ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Получение феноло-альдегидных полимеров и пластических масс на их основе из "Лабораторный практикум по технологии поликонденсационных пластических масс" Первые продукты конденсации фенола с формальдегидом были получены в 1878 г. А. Байером в кислой среде. Уже в 1900 г. было предложено использовать продукты феноло-формальдегидной поликонденсации при производстве литых изделий для электроизоляции, а затем для замены натуральных смол, копала и шеллака. В начале XX в., после широкого исследования химизма реакции фенола с альдегидами, области применения фенопластов расширились. Были разработаны новые марки литых карболитов на основе феноле- и крезоло-формальдегидных полимеров (смол) (В. И. Лисев, Г. С. Петров, К. И. Тарасов) для электротехнических целей, приборостроения и бытовых изделий. Роль феноло-формальдегидных полимеров в технике исключительно важна и производство их на базе синтетических фенолов возрастает с каждым годом. В настоящее время в СССР выпускается более 20 марок новолачных и резольных полимеров (смол). Увеличивается также производство и расширяются области применения модифицированных феноло-формальде-гидных олигомеров и полимеров для лаков и клеев. Для модификации используются нитрильные каучуки, полиамиды, поливинилхлорид, поли-винилацетали, эпоксидные, кремнийорганические и другие полимеры. Совмещенные материалы обычно обладают улучшенным комплексом физико-механических свойств. [c.5] Важнейшей особенностью феноло-формальдегидных продуктов конденсации является их способность в сочетании с различными наполнителями— порошкообразными (древесной мукой, шифером и др.), волокнистыми (хлопчатобумажное, асбестовое, стеклянное волокно), тканями, в том числе стеклянной, — образовывать фенопласты с широким диапазоном свойств. Прочность, характеризуемая удельной ударной вязкостью, достигает в древеснослоистых фенопластах 100 кГ/сл , а в стеклопластиках на основе стеклянной ткани 150 кГ1см . [c.5] Слоистые пластики на основе хлопчатобумажной ткани, пропитанной спиртовыми лаками или водными эмульсиями резольного типа, применяются для изготовления шестерен, подшипников, тормозных колодок и других технических деталей. [c.5] Фенопласты с минеральными порошкообразными наполнителями обладают хорошими диэлектрическими свойствами и широко используются в электротехнике. Фенопласты, наполненные различными сортами асбеста, обладают высокими антикоррозионными свойствами. Наиболее распространенным типом фенопластов являются фенопласты, наполненные древесной мукой. [c.5] Высокие физико-механические и диэлектрические показатели, термостойкость и термореактивность, способность длительное время работать в различных климатических зонах обеспечили фенопластам широкое применение в технике. [c.6] В настоящее время в СССР выпускается свыше 200 наименований фенопластов различного назначения. [c.6] В связи с этим в данном учебном пособии уделено большое внимание этому классу полимеров и пластических масс, и он представлен наибольшим количеством работ. [c.6] Фенолы реагируют с альдегидами в кислой или щелочкой среде, при этом образуются смолообразные олигомеры и вода. Линейные олигомеры, в зависимости от соотношения и строения исходных веществ, могут быть способны к дальнейшему превращению в полимеры пространственного строения. [c.6] Наиболее изучена и имеет большое практическое значение реакция фенолов с формальдегидом. В качестве промежуточных продуктов этой реакции образуются о- и я-оксибензиловые спирты, а также 4,4 -, 2,2 -и 2,4 -диоксидифенилметаны. В присутствии щелочи оксибензиловые спирты реагируют между собой и с фенолом с малой скоростью. Кислоты резко ускоряют эту реакцию и применяются в качестве катализаторов в тех случаях, когда нет опасности преждевременного отверждения полимера, которое может произойти при конденсации в избытке формальдегида. [c.6] Р1сключительно большое влияние на свойства образующихся полимеров оказывает соотношение исходных веществ. Если количество формальдегида не превышает эквимолекулярного по отношению к фенолу, 70 образуются линейные термопластичные смолообразные олигомеры, называемые новолаками. Если же формальдегид взят хотя бы в небольшом избытке, образуются продукты поликонденсации, называемые резолами. [c.6] Резолы также плавятся и растворяются в органических растворителях, но, в отличие от новолаков, они способны при нагревании переходить в неплавкое и нерастворимое состояние. Этот переход осуществляется через образо вание промежуточного продукта, называемого рези-толом, который не способен плавиться и растворяться, но может набухать в растворителях и слегка размягчаться при нагревании, так как имеет сравнительно небольшое число связей между молекулами.. Последняя стадия полного отверждения приводит к образованию неплавкого, нерастворимого и ненабухающего продукта поликонденсации. [c.6] Реакция фенолов с другими альдегидами, например ацетальдегидом, масляным и бензойным альдегидами, в кислой среде приводит к образованию лишь линейных продуктов конденсации. Избыток альдегида не вызывает образования резитов. Исключением является фурфурол, который образует с фенолом реэиты вследствие вторичной реакции полимеризации по двойным связям. [c.7] Реакции фенола с формальдегидом могут быть представлены следующими схемами. [c.7] Здесь п = 4-ь8 звездочками показаны возможные места присоединений метиленовых групп. [c.7] Последняя формула лишь условно отражает строение новолаков, так как в процессе конденсации изомеры диоксидифенилметана реагируют с формальдегидом и фенолом, образуя сложную смесь изомеров и по-лимергомологов. [c.7] Отвержденные смолообразные феноло-формальдегидные полимеры переходят в растворимое и термопластичное состояние после нагревания в избытке фенола. Эта реакция носит название фенолиза и имеет большое практическое значение. [c.8] Новолаки обычно получают в присутствии кислых катализаторов соляной, серной, щавелевой, фосфорной кислот, а также нефтяных сульфокислот и т. п. Щавелевая кислота применяется для получения светлоокрашенных новолаков. [c.8] В некоторых случаях производят термообработку подсушенного продукта. [c.8] Для осуществления этих процессов используют различные аппараты наиболее удобной является установка, схематически изображенная на рис. 1 аппарат с холодильником и приемником надсмольных вод. [c.8] Вернуться к основной статье