Что такое фенолформальдегидные смолы?

Свойства фенолформальдегидных смол

В 1982 году немецким ученым Адольфом Байером была проведена химическая реакция между формальдегидом и фенолом, в результате чего образовался полимер и вода. Данная реакция поликонденсации протекала при температуре свыше 140⁰ С. Полученная смола была очень хрупкой, так как при такой высокой температуре вода переходила в пар и в полимере возникали пустоты. На протяжении многих лет ученые совершенствовали данную реакцию, и в итоге была получена формальдегидная смола, которая имеет ряд уникальных свойств.

Фенолформальдегидная смола – это синтетический полимер, образуется в результате протекания реакции поликонденсации между фенолом и формальдегидом. Обязательным условием ее протекания является присутствие катализаторов.

Свойства смолы:

• Высокая прочность, механическая устойчивость.
• Коррозионная устойчивость.
• Диэлектрические свойства.
• Высокая растворимость в хлорсодержащих растворителях, кетонах, ароматических, алифатических углеводородах.

Производство фенолформальдегидных смол

Технология производства осуществляется по следующей схеме:

1. Изначально берут раствор формальдегида.
2. Прибавляют твердый фенол. Его можно также заменить карболовой кислотой. (Это концентрированный фенол в жидкой форме).
3. В полученную массу вводят HCL (соляную кислоту). На данной стадии смесь закипает, после чего становится прозрачной, похожей на стекло, это образуется резол. Резол растворим в спиртах.

Данную реакцию можно замедлить, при необходимости, если остудить реактор.

1. При длительном хранении резол становится более вязким, перестает быть текучим и у него исчезает способность растворяться в спите. Переходит в другое соединение – резитол.
2. В заключительной стадии реактор нагревают, смола при этом затвердевает и приобретает красный цвет.

Реакцию получения, можно остановить на любой стадии, добавив в реактор щелочь, которая тормозит процесс полимеризации.

Промышленный процесс изготовления фенолформальдегидных смол делится на три стадии:

1. Стадия А (резол) – это стадия образования низкомолекулярных соединений продуктов реакции поликонденсации;
2. Стадия В (резитол) – на ней образуется смесь резольной смолы и высокомолекулярных неплавких и нерастворимых соединений.
3. Стадия С (резит) – конечная стадия, образуется смола, состоящая в основном из трехмерных высокомолекулярных соединений.

Общую схему промышленного получения фенолформальдегидных смол и композитов на их основе можно представить следующим образом:

Применение фенолформальдегидных смол

Фенолформальдегидная смола применяется в разных областях. Из нее получают пластмассу и зависимости от отверждения, можно изготовить данный материал разного типа:

• Если применять сульфированное отверждение – получится карболитный.
• Если применять для отверждения молочную кислоту – результат неолейкоритный.
• Если применять для отверждения соляную кислоту – резольный.

С применением смолы производятся различные лаки, клеи, герметики. Также ее используют как связующий элемент при изготовлении фанеры, листов ДСП. В производстве тканей ее применяют как пропитку.

Если рассматривать изделия общего «человеческого» назначения, то фенолформальдегидную смолу используют для изготовления:

• Шаров для игры в бильярд.
• Бижутерии.
• Игрушек.
• Электроники: плат, вилок, розеток, электросчётчиков.
• Радиоаппаратуры – конденсаторов.
• Корпусов для телефонов, компьютеров, фотоаппаратов.
• Кухонных приборов, посуды.
• Оружия и военной техники.

Вред формальдегидной смолы

Как отмечалось выше, фенолформальдегидные смолы используются во множестве материалов. С их участием производят мебель, посуду, детские игрушки, многое другое. Не опасны ли они для человека?

Фенол, формальдегид, применяемые при изготовлении смол, являются канцерогенами. Специалистами доказано, что под действием формальдегида увеличивается риск развития рака носоглотки. Кроме того фенолы, формальдегиды, угнетающе действуют на нервную систему, оказывают негативное воздействие на кожу человека, приводя к развитию экзем, дерматитов.

Санитарные нормы регламентируют допустимые концентрации «гуляющего» фенола и формальдегида из изделий. Они составляют 0,05 мг/л для фенола и 0,1 мг/л для формальдегида.

Если изделие изготавливается с соблюдением всех норм, то оно безопасно для здоровья. Но учитывая, что в последнее время производители стараются «удешевить» процессы выпуска продукции, пренебрегая нормами, работая по ТУ, то и качество получаемых материалов снижается. Зачастую, покупая для детей дешёвые игрушки, мы чувствуем «ужасный запах пластмассы». Это как раз говорит об использовании не качественный материалов, нарушении процесса изготовления. Такие материалы, безусловно, опасны для человека.

Большая экологическая проблема стоит в утилизации изделий из фенолформальдегидных смол. При их переработке, сжигании в атмосферу, выделяется огромное количество вредных веществ. Еще важный аспект – это защита работников производств фенолформальдегидных смол, материалов их содержащих, утилизирующих организаций. Для сохранения здоровья необходимо строгое соблюдение техники безопасности и использование средств индивидуальной защиты.

Фенопласты

Фенопласты – это пластичные массы, созданные на основе фенолформальдегидных смол, имеющие в своем составе наполнители, отвердители.

Процесс получения фенопластов протекает при высокой температуре. Наполнитель выбирается в зависимости от вида конечного продукта. По его типу фенопласты делятся на:

• дисперсионно-наполненные – в качестве наполнителя используют кварцевую, древесную стружку, металлические порошки, каолин, стекловолокно и т.п.
• армированные – в качестве наполнителя идет асбестовое волокно, волокна растительного происхождения, стекловолокно и т.п.

Фенопласты широко используются в судостроении, автомобильной промышленности, электронике и других областях народного хозяйства.

Также новости новости рынка полимерной индустрии читайте на Производства.рф и телеграм канале.