Конденсационные смолы что это такое

Что представляют собой конденсационные смолы?

Конденсационные смолы входят в большую группу поликонденсационных, потому что они представляют собой полимеры, получаемые в процессе реакций поликонденсации не менее двух химических веществ. Так получают фенолформальдегидные, мочевиноформальдегидные, фурановые и ряд других смол.

Конденсационные смолы представлены двумя видами. Первый – это новолачный тип, обладающий способностью сохранения плавкости, пластичности и растворимости при длительном нагревании до 200 °С. Вторая группа – резольные смолы, обладающие способностью переходить в нерастворимое, неплавкое, твердое состояние при нагревании до 70-150 °С. Основные материалы для производства таких смол – это фенол, крезол, формалин и мочевина.

Сегодня одним из наиболее распространенных видов конденсационных смол являются карбамидоформальдегидные, представляющие собой конечный продукт взаимодействия формальдегида и мочевины. Они широко используются при выпуске комплектующих материалов для мебельной и бумажной промышленности, для приготовления некоторых видов клея. Цена на карбамидоформальдегидную смолу сегодня находится на приемлемом уровне.

Перед покупкой той или иной смолы нужно тщательно изучить особенности и назначение каждой разновидности, узнать сферы применения, рабочие характеристики, влияние вредных агрессивных сред и прочее. Например, карбамидоформальдегидная часто используется в строительной отрасли, меламиновая смола – в деревообработке, поставщики ее гарантируют повышение защитных характеристик материалов.

В целом, конденсационные смолы часто применяются в качестве спиртовых лаков, пропиточных составов и пластификаторов. Нередко их модифицируют маслами для улучшения свойств лаковой пленки. В зависимости от конкретной марки, могут быть получены и усилены те или иные характеристики. Например, смола КФМТ-15 является малотоксичной и ее применение практически безопасно для человека.

Самостоятельно определить, к какому типу относится тот или иной состав, практически невозможно. Для этого необходимо обладать узкими знаниями и присутствовать при изготовлении. Поэтому подбирая смолу, обращайтесь к профессионалам, которые помогут определиться с выбором, исходя из стоящих задач.

Источник

Конденсационные смолы.

Конденсационные смолы – к ним относятся полимеры, получаемые реакций поликонденсации.

Представители поликонденсационных смол.

1. Фенолоформальдегидные смолы – ВМС, образующиеся в результате взаимодействия фенола (С Н ОН) с формальдегидом (СН =О) в присутствии катализаторов. Эти смолы обладают замечательными свойствами: при нагревании они вначале размягчаются, а при дальнейшем нагревании (с катализатором) затвердевают. Из них готовят пластмассы – фенопласты: смолы смешивают с различными наполнителями (древ. мукой, асбестом и др.), красителями, пластификаторами и из полученной массы изготавливают методом горячего прессования различные изделия. Также их применяют в строительном и литейном делах.

3. Полиамидные смолы – синтетические аналоги белков (амидные связи). Из них получают волокна – КАПРОН, ЭНАНТ, АНИД. Они по некоторым свойствам превосходят натуральный шелк. Подробнее в разделе волокна.

Эластомеры.

Про эластомеры мы говорили выше. Рассматривали их на примере натурального каучука и гуттаперчи. Теперь рассмотрим синтетические эластомеры. Т. к. в нашей стране нет возможности получать природный каучук, наши химики первые вывели и осуществили способ получения синтетического каучука (1928-1930). По Лебедеву исходным материалом служил бутадиен, который получали из этилового спирта. Теперь разработано получение его из бурана, попутного нефтяного газа. Сейчас химическая промышленность производит много различных видов синтетических каучуков, превосходящих по некоторым свойствам натуральный. Кроме полибутадиенового каучука (СКБ), широко применяются сополимерные каучуки – продукты совместной полимеризации бутадиена с другими непредельными соединениями, например со стиролом (СКС) или с акрилонитрилом (СКН).

Также производят синтетический полиизопреновый каучук (СКИ) – близкий по свойствам к натуральному.

Синтетический каучук, как и натуральный, вулканизирую, получая из него резину, эбонит.

В технике из каучуков изготавливают шины для транспорта, применяют как электроизолирующий материал, производства промышленных товаров и медицинских приборов, в легкой, строительной и др. областях.

Волокна.

Волокна мы также рассматривали, но природные. А теперь будем рассматривать химические. Существуют 2 вида химических волокон:

1. искусственные – продукты переработки природных полимеров (вискозное, ацетатное, медноаммиачное).

