Химия - Фролов В.В.
Скачать (прямая ссылка):
Из фенолалв'дегидных смол изготовляют пресс-порошки для производства пластмасс. Пресс-порошки содержат смолу, наполнитель, отвердитель или катализатор отверждения, а также второстепенные компоненты: краситель, смазывающие вещества (для улучшения процесса штамповки изделий). Наполнитель очень сильно влияет на свойства получаемых пластмасс при одной и той же смоле. Особенно сильно влияние на механические свойства волокнистых наполнителей и тканей, пропитанных смолой. Применяются хлопчатобумажное, асбестовое и стеклянное волокна и такие же ткани, причем прочность полученных пластмасс зависит также от рисунка ткани или от ориентации волокон.
Влияние наполнителей на свойства пластических масс определяется в первую очередь поверхностными явлениями, развивающимися на. границе полимер — наполнитель. Для получения хороших результатов необходимо почти полное смачивание поверхности наполнителя полимером, что достигается введением так назы
он
484
ваемых пластификаторов или растворителей, удаляемых в процессе изготовления изделий (выпотевание при уменьшении растворимости и испарение). Хорошее смачивание создает большую энергию адгезии, т. е. энергию связи наполнителя с полимером. Наполнитель, разбивая объем полимера на тонкие слои, увеличивает и работу когезии (см. гл. 8), так как в тонких слоях создается более организованное расположение макромолекул полимера. Наполнители, хорошо смачивающиеся полимером, в частности стеклянные нити и стеклоткань, позволяют создавать весьма прочные материалы с хорошими электрическими свойствами, необходимые для современной техники.
В табл. 15.4 приведены данные по прочности пластмасс на основе фенолальдегидной смолы, но с разными наполнителями.
Т а б л и ц а 15.4. Зависимость предела прочности сг„ и ударной вязкости а„ чистых фенолформальдегидных материалов от.наполнителя
Наполнитель п0. МН/м2 «н, кДж/ма
Чистая смола без наполнителя Порошкообразный минеральный наполнитель Древесная мука
Хлопковые очесы и обрезки ткани
Асбестовое полотно
Хлопчатобумажная ткань или бумага
Древесный шпои
Стеклянная ткань
Стеклянные ориентированные нити 49,0 19,6 29,3— 49,0
29.3— 49,0 19,6— 24,5
78.4— 98,0 166,5—264 245 —298 588 -781 19,6 1,96 2,93— 4,9 8,8 —14,65 17,5 -20,6 24,5 —34,3 78,5 -98 293 —333
Данные табл. 15.4 показывают, что некоторые пластмассы по пределу прочности соответствуют металлам, а по ударной вязкости значительно их превосходят. Из пластмасс с ориентированными стеклянными нитями можно изготовлять ответственные изделия.
Плотность пластмасс выше, чем плотность полимера, а электрические свойства также зависят от наполнителя (табл. 14.5).
Изменяя состав смолы (смеси полимеров), наполнители и технологию изготовления, можно получать материалы с широким диапазоном свойств.
Таблица 15.5. Свойства текстолита и стеклотекстолита на чистой фенолальдегидной смоле
Пластмасса Плотность, г/см3 Термо(
КОС'П той-
, к Пробивное напряжение, кВ/мм
Текстолит хлопчатобумажный Стеклотекстолит 1,3—1,4 1,9-1,85 393-453- 398 •483 2-6,5 11—24
Аминоформальдегидные смолы. Исходными материалами для производства аминоформальдегидных смол служат:
485
а) карбамид или мочевина ОС'
б) анилин С6Н5—ЫН2;
гмн.>
1чн2
мн2
в) меламин, имеющий строение
Н2!Ч'
Взаимодействие этих веществ с формальдегидом происходит по отдельным стадиям:
I I
6 II
с
н—ы—н
с=о + н-ы-н
н
н
Н—14—СН2ОН
I
с=о
Н—г4—И
При необходимости можно получить полимер путем конденсации только одной группы —ЫН2 в молекуле карбамида:
Н—Ы—СН2|011 + 11|—N—Н
С=0 + С=0 —»-Н—14—Н Н—N1—Н
Общая формула такого полимера
-СН9-Ы
н—ы—сн2-ы—н
I I
С=0 С=0 + НоО
I I
н—н н—ы—н
с=о
Вторая группа —ЫН2 вступает в реакцию менее легко, но всегда можно подобрать условия для того, чтобы обе группы приняли участие в реакции поликонденсации. В этом случае строение полимера будет более сложным (сетчатая структура):
—ы—сн2—и— с=о с=о
—1М-СН2—ы—
Отверждение полимеров происходит за счет остаточных групп —СН2ОН, которые замыкают мостики (сшивки) между отдельными макромолекулами полимеров, давая пространственные сетчатые структуры:
486
СП,
+*нао
сн2—
Таким образом процесс конденсации захватывает соседние молекулы и получается нерастворимый и непларкий полимер.
Свойства аминопластов отличны от свойств фенол альдегидных смол. Эти полимеры полупрозрачны или прозрачны, окрашиваются в любые светлые цвета, достаточно прочны и обладают дугоустой-чивостыо, т. е., выделяя много газов при разложении, гасят образующиеся электрические дуговые разряды.
Как и фенолальдегидные смолы, их выпускают в виде пресс-порошков для изготовления изделий методом прессования. Химически они устойчивы, но сильные кислоты и щелочи на них действуют разрушающим образом. Некоторые свойства аминопластов приведены в табл. 15.6.
Аминопласты также используются для приготовления холодного и горячего отверждения.
'Г а б л и ц а 15.6. Некоторые свойства аминопластов
Полимеры . Плотность, г/сма Термостойкость, к Прочность на разрыв, МН/ма Пробивное напряжение, кВ/мм
