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1、第七章第七章 逐步聚合產(chǎn)品及其合成逐步聚合產(chǎn)品及其合成 一、線型縮聚一、線型縮聚 1、聚酯、聚酯 是一類主鏈結(jié)構(gòu)中含有酯鍵,指含有苯二甲酸酯是一類主鏈結(jié)構(gòu)中含有酯鍵,指含有苯二甲酸酯的產(chǎn)品。二元醇也包含有苯環(huán)的,稱芳香族聚酯。的產(chǎn)品。二元醇也包含有苯環(huán)的,稱芳香族聚酯。 非芳香族聚酯有聚對苯二甲酸乙二醇酯,聚對苯非芳香族聚酯有聚對苯二甲酸乙二醇酯,聚對苯二甲酸丁二醇酯和聚對苯二甲酸丙二醇酯,以及他二甲酸丁二醇酯和聚對苯二甲酸丙二醇酯,以及他們的共聚物。其中以聚對苯二甲酸乙二醇酯最為重們的共聚物。其中以聚對苯二甲酸乙二醇酯最為重要。要。 聚對苯二甲酸乙二醇酯聚對苯二甲酸乙二醇酯 pet 熔點(diǎn)熔點(diǎn)
2、256265,玻璃化溫度,玻璃化溫度69,高取向和,高取向和結(jié)晶的結(jié)晶的pet可在可在100以上使用。特性粘度以上使用。特性粘度0.6左右左右的制作滌綸纖維;特性粘度的制作滌綸纖維;特性粘度0.9左右的制作瓶子和左右的制作瓶子和薄膜、膠卷、工程材料。薄膜、膠卷、工程材料。 工業(yè)上又兩種聚合方法:工業(yè)上又兩種聚合方法: 直接酯化法(直接酯化法(pta路線)路線) 由對苯二甲酸(由對苯二甲酸(pta)和乙二醇()和乙二醇(eg)經(jīng)縮聚反)經(jīng)縮聚反應(yīng)先合成對苯二甲酸雙羥乙酯,再經(jīng)均縮聚反應(yīng)得應(yīng)先合成對苯二甲酸雙羥乙酯,再經(jīng)均縮聚反應(yīng)得到到pet。 pta + eg = bhet+水水 bhet =
3、pet + eg 此法對單體純度要求高;此法對單體純度要求高;pta難溶于難溶于eg中,是非中,是非均相反應(yīng);提高均相反應(yīng);提高eg/pta易引起乙二醇醚化副反應(yīng),易引起乙二醇醚化副反應(yīng),影響滌綸質(zhì)量?,F(xiàn)在已經(jīng)可以得到高純度的影響滌綸質(zhì)量。現(xiàn)在已經(jīng)可以得到高純度的pta,醚化反應(yīng)可加入鈷、鋅、錳等金屬化合物抑制。醚化反應(yīng)可加入鈷、鋅、錳等金屬化合物抑制。 酯交換法(酯交換法(dmtdmt路線)路線) 由對苯二甲酸二甲酯和和乙二醇(由對苯二甲酸二甲酯和和乙二醇(egeg)經(jīng)酯交換反應(yīng)得到對苯二甲酸雙羥乙酯,再經(jīng)酯交換反應(yīng)得到對苯二甲酸雙羥乙酯,再經(jīng)均縮聚反應(yīng)得到經(jīng)均縮聚反應(yīng)得到petpet。 縮
4、聚用三氧化二銻做催化劑,聚合溫縮聚用三氧化二銻做催化劑,聚合溫度度260260280280,聚合后期高真空度,聚合后期高真空度6060140pa140pa。 dmt + eg = bhet + dmt + eg = bhet + 甲醇甲醇 bhet = pet + egbhet = pet + eg bhetbhet高溫真空縮聚得到高溫真空縮聚得到petpet。分子量通過。分子量通過不斷測試體系粘度,終止反應(yīng)來進(jìn)行控制。不斷測試體系粘度,終止反應(yīng)來進(jìn)行控制。 料投料比不相同,主要原因是為了提高料投料比不相同,主要原因是為了提高dmtdmt或者或者ptapta的轉(zhuǎn)換率,提高的轉(zhuǎn)換率,提高egeg
5、的投料比,多的投料比,多余的余的egeg可以在后期縮聚過程中作為反應(yīng)產(chǎn)生可以在后期縮聚過程中作為反應(yīng)產(chǎn)生的揮發(fā)組分去除。在聚合中還可加入消光劑、的揮發(fā)組分去除。在聚合中還可加入消光劑、色料、阻燃劑等。色料、阻燃劑等。 聚對苯二甲酸丁二醇酯聚對苯二甲酸丁二醇酯 pbtpbt 乳白色半透明或不透明、結(jié)晶型熱塑性聚酯樹乳白色半透明或不透明、結(jié)晶型熱塑性聚酯樹脂,彈性比脂,彈性比petpet好,有優(yōu)良的物性和加工性。因?yàn)楹茫袃?yōu)良的物性和加工性。因?yàn)椴牧系慕Y(jié)晶速度快,成型的循環(huán)時間短且成型溫度材料的結(jié)晶速度快,成型的循環(huán)時間短且成型溫度可低于很多的工程塑料。熔點(diǎn)在可低于很多的工程塑料。熔點(diǎn)在22422
6、4230230,玻璃,玻璃化溫度化溫度4040。長期使用溫度可達(dá)。長期使用溫度可達(dá)120120以上。它具以上。它具有許多優(yōu)良的特性,被廣泛應(yīng)用于電子、電氣、通有許多優(yōu)良的特性,被廣泛應(yīng)用于電子、電氣、通訊及汽車工業(yè),大部分用短玻璃纖維增強(qiáng)樹脂。紡訊及汽車工業(yè),大部分用短玻璃纖維增強(qiáng)樹脂。紡成纖維有高回彈性。成纖維有高回彈性。 由對苯二甲酸二甲酯和丁二醇,酯交換法熔融由對苯二甲酸二甲酯和丁二醇,酯交換法熔融聚合得到。催化劑用鈦酸正丁酯。聚合得到。催化劑用鈦酸正丁酯。 聚對苯二甲酸丙二醇酯聚對苯二甲酸丙二醇酯 ptt ptt 是由對苯二甲酸是由對苯二甲酸(pta)(pta)和和1,3-1,3-丙二
7、醇丙二醇(pdo)(pdo)縮聚而成縮聚而成, ,熔點(diǎn)熔點(diǎn)223-230223-230。 纖維是纖維是shellshell公司開發(fā)的一種性能優(yōu)異的公司開發(fā)的一種性能優(yōu)異的聚酯類新型纖維聚酯類新型纖維, ,它它pttptt纖維綜纖維綜合了尼龍的柔合了尼龍的柔軟性、腈綸的蓬松性、滌綸的抗污性軟性、腈綸的蓬松性、滌綸的抗污性,加上本加上本身固有的彈性身固有的彈性,以及能常溫染色等特點(diǎn)以及能常溫染色等特點(diǎn),把各種把各種纖維的優(yōu)良服用性能集于一身纖維的優(yōu)良服用性能集于一身,從而成為當(dāng)前從而成為當(dāng)前國際上最新開發(fā)的熱門高分子新材料之一。國際上最新開發(fā)的熱門高分子新材料之一。 由于由于pttptt的優(yōu)異性能