2. синтетические – полимеры, образуемые из низкомолекулярных веществ (полиэфиры, полиамиды).

Искусственные волокна.

Производство искусственного волокна из целлюлозы осуществляется 3 способами: вискозным, ацетатным и медноаммиачным.

1. Вискозное. Целлюлозу обрабатывают едким натром, а затем сероуглеродом. Образующуюся оранжевую массу (ксантогенат) растворяют в слабом растворе едкого натра, получая вискозу. Ее продавливают через специальные колпачки – фильеры в осадительную ванну с раствором серной кислоты. Образуются блестящие нити, несколько измененной по составу целлюлозы – вискозное волокно.

2. Ацетатное. Раствор ацетата целлюлозы в ацетоне продавливается через фильеры навстречу теплому воздуху. Струйки раствора превращаются в тончайшие нити – ацетатное волокно.

3. Медноаммиачное. Его способ менее распространен. Из аммиачного раствора оксида меди, в котором растворена целлюлоза, под действием кислот вновь выделяют целлюлозу. Нити и составляют волокно.

Синтетические волокна.

Синтетические волокна получают из полиэфирных и полиамидных смол. Полиэфирные смолы мы рассматривали в пластмассах (лавсан). Теперь рассмотрим полиамидные смолы и волокна, которые из них получаются.

Капрон – поликонденсат аминокапроновой кислоты, содержащий цепь из 6 атомов углерода.

Энант – поликонденсат аминоэтановой кислоты (7 атомов углерода).

Анид (найлон) – поликонденсат двухосновной адипиновой кислоты и гексаметилдиоамна. Структурное звено:

Список использованной литературы.

1. Общая химия: Учебное пособие для вузов. – 23-е издание, исправленное / Под редакцией В. А. Рабиновича. – Л.: Химия, 704 стр.

2. Химия. Пособие – репетитор для поступающих в вузы // 7-е издание. – Ростов на Дону: издательство «Феникс», 2003г. – 768 стр.

3. Органическая химия. / Под ред. Н. Е. Кузьменко. – М.: ООО «Издательский дом «ОНИКС 21 век»: ООО «Издательство «Мир и Образование», 2002 г. – 640 стр.

Источник

Синтетические полимеры. Конденсационные смолы.

Синтетические полимеры, широко применяемые во многих производственных отраслях, получили огромное распространение. Например, в легкой промышленности создаются ткани и трикотаж из таких синтетических волокон, как лавсан, нейлон, полипропилен, нитрон. Они очень прочные и практически нестираемые. Синтетические полимеры, представляющие основной состав волокон данных тканей, получают поликонденсацией определенных химических кислот с такими субстанциями, как этиленгликоль, гексаметилендиамин, полиолефин либо полиакрилонитрил. Поэтому основные качества полимеров-«прародителей» передаются и совершенно новым полисоединениям. В итоге мы получаем очень легкие и эластичные материалы с низкой теплопроводностью, стойкие к химическим, физическим и атмосферным воздействиям. Благодаря многим ценным свойствам, синтетические полимеры нашли себе применение не только в текстильной промышленности, но и в медицине, косметической и парфюмерной промышленности, сельском хозяйстве, автомобилестроении, строительстве, в быту и в других областях.- Читайте подробнее на FB.ru: http://fb.ru/article/43719/sinteticheskie-polimeryi

Конденсационные смолы получаются в результате реакции конденсации из двух или нескольких разных исходных веществ. Реакция конденсации сопровождается выделением побочных продуктов — воды, кислоты, аммиака и т. д., состав которых зависит от состава реагирующих веществ, являющихся отходами производства конденсационных смол.

Элементарный состав исходных веществ и полученной смолы неодинаков, так как при реакции образуется побочное вещество, которое уходит из сферы реакции. Из конденсационных смол наибольшое значение имеют фенольно-альдегидные и карбамидные смолы. Фенольно-альдегидные смолы образуются в результате взаимодействия фенолов, т. е. фенола (С6Н5ОН), крезола [С6Н4(СН3)ОН], резорцина [С6Н4(ОН)2] и других с альдегидами, чаше всего с формальдегидом (СН20).

