Презентация Поликонденсация. Фенолформальдегидные смолы онлайн

Содержание слайда: Фенолформальдегидные смолы — синтетические реактопласты или термореактопласты, жидкие или твердые олигомерные продукты поликонденсации фенола с формальдегидом в щелочной или кислой среде (бакелиты, новолачные и резольные смолы), что соответственно влияет на их свойства. Используются для получения в качестве связующего компонента в производстве наполненных пресс-композиций с различными наполнителями (целлюлоза, стекловолокно, древесная мука) (древесно-волокнистых и древесностружечных плит), клеев, пропиточных и заливочных композиций (для фанеры, тканых и наполненных волокном материалов). Растворимы в водных растворах щелочей и полярных растворителях, после отвержения превращаются в густосшитые полимеры аморфной микрогетерогенной структуры

Содержание слайда: Формула фенолформальдегидной смолы Формула фенолформальдегидной смолы [-C6H3(OH)-CH2-]n . В зависимости от соотношения между формальдегидом и фенолом, получаются два основных типа смол – новолачные и резольные, которые применяются в различных областях человеческой деятельности. Все виды фенолформальдегидных смол отличаются высокой механической устойчивостью и прочностью, высокой степенью растворимости во многих органических растворителях, а также высокой коррозионной устойчивостью и электроизоляционными свойствами.

Содержание слайда:

Содержание слайда: широко применяемая в технике твердая фенолформальдегидная смола резит: широко применяемая в технике твердая фенолформальдегидная смола резит:

Содержание слайда: Фенолформальдегидные смолы обладают свойствами, которые позволяют применять их для изготовления различных синтетических клеев, лаков, полимерных изделий, которые применяются в электротехнике, а также тормозных накладок и различных видов подшипников. Еще одним видом товаров, который изготавливается из фенолформальдегидной смолы, являются бильярдные шары. Фенолформальдегидные смолы обладают свойствами, которые позволяют применять их для изготовления различных синтетических клеев, лаков, полимерных изделий, которые применяются в электротехнике, а также тормозных накладок и различных видов подшипников. Еще одним видом товаров, который изготавливается из фенолформальдегидной смолы, являются бильярдные шары.

Содержание слайда:

Содержание слайда: Как правило, фенолформальдегидная смола выпускается в виде лака, которые является твердым пластичным веществом с температурой плавления около 100 градусов. Для получения фенолформальдегидной смолы со свойствами, которые позволяют ей противостоять высоким температурам, при производстве лака необходимо дополнительно ввести соединение формальдегида и аммиака – уротропин, который при разложении выделяет необходимый формальдегид. Как правило, фенолформальдегидная смола выпускается в виде лака, которые является твердым пластичным веществом с температурой плавления около 100 градусов. Для получения фенолформальдегидной смолы со свойствами, которые позволяют ей противостоять высоким температурам, при производстве лака необходимо дополнительно ввести соединение формальдегида и аммиака – уротропин, который при разложении выделяет необходимый формальдегид.

Содержание слайда: Материалы, которые используются при изготовлении фенолформальдегидной смолы, имеют высокие канцерогенные свойства. И фенол, и формальдегид пожароопасны и ядовиты, при попадании данных веществ на кожу возможно образование экзем. Готовая фенолформальдегидная смола может содержать около 10 % свободного фенола и 5 % свободного формальдегида, может разлагаться на воздухе, загрязняя окружающую среду. Материалы, которые используются при изготовлении фенолформальдегидной смолы, имеют высокие канцерогенные свойства. И фенол, и формальдегид пожароопасны и ядовиты, при попадании данных веществ на кожу возможно образование экзем. Готовая фенолформальдегидная смола может содержать около 10 % свободного фенола и 5 % свободного формальдегида, может разлагаться на воздухе, загрязняя окружающую среду.

Содержание слайда: В настоящее время объемы выпуска фенолформальдегидной смолы значительно сократились из-за ужесточений экологических требований к материалам, на смену фенолформальдегидным смолам пришли другие полимерные материалы со схожими свойствами. В настоящее время объемы выпуска фенолформальдегидной смолы значительно сократились из-за ужесточений экологических требований к материалам, на смену фенолформальдегидным смолам пришли другие полимерные материалы со схожими свойствами.