8、,它可以廣泛用于衣的優(yōu)異性能,它可以廣泛用于衣料、產(chǎn)業(yè)、裝飾和工程塑料等各個領(lǐng)域,特料、產(chǎn)業(yè)、裝飾和工程塑料等各個領(lǐng)域,特別是在地毯領(lǐng)域?qū)⒊蔀閯e是在地毯領(lǐng)域?qū)⒊蔀閜apa強(qiáng)有力的競爭對手。強(qiáng)有力的競爭對手。據(jù)有關(guān)部門估計,據(jù)有關(guān)部門估計,pttptt纖維的需求量大約纖維的需求量大約5555來自地毯領(lǐng)域,其余的來自地毯領(lǐng)域,其余的4545為其他紡織品領(lǐng)為其他紡織品領(lǐng)域。域。pttptt的性能確定了它的廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域,的性能確定了它的廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域,目前目前pttptt的市場價格偏高,因而限制它只能在的市場價格偏高,因而限制它只能在成本消化能力較強(qiáng)的產(chǎn)品和品種方面取得有成本消化能力較強(qiáng)的產(chǎn)品和品種
9、方面取得有限的發(fā)展成果;一旦能降到合適的價位水平,限的發(fā)展成果;一旦能降到合適的價位水平,pttptt的的市場開拓便將以人們所難以預(yù)料的態(tài)勢市場開拓便將以人們所難以預(yù)料的態(tài)勢而順利發(fā)展。而順利發(fā)展。 目前工業(yè)生產(chǎn)目前工業(yè)生產(chǎn)ptt的方法主要有的方法主要有dmt法法(酯交換法)和(酯交換法)和pta法(直接酯化法),隨法(直接酯化法),隨著著ptt聚合過程中分子鏈的增長,一些副反聚合過程中分子鏈的增長,一些副反應(yīng)如生成環(huán)狀齊聚物、鏈端降解、鏈間降解應(yīng)如生成環(huán)狀齊聚物、鏈端降解、鏈間降解等會影響聚合物的分子量。等會影響聚合物的分子量。 而而ptt端基反應(yīng)生成的烯丙基與烯丙醇是端基反應(yīng)生成的烯丙基與
10、烯丙醇是可逆轉(zhuǎn)變,使端基穩(wěn)定,從而抑制了分子鏈可逆轉(zhuǎn)變,使端基穩(wěn)定,從而抑制了分子鏈的繼續(xù)增長。因此,的繼續(xù)增長。因此,ptt纖維的力學(xué)性能有纖維的力學(xué)性能有待于進(jìn)一步提高。待于進(jìn)一步提高。 芳香族聚酯芳香族聚酯 是聚對苯二甲酸和各類芳香族二元羥基化合物的是聚對苯二甲酸和各類芳香族二元羥基化合物的混縮聚產(chǎn)物,二元羥基化合物有對苯二酚,雙酚混縮聚產(chǎn)物,二元羥基化合物有對苯二酚,雙酚a,連苯二酚、二羥基二苯醚等。連苯二酚、二羥基二苯醚等。 對羥基苯甲酸的均縮聚物,以及羥基苯甲酸和上對羥基苯甲酸的均縮聚物,以及羥基苯甲酸和上述混縮聚物的共縮聚產(chǎn)物。他們都是剛性分子鏈,述混縮聚物的共縮聚產(chǎn)物。他們都是
11、剛性分子鏈,熔點(diǎn)高于分解點(diǎn),不能進(jìn)行熔融加工,屬于耐高溫熔點(diǎn)高于分解點(diǎn),不能進(jìn)行熔融加工,屬于耐高溫聚合物。聚合物。 為了提高加工性,也有這些和滌綸聚酯共聚的。為了提高加工性,也有這些和滌綸聚酯共聚的。可以熔融成型加工。具有熱致液晶性能。其中可以熔融成型加工。具有熱致液晶性能。其中30%滌綸、滌綸、70%對羥基苯甲酸的共聚物,對羥基苯甲酸的共聚物,eestman kodak公司有批量生產(chǎn)。公司有批量生產(chǎn)。 2、聚酰胺、聚酰胺 pa 脂肪族聚酰胺,俗稱尼龍(),它脂肪族聚酰胺,俗稱尼龍(),它是大分子主鏈重復(fù)單元中含有酰胺基團(tuán)的高聚物的是大分子主鏈重復(fù)單元中含有酰胺基團(tuán)的高聚物的總稱。總稱。 脂
12、肪族尼龍為五大工程塑料中產(chǎn)量最大、品種最脂肪族尼龍為五大工程塑料中產(chǎn)量最大、品種最多、用途最廣的品種。主要的品種有多、用途最廣的品種。主要的品種有pa6、pa4、pa66、pall、pal2、pa46、pa610、pa612、pal010等,其中等,其中pa6、pa66產(chǎn)量最大,約占尼龍產(chǎn)量最大,約占尼龍產(chǎn)量的以上。產(chǎn)量的以上。pall和和pal2具有突出的低溫韌具有突出的低溫韌性。性。pa46具有優(yōu)異的耐熱性而得到迅速的發(fā)展。具有優(yōu)異的耐熱性而得到迅速的發(fā)展。pal010是以蓖麻油為原料的我國特有的品種。是以蓖麻油為原料的我國特有的品種。 其中其中pa6、pa4、pall、pal2是由氨基酸
13、或內(nèi)是由氨基酸或內(nèi)酰胺合成的,其中數(shù)字是碳原子數(shù)。酰胺合成的,其中數(shù)字是碳原子數(shù)。 pa66、pa46、pa610、pa612、pal010是是二元胺和二元酸縮聚而成,前半部數(shù)字為胺的碳原二元胺和二元酸縮聚而成,前半部數(shù)字為胺的碳原子數(shù),后面部分為酸的碳原子數(shù)。子數(shù),后面部分為酸的碳原子數(shù)。 共聚物是以二種尼龍相應(yīng)的組合數(shù)表示,如尼龍共聚物是以二種尼龍相應(yīng)的組合數(shù)表示,如尼龍66/6(60:40) 碳原子數(shù)和性能的關(guān)系:碳原子數(shù)和性能的關(guān)系: 尼龍的熔點(diǎn)隨酰胺鍵之間碳原子數(shù)增加,呈下尼龍的熔點(diǎn)隨酰胺鍵之間碳原子數(shù)增加,呈下降趨勢。再氨基酸類尼龍中奇數(shù)碳原子的熔點(diǎn)高于降趨勢。再氨基酸類尼龍中奇數(shù)
14、碳原子的熔點(diǎn)高于相臨雙數(shù)碳原子的熔點(diǎn)。相臨雙數(shù)碳原子的熔點(diǎn)。 吸水性隨酰胺鍵之間碳原子數(shù)增加而減少。吸水性隨酰胺鍵之間碳原子數(shù)增加而減少。 密度也是隨酰胺鍵之間碳原子數(shù)增加而減少密度也是隨酰胺鍵之間碳原子數(shù)增加而減少 尼龍為韌性、牛角狀半透明或乳白色結(jié)晶性樹脂,尼龍為韌性、牛角狀半透明或乳白色結(jié)晶性樹脂,作為工程塑料的尼龍分子量一般為作為工程塑料的尼龍分子量一般為1.5-3萬。萬。 尼龍具有很高的機(jī)械強(qiáng)度,軟化點(diǎn)高,耐熱(使尼龍具有很高的機(jī)械強(qiáng)度,軟化點(diǎn)高,耐熱(使用溫度用溫度-40100,磨擦系數(shù)低,耐磨損,自潤,磨擦系數(shù)低,耐磨損,自潤滑性,吸震性和消音性,耐油,耐弱酸,耐堿和一滑性,吸震
15、性和消音性,耐油,耐弱酸,耐堿和一般溶劑,電絕緣性好,有自熄性,無毒,無臭,耐般溶劑,電絕緣性好,有自熄性,無毒,無臭,耐候性好,染色性差。缺點(diǎn)是吸水性大,影響尺寸穩(wěn)候性好,染色性差。缺點(diǎn)是吸水性大,影響尺寸穩(wěn)定性和電性能,纖維增強(qiáng)可降低樹脂吸水率,使其定性和電性能,纖維增強(qiáng)可降低樹脂吸水率,使其能在高溫、高濕下工作。尼龍與玻璃纖維親合性十能在高溫、高濕下工作。尼龍與玻璃纖維親合性十分良好。分良好。 廣泛用于機(jī)械、汽車、電器、紡織器材、化工設(shè)廣泛用于機(jī)械、汽車、電器、紡織器材、化工設(shè)備、航空等領(lǐng)域,成為各行業(yè)中不可缺少的結(jié)構(gòu)材備、航空等領(lǐng)域,成為各行業(yè)中不可缺少的結(jié)構(gòu)材料。料。 pal010是