В зависимости от соотношения между фенолами и альдегидом, применяемого катализатора и условий реакции конденсации получаются термопластичные и термореактивные смолы. Термопластичные или новолачные смолы остаются пластичными даже при длительном нагревании при высокой температуре (250—300°). Термореактивные или резольные смолы способны переходить в нерастворимое и неплавкое состояние и при сравнительно низких температурах (70—100°) терять пластичность. Новолачные смолы широко применяют в производстве лакокрасочных составов, а резольные — в производстве пластических материалов и клеев для склеивания разных материалов (древесины, металла, пластмасс и др.).

Основными материалами для производства конденсационных резольных смол являются фенол, крезол, формалин и мочевина.

Фенол (С6Н5ОН) — соединение ароматического ряда. Получается при переработке каменного угля или синтетически, из бензола. В чистом виде фенол бесцветен, кристаллизуется в ромбические иглы, плавится при 43° и кипит при 181°; удельный вес его при 0°— 1,084.

На воздухе и под действием света фенол постепенно окрашивается в красноватый цвет, имеет резкий характерный запах и очень ядовит. Он легко растворяется в бензоле, ледяной уксусной кислоте, глицерине и хлороформе. Фенол при обыкновенных условиях растворяет воду (до 27% от своего веса), образуя однородную жидкость.

При дальнейшем прибавлении воды жидкость будет разлепляться на два слоя с разным содержанием фенола. Нижний слой явится раствором воды в феноле, а верхний — раствором фенола в воде.

Крезол [С6Н4(СН3) ОН] —бесцветная жидкость, получаемая путем перегонки каменноугольного дегтя и торфяной смолы. Температура кипения 185—205°.

Удельный вес 1,03—1,06, содержание влаги не более 3%, кислотное число не более 1—2. Технический крезол содержит 36—42% метакрезола, около 35% ортокрезола и около 25% паракрезола.

Формалин — 40%-ный водный раствор формальдегида, бесцветного газа с удушливым, раздражающим слизистую оболочку запахом. Температура кипения минус 25°.

Формальдегид получают путем пропускания смеси воздуха с метиловым спиртом над раскаленной медной или платиновой спиралью, а также контактным способом из природных газов.

Дата добавления: 2015-01-19 ; просмотров: 16 ; Нарушение авторских прав

Источник

Лако-красочные материалы — производство

Технологии и оборудование для изготовления красок, ЛКМ

Конденсационные смолы. Ф е н о л о-фо р м а л ь д еги д н ы е смолы

Основными исходными материалами для получения феноло — формальдегидных смол являются фенол, крезолы, канифоль, жирные кислоты растительных масел, формальдегид.

При взаимодействии фенола с формальдегидом, в зависимо­сти от их (количественных соотношений и условий реакции (тем­пература, продолжительность, катализатор), образуются смолы различного типа.

Различают два основных типа феноло-формальдегидных смол: резольные смолы, получаемые при избытке форм­альдегида в присутствии щелочного катализатора (едкий натр, сода, аммиак), и новолачные смолы, получаемые при избытке фенола в присутствии* кислого катализатора (соляная кислота, контакт Петрова).

Резольные смолы отличаются способностью переходить при нагревании в неплавкое и нерастворимое состояние.

Установлено, что в зависимости от температуры и длитель­ности нагревания реакция формальдегида с фенолом в щелоч­ном растворе протекает через три определенные стадии.

После непродолжительного нагревания (стадия А) обра­зуется бакелит А; эта смола может 0ыть жидкой и полутвер­дой.

Если бакелит А нагревать некоторое время при 100° (ста­дия В), он переходит ‘В бакелит В; это более твердый продукт, который при нагревании не плавится, но размягчается. Баке­лит В нерастворим в спирте, но несколько набухает в ацетоне и других растворителях.

При дальнейшем нагревании бакелит В превращается в окончательный продукт реакции— бакелит С, представляющий собой нерастворимую, неплавкую смолу.

Бакелит С обладает большой твердостью и хорошей тепло­электроизолирующей способностью. Он находит применение в электротехнике, в производстве телефонных приборов и раз­личных частей для машин.

Для лакового производства применяют смолы типа баке­лита А. Эти смолы имеют окраску от желтоватой до темно-ко- ричневои и представляют собой жидкие или полутвердые про­зрачные вещества, хорошо растворимые в этиловом, бутиловом,, амиловом спиртах, в глицерине, ацетоне и эфире; они нераство­римы в бензоле, бензине, скипидаре. Раствор бакелита А в — спирте представляет собой бакелитовый лак.