Содержание слайда: Фенолформальдегидная смола, которая превосходит эпоксидку и по прочности, и по термостойкости. Но главное - волокна-то длинные-длинные. Прямо прядями... Вот берется такой клок стекловолокон: Фенолформальдегидная смола, которая превосходит эпоксидку и по прочности, и по термостойкости. Но главное - волокна-то длинные-длинные. Прямо прядями... Вот берется такой клок стекловолокон:

Содержание слайда: Феноло-альдегидные смолы Феноло-альдегидные смолы Феноло-альдегидные смолы олигомерные продукты поликонденсации фенола, его гомологов (крезолов, ксиленолов) и многоатомных фенолов (например, резорцина) с альдегидами (формальдегидом и фурфуролом). Наибольшее практическое значение имеют феноло-формальдегидные смолы (ФФС), получаемые из фенолов и формальдегида. В зависимости от соотношения реагирующих веществ и природы катализатора образуются термопластичные (новолаки) или терморсактивные (резолы) смолы. Так, в присутствии кислых катализаторов (обычно соляной или щавелевой кислоты) при избытке фенола получают новолачные смолы; в присутствии основных катализаторов, например NaOH, Ba (OH)2, NH4OH, при избытке формальдегида – резольные смолы.

Содержание слайда: Новолачные смолы – преимущественно линейные олигомеры, в молекулах которых фенольные ядра соединены метиленовыми мостиками (например, I) и почти не содержат метилольных групп (– CH2OH), Резольные смолы – смесь линейных и разветвленных олигомеров (например, II), содержащих большое число метилольных групп, способных к дальнейшим превращениям: Новолачные смолы – преимущественно линейные олигомеры, в молекулах которых фенольные ядра соединены метиленовыми мостиками (например, I) и почти не содержат метилольных групп (– CH2OH), Резольные смолы – смесь линейных и разветвленных олигомеров (например, II), содержащих большое число метилольных групп, способных к дальнейшим превращениям:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: Новолаки и резолы (молярная масса 600–1300 и 400–1000 соответственно) хорошо растворяются в спиртах и ацетоне, окрашены в зависимости от типа использованного катализатора в различные цвета – от светло-жёлтого до красноватого. В процессе переработки при нагревании ФФС отверждаются, причём для отверждения новолачных смол необходим отвердитель (обычно вводят уротропин; 6–14% от массы смолы). При отверждении резольных смол различают три стадии: А (начальная), В (промежуточная), С (конечная). На стадии А смола (резол) по физическим свойствам аналогична новолакам, т.к. растворяется и плавится, на стадии В смола (резитол) способна размягчаться при нагревании и набухать в растворителях, на стадии С смола (резит) не плавится и не растворяется. Новолаки и резолы (молярная масса 600–1300 и 400–1000 соответственно) хорошо растворяются в спиртах и ацетоне, окрашены в зависимости от типа использованного катализатора в различные цвета – от светло-жёлтого до красноватого. В процессе переработки при нагревании ФФС отверждаются, причём для отверждения новолачных смол необходим отвердитель (обычно вводят уротропин; 6–14% от массы смолы). При отверждении резольных смол различают три стадии: А (начальная), В (промежуточная), С (конечная). На стадии А смола (резол) по физическим свойствам аналогична новолакам, т.к. растворяется и плавится, на стадии В смола (резитол) способна размягчаться при нагревании и набухать в растворителях, на стадии С смола (резит) не плавится и не растворяется.

Содержание слайда:

Содержание слайда: Новолачные смолы-стеклообразные в-ва (куски, чешуйки, гранулы) от светло-желтого до темно-красного цвета; мол. м. 500-900; плотн. ок. 1,2 г/см3; т. каплепад. 90-130 °С; содержат 1-7% своб. фенола; раств. в спиртах, кетонах, сложных эфирах, фенолах, водных р-рах щелочей. Смолы на основе п-трет-бутилфенола и искусств. копалы раств. в маслах. Резорцино-альдегид-ные смолы раств. в воде; другие новолачные смолы в воде набухают и размягчаются. В отсутствие влаги новолачные смолы стабильны при хранении. Новолачные смолы-стеклообразные в-ва (куски, чешуйки, гранулы) от светло-желтого до темно-красного цвета; мол. м. 500-900; плотн. ок. 1,2 г/см3; т. каплепад. 90-130 °С; содержат 1-7% своб. фенола; раств. в спиртах, кетонах, сложных эфирах, фенолах, водных р-рах щелочей. Смолы на основе п-трет-бутилфенола и искусств. копалы раств. в маслах. Резорцино-альдегид-ные смолы раств. в воде; другие новолачные смолы в воде набухают и размягчаются. В отсутствие влаги новолачные смолы стабильны при хранении.

