高分子材料酚醛树脂.ppt

塑料原材料 授课班级塑料大专061 062 塑料工程教研室刘太闯 复习提问 PTFE的结构有哪些特点 1 结构 分子结构与PE相似对称 规整 线型 无支链结晶度最高可达93 97 只含有C C键和C F键 具有高度稳定性F原子体积大 屏蔽主链C原子 优异的耐高温 耐腐蚀 耐候性 2 性能 1 物理性能白色无臭无味无毒蜡状粉末不燃烧难粘接不吸水手感滑腻密度最大的塑料品种 2 13 2 30g cm3 2 力学性能强度一般 突出特点 摩擦系数小良好的耐磨 减磨 自润滑材料 拉伸强度与PE相当 弹性模量低于HDPE 弯曲 硬度 压缩强度低 回弹性差 3 热性能优异的耐高 低温性能 长期工作温度范围 195 260oC 4 电性能优良的电性能 不受温度 湿度 频率的影响 耐电晕性不好 不能做高压绝缘材料 5 化学性能耐强酸 强碱 强氧化剂 在王水中煮沸 质量无明显变化 有塑料王之称 化学稳定性超过了不锈钢 玻璃 陶瓷 甚至比金 铂还稳定 中华人民共和国十大元帅 塑料原材料中的十大元帅 五大工程塑料 五大通用塑料 PVCPEPPPSABS PAPCPOM聚酯PBTPPO 塑料按热行为分类可分为哪几类 请同学们用自己的话来说 什么是热塑性塑料 什么是热固性塑料 热塑性塑料 热固性塑料 热固性树脂的定义 在制造加工的某阶段是液态或可溶可熔的固态 通过加热催化或其它方法 发生化学交联 变成不溶不熔的三维网状结构的树脂 热固性塑料的品种 酚醛树脂 脲甲醛树脂 不饱和聚酯 环氧树脂 三聚氰胺 甲醛树脂 热固性塑料的普遍特点 刚性 硬度大尺寸稳定性好耐热耐燃价格低廉 第八章常用热固性树脂及塑料第一节酚醛树脂及塑料第二节不饱和聚酯及塑料 目的与要求掌握酚醛树脂 不饱和聚酯的组成 生产方法 性能特点及用途 理解酚醛树脂 不饱和聚酯的固化原理 第一节酚醛树脂及塑料 酚类与醛类反应发现最早1909最早实现工业化 现在出现了适用与注射成型的快速固化PF及其它品种 酚醛树脂是酚类与醛类在催化剂作用下形成树脂的统称 它是工业化最早 1910年 德国Bakelite 的合成高分子材料 酚类主要是苯酚 甲酚 二甲酚 间苯二酚等 醛类主要是甲醛 乙二醛 糠醛等 概念区别 PhenolicresinVs Phenol formaldehyderesin 1酚醛树脂简介 一 酚醛树脂的合成与固化 2 酚醛树脂的合成前提 酚和醛的官能团总数不小于5酚 苯酚甲苯酚醛 甲醛糠醛常用的是苯酚与甲醛反应催化剂 合成所需的原料 交联反应 反应基团 苯酚 甲醛 根据催化剂的类型和苯酚 甲醛的比例 将酚醛树脂分成两种类型 酸法酚醛树脂 碱法酚醛树脂 催化剂为酸性 苯酚过量 催化剂为碱性 甲醛过量 苯酚甲醛树脂的分类 分为线型PF和体型PF 又称之为热塑性PF和热固性PF 分为甲阶 A stage PF 乙阶 B stage PF和丙阶 C stage PF 分为低温固化PF 160oC 分为液体 粉末 胶膜分为水溶性 醇溶性 固体例如 用途分类 分子结构 反应阶段 固化温度 使用形态 溶解性 其它分类 3酚醛树脂的合成原理 在酚醛树脂的合成中 根据原料的化学结构 酚和醛的用量 摩尔比 以及介质的pH值的不同 所生成的树脂有两种类型 即热塑性 酸法 酚醛树脂和热固性 碱法 酚醛树脂 热固性酚醛树脂是在碱性催化剂作用下苯酚与甲醛以摩尔比小于1的情况下反应制成 热塑性酚醛树脂是在酸性催化剂作用下苯酚与甲醛以摩尔比大于1的情况下反应制成 a 酸法 热塑性 酚醛树脂 用酸 盐酸 草酸等 作催化剂 苯酚甲醛的摩尔比为1 0 8 或 羟甲基酚不稳定 PH 7时 很快与苯酚反应生成二羟基二苯基甲烷 再进一步缩聚为聚合度为4 12的线型PF 酚醛树脂 OH n 4 12 上述缩聚反应制得的PF分子 不存在自身进一步反应的的基团 即使加热也不能形成体型结构 需加入固化剂才能转变为体型结构 六亚甲基四胺是最常用的酸法PF固化剂 b 碱法 热固性 酚醛树脂合成原理 热固性PF树脂的制备过程也分为加成反应和缩聚反应两个阶段 1 