технологию приготовления и нанесения составов и позволяет увеличить объем состава, единовременно приготовляемого для нанесения.

Основными показателями, определяющими качество эпоксидных смол в состоянии поставки, а также эпоксидных компаундов (смесей смол и модификаторов), являются: время полимеризации, содержание эпоксидных групп, вязкость. Значения этих показателей для вяз-кожидких смол и компаундов иа их основе приведены в табл. 8.

Эпоксидные смолы и компаунды отверждают, вводя отвердите-ли, в результате действия которых эпоксидные смолы и компаунды из термопластичных становятся термореактивиыми. В зависимости от вида отвердителя процесс может протекать либо при обычной температуре, либо при нагревании. В построечных условиях наибольший интерес представляют отвердители, не требующие нагревания (т. е. холодного отверждения). Для холодного отверждения смол могут применяться амины или аминоэфиры: полиэтиленполиамин ЩЭПА), гексаметилеидиамии (ГМДА), аминоэфир на основе гекса-метилендиамииа и бутилметакрилата (ГМБ), аминоэфир на основе диэтилентриамина и бутилметакрилата (ДТБ). Для отверждения эпоксидных смол в условиях строительной площадки без подогрева наиболее широко применяются полиэтилеиполиамин (ТУ 6-02-594-70) и гексаметилендиамин (ВТУ РУ 1072-54).

Полиэтиленполиамин — низковязкая маслянистая жидкость желто-коричневого цвета, прозрачная, со специфическим запахом, хорошо совмещается с эпоксидными смолами. Полиэтилеиполиампи ядовит: при попадании в организм в больших дозах приводит к нарушению дыхания и центральной нервной системы, при действии на кожу вызывает дерматиты, опасен для глаз. Полиэтнлеиполиамин следует хранить и транспортировать в герметических стеклянных бутылях вместимостью от 1 до 40 л. Бутыли должны быть заполнены не больше чем на 95% по объему. Прн хранении необходимо оберегать емкости с полиэтиленполиамином от прямого солнечного свега.

Гекса.метилеидиамии — твердый мелкокристаллический порошок с температурой плавления +42 °С. Гексаметилендиамин ядовит: при , попадании в организм действует на сердечно-сосудистую систему, об-ладяет местным действием па кожу (омертвение), опасен для глаз.. Для введения в эпоксидные композиции гексаметилендиамин необ-j ходимо предварительно расплавлять, что затрудняет его применение! в построечных условиях, либо растворять в этиловом спирте и применят1, в виде раствора 50%-ной концентрации.

Аминоэфиры ГМБ и ДТБ являются низковязкими жидкостями | красно-коричневого цвета.

Количество отвердителя для смол и компаундов определяют! экспериментально или расчетом, если известны характеристики от-1 вердителя и содержание эпоксидных групп в смоле или компаунде

При использований в качестве отвердителей амнноэфиров время отверждения смол и компаундов увеличивается в 3—4 раза.

Кроме отвердителей типа аминов и аминоэфиров для отверждения эпоксидных смол применяют также низкомолекулярные полиамидные смолы марок Л-18, Л-19, Л-20, Л-21, CIS, С-19, С-20 (МРТУ№ 6-05-1123-68).

Низкомолекулярпые полиамидные смолы являются разжижителями и пластификаторами эпоксидных смол, они увеличивают время отверждения композиций и обладают более низкой физиологической активностью в сравнении с аминами. Реакция отверждения протекает с меньшим выделением тепла.

Однако при повышенном содержании полиамидной смолы в компаунде процесс взаимодействия ее с эпоксидной смолой проходит не полностью, что несколько ухудшает физико-механические свойства отверждениого компаунда.

Свойства отвержденпых эпоксидных смол и компаундов зависят от вида смол и отвердитслей и состава компаунда. При использовании отвердителей холодного отверждения свойства смол и компаундов изменяются в пределах, указанных в табл. 9. Отвержденные эпоксидные смолы обладают высокой адгезией к различным материалам, высокой химической стойкостью и теплостойкостью.

Полиэфирные смолы, применяемые для получения гидроизоляционных составов и материалов, включают две основные разновидности ненасыщенных полиэфирных смол (НПС); полиэфирмалеинзты ПП-1, ПН-3, ПН-4 и полиэфиракрилаты МГФ-9, ТГМ-3, ТГМФ-11. Пулиэфнрмалеинаты применяют для приготовления противокоррозионных и гидроизоляционных составов в построечных условиях. Полиэфиракрилаты применяются в качестве пластификаторов эпоксидных смол, а также для изготовления материалов в заводских условиях.

В исходном состоянии НПС представляет собой вязкие жидкости, являющиеся раствором полиэфиров в стироле (полнэфирмален-наты) или бензоле (полиэфиракрилаты). При обычных температурах НПС отверждают, вводя в них специальные инициаторы перекиспого типа (перекись бензола, гидроперекись изопропилбензола, гидроперекись кумола) в количестве 3% массы смолы и ускорители (днме-тиланнлип. иафтепат кобальта, олеат кобальта) в количестве 8% массы смолы.