Содержание слайда: Мочевино-формальдегидные и меламино-формальдегидные смолы Мочевино-формальдегидные и меламино-формальдегидные смолы Продукты конденсации мочевины или меламина с формальдегидом - другой вид давно известных и хорошо исследованных термореактивных полимеров. Начальная стадия реакции и здесь заключается в образовании промежуточного вещества, имеющего много реакционноспособных групп. Например, в случае мочевины сначала получают тригидроксиметилмочевину и тетрагидроксиметилмочевину (CH2OH)4CON2.

Содержание слайда:

Содержание слайда: Гидроксиметилмочевины конденсируются, выделяя воду и образуя трехмерную сетчатую структуру следующего вида: Гидроксиметилмочевины конденсируются, выделяя воду и образуя трехмерную сетчатую структуру следующего вида:

Содержание слайда: Меламин реагирует с формальдегидом, образуя полифункциональное промежуточное соединение - гексагидроксиметилмеламин: Меламин реагирует с формальдегидом, образуя полифункциональное промежуточное соединение - гексагидроксиметилмеламин:

Содержание слайда: Как и в случае феноло-формальдегидных смол, здесь также существуют водорастворимые или диспергируемые в воде, частично конденсированные либо сухие, порошкообразные промежуточные соединения, которые, отщепляя воду, превращаются в бесцветные, прозрачные, твердые, тугоплавкие, нерастворимые материалы. Спектр применения их очень широк; они используются в качестве клеев, пропиток, придающих тканям несминаемость, а бумаге - водостойкость, и для изготовления прессованных изделий - тарелок, чашек, ножей, рукояток для щеток и многих других предметов домашнего обихода или иного назначения в отелях, ресторанах и на промышленных предприятиях. Как и в случае феноло-формальдегидных смол, здесь также существуют водорастворимые или диспергируемые в воде, частично конденсированные либо сухие, порошкообразные промежуточные соединения, которые, отщепляя воду, превращаются в бесцветные, прозрачные, твердые, тугоплавкие, нерастворимые материалы. Спектр применения их очень широк; они используются в качестве клеев, пропиток, придающих тканям несминаемость, а бумаге - водостойкость, и для изготовления прессованных изделий - тарелок, чашек, ножей, рукояток для щеток и многих других предметов домашнего обихода или иного назначения в отелях, ресторанах и на промышленных предприятиях.

Содержание слайда: Технология производства Технология производства Механизм образования мочевино-формальдегидных смол сложен. Всегда в качестве начального продукта образуется моно- и диметилолмочевина, которые при дальнейшей поликонденсации в слабокислой среде дают линейные полимеры.

Содержание слайда: Технологический процесс производства мочевино-формальдегидной смолы осуществляется жидкофазным непрерывным методом и состоит из следующих основных стадий: подготовка сырья; приготовление реакционного раствора; конденсация в щелочной и кислой средах; нейтрализация и сушка смолы; доконденсация смолы с мочевиной; охлаждение, стабилизация и стандартизация смолы. Технологический процесс производства мочевино-формальдегидной смолы осуществляется жидкофазным непрерывным методом и состоит из следующих основных стадий: подготовка сырья; приготовление реакционного раствора; конденсация в щелочной и кислой средах; нейтрализация и сушка смолы; доконденсация смолы с мочевиной; охлаждение, стабилизация и стандартизация смолы.

