影響酚醛樹脂生產(chǎn)的因素
發(fā)布時間:2014-01-11 13:33
所用原料的化學(xué)結(jié)構(gòu)和單體官能度
為了得到體型結(jié)構(gòu)的高聚物，兩種原料的官能度總數(shù)不應(yīng)少于5，醛表現(xiàn)為二官能度的單體，所以酚類必須為三官能度。如果為鄰甲酚或?qū)追?，則只能生成線型樹脂。不同類型的酚，由于其結(jié)構(gòu)和官能度不同，其所表現(xiàn)出反應(yīng)活性液不同，以苯酚的反應(yīng)活為1對比，3,5-二甲酚、間甲酚、3,4二甲酚、2,5二甲酚、對甲酚、鄰甲酚、2，6-二甲酚分別為7. 75、2.88、0.83、0.71、0.35、0.26、0.16。
酚與醛的摩爾比
從反應(yīng)官能度上可以看出，醛的用量多于酚則可生成熱固性酚醛樹脂。反之則生成熱塑性酚醛樹脂。一般合成熱固性酚醛樹脂應(yīng)用堿性催化劑，合成熱塑性酚醛樹脂應(yīng)用酸性催化劑。酚醛的摩爾比小于1，但是接近于1時可生成熱固性樹脂。
對于熱固性樹脂而言，隨著醛的摩爾比的增高，樹脂的滴點、黏度、硬化速度以及樹脂的收率均會有不同的增加。通常樹脂的摩爾比一般為1：1.2左右。甲醛含量太高會使樹脂的耐燒結(jié)性降低，甲醛含量過低，會由于反應(yīng)不充分而造成污染和經(jīng)濟(jì)損失。
催化劑
催化劑的催化性能、可分離性以及價格是選擇催化劑所必須考慮的因素。假如產(chǎn)品對介電性、耐水性等要求較高的話，那么催化劑最好是可以從體系中分離出來的。
催化劑的種類直接影響著樹脂的性質(zhì)。常用的堿性催化劑有NaOH、NH40H、Ba(OH) z、Mg(OH) z、Ca(OH) z、BaO、CaO、 MgO等，其催化能力NaOH>Ba(OH)z >NH4OH。
用氨水作為催化劑的優(yōu)點是催化劑可以很方便地除去，且其價格低廉。而使用氫氧化鈉等作為催化劑不能方便地除去催化劑，這樣殘留的催化劑在某些情況下會對制品的性能產(chǎn)生影響。以氨水作為催化劑的另一個好處是制品的顏色較淺，這對于今后的成型加工很有利。僅對胺類催化劑而言，其用量上升，凝膠化時間延長。
常用的酸性催化劑有鹽酸、草酸、硫酸、對甲苯磺酸等。其催化能力為對甲苯磺酸>鹽酸>高氯酸>硫酸>草酸。鹽酸作為酚醛樹脂的催化劑有諸多優(yōu)點，如可以除去，反應(yīng)迅速，樹脂顏色較淺等。草酸作為催化劑的反應(yīng)較平緩，易于控制。硫酸的腐蝕性較大，一般不推薦使用。
催化劑的用量、反應(yīng)溫度和反應(yīng)時間是應(yīng)綜合考慮的因素。它們之間的協(xié)調(diào)、配合是經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)樹脂的保證。酚醛樹脂生產(chǎn)的反應(yīng)溫度一般在60～100℃之間。反應(yīng)溫度高，聚合時問短，不同種類催化劑及其用量會對反應(yīng)時間產(chǎn)生很大的影響。據(jù)報道，反應(yīng)溫度是影響反應(yīng)速率的最主要因素，反應(yīng)速率隨催化劑的用量增加而加快。
本文參考《精細(xì)化工工藝學(xué)》一書。 相關(guān)鏈接
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