16、我國工程尼龍中產(chǎn)量最大的品是我國工程尼龍中產(chǎn)量最大的品種,熔點(diǎn)種,熔點(diǎn)200210,半透明、輕而硬、,半透明、輕而硬、機(jī)械強(qiáng)度高、抗沖擊、耐磨和自潤滑性好,機(jī)械強(qiáng)度高、抗沖擊、耐磨和自潤滑性好,最大用途代替銅做各種機(jī)械零件。最大用途代替銅做各種機(jī)械零件。 pa-6和和pa-66主要用于紡制合成纖維,主要用于紡制合成纖維,稱為錦綸稱為錦綸-6和錦綸和錦綸-66。 低分子量低分子量pa是性能優(yōu)良用途廣泛的化工是性能優(yōu)良用途廣泛的化工原料,用于生產(chǎn)油墨、熱合性粘結(jié)劑和涂料,原料,用于生產(chǎn)油墨、熱合性粘結(jié)劑和涂料,環(huán)氧樹脂固化劑等。環(huán)氧樹脂固化劑等。 除此之外,還有高透明尼龍,透光率除此之外,還有高透
17、明尼龍,透光率8590%,沖擊強(qiáng)度比有機(jī)玻璃高,沖擊強(qiáng)度比有機(jī)玻璃高10倍。醇溶倍。醇溶性尼龍,可溶解在醇中。性尼龍,可溶解在醇中。 其聚合方式除環(huán)酰胺外,都是熔融聚合。其聚合方式除環(huán)酰胺外,都是熔融聚合。由于酰胺化反應(yīng)平衡常數(shù)較大,反應(yīng)后期不由于酰胺化反應(yīng)平衡常數(shù)較大,反應(yīng)后期不必高真空。必高真空。 以尼龍以尼龍66為例:為例: 尼龍尼龍66由由66鹽的水溶液(鹽的水溶液(60%)為原料)為原料(用鹽目的為是單體有嚴(yán)格摩爾比)加入(用鹽目的為是單體有嚴(yán)格摩爾比)加入0.20.3%的醋酸(分子量調(diào)節(jié)劑),在的醋酸(分子量調(diào)節(jié)劑),在220加壓反應(yīng),加壓反應(yīng),1-2小時,再升溫至小時,再升溫至2
18、70-280,不斷排出水氣,保持,不斷排出水氣,保持1.7-1.8mpa壓壓力,力,1-2小時,逐漸降壓,最后抽真空去除小時,逐漸降壓,最后抽真空去除殘留水分。殘留水分。 芳香族聚酰胺芳香族聚酰胺 所用二元胺和二元酸都是有芳香環(huán)的,所用二元胺和二元酸都是有芳香環(huán)的,是耐高溫材料,熔點(diǎn)高于分解點(diǎn)。是耐高溫材料,熔點(diǎn)高于分解點(diǎn)。 主要做高強(qiáng)高模耐高溫纖維。原料有對主要做高強(qiáng)高模耐高溫纖維。原料有對苯二甲酰氯、對苯二氨、對氨基苯甲酸、間苯二甲酰氯、對苯二氨、對氨基苯甲酸、間苯二氨、間苯二甲酰氯等。大部分是通過低苯二氨、間苯二甲酰氯等。大部分是通過低溫溶液聚合得到。溫溶液聚合得到。 3、聚碳酸酯、聚碳
19、酸酯 pc 結(jié)構(gòu)為結(jié)構(gòu)為 -(o-co-o-r-)n- ,r可是脂肪鏈或可是脂肪鏈或芳香環(huán)的。芳香環(huán)的。 脂肪鏈的熔點(diǎn)低、機(jī)械強(qiáng)度差、溶劑易溶解,不脂肪鏈的熔點(diǎn)低、機(jī)械強(qiáng)度差、溶劑易溶解,不能做塑料。能做塑料。 有實(shí)用價值的是雙酚有實(shí)用價值的是雙酚a型聚碳酸酯,無嗅、無味、型聚碳酸酯,無嗅、無味、無毒,透明透光率無毒,透明透光率90%,長期使用溫度,長期使用溫度-60130,尺寸穩(wěn)定型好,不易變形,力學(xué)性能剛硬、,尺寸穩(wěn)定型好,不易變形,力學(xué)性能剛硬、堅韌,電絕緣性好。對熱、紫外、氧穩(wěn)定性好。堅韌,電絕緣性好。對熱、紫外、氧穩(wěn)定性好。 缺點(diǎn):易應(yīng)力開裂,可在缺點(diǎn):易應(yīng)力開裂,可在120熱處理,
20、消除內(nèi)熱處理,消除內(nèi)應(yīng)力;高溫水解,在成型加工前,必須烘干物料,應(yīng)力;高溫水解,在成型加工前,必須烘干物料,使水含量小于使水含量小于0.02%。 大量用于制作光盤、陽光板、摩托頭盔、大量用于制作光盤、陽光板、摩托頭盔、大型燈罩、航空工業(yè)透明材料等。大型燈罩、航空工業(yè)透明材料等。 工業(yè)上主要有二種生產(chǎn)方法:酯交換法和光氣法工業(yè)上主要有二種生產(chǎn)方法:酯交換法和光氣法 酯交換法酯交換法 雙酚雙酚a和碳酸二苯酯在高溫和高真空條件下,熔和碳酸二苯酯在高溫和高真空條件下,熔融縮聚。反應(yīng)溫度高有利于副產(chǎn)物苯酚逸出,但雙融縮聚。反應(yīng)溫度高有利于副產(chǎn)物苯酚逸出,但雙酚酚a在在180以上要分解,聚合初期溫度控制在
21、以上要分解,聚合初期溫度控制在180以下。碳酸二苯酯沸點(diǎn)較低,高溫下易逸出,以下。碳酸二苯酯沸點(diǎn)較低,高溫下易逸出,故配料中碳酸二苯酯稍過量。用苯甲酸鈉、醋酸鉻故配料中碳酸二苯酯稍過量。用苯甲酸鈉、醋酸鉻或醋酸鋰做催化劑?;虼姿徜囎龃呋瘎?此法優(yōu)點(diǎn)是不需溶劑,聚合物容易處理。更易實(shí)此法優(yōu)點(diǎn)是不需溶劑,聚合物容易處理。更易實(shí)驗(yàn)室制備。驗(yàn)室制備。 光氣法光氣法 光氣和雙酚光氣和雙酚a反應(yīng)生成聚碳酸酯。反應(yīng)生成聚碳酸酯。 采用界面縮聚方法,雙酚采用界面縮聚方法,雙酚a的鈉鹽溶解于的鈉鹽溶解于二氯甲烷,在低溫(不大于二氯甲烷,在低溫(不大于25)下,通入)下,通入光氣,反應(yīng)介質(zhì)光氣,反應(yīng)介質(zhì)ph值降
22、至值降至78時停止通光時停止通光氣,生成低聚體,加入堿液和催化劑三甲基氣,生成低聚體,加入堿液和催化劑三甲基芐基氯化銨,反應(yīng)芐基氯化銨,反應(yīng)34小時結(jié)束。后處理得小時結(jié)束。后處理得聚碳酸酯。聚碳酸酯。 4、聚砜、聚砜 polysuefone(psf) 含砜基(含砜基(-so2-)和芳香環(huán)的聚合物的統(tǒng))和芳香環(huán)的聚合物的統(tǒng)稱。稱。 由二氯二苯砜和雙酚由二氯二苯砜和雙酚a或其他二羥基芳環(huán)或其他二羥基芳環(huán)化合物的縮聚產(chǎn)物,和雙酚化合物的縮聚產(chǎn)物,和雙酚a縮聚的稱聚砜,縮聚的稱聚砜,其他的稱聚芳砜。其他的稱聚芳砜。 聚砜類是非結(jié)晶熱塑性高聚物,具有優(yōu)良聚砜類是非結(jié)晶熱塑性高聚物,具有優(yōu)良的耐熱性、耐蠕