Содержание слайда:

Содержание слайда: В смеситель 3 подаются 2%-ный раствор едкого натра из мерника 1 и формалин из прицеховой ёмкости. Формалин может охлаждаться в теплообменнике 2. Едкий натр загружается из расчёта получения в растворе рН 4,8 – 6,5. Мочевина измельчается на зубчатой дробилке 4 и подаётся в ёмкость 5, через которую прокачивается смесь формалина с едким натром из смесителя 3 циркуляционным насосом 6. Циркуляция ведётся до полного растворения мочевины, после чего определяется рН раствора, которая должна быть в пределах 7,5 – 8,5. Коэффициент рефракции должен быть 1,409 – 1,412. В реакционной смеси поддерживается температура 20 – 35 °C за счёт подачи воды или пара в змеевики смесителя 3. В смеситель 3 подаются 2%-ный раствор едкого натра из мерника 1 и формалин из прицеховой ёмкости. Формалин может охлаждаться в теплообменнике 2. Едкий натр загружается из расчёта получения в растворе рН 4,8 – 6,5. Мочевина измельчается на зубчатой дробилке 4 и подаётся в ёмкость 5, через которую прокачивается смесь формалина с едким натром из смесителя 3 циркуляционным насосом 6. Циркуляция ведётся до полного растворения мочевины, после чего определяется рН раствора, которая должна быть в пределах 7,5 – 8,5. Коэффициент рефракции должен быть 1,409 – 1,412. В реакционной смеси поддерживается температура 20 – 35 °C за счёт подачи воды или пара в змеевики смесителя 3.

Содержание слайда: Из смесителя 3 конденсационный раствор непрерывно подаётся в реактор 7 со скоростью, зависящей от производительности агрегата. Реактор снабжён рубашкой для нагрева и охлаждения, якорной мешалкой и холодильником 8. В реакторе 7 проводится конденсация в щелочной среде при 90 – 98 °C и непрерывном перемешивании. Пары конденсируются в холодильнике 8 и стекают обратно в реактор. При конденсации рН раствора снижается до 6,0 – 7,0. В начальной стадии процесса в нейтральной или слабощелочной среде образуется смесь моно- и диметилолмочевин, растворимых в воде. При дальнейшем нагреве происходит поликонденсация метилолмочевин, в результате образуется линейный полимер с метиленовыми связями и выделяется вода. Из смесителя 3 конденсационный раствор непрерывно подаётся в реактор 7 со скоростью, зависящей от производительности агрегата. Реактор снабжён рубашкой для нагрева и охлаждения, якорной мешалкой и холодильником 8. В реакторе 7 проводится конденсация в щелочной среде при 90 – 98 °C и непрерывном перемешивании. Пары конденсируются в холодильнике 8 и стекают обратно в реактор. При конденсации рН раствора снижается до 6,0 – 7,0. В начальной стадии процесса в нейтральной или слабощелочной среде образуется смесь моно- и диметилолмочевин, растворимых в воде. При дальнейшем нагреве происходит поликонденсация метилолмочевин, в результате образуется линейный полимер с метиленовыми связями и выделяется вода.

Содержание слайда: Из реактора 7 реакционный раствор непрерывно перетекает в реактор 9, в который также непрерывно поступает из мерника 10 серная кислота (0,5 – 1,0%-ный раствор). В реакторе поддерживается рН смеси 5,0 – 5,4 и температура 94 – 98 0С . Поликонденсация при непрерывном перемешивании продолжается до достижения вязкости смолы 14 – 15 по вискозиметру ВЗ-1. Образовавшиеся пары конденсируются в холодильнике 8 и стекают обратно в реактор 9. Из реактора 7 реакционный раствор непрерывно перетекает в реактор 9, в который также непрерывно поступает из мерника 10 серная кислота (0,5 – 1,0%-ный раствор). В реакторе поддерживается рН смеси 5,0 – 5,4 и температура 94 – 98 0С . Поликонденсация при непрерывном перемешивании продолжается до достижения вязкости смолы 14 – 15 по вискозиметру ВЗ-1. Образовавшиеся пары конденсируются в холодильнике 8 и стекают обратно в реактор 9.

