¿Qué significa PA66 +30%PF?
Plástico fenólico reforzado con fibra de vidrio, se añade un 30% de plástico fenólico con fibra.
1. Principio de síntesis de la resina fenólica
La resina fenólica también se llama baquelita y compuesto de moldeo fenólico. Originalmente una sustancia transparente incolora o de color marrón amarillento, a menudo se vende en el mercado como colorantes rojos, amarillos, negros, verdes, marrones, azules y otros, disponibles en gránulos y en polvo. Resistente a ácidos débiles y álcalis débiles, se descompone en ácidos fuertes y se corroe en álcalis fuertes. Insoluble en agua, soluble en acetona, alcohol y otros disolventes orgánicos. Se forma por la condensación de fenol y formaldehído. Incluyendo resina fenólica novolac, resina fenólica termoestable y resina fenólica soluble en aceite. Se utiliza principalmente para la producción de polvo moldeado por compresión y plásticos laminados; la fabricación de barnices o revestimientos aislantes y anticorrosivos; la producción de artículos de primera necesidad y decoraciones y la fabricación de materiales de aislamiento acústico y térmico; Tomas de corriente habituales de alta tensión, tiradores de plástico de muebles, etc.
La resina de fenol-formaldehído (PF para abreviar) es una sustancia de bloque amorfa, transparente y amarilla, que es de color rojo claro porque contiene moléculas libres y tiene una gravedad específica de 1,25 ~ 1,30. Soluble en alcohol, insoluble en agua, estable en agua, ácidos débiles y soluciones alcalinas débiles. Resina obtenida a partir de policondensación, neutralización y lavado con agua de fenol y formaldehído en condiciones catalíticas. Debido a los diferentes catalizadores, se pueden dividir en termoestables y termoplásticos. La resina fenólica tiene buena resistencia a los ácidos, propiedades mecánicas y resistencia al calor, y se usa ampliamente en ingeniería anticorrosión, adhesivos, materiales retardantes de llama, fabricación de muelas abrasivas y otras industrias.
La resina fenólica es la primera resina sintética industrializada.
2. Propiedades importantes de la resina fenólica
Características a altas temperaturas
La característica más importante de la resina fenólica es la resistencia a altas temperaturas, que se puede mantener incluso a muy bajas temperaturas. altas temperaturas su integridad estructural y estabilidad dimensional. Es por esta razón que las resinas fenólicas se utilizan en algunas áreas de altas temperaturas, como materiales refractarios, materiales de fricción, adhesivos e industrias de fundición.
Fuerza de unión
Una aplicación importante de las resinas fenólicas es como adhesivo. La resina fenólica es un material versátil que es compatible con una variedad de cargas orgánicas e inorgánicas. Cuando las resinas fenólicas se diseñan correctamente, la humectación es particularmente rápida. Cuando se reticula, proporciona la resistencia mecánica, la resistencia al calor y las propiedades eléctricas necesarias para los abrasivos, refractarios, materiales de fricción y compuestos fenólicos para moldeo.
La resina fenólica soluble en agua o resina fenólica soluble en alcohol se utiliza para impregnar papel, algodón, vidrio, amianto y otros materiales similares para dotarlos de resistencia mecánica y propiedades eléctricas. Los ejemplos típicos incluyen aislamiento eléctrico y fabricación de laminados mecánicos, discos de embrague y papel de filtro para automóviles.
Alta tasa de residuos de carbono
En condiciones de gas inerte con una temperatura de aproximadamente 1000 °C, la resina fenólica producirá residuos de carbono más altos, lo que es beneficioso para mantener la estabilidad estructural del fenólico. resina. Esta característica de la resina fenólica es también una razón importante por la que puede utilizarse en el campo de los materiales refractarios.
Bajo humo y baja toxicidad
En comparación con otros sistemas de resina, el sistema de resina fenólica tiene las ventajas de bajo humo y baja toxicidad. En caso de combustión, el sistema de resina fenólica científicamente formulado se descompondrá lentamente para producir hidrógeno, hidrocarburos, vapor de agua y óxidos de carbono. El proceso de descomposición produce menos humo y es menos tóxico. Estas propiedades hacen que la resina fenólica sea adecuada para su uso en áreas con estrictos requisitos de transporte y seguridad, como minería, cercas y construcción.
Resistencia Química
La resina fenólica reticulada puede resistir la descomposición por cualquier sustancia química. Como gasolina, petróleo, alcohol, etilenglicol y diversos hidrocarburos.
Tratamiento térmico
El tratamiento térmico aumentará la temperatura de transición vítrea de la resina curada y mejorará aún más las propiedades de la resina. La temperatura de transición vítrea es similar al estado fundido de un sólido cristalino como el polipropileno. La temperatura de transición vítrea inicial de la resina fenólica está relacionada con la temperatura de curado utilizada en la etapa de curado inicial. El tratamiento térmico puede mejorar la fluidez de las resinas reticuladas para promover reacciones adicionales, al mismo tiempo que elimina los fenoles volátiles residuales, reduce la contracción y mejora la estabilidad dimensional, la dureza y la resistencia a altas temperaturas. Al mismo tiempo, la resina tiende a encogerse y volverse quebradiza. El perfil de aumento de temperatura para el postratamiento de la resina dependerá de las condiciones de curado iniciales de la resina y del sistema de resina.