23、變性、電性能優(yōu)異。是優(yōu)秀的耐熱性、耐蠕變性、電性能優(yōu)異。是優(yōu)秀的工程塑料。聚砜可長期在的工程塑料。聚砜可長期在150溫度下使溫度下使用;聚芳砜可在用;聚芳砜可在260使用,短期使用可達(dá)使用,短期使用可達(dá)310。 聚砜工業(yè)生產(chǎn):聚砜工業(yè)生產(chǎn): 雙酚雙酚a和溶劑二甲基亞砜、甲苯,在氮?dú)夂腿軇┒谆鶃嗧俊⒓妆?,在氮?dú)獗Wo(hù)下和氫氧化鈉,升溫反應(yīng)成鹽,水分由保護(hù)下和氫氧化鈉,升溫反應(yīng)成鹽,水分由甲苯帶出,反應(yīng)結(jié)束后,蒸餾出甲苯,加入甲苯帶出,反應(yīng)結(jié)束后,蒸餾出甲苯,加入二氯二苯砜,在二氯二苯砜,在130160縮聚,達(dá)到一縮聚,達(dá)到一定粘度停止反應(yīng)。由于分子鏈二端不是羥基定粘度停止反應(yīng)。由于分子鏈二端不是
24、羥基就是氯,對產(chǎn)品穩(wěn)定性不利,一般用氯甲烷就是氯,對產(chǎn)品穩(wěn)定性不利,一般用氯甲烷封端。最后經(jīng)后處理得到聚砜。封端。最后經(jīng)后處理得到聚砜。 5、聚苯硫醚、聚苯硫醚 pps 是結(jié)晶聚合物,熔點(diǎn)是結(jié)晶聚合物,熔點(diǎn)287,玻璃化溫度,玻璃化溫度150,熱穩(wěn)定性好,優(yōu)于聚四氟乙烯,空,熱穩(wěn)定性好,優(yōu)于聚四氟乙烯,空氣中氣中700分解。用玻璃纖維增強(qiáng)后,熱變分解。用玻璃纖維增強(qiáng)后,熱變形溫度超過形溫度超過260。普通的分子量。普通的分子量40005000,性剛脆,因此大部分是用玻璃纖維增,性剛脆,因此大部分是用玻璃纖維增強(qiáng)使用。強(qiáng)使用。 耐化學(xué)藥品性好。除高溫下遇強(qiáng)氧化劑耐化學(xué)藥品性好。除高溫下遇強(qiáng)氧化劑
25、(王水、雙氧水)外,耐大多數(shù)無機(jī)酸堿、(王水、雙氧水)外,耐大多數(shù)無機(jī)酸堿、有機(jī)溶劑。有機(jī)溶劑。 對玻璃、陶瓷、金屬有好的粘結(jié)性。本身對玻璃、陶瓷、金屬有好的粘結(jié)性。本身有阻燃能力。有阻燃能力。 用途:具優(yōu)異電絕緣性,在電器工業(yè)中有用途:具優(yōu)異電絕緣性,在電器工業(yè)中有廣泛應(yīng)用;高分子量的做薄膜、纖維、板材。廣泛應(yīng)用;高分子量的做薄膜、纖維、板材。 由對二氯苯和硫化鈉,在強(qiáng)極性溶劑中縮由對二氯苯和硫化鈉,在強(qiáng)極性溶劑中縮聚而得。溶劑為聚而得。溶劑為n-甲基吡咯烷酮及六甲基磷甲基吡咯烷酮及六甲基磷酰三胺最為合適,縮聚反應(yīng)溫度酰三胺最為合適,縮聚反應(yīng)溫度170350,可常壓聚合,原料配比,可常壓聚合
26、,原料配比1:1。 6、聚酰亞胺、聚酰亞胺 polyimide (pi) 是上世紀(jì)是上世紀(jì)60年代實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的芳香族二年代實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的芳香族二酸酐和芳香族二氨基化合物的縮聚的含有亞酸酐和芳香族二氨基化合物的縮聚的含有亞氨基的一大類產(chǎn)物,是梯形結(jié)構(gòu)的聚合物,氨基的一大類產(chǎn)物,是梯形結(jié)構(gòu)的聚合物,有優(yōu)異的耐高溫性。芳香族二酸酐,主要為有優(yōu)異的耐高溫性。芳香族二酸酐,主要為均苯四酸酐均苯四酸酐 芳香族二氨基化合物可是對氨基苯、對氨芳香族二氨基化合物可是對氨基苯、對氨基聯(lián)苯、二氨基對苯硫醚、二氨基對苯砜、基聯(lián)苯、二氨基對苯硫醚、二氨基對苯砜、二氨基對苯醚等。二氨基對苯醚等。 主要產(chǎn)品是均苯四酸酐和二氨
27、基對苯醚的主要產(chǎn)品是均苯四酸酐和二氨基對苯醚的縮聚物縮聚物 不溶不熔,可在不溶不熔,可在-269400范圍內(nèi)保范圍內(nèi)保持高的機(jī)械強(qiáng)度。耐油及大多數(shù)溶劑,耐磨持高的機(jī)械強(qiáng)度。耐油及大多數(shù)溶劑,耐磨性好,耐輻射性好。是航天不可缺少的聚合性好,耐輻射性好。是航天不可缺少的聚合物材料。用三元封端劑封端形成體型的結(jié)構(gòu)物材料。用三元封端劑封端形成體型的結(jié)構(gòu)的纖維,在的纖維,在500溫度下,短時間不失重。溫度下,短時間不失重。 已有薄膜、模壓制品、泡沫塑料、纖維、已有薄膜、模壓制品、泡沫塑料、纖維、膠粘劑膠粘劑 、漆包線涂層。、漆包線涂層。 縮聚反應(yīng)分二步進(jìn)行縮聚反應(yīng)分二步進(jìn)行 制聚酰胺酸制聚酰胺酸 均苯四
28、酸酐和二氨基對苯醚在極性溶劑中均苯四酸酐和二氨基對苯醚在極性溶劑中反應(yīng),溶劑有二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、反應(yīng),溶劑有二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、n-甲基吡咯烷酮等。甲基吡咯烷酮等。 低溫(低溫(1050),), 先將二胺溶于溶劑,再慢先將二胺溶于溶劑,再慢 慢加入酸酐,到等摩爾比慢加入酸酐,到等摩爾比 時粘度急劇上升,得聚酰時粘度急劇上升,得聚酰胺酸。胺酸。 聚酰胺酸脫水環(huán)化(稱酰亞胺化)聚酰胺酸脫水環(huán)化(稱酰亞胺化) 有二種方法:有二種方法: 熱轉(zhuǎn)換法熱轉(zhuǎn)換法 將聚酰胺酸的溶劑去除,制成粉末或薄膜或纖維,將聚酰胺酸的溶劑去除,制成粉末或薄膜或纖維,然后在真空中加熱至然后在真空中加熱至30040
29、0,脫水環(huán)化而成。,脫水環(huán)化而成。 化學(xué)法化學(xué)法 在聚酰胺酸的溶液中加入脫水劑(乙酸酐、丙酸在聚酰胺酸的溶液中加入脫水劑(乙酸酐、丙酸酐),加熱使聚酰胺酸脫水,水被酸酐吸收成酸蒸酐),加熱使聚酰胺酸脫水,水被酸酐吸收成酸蒸出。出。 由于聚合物不溶不熔,成型加工用模壓燒結(jié)。由于聚合物不溶不熔,成型加工用模壓燒結(jié)。 薄膜或纖維是聚酰胺酸加工成型后,再酰亞胺化。薄膜或纖維是聚酰胺酸加工成型后,再酰亞胺化。 二、體型聚合二、體型聚合 1、不飽和樹脂、不飽和樹脂 由二元羧酸和二元或多元醇經(jīng)縮聚而得由二元羧酸和二元或多元醇經(jīng)縮聚而得的樹脂稱聚酯樹脂,分子中有酯鍵。不飽和的樹脂稱聚酯樹脂,分子中有酯鍵。不飽