При отверждении ЫПС нужно соблюдать определенную последовательность введения инициаторов и ускорителей вначале вводят ускоритель, а затем инициатор. Отдельное смешение ускорителя п инициатора не допускается, так как они образуют взрывоопасную смесь. Вследствие повышенной опасности НПС в производстве в настоящее время они не могут быть рекомендованы к широкому применению для изготовления гидроизоляционных составов, но допускаются в порядке опытного строительства.

Фурановые смолы получают поликопденсацией фурфурола или фурфурилового спирта и ацетона. Продукт начальной поликонденсации фурфурола и ацетона — мономер ФА является наиболее широко применяемой разновидностью фурановых смол. После отверждения фураиовые смолы приобретают свойства термореактивных полимеров.

Отверждают резальные смоль! либо при нагревании, либо «на холоду», но в течение более длительного времени. Отверждеиные фе-иолоформальдегидные смолы обладают высокими физико-механическими свойствами, хорошей адгезией к различным материалам и теплостойкостью до 130 °С.

Карбамидкые смолы, применяемые для гидроизоляции, являются водорастворимыми низкомолекулярными продуктами поликонденса-Ции. После отверждения приобретают свойства, типичные для термо-Реактивных полимеров. Карбамидные смолы отверждаются либо при нагревании, либо при введении катализатора. В качестве катализатора применяют 10%-ньтй раствор щавелевой кислоты в количестве Ь 28 мае. ч смолы в зависимости от требуемой скорости отверждения. Свойства отвержденных карбамидных смол близки к свойствам фенолоформальдегидных смол (табл. 10). Они характеризуются высокой прочностью, твердостью и электроизоляционными свойствами. Кремнийорганические смолы, применяемые в строительстве для пропиточной гидроизоляции, BbinvcKaiOTca промышленностью в виде 3 кремнийорганических жидкостей. Они представляют собой либо водно-спиртовые растворы этилсиликоната (ГКЖ-Ю) и метилсиликона-та натрия (ГКЖ-И), либо 100%-ный полимер этилгидросилоксапа (ГКЖ-94). Кремнийорганические жидкости в виде 5%-ной водной эмульсии или раствора применяют в качестве добавок в бетонгх и растворах для придания им водонепроницаемости либо для пропиточной гидроизоляции бетонных и железобетонных изделий и конструкций.

Полиэтилен в зависимости от способа получения имеет две разновидности: полиэтилен высокого давления (низкой плотности) п полиэтилен низкого давления (высокой плотности). Эти две разновидности отличаются по плотности, механическим свойствам и химической стойкости. Каждая разновидность полиэтилена подразделяется на марки, которые различны по технологическим свойствам (индексу расплава, температуре плавления) и типам использованных стабилизаторов и антиокендантов. Полиэтилен термопластичен. Особенностью его является высокая деформативность при достаточной механической прочности в сочетании с низким водопоглощением и хорошими диэлектрическими свойствами, высокой химической стойкостью.

Полипропилен по своей химической природе является гомологом полиэтилена и во многом подобен ему. Однако полипропилен превосходит полиэтилен по многим показателям технических свойств — механической прочности, теплостойкости, химической стойкости. Значения основных показателей технических свойств полиэтилена и полипропилена приведены в табл. 11.

Поливинилхлорид является распространенной смолой и включает ряд разновидностей: пластифицированный, непластифицирован-ный и хлорированный. Поливинилхлорид термопластичен и обладает хорошими физико-механическими свойствами в сочетании с высокой химической стойкостью. Поливинилхлорид пластифицированный служит основой для получения гидроизоляционных и антикоррозионных листовых материалов: пластикатов и пленок.

На основе поливинилхлорида, подвергнутого термомеханической пластификации, получают конструкционный противокоррозионный материал — винипласт, обладающий высокой механической прочностью.

Основные разновидности синтетических смол

Синтетические смолы – это высокомолекулярные соединения, которые являются продуктом химической промышленности. Их получают в результате реакций полимеризации или поликонденсации.

Основные разновидности синтетических смол диффренцируют в зависимости от свойств исходного сырья, способа производства и назначения продукта. В настоящее время выделяют следующие типы:

алкидные,
аминовые,
глифтаевые,
инден-кумароновые,
карбамидоформальдегидные,
нефтеполимерные,
терпеновые,
фенолформальдегидные,
эпоксидные.

Алкиды представляют собой сложные эфиры, получаемые в результате реакции многоатомных спиртов с кислотами или их ангидридами. Липкая высоковязкая масса может иметь цвет от темно-желтого до коричневого, и она широко применяется для производства лакокрасочных изделий.

Аминосмолы – это термореактивные синтетические составы, которые являются продуктом поликонденсации аминогрупп с альдегидами, и чаще всего с формальдегидом. Их отличительные особенности – большой разброс оттенков и меньшая влагостойкость, чем у фенопластов.

Глифтаевые смолы являются разновидностью алкидов. Они получаются путем поликонденсации глицерина с фталевым ангидридом.