Если (предметы, покрытые бакелитовым лаком, (подвергнуть, осторожному нагреванию при равномерном повышении тем­пературы до 90—95°, то происходит постепенное отверждение бакелита (!бакелизация) с образованием твердой, как стекло,, пленки, очень стойкой к кислотам, щелочам и солям. Недо­статком этих пленок является их хрупкость.

На химических заводах бакелизацию часто применяют для покрытия внутренних поверхностей аппаратов.

Новолачные смолы образуются ‘при взаимодействии фенола с формальдегидом в * присутствии кислоты и при избытке фе­нола. Эти смолы^ при нагревании не могут быть переведены, как резольные, в неплав, кое и нерастворимое состояние.

Примером новолачной смолы является смола идитол, при­меняемая в производстве спиртовых лаков. Идитол — желтова­тая, почти бесцветная смола с запахом фенола, хорошо раство­римая в спирте и ацетоне. Лаковые пленки, полученные на основе идитола, содержащего свободный фенол, обладают склонностью темнеть (|краснеть) на свету и хрупкостью. Кроме того, они плохо полируются.

Чистые феноло-формальдегидные смолы непригодны для приготовления масляных лаков, так как они нерастворимы маслах. Для того чтобы »сделать их растворимыми в маслах и получать из них масляные лаки, феноло-формальдегидные смолы подвергают специальной обработке, вводя в их со­став смоляные или жирные кислоты. Этот процесс перера­ботки фенол о — форм альдегидных смол назыв ается модифи­кацией.

Модифицир ов1а нн ые ф ено л о-ф о р м а л ь д е ги д н ы е смолы обладают хорошей растворимостью во всех раститель­ных маслах и нашли применение как заменители естественных смол—копалов.

Модифицированные феноло-формальдегидные смолы хорошо совместимы с другими лаковыми смолами (искусственными и. природными) и с эфирами целлюлозы.

Введение модифицированных смол в лак способствует уве­личению скорости высыхания, повышению твердости и глянца лаковых пленок. Эти смолы применяют для изготовления раз­личных типов масляных лаков (для наружных и внутренних покрытий), а также для получения нитролаков.

Альбертоль — модифицированная фенольная смола (искус­ственный копал) получается (при нагревании смеси фенола, формальдегида и ‘канифоли. Для уменьшения кислотного числа добавляют глицерин.

Источник

Лако-красочные материалы — производство

Технологии и оборудование для изготовления красок, ЛКМ

Конденсационные смолы

3.2.1. Фенолоформальдегидные олигомеры. Основные исход­ные компоненты для получения фенолоформальдегидных смол: фе­нол, крезолы, канифоль, жирные кислоты, растительные масла, фор­мальдегид.

При взаимодействии фенола с формальдегидом в зависимости от условий синтеза и количественного соотношения реагентов образу­ются олигомеры различного типа:

-резольные смолы, получаемые при избытке формальдегида в присутствии щелочного катализатора (NaOH, Na2C03, NH3);

— новолачные смолы, получаемые при избытке фенола в присутст­вии кислого катализатора (НС1, контакт Петрова).

Резольные смолы при нагревании способны переходить в неплав­кое и нерастворимое состояние.

В зависимости от температуры и продолжительности нагревания взаимодействие формальдегида с фенолом протекает через три стадии.

При непродолжительном нагреве (стадия А) образуется жидкая или полутвердая смола — бакелит А. Если бакелит А нагревать неко­торое время при температуре 100°С (стадия В), то он переходит в ба­келит В — более твердый олигомер, не размягчающийся и не плавя­щийся при нагреве. Бакелит В нерастворим в спирте, но несколько набухает в ацетоне и других растворителях. При дальнейшем нагре­вании бакелит В превращается в бакелит С — нерастворимую и не­плавкую смолу.

Бакелит С характеризуется большой твердостью и хорошей теп­лоизолирующей способностью. Его применяют в электротехнике, в производстве телефонных аппаратов и различных частей для машин.

Для лакового производства используют смолы типа бакелита А. Эти смолы хорошо растворимы в этиловом, бутиловом, амиловом спиртах, в глицерине, ацетоне и эфире, но нерастворимы в бензоле, бензине, скипидаре. Раствор бакелита А в спирте — бакелитовый лак.

Если покрытия, полученные из бакелитового лака, осторожно на­гревать при постепенном повышении температуры до 90-95°С, то происходит постепенное отверждение бакелита (бакелизация) с обра­зованием твердой подобной стеклу пленки, очень стойкой к кислотам, щелочам, солям. Ее недостаток — хрупкость.