Содержание слайда: Сконденсировавшаяся смола подаётся непрерывно из реактора 9 циркуляционным насосом 11 в выпарной аппарат 12, состоящий из кипятильника кожухотрубного а и сепаратора б. Для нейтрализации смолы и поддержания рН в пределах 7,0 – 8,0 в насос из мерника 13 непрерывно поступает 2%-ный раствор едкого натра. Кипятильник представляет собой трубчатый теплообменник, в трубках которого циркулирует смола, а в межтрубном пространстве – пар давлением 4 кгс/см2. Сепаратор – цилиндрический аппарат с коническим днищем и крышкой. Сконденсировавшаяся смола подаётся непрерывно из реактора 9 циркуляционным насосом 11 в выпарной аппарат 12, состоящий из кипятильника кожухотрубного а и сепаратора б. Для нейтрализации смолы и поддержания рН в пределах 7,0 – 8,0 в насос из мерника 13 непрерывно поступает 2%-ный раствор едкого натра. Кипятильник представляет собой трубчатый теплообменник, в трубках которого циркулирует смола, а в межтрубном пространстве – пар давлением 4 кгс/см2. Сепаратор – цилиндрический аппарат с коническим днищем и крышкой.

Содержание слайда: Сушка смолы проводится при рН 7,0 – 7,8, температуре 96 – 100 0С до достижения вязкости от 50 – 60 до 110 – 120 (по вискозиметру ВЗ-1). Пары, получаемые при сушке смолы, поступают в воздушный холодильник, конденсируются; надсмольная вода собирается в ёмкость, откуда перекачивается для дальнейшей обработки (выделения метанола и очистки воды от остатков формальдегида). Сушка смолы проводится при рН 7,0 – 7,8, температуре 96 – 100 0С до достижения вязкости от 50 – 60 до 110 – 120 (по вискозиметру ВЗ-1). Пары, получаемые при сушке смолы, поступают в воздушный холодильник, конденсируются; надсмольная вода собирается в ёмкость, откуда перекачивается для дальнейшей обработки (выделения метанола и очистки воды от остатков формальдегида).

Содержание слайда: Упаренная смола поступает из сепаратора в сборник 14, в который подаётся 2%-ный раствор едкого натра для поддержания рН смолы в пределах 7,0 – 8,0. Из сборника 14 смола подаётся в реактор 15, в который поступает расчётное количество 64 – 67%-ного водного раствора мочевины, и при 60 – 85 происходит доконденсация смолы до достижения содержания формальдегида ниже 1,2%. Упаренная смола поступает из сепаратора в сборник 14, в который подаётся 2%-ный раствор едкого натра для поддержания рН смолы в пределах 7,0 – 8,0. Из сборника 14 смола подаётся в реактор 15, в который поступает расчётное количество 64 – 67%-ного водного раствора мочевины, и при 60 – 85 происходит доконденсация смолы до достижения содержания формальдегида ниже 1,2%.

Содержание слайда: Из реактора 15 смола перекачивается в стандартизатор, где она стабилизируется 25%-ной аммиачной водой для повышения рН до 7,5–9,0 и увеличения жизнеспособности, и стандартизируется в результате перемешивания. Из реактора 15 смола перекачивается в стандартизатор, где она стабилизируется 25%-ной аммиачной водой для повышения рН до 7,5–9,0 и увеличения жизнеспособности, и стандартизируется в результате перемешивания. Из стандартизатора смола перекачивается насосами в складские ёмкости, из которых она поступает в железнодорожные цистерны и бочки.

Содержание слайда: Алкидные смолы Алкидные смолы Эта важная группа термореактивных полимеров образуется при взаимодействии бифункциональных кислот или их ангидридов (например, фталевой кислоты или ее ангидрида) с многоатомными спиртами, например глицерином:

Содержание слайда:

Содержание слайда: Здесь продукт конденсации представляет собой тетрафункциональную единицу, которая претерпевает дальнейшую поликонденсацию в трехмерную сетчатую структуру. В результате получается бесцветная, прозрачная, твердая, прочная высокоплавкая композиция, используемая с большим успехом для покрытия, в том числе при отделке автомобилей. Исходные материалы дешевы, а промежуточным веществам можно придать новые свойства, сшивая их с пигментами, пластификаторами, наполнителями и стабилизаторами. Здесь продукт конденсации представляет собой тетрафункциональную единицу, которая претерпевает дальнейшую поликонденсацию в трехмерную сетчатую структуру. В результате получается бесцветная, прозрачная, твердая, прочная высокоплавкая композиция, используемая с большим успехом для покрытия, в том числе при отделке автомобилей. Исходные материалы дешевы, а промежуточным веществам можно придать новые свойства, сшивая их с пигментами, пластификаторами, наполнителями и стабилизаторами.