30、和樹脂的分子鏈中還含有不飽和雙鍵,分子量樹脂的分子鏈中還含有不飽和雙鍵,分子量一般一般15003000之間,溶于苯乙烯中呈透之間,溶于苯乙烯中呈透明的粘稠流體。明的粘稠流體。 固化的樹脂是交聯(lián)聚合物,透明或半透固化的樹脂是交聯(lián)聚合物,透明或半透明,紫外光能使其發(fā)黃,需用光穩(wěn)定劑,吸明,紫外光能使其發(fā)黃,需用光穩(wěn)定劑,吸收紫外??赡头茄趸运峒岸喾N溶劑。物理收紫外。可耐非氧化性酸及多種溶劑。物理性能和組成有關(guān)。性能和組成有關(guān)。 用途:用途: 高級涂料,特點(diǎn)是漆膜厚,硬度高,高級涂料,特點(diǎn)是漆膜厚,硬度高,抗沖擊,光澤好;鋼琴面漆、地坪澆鑄等抗沖擊,光澤好;鋼琴面漆、地坪澆鑄等 復(fù)合材料玻璃鋼的基
31、質(zhì)樹脂,最早用復(fù)合材料玻璃鋼的基質(zhì)樹脂,最早用于玻璃布或玻璃長絲纏繞粘結(jié)?,F(xiàn)也用于于玻璃布或玻璃長絲纏繞粘結(jié)。現(xiàn)也用于合成纖維復(fù)合材料。通過浸漬、涂刮等工合成纖維復(fù)合材料。通過浸漬、涂刮等工藝。藝。 制團(tuán)狀模壓料或片狀模壓料:不飽和制團(tuán)狀模壓料或片狀模壓料:不飽和樹脂和堿土金屬氧化物或氫氧化物(氧化鈣、樹脂和堿土金屬氧化物或氫氧化物(氧化鈣、氧化鎂、氫氧化鈣)混合會成橡皮泥狀,不氧化鎂、氫氧化鈣)混合會成橡皮泥狀,不粘手,處于這時的樹脂并未交聯(lián),加熱可有粘手,處于這時的樹脂并未交聯(lián),加熱可有良好流動性。這樹脂和高溫引發(fā)劑、苯乙烯良好流動性。這樹脂和高溫引發(fā)劑、苯乙烯阻聚劑、填料、低收縮添加劑(
32、聚乙烯粉、阻聚劑、填料、低收縮添加劑(聚乙烯粉、聚甲基丙烯酸甲酯)、脫模劑聚甲基丙烯酸甲酯)、脫模劑12mm短玻璃短玻璃纖維等混合成團(tuán)狀模壓料(纖維等混合成團(tuán)狀模壓料(bmc)。用玻璃)。用玻璃氈片浸漬上述無短玻璃纖維的料,二面覆蓋氈片浸漬上述無短玻璃纖維的料,二面覆蓋pe薄膜,一防止苯乙烯揮發(fā),可儲存薄膜,一防止苯乙烯揮發(fā),可儲存6個月。個月。 澆鑄成型:加入固化劑,澆在模具中澆鑄成型:加入固化劑,澆在模具中室溫或室溫或50固化。人造大理石和人造瑪瑙。固化。人造大理石和人造瑪瑙。 不飽和聚酯是由不飽和二元酸和飽和二元不飽和聚酯是由不飽和二元酸和飽和二元酸及二元醇聚合而成的線形聚合物。在分子酸
33、及二元醇聚合而成的線形聚合物。在分子鏈中有雙鍵和酯鍵。是一種固體或半固體物鏈中有雙鍵和酯鍵。是一種固體或半固體物質(zhì)。在應(yīng)用過程中加入交聯(lián)劑苯乙烯或甲基質(zhì)。在應(yīng)用過程中加入交聯(lián)劑苯乙烯或甲基丙烯酸甲酯和固化劑,使單體和大分子中雙丙烯酸甲酯和固化劑,使單體和大分子中雙鍵反應(yīng)成固體體型樹脂。鍵反應(yīng)成固體體型樹脂。 性能特點(diǎn):性能特點(diǎn): 加工工藝性能優(yōu)良,室溫下有一定粘度可加工工藝性能優(yōu)良,室溫下有一定粘度可進(jìn)行加工,室溫下固化成型,固化中無小分進(jìn)行加工,室溫下固化成型,固化中無小分子形成。子形成。 固化后樹脂綜合性能良好,力學(xué)強(qiáng)度,光固化后樹脂綜合性能良好,力學(xué)強(qiáng)度,光學(xué)透明,電絕緣,耐化學(xué)腐蝕。品
34、種多,適學(xué)透明,電絕緣,耐化學(xué)腐蝕。品種多,適應(yīng)性廣,價格低應(yīng)性廣,價格低 缺點(diǎn):固化時體積收縮率大;儲存期短,缺點(diǎn):固化時體積收縮率大;儲存期短,一般為半年;施工時有氣味。一般為半年;施工時有氣味。 樹脂分類:樹脂分類: 耐腐蝕型、阻燃型、低收縮型、澆鑄型、耐腐蝕型、阻燃型、低收縮型、澆鑄型、光固化型、涂料和紐扣用樹脂。光固化型、涂料和紐扣用樹脂。 主要原料:主要原料: 二元醇二元醇 乙二醇:分子結(jié)構(gòu)對稱最后樹脂結(jié)晶度高,乙二醇:分子結(jié)構(gòu)對稱最后樹脂結(jié)晶度高,使其溶解性差使其溶解性差 1,2丙二醇:結(jié)構(gòu)不對稱,得到非結(jié)晶樹丙二醇:結(jié)構(gòu)不對稱,得到非結(jié)晶樹脂,和苯乙烯相溶性好,價格液低脂,和苯
35、乙烯相溶性好,價格液低 一縮乙二醇:柔軟性好一縮乙二醇:柔軟性好 二縮乙二醇:柔軟性好、耐腐蝕二縮乙二醇:柔軟性好、耐腐蝕 新戊二醇:耐腐蝕,特別耐堿和水解新戊二醇:耐腐蝕,特別耐堿和水解 有鹵代的和雙酚類,有鹵代的和雙酚類, 不飽和二元酸不飽和二元酸 順丁烯二酸酐、順丁烯二酸,最常用的,順丁烯二酸酐、順丁烯二酸,最常用的,價格便宜。價格便宜。 反丁烯二酸、衣康酸、檸檬酸,價格高反丁烯二酸、衣康酸、檸檬酸,價格高 飽和二元酸飽和二元酸 鄰苯二甲酸酐,減少結(jié)晶,透明性好,和鄰苯二甲酸酐,減少結(jié)晶,透明性好,和苯乙烯相溶性好苯乙烯相溶性好 間苯二甲酸酐,減少結(jié)晶,耐溫性好耐腐間苯二甲酸酐,減少結(jié)晶
36、,耐溫性好耐腐蝕蝕 葵二酸,己二酸,柔性好抗沖性好葵二酸,己二酸,柔性好抗沖性好 交聯(lián)劑交聯(lián)劑 苯乙烯,竟聚率和不飽和酸近,產(chǎn)量大、苯乙烯,竟聚率和不飽和酸近,產(chǎn)量大、容易得到容易得到 鄰苯二甲酸二烯丙酯,耐高溫性鄰苯二甲酸二烯丙酯,耐高溫性 甲基丙烯酸甲酯,竟聚率大,產(chǎn)物交聯(lián)度甲基丙烯酸甲酯,竟聚率大,產(chǎn)物交聯(lián)度低,表面硬度低低,表面硬度低 甲基苯乙烯甲基苯乙烯 阻聚劑阻聚劑 防止在存放期中產(chǎn)品固化聚合,常用阻聚防止在存放期中產(chǎn)品固化聚合,常用阻聚劑為對苯二酚劑為對苯二酚 樹脂的固化:樹脂的固化: 不飽和樹脂需固化才能使用。樹脂的固化,不飽和樹脂需固化才能使用。樹脂的固化,是使產(chǎn)品從流動態(tài)線
37、型聚合物到固態(tài)體型聚是使產(chǎn)品從流動態(tài)線型聚合物到固態(tài)體型聚合物。合物。 固化分三個階段固化分三個階段 凝膠凝膠從粘流態(tài)樹脂到失去流動性生成從粘流態(tài)樹脂到失去流動性生成半固體有彈性的凝膠半固體有彈性的凝膠 定型定型從凝膠到具有一定硬度和形狀,從凝膠到具有一定硬度和形狀,可以從模具上將固化物取下而不發(fā)生形變可以從模具上將固化物取下而不發(fā)生形變 熟化熟化具有穩(wěn)定的化學(xué)、物理性能達(dá)到具有穩(wěn)定的化學(xué)、物理性能達(dá)到較高的固化度較高的固化度 不飽和樹脂固化需引發(fā)劑不飽和樹脂固化需引發(fā)劑 所謂固化實(shí)際上是使苯乙烯聚合,同時接所謂固化實(shí)際上是使苯乙烯聚合,同時接枝到順丁烯二酸酐上,通過不太長的聚苯乙枝到順丁烯二
