Смолы феноло-альдегидные (бакелит)

© П.М.В., 2006-2015

КОНЕЦ

Главная

Химические вещества

Купить книгу

«Золото из радиодеталей...»

Феноло-альдегидные смолы входят в состав некоторых лаков для ногтей.

Смолы феноло-альдегидные — это продукты поликонденсации фенолов с альдегидами. Наиболее распространены смолы феноло-формальдегидные. Помимо формальдегида, для получения феноло-альдегидных смол, применяют и другие альдегиды — уксусный, масляный и трихлоруксусный, акролеин и фурфурол. Из них только фурфурол имеет промышленное значение (т.н. дьюиритовые смолы). Фурфурол придаёт смолам особые и полезные свойства текучести. Его применяют главным образом для получения твёрдых смол, которые после измельчения смешивают с быстроотверждающимися феноло-формальдегидными порошкообразными смолами. По другому методу смеси фурфурола и формальдегида взаимодействуют с фенолом непосредственно в  реакторе.

Фурфурол реагирует с фенолами медленнее, чем формальдегид. Для достижения высоких выходов обычно необходимы сильные щелочные катализаторы (NаОН). Реакцию, вероятно, лучше всего проводить в отсутствие воды или при непрерывном удалении воды во время реакции, за исключением тех случаев, когда приготовляют растворимые в щелочах смолы для клеевых композиций.

При взаимодействии одного или нескольких молей фурфурола с одним молем фенола в присутствии щёлочи поликонденсация протекает быстро и, если не отводить выделяющееся тепло, получается полностью отверждённый  продукт. Регулируя отвод тепла, реакцию можно прекратить в тот момент, когда продукт поликонденсации представляет собой твёрдую, хрупкую и плавкую массу. Смолы этого типа обычно смешивают с модифицирующими ингредиентами и используют для получения прессовочных композиции, пропитывающих растворов, связующих веществ, лаков и клеев.

Плавкие, реакционноспособные смолы (новолаки) можно получить в присутствии кислотных катализаторов, используя фурфурол и фенол в молярном отношении ~0, 5:1. Такая смола представляет собой в основном линейный полимер относительно низкого молярного веса, содержащий примерно 8-10 фенольных групп в молекуле. Новолаки из фенола и фурфурола необычны тем, что низкомолекулярные члены ряда растворимы в высыхающих маслах (например, в тунговом и дегидратированном касторовом) и в ароматических растворителях.

Для этих смол, в отличие от феноло-формальдегидных, характерен резкий переход из пластичного размягчённого состояния в отверждённое неплавкое состояние. Это свойство фурфурольных смол важно в промышленном отношении. Неотверждённый материал почти не имеет склонности к гелеобразованию, пока не достигаются обычные условия отверждения. Образцы неотверждённого полимера можно хранить в течение длительного времени без заметного отверждения при температуре немного ниже температуры прессования.

Отверждённые изделия обладают высокой ударной вязкостью и прочностью при растяжении. Можно получить полимеры, обладающие несколько лучшими диэлектрическими свойствами, чем феноло-формальдегидные полимеры. Феноло-фурфурольные изделия стойки к продолжительному действию температур, на 10-20° превышающих температуры, допустимые для феноло-формальдегидных смол. Другие свойства являются общими для формальдегидных и фурфурольных производных.

Феноло-фурфурольные пресспорошки применяют для прессования крупных изделий и деталей, имеющих сложный профиль. Эти смолы используются также в производстве асфальтовых аккумуляторных баков, лаков для слоистых пластиков и т.д.

Многоатомные фенолы также образуют с формальдегидом полимерные соединения. Скорость поликонденсации возрастает с увеличением количества гидроксильных групп в молекуле фенола; структура полимеров и их свойства зависят от взаимного расположения этих групп. Если они расположены в мета-положении (резорцин, флороглюцин), может образоваться трёхмерный полимер с густой сеткой. Если же гидроксильные группы находятся в о- или n-положении, получаются только линейные полимеры. Трёхатомные фенолы, в молекулах которых гидроксильные группы находятся в о- и n-положениях, не реагируют с формальдегидом.

Единственным многоатомным фенолом, сравнительно широко применяемым в производстве феноло-альдегидных смол, является резорцин. Его используют вместо фенола в производстве термореактивных смол, отверждающихся при низких температурах. Резорциновые смолы получают при избыточном количестве резорцина по отношению к формальдегиду. Физические свойства этих смол сходны со свойствами феноло-формальдегидных, однако резорциновые смолы не могут заменить фенольные в пресспорошках в сколько-нибудь значительной степени из-за гораздо более высокой стоимости. Кроме того, они заметно темнее; поэтому их можно использовать для изделий самых тёмных цветов. Клеи из резорцин-формальдегидных смол при добавлении соответствующих веществ отверждаются почти при комнатной температуре. Латекс на основе дисперсий этих смол очень эффективен в качестве клея для связывания каучука с хлопчатобумажным и вискозным кордами в производстве кордной ткани для шин.