На химических предприятиях бакелизацию часто применяли для покрытия внутренних поверхностей аппаратов.

Новолачные смолы при нагревании не могут переходить, как ре — зольные, в неплавкое и нерастворимое состояние. На основе новолач — ной смолы (идитол) получают спиртовые лаки, но качество их невы­сокое: лаковые покрытия, содержащие свободный фенол, темнеют на свету, обладают повышенной хрупкостью, плохо полируются.

Чистые фенолоформальдегидные смолы непригодны для получе­ния масляных лаков, они в маслах нерастворимы. Для придания рас­творимости в маслах фенолоформальдегидные смолы подвергают специальной обработке, вводят в их состав смоляные или жирные кислоты, модифицируя их.

Модифицированные фенолоформальдегидные смолы хорошо рас­творяются во всех растительных маслах и могут заменять природные смолы — копалы. Кроме того, они хорошо совместимы с другими ла­ковыми олигомерами (синтетическими и природными), а также с эфирами целлюлозы. При введении модифицированных фенолофор — мальдегидных олигомеров в лак увеличивается скорость высыхания, повышается твердость и глянец лаковых покрытий. Их используют для изготовления различных типов масляных лаков (для наружных и внутренних покрытий), а также для получения нитролаков.

Альбертоль — модифицированная фенольная смола, получаемая при нагревании смеси фенола, формальдегида и канифоли.

В аппарат загружают 100 кг фенола, 60 кг формальдегида (40%-ный раствор в воде) и 50 кг канифоли. Смесь нагревают при перемешивании до 105—110°С в течение 3-5 ч в инертной среде. Затем полученную смолу 5-6 ч сушат в вакууме при 50-100°С до полного удаления воды. Если смола имеет высокое кислотное чис — Не ло, ее обрабатывают глицерином при 250-260°С до получения Ни продукта с кислотным числом 10-30 мг КОН/г. К концу процесса В.’ температуру повышают до 300-305°С для удаления следов сво — BL бодного глицерина.

Другой способ получения альбертолей состоит в следующем: го — Н| товую новолачную фенолоформальдегидную смолу помещают в ре — актор, добавляют канифоль и выдерживают при постоянном переме — В| шивании при 280°С в атмосфере инертного газа 10-12 ч.

В зависимости от температуры, продолжительности нагрева, ко — личественных соотношений исходных компонентов получаемые ма — Вр териалы обладают различными характеристиками (температура плав — Нг ления, блеск, растворимость).

Смолы на основе замещенных фенолов (стопроцентные смолы). В| Их называют так, поскольку они не содержат канифоли и полностью В| растворяются в маслах (маслорастворимые фенолоформальдегидные В|; смолы).

ЩШ Для их получения используют замещенный фенол (пара-

Шм третичный бутил фенол, пара-третичный амилфенол и др.).

В Наиболее широко применяется для изготовления стопроцентных

И. смол пара-третичный бутилфенол, получаемый взаимодействием фе — Н| нола и изобутилового спирта.

Ир Технология производства стопроцентных смол аналогична про-

Нр цессу приготовления фенолоформальденидных смол. Конденсацию В также проводят в кислотной (1) и щелочной среде (2).

■fc 1) 150 кг пара-третичного бутил фенола, 95 кг формальдегида

2) 100 кг пара-третичного бутилфенола, 100 кг формальдегида щк’ (концентрация 37,5%) и 193 кг 10%-ного раствора едкого натра на-

Щ’; гревают при 100°С в течение 10-15 ч. Для удаления щелочи получен-

2 Крутько Э. Т., Прокопчук Н. Р.

ный продукт нейтрализуют раствором соляной кислоты, промывают водой и сушат под вакуумом при 120-130°С.

Стопроцентные смолы растворяются в бензине и бензоле, хорошо совмещаются с растительными маслами (маслорастворимы), особен­но с тунговым.

Лаки и эмали на их основе дают хорошо высыхающие покрытия с повышенной стойкостью к действию химических реагентов (кислот, соды), водостойкостью, механической прочностью и атмосферостой — костью.

Следует отметить, что в настоящее время спрос на фенолофор — мальдегидные смолы существенно повышается как в странах СНГ, так и на мировом рынке.

Для удовлетворения запросов потребителей необходимы даль­нейшие разработки в направлении химической модификации фено — лоформальдегидных олигомеров.

Источник