38、酸酐上,通過不太長的聚苯乙烯鏈把樹脂交聯(lián)起來。烯鏈把樹脂交聯(lián)起來。 由于不飽和樹脂大多室溫固化,故引發(fā)劑由于不飽和樹脂大多室溫固化,故引發(fā)劑用氧化還原體系的。用氧化還原體系的。 引發(fā)劑種類很多,但用于不飽和樹脂的引發(fā)劑種類很多,但用于不飽和樹脂的氧化劑只有過氧化環(huán)己酮,過氧化甲乙酮,氧化劑只有過氧化環(huán)己酮,過氧化甲乙酮,過氧化苯甲酰。一般用鄰苯二甲酸二丁酯和過氧化苯甲酰。一般用鄰苯二甲酸二丁酯和他們一起配成他們一起配成50%的糊狀物的糊狀物 。 還原劑為環(huán)烷酸鈷或叔胺類化合物二甲苯還原劑為環(huán)烷酸鈷或叔胺類化合物二甲苯胺,二乙苯胺,二甲基對甲苯胺。胺,二乙苯胺,二甲基對甲苯胺。 一般過氧化環(huán)己酮
39、,過氧化甲乙酮和環(huán)一般過氧化環(huán)己酮,過氧化甲乙酮和環(huán)烷酸鈷配對使用。烷酸鈷配對使用。 過氧化苯甲酰和叔胺類化合物配對使用過氧化苯甲酰和叔胺類化合物配對使用 氧化劑為樹脂量的氧化劑為樹脂量的2-4%,還原劑量為,還原劑量為1-2%。 觸變劑是可溶性聚氯乙烯,活性二氧化硅觸變劑是可溶性聚氯乙烯,活性二氧化硅等,用量為樹脂的等,用量為樹脂的1-3%,使樹脂在涂刷后,使樹脂在涂刷后不流掛。不流掛。 還原劑和觸變劑往往預(yù)先都加入到樹脂中,還原劑和觸變劑往往預(yù)先都加入到樹脂中,在使用時在混合入氧化劑。在使用時在混合入氧化劑。 樹脂合成工藝樹脂合成工藝 以以191型樹脂為例型樹脂為例 配方:配方: 鄰苯二甲
40、酸酐鄰苯二甲酸酐 1.0摩爾摩爾 順丁烯二酸酐順丁烯二酸酐 1.0摩爾摩爾 丙二醇丙二醇 2.15摩爾摩爾 石蠟石蠟 少量少量 對苯二酚對苯二酚 0.01%(重量)(重量) 苯乙烯苯乙烯 不飽和樹脂不飽和樹脂/苯乙烯苯乙烯=7/3(重量)(重量) 光穩(wěn)定劑光穩(wěn)定劑 uv-9 苯乙烯量的苯乙烯量的0.1% 二元醇在氮?dú)獗Wo(hù)下加熱到二元醇在氮?dú)獗Wo(hù)下加熱到100,逐,逐漸加入酸酐,酯化催化劑(對甲苯磺酸),漸加入酸酐,酯化催化劑(對甲苯磺酸),升溫升溫190210縮聚,脫水,冷凝管出口縮聚,脫水,冷凝管出口控制在控制在105以下,防止二元醇損失。反應(yīng)以下,防止二元醇損失。反應(yīng)到酸值到酸值3040時
41、停止,降溫冷卻時停止,降溫冷卻90加入加入石蠟、阻聚劑,冷卻到石蠟、阻聚劑,冷卻到70,和苯乙烯混合,和苯乙烯混合,得到不飽和樹脂。得到不飽和樹脂。 酸值:每克樹脂耗用氫氧化鉀中和的毫克酸值:每克樹脂耗用氫氧化鉀中和的毫克數(shù)數(shù) 2、酚醛樹脂、酚醛樹脂 由酚類化化合物(苯酚、甲酚、二甲酚)由酚類化化合物(苯酚、甲酚、二甲酚)和醛類(甲醛、糠醛)化合物縮聚而成的合和醛類(甲醛、糠醛)化合物縮聚而成的合成樹脂統(tǒng)稱為酚醛樹脂。通常酚醛樹指苯酚成樹脂統(tǒng)稱為酚醛樹脂。通常酚醛樹指苯酚和甲醛生成的樹脂又稱電木。和甲醛生成的樹脂又稱電木。 苯酚的苯環(huán)上羥基的鄰、對位的的氫很活苯酚的苯環(huán)上羥基的鄰、對位的的氫很
42、活潑,苯酚是個三官能團(tuán)單體,可和醛的羰基潑,苯酚是個三官能團(tuán)單體,可和醛的羰基進(jìn)行加成和縮合反應(yīng)。原料配比不同和催化進(jìn)行加成和縮合反應(yīng)。原料配比不同和催化劑的不同可得到不同性能的熱塑性和熱固性劑的不同可得到不同性能的熱塑性和熱固性的酚醛樹脂。的酚醛樹脂。 性質(zhì)性質(zhì) 價格低廉、有一定剛性、強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定價格低廉、有一定剛性、強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性好、耐熱、耐火焰、電絕緣、隔熱、防腐性好、耐熱、耐火焰、電絕緣、隔熱、防腐蝕。蝕。 主要用途:主要用途: 電器開關(guān)、插座等的壓塑粉,纖維、建電器開關(guān)、插座等的壓塑粉,纖維、建筑阻燃保溫泡沫材料,紙質(zhì)層壓板、多層木筑阻燃保溫泡沫材料,紙質(zhì)層壓板、多層木材層壓板,
43、砂輪的粘合劑、粘合劑、涂料、材層壓板,砂輪的粘合劑、粘合劑、涂料、無金屬離子碳纖維骨架用酚醛樹脂固化,可無金屬離子碳纖維骨架用酚醛樹脂固化,可做燒蝕材料,導(dǎo)彈外殼、航天飛機(jī)外殼。木做燒蝕材料,導(dǎo)彈外殼、航天飛機(jī)外殼。木材用酚醛樹脂液浸漬,樹脂固化后木材機(jī)械材用酚醛樹脂液浸漬,樹脂固化后木材機(jī)械強(qiáng)度提高、受潮不變、不易腐爛、不蟲蛀。強(qiáng)度提高、受潮不變、不易腐爛、不蟲蛀。 甲醛的水溶液(一般甲醛的水溶液(一般3740)與接近)與接近相當(dāng)?shù)谋椒踊旌希芤旱闹禐橄喈?dāng)?shù)谋椒踊旌?,溶液的值?.03.1,加熱時不會發(fā)生反應(yīng),必須在大于加熱時不會發(fā)生反應(yīng),必須在大于3或小于或小于3的條件下,才發(fā)生縮合反應(yīng)。
44、的條件下,才發(fā)生縮合反應(yīng)。 酚醛樹脂分類:酚醛樹脂分類: 酚醛樹脂有熱塑性的和熱固性的之分。酚醛樹脂有熱塑性的和熱固性的之分。 熱塑性的酚醛樹脂熱塑性的酚醛樹脂 在酸性條件下,酚和醛反應(yīng)而成,是線型在酸性條件下,酚和醛反應(yīng)而成,是線型的可溶可熔的樹脂,加熱不會進(jìn)一步縮合,的可溶可熔的樹脂,加熱不會進(jìn)一步縮合,熱塑性酚醛樹脂的合成必須苯酚熱塑性酚醛樹脂的合成必須苯酚/甲醛摩爾比甲醛摩爾比1,即苯酚多于甲醛。,即苯酚多于甲醛。 苯酚苯酚/甲醛摩爾比甲醛摩爾比1,且在酸性條件下,且在酸性條件下的反應(yīng)是逐步進(jìn)行的,首先,苯酚和甲醛生的反應(yīng)是逐步進(jìn)行的,首先,苯酚和甲醛生成在苯羥基鄰、對位的羥甲基,該羥
45、甲基在成在苯羥基鄰、對位的羥甲基,該羥甲基在和苯酚反應(yīng)縮合掉一個水,成甲撐二苯酚,和苯酚反應(yīng)縮合掉一個水,成甲撐二苯酚,在和甲醛生成新的羥甲基,就這樣一步一步在和甲醛生成新的羥甲基,就這樣一步一步生成線型的低聚物。分子量在生成線型的低聚物。分子量在5005000范范圍,玻璃化溫度圍,玻璃化溫度4070,分子量小于,分子量小于1000的是線型的,大于的是線型的,大于1000是含支鏈的。是含支鏈的。呈熱塑性,可反復(fù)受熱熔化不會固化。呈熱塑性,可反復(fù)受熱熔化不會固化。 酚醛樹脂合成催化劑主要有鹽酸、草酸等,酚醛樹脂合成催化劑主要有鹽酸、草酸等,反應(yīng)速度與催化劑濃度、甲醛濃度和苯酚濃反應(yīng)速度與催化劑濃