加成反应其加成反应过程是在碱性催化剂作用下 反应温度65oC左右 甲醛在苯酚的邻对位进行加成反应 形成羟甲基苯酚的过程 如下 缩聚反应的终点判断与控制不同缩聚反应阶段的产物的性质特征不同 其应用也不同 因此需要判断缩聚反应的终点 并控制反应终点 甲阶酚醛树脂 乙阶酚醛树脂 丙阶酚醛树脂 为线型结构 分子量较低 具有可溶可熔性 并具有较好的流动性和湿润性 能满足胶接和浸渍工艺的要求 因此一般合成的酚醛树脂胶粘剂均为此阶段的树脂 通过粘度控制反应终点 是甲阶酚醛树脂进一步缩聚得到含支链的 不溶但可熔的聚合物 可部分地溶于丙酮及乙醇等溶剂 并具有溶胀性 加热可软化 可拉伸成丝 冷却后即变成脆性的树脂 通过测定反应程度控制终点 是乙阶酚醛树脂继续反应缩聚而得到的最终产物 此阶段的树脂为不溶不熔的体型结构 具有很高的机械强度和极高的耐水性及耐久性 二 酸法酚醛树脂与模塑粉 1 模塑粉的组成 固化剂 促进剂 填料 润滑剂 色料 其他助剂 固化剂 酸法树脂常用六亚甲基四胺 一般用量10 15 用量不足 固化速度慢 制品耐热性 刚性低 用量过多 不增加固化速度和耐热性 反而是耐水性 电绝缘性变差 产生低分子物较多 使制品鼓泡 肿胀 促进剂通常用量2 增加酸法树脂的固化速度 中和多余酸 提高碱法树脂的耐热性 耐水性 硬度 常用氧化锌 氧化镁 润滑剂防止物料在成型中粘模 提高模塑粉流动性 用量1 2 常用油酸 硬脂酸 硬脂酸钙 硬脂酸锌等 用量过多 影响光泽度 填料克服树脂的脆性和收缩率过大的缺点 30 60 木粉 云母 滑石粉 红土 石英等 色料赋予制品颜色 PF一般为黄色至棕色 一般制成黑色或棕色制品 其他助剂抗冲击改性剂 防霉剂 抗静电剂 阻燃剂等 2 酸法模塑粉的性能 刚度 表面硬度高温度范围宽良好的电绝缘性化学稳定性好阻燃 3 酸法酚醛树脂的应用 主要用作电器方面的绝缘件 日用品 机械零件 三 碱法酚醛树脂与层压塑料 请同学们看书回答什么是层压塑料 层压塑料有什么性能 主要应用在哪些方面 P118 四 酚醛泡沫塑料 主要组分 发泡剂 固化剂 表面活性剂 改性剂 一般采用浇注法 性能耐热 尺寸稳定 电绝缘性好 阻燃性优异 应用航空 航天 军用船舶机翼 隔热舱板 第二节不饱和聚酯树脂及塑料 聚酯树脂 由二元或多元羧酸和二元或多元醇经缩聚反应而生成的树脂称为聚酯树脂 以长链分子结构中含有 COOR 的酯基而得名 可分为饱和聚酯和不饱和聚酯两类 一 不饱和聚酯的合成 不饱和聚酯树脂 UnsaturatedPolyester 简称UPR 一般是由不饱和二元酸饱和二元醇或者饱和二元酸不饱和二元醇缩聚而成的具有酯键和不饱和双键的线型高分子化合物 以顺丁烯二酸酐与乙二醇经酯化缩聚形成线型树脂结构为例 说明不饱和聚酯树脂的结构 通用的不饱和聚酯是由1 2 丙二醇 邻苯二甲酸酐和顺丁烯二酸酐合成的 用酸酐与二元醇进行缩聚反应的特点在于首先进行酸酐的开环加成反应 形成羟基酸 羟基酸可进一步进行缩聚反应 例如 羟基酸分子间进行缩聚 二 不饱和聚酯的固化 1 不饱和聚酯的固化体系固化剂 采用有机过氧化物促进剂 促进引发剂 固化剂 分解的活化剂交联单体 采用苯乙烯 请同学们看书回答 引发剂与固化剂的使用应注意哪些问题 2 不饱和聚酯固化特征 三个阶段凝胶 半固体 定型 具有一定硬度和固定形状 熟化 完全固化 三 不饱和聚酯制品的性能 纯UP透明性好易着色刚度 硬度 电绝缘性好冲击强度不高易燃化学性能不如PF 四 不饱和聚酯的成型与应用 1 不饱和聚酯玻璃钢玻璃钢 主要成分是树脂与玻璃纤维 性能取决于树脂的种类 数量 以及玻璃纤维的种类 数量 处理方式 手糊成型喷射成形SMC模压成型 手糊成型喷射成型 SMC 片状模塑料 是以一定比例的树脂 填料 增稠剂 润滑剂 过氧化剂 等配成的糊状物 浸渍玻璃毡片 两面覆以PE膜制成卷材 成型时 按规格要求裁剪和迭合后装入模具 用高压法成型 2 浇注成型 把树脂 引发剂 促进剂和适量的填料混合成易流动的物料 浇入模具型腔 室温固化 得到与模具型腔相似的制品 单色墙面 地面 模仿大理石 水磨石 Thankyou