3. Campos de aplicación de la resina fenólica
1905 ~ 1909 Baekeland realizó una investigación sistemática sobre la resina fenólica y su proceso de moldeo. En 1910 se fundó la General Phenolic Resin Company en la fábrica berlinesa de Lugos y se puso en marcha la producción industrial.
1911j.w.Aylesworth propuso utilizar hexametilentetramina para curar resina fenólica termoplástica para fabricar productos plásticos con buen rendimiento, que fueron ampliamente utilizados. En 1969, la fibra de resina fenólica fue desarrollada por la American Emery Company y posteriormente la japonesa Ginoer Company la puso en producción. Ahora Estados Unidos, la Unión Soviética y China también tienen producción. La producción de resina fenólica no ha disminuido hasta el momento. En 1984, la producción total mundial fue de aproximadamente 1946 mil toneladas, ocupando el primer lugar entre las resinas termoendurecibles. Mi país comenzó a producir en la década de 1940, con una producción de 77,6 kt en 1984. Las materias primas comúnmente utilizadas en los métodos de producción incluyen fenol, resorcinol, m-cresol, xilenol, p-terc-butilo o p-fenilfenol, formaldehído, furfural, etc. El proceso de producción incluye policondensación y deshidratación. Coloque las materias primas en el reactor de acuerdo con la fórmula y mezcle uniformemente, luego agregue el catalizador, revuelva y caliente a 55 ~ 65 °C, la reacción exotérmica calentará automáticamente los materiales hasta que hierva. Luego continuar calentando y mantener una ligera ebullición (96 ~ 98°C) hasta el punto final, deshidratar a presión reducida y descargar. En los últimos años se ha desarrollado con éxito un nuevo proceso para producir resina fenólica mediante policondensación continua. Los principales factores que afectan la síntesis y el rendimiento de la resina son la estructura química, la proporción molar de fenol y aldehído y el valor de pH del medio de reacción. Cuando la proporción molar fenólica es mayor o igual a 1, el producto inicial es hidroximetilfenol, que genera una resina lineal durante la polimerización por condensación; cuando es menor que 1, se generan derivados de polihidroxifenol y la resina de policondensación formada puede reticularse y; curado. Cuando el valor de pH del medio de reacción es inferior a 7, el hidroximetilfenol generado es muy inestable y se condensa fácilmente en una resina lineal. Cuando es mayor que 7, la reacción de policondensación es lenta, lo que favorece la formación de derivados de polihidroxifenol. En la producción de resina fenólica termoplástica, el ácido clorhídrico, el ácido fosfórico y el ácido oxálico generalmente se usan como catalizadores (ver catalizadores ácido-base) para lograr un pH del medio de 0,5 a 1,5. Para evitar una ebullición violenta, el catalizador se puede añadir por etapas. El tiempo de reacción de ebullición es generalmente de 3 a 6 h. La deshidratación se puede llevar a cabo bajo presión normal o presión reducida, y la temperatura de deshidratación final es de 140 ~ 160°C. El peso molecular de la resina es 500-900. El hidróxido de sodio, el hidróxido de bario, el amoníaco y el óxido de zinc se pueden utilizar como catalizadores para la producción de resinas fenólicas termoendurecibles. El tiempo de reacción de ebullición es de 1 a 3 h, la temperatura de deshidratación es generalmente inferior a 90 °C y el peso molecular de la resina es de 500 a 1000. Los catalizadores de base fuerte son beneficiosos para aumentar el contenido de hidroximetilo de la resina y su compatibilidad con el agua. El catalizador de amoníaco puede participar directamente en la reacción de esterificación de la resina. La resina preparada con la misma fórmula tiene un alto peso molecular y poca solubilidad en agua. El catalizador de óxido de zinc puede preparar resina fenólica con alta estructura orto y buena estabilidad durante el almacenamiento. La aplicación de resina fenólica se utiliza principalmente en la fabricación de diversos plásticos, revestimientos, adhesivos y fibras sintéticas. El polvo de moldeo por compresión es uno de los principales usos de la resina fenólica y se utiliza para producir polvo de moldeo por compresión para productos moldeados. El relleno se impregna con resina mediante el método de prensado con rodillo, el método de extrusión de tornillo y el método de emulsión, y se mezcla uniformemente con otros aditivos, luego se tritura y tamiza para obtener un polvo moldeado. El polvo de madera se utiliza a menudo como relleno, y también se utilizan rellenos inorgánicos como polvo de mica, polvo de amianto y polvo de cuarzo para fabricar algunos productos con alto aislamiento eléctrico y resistencia al calor. El polvo de moldeo por compresión se puede convertir en diversos productos plásticos mediante moldeo por compresión, moldeo por transferencia y moldeo por inyección. El polvo de moldeo de resina fenólica termoplástica se utiliza principalmente para fabricar interruptores, enchufes, enchufes y otras piezas eléctricas, artículos de primera necesidad y otros productos industriales. El polvo de moldeo por compresión de resina fenólica termoendurecible se utiliza principalmente para fabricar piezas con alto aislamiento eléctrico. Plásticos fenólicos reforzados: diversas fibras y tejidos se impregnan con soluciones o emulsiones de resina fenólica (principalmente resina fenólica termoendurecible), se secan y se prensan para obtener diversos plásticos reforzados, que son materiales industriales importantes. No sólo tiene alta resistencia mecánica y buen rendimiento integral, sino que también puede procesarse. La fibra de vidrio, la fibra estacional y los plásticos fenólicos reforzados con tela se utilizan principalmente para fabricar diversas pastillas de fricción de frenos y plásticos resistentes a la corrosión química; la fibra de vidrio con alto contenido de sílice y los plásticos fenólicos reforzados con fibra de carbono son importantes materiales resistentes a la ablación en la industria aeroespacial. La pintura fenólica es una materia prima importante en la industria de la pintura porque tiene buena miscibilidad con aceite de tung y aceite de linaza, incluida la resina fenólica modificada con colofonia, la resina fenólica eterificada con butanol, la resina fenólica de p-terc-butilo y la resina fenólica de p-fenilo. Los dos primeros se utilizan para preparar pinturas de nivel bajo e intermedio, y los dos últimos se utilizan para preparar pinturas de nivel alto.