46、度、甲醛濃度和苯酚濃度成正比,與水的濃度成反比。度成正比,與水的濃度成反比。 聚合方法是甲醛、苯酚、水和催化劑一起聚合方法是甲醛、苯酚、水和催化劑一起加熱回流加熱回流24小時,即成預(yù)聚物,最后在小時,即成預(yù)聚物,最后在160高溫下脫水,冷卻后粉碎成粉末,和高溫下脫水,冷卻后粉碎成粉末,和木粉、六次甲基四胺以及其他助劑配合,即木粉、六次甲基四胺以及其他助劑配合,即成模塑粉。模壓加熱即反應(yīng)成酚醛塑料成模塑粉。模壓加熱即反應(yīng)成酚醛塑料。 六次甲基四胺是固化劑,熱塑性酚醛樹六次甲基四胺是固化劑,熱塑性酚醛樹脂本身不會進(jìn)一步交聯(lián)固化。六次甲基四胺脂本身不會進(jìn)一步交聯(lián)固化。六次甲基四胺加熱后分解提供亞甲基
47、,完成交聯(lián)。加熱后分解提供亞甲基,完成交聯(lián)。 如果,苯酚如果,苯酚/甲醛摩爾比甲醛摩爾比1,則反應(yīng)無法,則反應(yīng)無法控制地生成體型結(jié)構(gòu)。控制地生成體型結(jié)構(gòu)。 所以熱塑性樹脂也可補(bǔ)加甲醛以提供交聯(lián)所以熱塑性樹脂也可補(bǔ)加甲醛以提供交聯(lián)基團(tuán),使其固化。基團(tuán),使其固化。 熱固性的酚醛樹脂熱固性的酚醛樹脂 在堿性條件下,酚和醛反應(yīng)而成,苯酚在堿性條件下,酚和醛反應(yīng)而成,苯酚/甲醛摩爾比要甲醛摩爾比要1,反應(yīng)產(chǎn)物是各種多羥甲基,反應(yīng)產(chǎn)物是各種多羥甲基酚的混合物及低聚體。苯酚的鄰位反應(yīng)能力酚的混合物及低聚體。苯酚的鄰位反應(yīng)能力大對位。反應(yīng)物不易進(jìn)一步縮合,冷卻可停大對位。反應(yīng)物不易進(jìn)一步縮合,冷卻可停止反應(yīng),
48、再加熱可進(jìn)止反應(yīng),再加熱可進(jìn) 一步固化。一步固化。 一般苯酚一般苯酚/甲醛摩甲醛摩爾比為爾比為1/1.11.5 催化劑用氫氧化鈉、氫氧化銨、氫氧化鋇、氫催化劑用氫氧化鈉、氫氧化銨、氫氧化鋇、氫氧化鈣、碳酸鈉等堿性化合物。氧化鈣、碳酸鈉等堿性化合物。 在堿作用下,酚生成醌同時是鄰、對位負(fù)離子化,在堿作用下,酚生成醌同時是鄰、對位負(fù)離子化,然后與甲醛反應(yīng)成羥甲基。當(dāng)溫度超過然后與甲醛反應(yīng)成羥甲基。當(dāng)溫度超過40時,羥時,羥甲基和羥甲基能脫水成亞甲基醚,羥甲基液可直接甲基和羥甲基能脫水成亞甲基醚,羥甲基液可直接和苯酚反應(yīng)縮合在苯環(huán)間產(chǎn)生亞甲基。和苯酚反應(yīng)縮合在苯環(huán)間產(chǎn)生亞甲基。 用胺做催化劑,則在二
49、個亞甲基間有氮元素存在。用胺做催化劑,則在二個亞甲基間有氮元素存在。 用堿做催化劑的分子量較小,約用堿做催化劑的分子量較小,約500左右,水溶左右,水溶性好;胺催化的分子量大,可達(dá)性好;胺催化的分子量大,可達(dá)3000左右。左右。 干燥的熱固性樹脂常溫下為脆性固體,可溶于乙干燥的熱固性樹脂常溫下為脆性固體,可溶于乙醇。醇。 生產(chǎn)技術(shù):反應(yīng)溫度生產(chǎn)技術(shù):反應(yīng)溫度8095,催化劑用量:,催化劑用量:naoh時為苯酚的時為苯酚的1%以下、以下、baoh時為時為11.5%,氫氧化銨為氫氧化銨為0.53%。生產(chǎn)固體樹脂時,真空脫水。生產(chǎn)固體樹脂時,真空脫水要迅速。要迅速。 baoh催化反應(yīng)易控制,最后催化
50、反應(yīng)易控制,最后baoh易去除,通易去除,通入入co2使使baoh生成碳酸鋇沉淀,當(dāng)做填料使用。生成碳酸鋇沉淀,當(dāng)做填料使用。 氫氧化銨的優(yōu)點(diǎn)是不易生成凝膠,最后氨易去除,氫氧化銨的優(yōu)點(diǎn)是不易生成凝膠,最后氨易去除,物金屬離子存留,對電性能無影響。物金屬離子存留,對電性能無影響。 為防止反應(yīng)過度成凝膠,通常不斷測試熱固化時為防止反應(yīng)過度成凝膠,通常不斷測試熱固化時間以確定反應(yīng)終點(diǎn)。間以確定反應(yīng)終點(diǎn)。 下以通用的層壓板用酚醛樹脂合成為例下以通用的層壓板用酚醛樹脂合成為例介紹:介紹: 苯酚苯酚 1152公斤公斤 甲醛(甲醛(37%) 1294公斤公斤 氨水(氨水(25%) 61公斤公斤 苯酚苯酚/
51、甲醛摩爾比甲醛摩爾比=1/1.3 依次投料入反應(yīng)釜,加熱至依次投料入反應(yīng)釜,加熱至70,停止,停止加熱,開始反應(yīng),放熱自動升溫至加熱,開始反應(yīng),放熱自動升溫至8590,恒溫一小時,以后每恒溫一小時,以后每10分鐘測一次凝膠化時分鐘測一次凝膠化時間,達(dá)到間,達(dá)到90秒秒/160,停止反應(yīng),冷卻至,停止反應(yīng),冷卻至70,真空減壓脫水,然后出料。,真空減壓脫水,然后出料。 熱固性樹脂在做粘合劑或澆鑄料時,常熱固性樹脂在做粘合劑或澆鑄料時,常希望在低溫下固化,常用酸做固化劑,稱做希望在低溫下固化,常用酸做固化劑,稱做酸類硬化劑。常用的有鹽酸或磷酸。也可把酸類硬化劑。常用的有鹽酸或磷酸。也可把他們?nèi)苡诟?/p>
52、油或乙二醇中使用,也可用甲苯他們?nèi)苡诟视突蛞叶贾惺褂?,也可用甲苯磺酸、石油磺酸催化?;撬?、石油磺酸催化?3、氨基樹脂、氨基樹脂 由甲醛與含多個氨基的化合物反應(yīng),首由甲醛與含多個氨基的化合物反應(yīng),首先得到含有多個羥甲基活性基團(tuán)的衍生物或先得到含有多個羥甲基活性基團(tuán)的衍生物或低聚物,稱為氨基樹脂。最重要的是脲醛樹低聚物,稱為氨基樹脂。最重要的是脲醛樹脂和三聚氰胺縮甲醛樹脂。脂和三聚氰胺縮甲醛樹脂。 這類樹脂經(jīng)加工為粉狀產(chǎn)品(模壓料)制這類樹脂經(jīng)加工為粉狀產(chǎn)品(模壓料)制電器制品、餐具等;玻璃纖維增強(qiáng)產(chǎn)品(復(fù)電器制品、餐具等;玻璃纖維增強(qiáng)產(chǎn)品(復(fù)合材料基質(zhì));粘合劑;經(jīng)丁醇改性作涂料。合材料基質(zhì)