В процессе коксования угля также получают инден-кумароновые смолы. Они представляют собой термопластичные полимеры: продукт полимеризации фракции каменноугольной смолы.

Самым доступным синтетическим материалом считаются карбамидоформальдегидные смолы. Их получают путем поликонденсации карбамида с формальдегидом. Они довольно широко распространены, и сегодня не составит особого труда, например, купить смолу КФМТ-15 или другую разновидность данных веществ.

Не все знают, что клей КФЖ также относится к карбамидоформальдегидным составам. Он широко используется в деревообрабатывающей промышленности, обеспечивая надежную фиксацию элементов при минимизации времени склеивания.

Составной частью большой группы углеводородных смол являются нефтеполимерные и терпеновые. Первые представляют собой термопластичные полимеры, получаемые полимеризацией жидких продуктов пиролиза нефтепродуктов. Вторые являются продуктом полимеризации фракций, содержащих терпен, и используются в качестве сырья для лесохимической промышленности.

Фенолформальдегидные смолы образуются при поликонденсации фенола с формальдегидами. Их используют для производства пластических масс, лаков, герметиков, выключателей и другой продукции.

Эпоксидная смола представляет собой олигомеры, которые способны под действием отвердителей образовывать сшитые (трехмерные) полимеры. Вопреки ошибочному мнению, меламиновая смола не относится к этой группе и имеет ряд преимуществ, в частности экологичность и высокие характеристики конечного продукта в результате ее применения.

Фенолформальдегидная смола. Получение и применение. Свойства

Фенолформальдегидная смола – это смола синтетического происхождения, имеющая свойства термореактопластов или реактопластов. Такие смолы являются олигомерными или жидкими веществами, полученными посредством поликонденсации формальдегида с фенолом в кислой или же щелочной среде (резольные, новолачные смолы или бакелиты). Это в дальнейшем влияет на свойства конечного продукта.

Свойства фенолформальдегидных смол

Фенолформальдегидная смола (формула [-C6H3(OH)-CH2-]n) имеет высокую электроизоляционность, хорошую коррозионную и механическую устойчивость. Прекрасно растворяется в ароматических и алифатических углеводородах, кетонах и хлорсодержащих растворителях. Также растворяется в полярных растворах и водных растворах щелочей. После отвердения фенолформальдегидные смолы превращаются в густосшитые полимеры микрогетерогенной аморфной структуры.

Где применяется фенолформальдегидная смола?

– в производстве пластических масс: затвердевшие смолы называются резитами, затвердевшие в присутствии сульфокислот нефтяных – карболитами, в присутствии молочной кислоты – неолейкоритами;

– в производстве лаков, клеев синтетических, подшипников, тормозных накладок, шаров для бильярда;

– из карболита (затвердевшая фенолформальдегидная смола) изготавливались корпуса мультимеров некоторых советских моделей;

– также данное вещество используется в качество связующего компонента для производства наполненных пресс-композиций с разными наполнителями (мука древесная, стекловолокно, целлюлоза), древесно-стружечных и древесноволокнистых плит, заливочных и пропиточных композиций (для наполненных волокном и тканных материалов, для фанеры), клеев.

Фенолформальдегидная смола: получение и экология

И формальдегид, и фенол, применяющиеся в производстве фенолформальдегидной смолы, являются ядовитыми и огнеопасными веществами. Фенолформальдегидная смола негативно воздействует на организм человека: вызывает экземы и дерматиты. Более того, формальдегид обладает еще и канцерогенным действием.

Бакелит – продукт затвердения фенолформальдегидной смолы в присутствии катализатора. Это вещество имеет большое значение в различных сферах жизни человека. Бакелит плохо проводит тепло, но проявляет хорошую устойчивость к механическим повреждениям: ударам, толчкам, трению или давлению. Поддается обработке на специальном токарном станке. Является хорошим изолятором. Разведенные щелочи, кислоты и вода на него не действуют, за исключением концентрированной серной или азотной кислот. Устойчив до +300 градусов, при более высокой температуре сгорания не происходит.

Изначально создавался для того, чтобы стать заменой шеллаку – особой смоле, вырабатываемой в природе тропическими лаковыми червецами.

Фенопласты. Применение

Фенопласты – это пластмассы, которые получают при отвердении формальдегидных смол при повышенной температуре в комбинации с каким-либо наполнителем. В настоящее время этот материал является непревзойденным по своим свойствам. С применением фенопластов изготавливают:

- вещество, предназначенное для изготовления печатных плат – гетинакс;

– вещество для создания конструкционного материала – текстолит;

– недорогие элементы для настольных игр – шашки, домино, шахматы;

– некоторые элементы кухонных принадлежностей: ручки для газовых плит, чайников и ножей, кастрюль и сковородок;

– изделия электротехнические – розетки, вилки, электросчетчики, выключатели, реле, корпуса электрических двигателей, клеммные коробки, магнитные пускатели и др.;

– детали для машиностроения, например, ступени для эскалаторов, различные наконечники и ручки;

Читайте также: