Hạt nhựa phenolic

Hạt nhựa phenolic là gì?

Nhựa phenolic, ban đầu là một chất trong suốt không màu hoặc có màu nâu vàng, thường được bán kèm với chất tạo màu để tạo ra các màu như đỏ, vàng, đen, xanh lá cây, nâu hoặc xanh lam. Nó có sẵn ở dạng hạt hoặc bột. Nó bền với axit và bazơ yếu, nhưng bị phân hủy trong axit mạnh và bị ăn mòn trong bazơ mạnh. Nó không tan trong nước nhưng tan trong các dung môi hữu cơ như axeton và cồn. Nó được tạo ra từ quá trình trùng ngưng phenol-formaldehyde hoặc các dẫn xuất của nó.

Nhựa thân thiện với môi trường

Nhựa phenolic mới là các hợp chất polyme được tạo ra từ phản ứng ngưng tụ của phenol và ete alkyl aryl. Chúng sở hữu các tính chất cơ học và khả năng chịu nhiệt tuyệt vời, được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như sản xuất kim cương và sản xuất đá mài. Chúng có độ liên kết chắc chắn, độ ổn định hóa học tuyệt vời, khả năng chịu nhiệt cao, độ co ngót tối thiểu trong quá trình tôi cứng và độ ổn định kích thước trong thành phẩm. Cường độ liên kết của chúng cao hơn 20% so với nhựa phenolic và khả năng chịu nhiệt của chúng cao hơn 100°C. Các sản phẩm làm từ nhựa phenolic mới này có thể được sử dụng trong thời gian dài ở nhiệt độ lên đến 250°C và có khả năng chống ẩm và kiềm. Nhựa phenolic mới có thể được sử dụng làm chất kết dính cho bánh mài kim cương.

Phương pháp sử dụng là: Nhựa phenolic mới được trộn với nhựa phenolic theo tỷ lệ 1:3. Điều này không chỉ cải thiện độ bền của nhựa phenolic mà còn cải thiện khả năng chịu nhiệt và tỷ lệ nghiền. Nếu sử dụng riêng nhựa phenolic mới, tuổi thọ của bánh mài gấp 8 lần nhựa phenolic. Về quy trình sản xuất, độ bền cao hơn khoảng 30% so với các sản phẩm nhựa phenolic và hiệu quả nghiền cũng được cải thiện.

Tính chất vật lý và hóa học

Nhựa phenolic rắn là chất rắn dạng khối vô định hình, trong suốt, màu vàng, hơi đỏ do sự có mặt của phenol tự do. Trọng lượng riêng trung bình của chất rắn khoảng 1,7. Nó dễ tan trong cồn, không tan trong nước và bền với nước, axit yếu và dung dịch bazơ yếu. Đây là loại nhựa được tạo ra bằng cách trùng ngưng phenol và fomanđehit trong điều kiện xúc tác, trung hòa và rửa bằng nước. Tùy thuộc vào chất xúc tác được sử dụng, nó có thể được chia thành hai loại: nhiệt rắn và nhiệt dẻo. Nhựa phenolic có khả năng chịu axit, tính chất cơ học và khả năng chịu nhiệt tốt, được sử dụng rộng rãi trong kỹ thuật chống ăn mòn, chất kết dính, vật liệu chống cháy, sản xuất đá mài và các ngành công nghiệp khác.

Nhựa phenolic lỏng là chất lỏng màu vàng hoặc nâu sẫm, chẳng hạn như: nhựa phenolic kiềm chủ yếu được sử dụng làm chất kết dính đúc.

Phương pháp chuẩn bị

Nguyên lý tổng hợp

Loại phản ứng	Nguyên lý tổng hợp	Phương trình phản ứng
Phản ứng cộng	Trong điều kiện thích hợp, monohydroxymethylphenol có thể tiếp tục trải qua phản ứng cộng để tạo ra dihydroxymethylphenol và polyhydroxymethylphenol:
Phản ứng ngưng tụ và phản ứng đa ngưng tụ	Phản ứng ngưng tụ và đa ngưng tụ có thể xảy ra giữa các phân tử hydroxymethylphenol và phenol, hoặc giữa các phân tử hydroxymethylphenol riêng lẻ, tùy thuộc vào điều kiện phản ứng. Chúng bao gồm:

Kết quả của phản ứng ngưng tụ liên tục là phản ứng ngưng tụ tạo thành nhựa phenolic có trọng lượng phân tử nhất định. Do tính chất dần dần của phản ứng ngưng tụ, sản phẩm trung gian khá ổn định và do đó có thể được tách ra và nghiên cứu.

Qua nhiều năm, các nghiên cứu và phân tích nhìn chung cho rằng các yếu tố chính ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp, cấu trúc và tính chất của nhựa phenolic là bốn điểm sau:

• (1) Cấu trúc hóa học của nguyên liệu thô;
• (2) Tỷ lệ mol của phenol so với anđehit;
• (3) Độ axit và độ kiềm của môi trường phản ứng;
• (4) Phương pháp vận hành sản xuất.

►Xem thêm: https://bina.com.vn/san-pham/hat-nhua-epdm/

Cách hiểu về trùng hợp cộng và trùng hợp ngưng tụ

Trùng hợp cộng và trùng hợp ngưng tụ là hai phản ứng cơ bản để tổng hợp polyme hữu cơ. Mặc dù cả hai phản ứng đều là phản ứng tạo ra polyme (đại phân tử) từ monome (phân tử nhỏ), nhưng chúng vẫn có những khác biệt cơ bản.

Trùng hợp cộng là viết tắt của phản ứng trùng hợp cộng, dùng để chỉ phản ứng trong đó các hydrocacbon không no hoặc các chất chứa liên kết không no được sử dụng làm monome và được trùng hợp thành polyme thông qua quá trình cộng các liên kết không no. Ví dụ, etylen được trùng hợp thành polyetylen. Trong điều kiện nhiệt độ, áp suất và chất xúc tác thích hợp, một trong các liên kết đôi trong phân tử etylen sẽ bị phá vỡ, và phản ứng cộng sẽ xảy ra, khiến các nguyên tử cacbon trong phân tử etylen kết hợp thành các liên kết rất dài. Sản phẩm của phản ứng là polyetylen, một hợp chất có khối lượng phân tử tương đối lớn. Thành phần phân tử của nó có thể được biểu thị là (C2H4)n. Trùng hợp cộng được chia thành trùng hợp đồng nhất và đồng trùng hợp tùy theo loại monome tham gia phản ứng. Trùng hợp cộng chỉ xảy ra với một monome được gọi là trùng hợp đồng nhất. Phản ứng tổng hợp polyetylen là trùng hợp đồng nhất. Phản ứng trùng hợp liên quan đến hai hoặc nhiều monome được gọi là đồng trùng hợp. Ví dụ, phản ứng tổng hợp cao su styren-butadien là đồng trùng hợp.

Đặc điểm của phản ứng trùng hợp cộng là:

• (1) Monome phải là hợp chất chứa các liên kết không bão hòa như liên kết đôi. Ví dụ, các chất chứa liên kết không bão hòa như vinyl clorua và acrylonitrile có thể trải qua phản ứng trùng hợp cộng trong một số điều kiện nhất định.
• (2) Phản ứng trùng hợp cộng xảy ra trên các liên kết không bão hòa.
• (3) Trong quá trình trùng hợp cộng, không có sản phẩm phụ nào được tạo ra và thành phần hóa học của polyme giống với thành phần của monome.
• (4) Khối lượng phân tử tương đối của polyme được tạo ra bởi phản ứng trùng hợp cộng là bội số nguyên của khối lượng phân tử tương đối của monome. Phản ứng ngưng tụ là viết tắt của phản ứng trùng hợp ngưng tụ, dùng để chỉ phản ứng trùng hợp trong đó các monome tương tác để tạo thành các đại phân tử và cũng tạo ra các phân tử nhỏ (như nước, amoniac, hydro halide, v.v.). Ví dụ, phản ứng tổng hợp nhựa phenolic là phản ứng ngưng tụ. Nhựa phenolic tổng hợp thường thu được bằng phản ứng ngưng tụ dưới tác dụng của chất xúc tác. Phản ứng ngưng tụ được chia thành đồng ngưng tụ và đồng ngưng tụ tùy theo số lượng monome tham gia phản ứng. Phản ứng ngưng tụ liên quan đến các monome khác nhau được gọi là đồng ngưng tụ. Ví dụ, phản ứng tổng hợp nhựa phenolic là phản ứng đồng ngưng tụ, là phản ứng liên quan đến phenol và formaldehyde làm monome. Phản ứng ngưng tụ liên quan đến các monome giống nhau được gọi là đồng ngưng tụ. Ví dụ, phản ứng ngưng tụ các axit amin thành polypeptide là đồng ngưng tụ.

Các đặc điểm của phản ứng đa ngưng tụ là:

• (1) Monome không nhất thiết phải chứa các liên kết không bão hòa, mà phải chứa hai hoặc nhiều nhóm phản ứng (chẳng hạn như -OH, -COOH, -NH2, -X, v.v.).
• (2) Kết quả của phản ứng đa ngưng tụ không chỉ tạo ra polyme mà còn tạo ra các sản phẩm phụ (các phân tử nhỏ).
• (3) Thành phần hóa học của hợp chất polyme thu được khác với thành phần hóa học của monome.

Như có thể thấy từ trên, cấu trúc monome, cơ chế phản ứng và thành phần hóa học của sản phẩm của phản ứng cộng và phản ứng ngưng tụ hoàn toàn khác nhau.

Chuẩn bị thí nghiệm:

Lĩnh vực ứng dụng

Nhựa phenolic chủ yếu được sử dụng trong sản xuất nhiều loại nhựa, lớp phủ, chất kết dính và sợi tổng hợp.

• 1.Bột ép nén: Bột ép nén để sản xuất các sản phẩm đúc là một trong những ứng dụng chính của nhựa phenolic. Chất độn được tẩm vào nhựa bằng phương pháp nén lăn, đùn trục vít hoặc nhũ tương, sau đó được trộn với các chất phụ gia khác. Bột sau đó được nghiền và sàng để tạo ra bột ép nén. Bột gỗ thường được sử dụng làm chất độn. Các chất độn vô cơ như bột mica, bột amiăng và bột thạch anh cũng được sử dụng để sản xuất một số bộ phận yêu cầu khả năng cách điện và chịu nhiệt cao. Bột ép nén có thể được chế tạo thành nhiều loại sản phẩm nhựa khác nhau bằng phương pháp ép nén, ép chuyển và ép phun. Bột ép nén nhựa phenolic nhiệt dẻo chủ yếu được sử dụng trong sản xuất các linh kiện điện như công tắc, ổ cắm và phích cắm, cũng như trong các nhu yếu phẩm hàng ngày và các sản phẩm công nghiệp khác. Bột ép nén nhựa phenolic nhiệt rắn chủ yếu được sử dụng trong sản xuất các bộ phận cách điện cao. Nhựa phenolic gia cường, được hình thành bằng cách tẩm các loại sợi và vải khác nhau bằng dung dịch hoặc nhũ tương nhựa phenolic (chủ yếu là nhựa phenolic nhiệt rắn), sấy khô và ép nén, là những vật liệu công nghiệp quan trọng. Nó không chỉ có độ bền cơ học cao và hiệu suất tổng thể tuyệt vời mà còn có thể gia công được. Nhựa phenolic gia cường bằng sợi thủy tinh, sợi thạch anh và các loại vải của chúng chủ yếu được sử dụng trong sản xuất các loại má phanh và nhựa chống ăn mòn hóa học. Nhựa phenolic gia cường bằng sợi thủy tinh silica cao và sợi carbon là những vật liệu chống mài mòn quan trọng trong ngành hàng không vũ trụ.
• 2.Lớp phủ phenolic: Nhựa phenolic biến tính bằng nhựa thông, nhựa phenolic butanol-ete hóa, nhựa phenolic para-tert-butyl và nhựa phenolic para-phenyl đều có khả năng tương thích tốt với dầu trẩu và dầu hạt lanh, khiến chúng trở thành nguyên liệu thô quan trọng trong ngành công nghiệp sơn. Hai loại đầu tiên được sử dụng để pha chế sơn chất lượng thấp và trung bình, trong khi hai loại sau được sử dụng để pha chế sơn chất lượng cao.
• 3.Keo dán phenolic: Nhựa phenolic nhiệt rắn cũng là nguyên liệu thô quan trọng cho keo dán. Nhựa phenolic giòn và chủ yếu được sử dụng để dán ván ép và khuôn đúc cát. Keo dán gốc nhựa phenolic biến tính với các polyme khác đóng vai trò quan trọng trong keo dán kết cấu. Các loại keo dán như phenolic-nitrile, phenolic-acetal, phenolic-epoxy, phenolic-epoxy-acetal và phenolic-nylon có khả năng chịu nhiệt và độ liên kết cao tuyệt vời. Keo dán phenolic-nitrile và phenolic-acetal cũng có độ bền kéo, khả năng chống va đập, chống ẩm và lão hóa nhiệt tuyệt vời, khiến chúng trở thành loại keo dán kết cấu tuyệt vời.

4.Sợi phenolic: Chủ yếu được làm từ nhựa novolac nhiệt dẻo, sợi được kéo nóng chảy và sau đó ngâm trong dung dịch polyformaldehyde và axit clohydric để đóng rắn, tạo ra các sợi kết cấu cồng kềnh, liên kết ngang bằng formaldehyde. Để tăng độ bền và mô đun của sợi, sợi có thể được trộn nóng chảy với 5%-10% polyamide trước khi kéo sợi. Loại sợi này có màu vàng hoặc nâu vàng, với độ bền kéo từ 11,5-15,9 cN/dtex. Nó có khả năng chống cháy vượt trội, chỉ số oxy giới hạn là 34, và không làm tan chảy hoặc lan truyền ngọn lửa khi tiếp xúc tạm thời với ngọn lửa oxyacetylene ở nhiệt độ gần 7500°C. Nó tự dập tắt và chịu được axit clohydric và axit flohydric đậm đặc, nhưng lại kém chịu được axit sulfuric, axit nitric và kiềm mạnh. Nó chủ yếu được sử dụng trong quần áo bảo hộ, vải chống cháy và trang trí nội thất. Nó cũng có thể được sử dụng để cách nhiệt, cách nhiệt và vật liệu lọc. Nó cũng có thể được chế biến thành sợi carbon cường độ thấp, mô đun thấp, sợi than hoạt tính và sợi trao đổi ion.

5.Vật liệu chống ăn mòn: Nhựa phenolic nhiệt rắn thường được sử dụng trong lĩnh vực chống ăn mòn dưới nhiều dạng: lớp phủ nhựa phenolic; nhựa gia cường sợi thủy tinh nhựa phenolic (FRP), FRP composite phenolic-epoxy; mastic và vữa nhựa phenolic; và tẩm nhựa phenolic và các sản phẩm than chì đùn. Nhựa phenolic nhiệt rắn có thể được đóng rắn ở nhiệt độ phòng hoặc nhiệt. Đóng rắn ở nhiệt độ phòng có thể sử dụng chất đóng rắn NL không độc hại ở nhiệt độ phòng. Benzenesulfonyl clorua hoặc axit sulfonic dầu mỏ cũng có thể được sử dụng, nhưng hai chất sau độc hại và gây kích ứng hơn. Chất đóng rắn NL ít độc hại, hiệu quả cao được khuyến nghị. Các chất độn bao gồm bột than chì, bột sứ, bột thạch anh và bột bari sulfat; không khuyến nghị sử dụng bột diabase.

6.Vật liệu cách nhiệt: Chủ yếu là bọt nhựa phenolic, các sản phẩm bọt phenolic được đặc trưng bởi khả năng cách nhiệt, cách nhiệt, chống cháy và trọng lượng nhẹ. Là một vật liệu cách nhiệt mới, tiết kiệm năng lượng và chống cháy, chúng được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống điều hòa không khí trung tâm, tấm thép sơn màu cách nhiệt nhẹ, cách nhiệt tòa nhà, cách nhiệt đường ống hóa chất (đặc biệt cho các ứng dụng đông lạnh) và cách nhiệt cho xe cộ và tàu thuyền. Bọt phenolic được mệnh danh là “vua của vật liệu cách nhiệt” nhờ độ dẫn nhiệt thấp và đặc tính cách nhiệt tuyệt vời. Xốp Phenolic không chỉ có độ dẫn nhiệt thấp và hiệu suất cách nhiệt tốt mà còn có nhiều ưu điểm như chống cháy, ổn định nhiệt tốt, trọng lượng nhẹ, ít khói, ít độc hại, chịu nhiệt, độ bền cơ học cao, cách âm, chống ăn mòn hóa học mạnh và chịu được thời tiết tốt. Nhựa xốp Phenolic có nguồn nguyên liệu dồi dào, giá thành thấp, quy trình sản xuất và gia công đơn giản, sản phẩm có phạm vi ứng dụng rộng rãi.

Ví dụ về ứng dụng của nhựa phenolic:

Bảo quản và vận chuyển

Bảo quản trong kho mát, thông thoáng. Nhiệt độ kho không được vượt quá 37°C. Tránh xa lửa và nguồn nhiệt. Đậy kín thùng chứa. Bảo quản riêng biệt với các chất oxy hóa và tránh trộn lẫn. Trang bị các loại và số lượng thiết bị chữa cháy phù hợp.

Phân loại nguy hiểm

• (1) Điểm chớp cháy < 23°C và điểm sôi ban đầu ≤ 35°C: chất lỏng dễ cháy, phân loại 1
• (2) Điểm chớp cháy < 23°C và điểm sôi ban đầu > 35°C: chất lỏng dễ cháy, phân loại 2
• (3) Điểm chớp cháy ≤ 60°C: chất lỏng dễ cháy, phân loại 3

Mối nguy hại đối với sức khỏe và môi trường cần được đánh giá dựa trên các thành phần.