La resina fenólica termoendurecible adhesiva fenólica también es una materia prima importante para los adhesivos. La resina fenólica simple es relativamente frágil y se utiliza principalmente para unir madera contrachapada y moldes de arena de fundición de precisión. Los adhesivos a base de resinas fenólicas modificadas con otros polímeros juegan un papel importante en los adhesivos estructurales. Entre ellos, los adhesivos fenólico-nitrilo, fenólico-acetal, fenólico-epoxi, fenólico-epoxi-acetal, fenólico-nylon y otros tienen las características de buena resistencia al calor y alta fuerza de unión.
Los adhesivos fenólicos de nitrilo y fenólico-acetal también tienen excelentes propiedades como resistencia a la tracción, resistencia al impacto y resistencia al envejecimiento por calor y humedad, y son excelentes variedades de adhesivos estructurales. La fibra fenólica se fabrica principalmente a partir de resina fenólica novolaca termoplástica, que se hila en fusión y luego se sumerge en una solución acuosa de poliformaldehído y ácido clorhídrico para su solidificación y obtener fibra estructural reticulada con formaldehído. Para mejorar la resistencia y el módulo de la fibra, se puede mezclar con entre un 5% y un 10% de poliamida e hilar. Esta fibra es dorada o marrón amarillenta, tiene una resistencia de 11,5 ~ 15,9 cn/dtex, un excelente retardo de llama y un índice de oxígeno límite de 34. Entra en contacto instantáneamente con la llama de oxígeno-acetileno a casi 7500 °C, no se funde ni retarda la combustión, y es autoextinguible, resistente al ácido clorhídrico concentrado y al ácido fluorhídrico, así como al ácido sulfúrico y al ácido nítrico. Se utiliza principalmente como ropa protectora, telas ignífugas o decoraciones de interiores. También se puede utilizar como material aislante, aislante térmico y filtrante. También se puede procesar en fibras de carbono de baja resistencia y módulo, fibras de carbón activado y. Fibras de intercambio iónico.
Varias formas comunes de resina fenólica termoestable en el campo de la anticorrosión: revestimientos de resina fenólica; resina fenólica FRP, cemento de resina fenólica y productos de grafito prensado; . La forma de curado de la resina fenólica termoestable se puede dividir en curado a temperatura ambiente y curado por calor. Se pueden usar agentes de curado a temperatura ambiente no tóxicos NL, cloruro de bencenosulfonilo o ácido sulfónico de petróleo para el curado a temperatura ambiente, pero los dos últimos materiales son tóxicos e irritantes. Se recomienda utilizar un agente de curado NL eficiente y poco tóxico. Los rellenos pueden ser polvo de grafito, polvo de porcelana, polvo de cuarzo, polvo de sulfato de bario y el polvo de diabasa no es adecuado.
4. El desarrollo futuro de la resina fenólica
Investigación sobre la resina fenólica verde
La producción y el uso de resina fenólica traerán cierta contaminación al medio ambiente y afectarán todo el entorno ecológico. Sin embargo, prestar atención o fortalecer el control de la contaminación, incluido el tratamiento de aguas residuales y el reciclaje de productos de resina fenólica y materiales compuestos de desecho, puede permitir el desarrollo rápido y saludable de la resina fenólica.
Los últimos desarrollos y perspectivas de las resinas fenólicas
El trabajo de desarrollo e investigación de las resinas fenólicas se centra principalmente en el refuerzo, el retardo de llama, la baja emisión de humos y la aplicabilidad del moldeo, y avanza hacia la funcionalización y refinamiento. desarrollo de dirección. Científicos de varios países se centran en materiales de resina fenólica de alto valor añadido como objetivos de investigación y desarrollo.