53、);粘合劑;經(jīng)丁醇改性作涂料。經(jīng)酸性催化劑或熱作用轉(zhuǎn)化為體型結(jié)構(gòu)。經(jīng)酸性催化劑或熱作用轉(zhuǎn)化為體型結(jié)構(gòu)。 固化后的塑料特點(diǎn)是無色、難燃、耐電弧固化后的塑料特點(diǎn)是無色、難燃、耐電弧作用,不溶不熔、無毒。作用,不溶不熔、無毒。 脲醛樹脂(脲醛樹脂(uf電玉樹脂)電玉樹脂) 是由尿素和甲醛縮合而成的,所以是價格最便宜是由尿素和甲醛縮合而成的,所以是價格最便宜的樹脂,脲醛樹脂可作熱固性塑料,外觀光潔如玉。的樹脂,脲醛樹脂可作熱固性塑料,外觀光潔如玉。 現(xiàn)在,大量的脲甲醛樹脂是用作中密度板現(xiàn)在,大量的脲甲醛樹脂是用作中密度板的粘合劑。的粘合劑。 完全固化的脲醛樹脂是沒有甲醛釋放出來完全固化的脲醛樹脂是沒有
54、甲醛釋放出來的,甲醛釋放是沒縮合完全的的,甲醛釋放是沒縮合完全的n-羥甲基的逆羥甲基的逆反應(yīng),釋放甲醛。反應(yīng),釋放甲醛。 至于外面市場上的質(zhì)量差的中密度板的甲至于外面市場上的質(zhì)量差的中密度板的甲醛量大,有二方面原因,樹脂生產(chǎn)中甲醛就醛量大,有二方面原因,樹脂生產(chǎn)中甲醛就沒反應(yīng)完,大量甲醛沒反應(yīng);二是壓板時,沒反應(yīng)完,大量甲醛沒反應(yīng);二是壓板時,時間短沒縮合好。時間短沒縮合好。 工業(yè)上脲醛樹脂的聚合度工業(yè)上脲醛樹脂的聚合度25,在水中,在水中可溶。一個尿素有四個氨基的氫,但最多只可溶。一個尿素有四個氨基的氫,但最多只有三個氫可替換成有三個氫可替換成n-羥甲基。所以反應(yīng)摩爾羥甲基。所以反應(yīng)摩爾投料
55、比甲醛尿素不能大于。投料比甲醛尿素不能大于。 用六次甲基四胺(烏洛托品)作催化劑,用六次甲基四胺(烏洛托品)作催化劑,體系值在體系值在8以上。以上。60左右縮聚。左右縮聚。 合成方法和酚醛樹脂基本相同。合成方法和酚醛樹脂基本相同。 固化可用氯化鎂等固化可用氯化鎂等lewis酸作催化劑。酸作催化劑。 三聚氰胺縮甲醛樹脂(三聚氰胺縮甲醛樹脂(mf蜜胺樹脂)蜜胺樹脂) 由三聚氰胺和甲醛縮合而得。三聚氰胺有由三聚氰胺和甲醛縮合而得。三聚氰胺有六個氨基氫,他可生成六個六個氨基氫,他可生成六個n-羥甲基化合物。羥甲基化合物。交聯(lián)密度高。交聯(lián)密度高。 固化后樹脂無色、無毒、質(zhì)輕,在固化后樹脂無色、無毒、質(zhì)輕
56、,在20100性能穩(wěn)定,耐茶漬、咖啡等污染。性能穩(wěn)定,耐茶漬、咖啡等污染。高質(zhì)量的蜜胺樹脂作餐具,日用器皿。也可高質(zhì)量的蜜胺樹脂作餐具,日用器皿。也可作層壓板粘合劑和紡織品處理劑。作層壓板粘合劑和紡織品處理劑。 三聚氰胺在酸、堿條件下都能和甲醛發(fā)三聚氰胺在酸、堿條件下都能和甲醛發(fā)生縮聚,生產(chǎn)中常以六次甲基四胺作催化劑,生縮聚,生產(chǎn)中常以六次甲基四胺作催化劑,在在ph值值78時縮聚,體系加熱到時縮聚,體系加熱到30以上以上開始反應(yīng),自動升溫,在開始反應(yīng),自動升溫,在70縮聚縮聚30分鐘體分鐘體系變透明,再反應(yīng)系變透明,再反應(yīng)1.5小時,測沉淀點(diǎn)。(一小時,測沉淀點(diǎn)。(一份樹脂放入三份水中出現(xiàn)白色
57、沉淀即為反應(yīng)份樹脂放入三份水中出現(xiàn)白色沉淀即為反應(yīng)終點(diǎn))加入三乙醇胺穩(wěn)定劑,冷卻。終點(diǎn))加入三乙醇胺穩(wěn)定劑,冷卻。 作壓縮粉要脫水,層壓板制作或織物處理作壓縮粉要脫水,層壓板制作或織物處理直接用溶液。使用時可加氯化鎂等作固化催直接用溶液。使用時可加氯化鎂等作固化催化劑?;瘎?典型配方:典型配方: 甲醛(甲醛(37%) 120公斤公斤 三聚氰胺三聚氰胺 70公斤公斤 六次甲基四胺六次甲基四胺 0.218公斤公斤 三乙醇胺三乙醇胺 0.365公斤公斤 合成方法與酚醛樹脂合成工藝類同合成方法與酚醛樹脂合成工藝類同 2d樹脂由尿素、乙二胺和甲醛合成的樹脂由尿素、乙二胺和甲醛合成的 主要用作織物整理劑
58、,給織物有免燙功能。主要用作織物整理劑,給織物有免燙功能。具有殘留甲醛問題。具有殘留甲醛問題。 4、環(huán)氧樹脂、環(huán)氧樹脂 凡分子中有環(huán)氧基的化合物為環(huán)氧化合物,凡分子中有環(huán)氧基的化合物為環(huán)氧化合物,環(huán)氧化合物分子中有二個或二個以上環(huán)氧基環(huán)氧化合物分子中有二個或二個以上環(huán)氧基團(tuán)的一類聚合物的總稱。環(huán)氧樹脂是多元酚團(tuán)的一類聚合物的總稱。環(huán)氧樹脂是多元酚或多元氨基苯與環(huán)氧氯丙烷的縮合產(chǎn)物,因或多元氨基苯與環(huán)氧氯丙烷的縮合產(chǎn)物,因此,環(huán)氧樹脂的種類繁多,但此,環(huán)氧樹脂的種類繁多,但90%以上的環(huán)以上的環(huán)氧樹脂是指雙酚氧樹脂是指雙酚a-環(huán)氧氯丙烷的縮聚物。聚環(huán)氧氯丙烷的縮聚物。聚合度為合度為210。 環(huán)氧
59、樹脂的特性環(huán)氧樹脂的特性 未加固化劑的樹脂可長期存放不變質(zhì),易溶于未加固化劑的樹脂可長期存放不變質(zhì),易溶于丙酮、二甲苯等丙酮、二甲苯等 含有環(huán)氧基團(tuán)、醚鍵、羥基含有環(huán)氧基團(tuán)、醚鍵、羥基 粘結(jié)性能好,不易粘結(jié)性能好,不易水解,可與多種物質(zhì)粘結(jié)水解,可與多種物質(zhì)粘結(jié) 固化體積收縮小固化體積收縮小23%,加填料后可降至,加填料后可降至0.25125% 強(qiáng)度高,比酚醛、不飽和聚酯的高強(qiáng)度高,比酚醛、不飽和聚酯的高 耐化學(xué)腐蝕性好,電絕緣,可在耐化學(xué)腐蝕性好,電絕緣,可在135長期使長期使用,玻璃纖維增強(qiáng)的可長期用,玻璃纖維增強(qiáng)的可長期260使用。使用。 缺點(diǎn)使耐沖擊性差,成本高。缺點(diǎn)使耐沖擊性差,成本
60、高。 未固化的樹脂使線型或支鏈型低聚物,未固化的樹脂使線型或支鏈型低聚物,常溫下為固體(熔點(diǎn)為常溫下為固體(熔點(diǎn)為43),但工業(yè)用的),但工業(yè)用的商品處于超冷液體狀態(tài),所以能流動。單獨(dú)商品處于超冷液體狀態(tài),所以能流動。單獨(dú)受熱不會發(fā)生交聯(lián)反應(yīng),即具有熱塑性。受熱不會發(fā)生交聯(lián)反應(yīng),即具有熱塑性。 可用多種含有活性氫的化合物使其開環(huán),可用多種含有活性氫的化合物使其開環(huán),固化生成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)產(chǎn)物。固化生成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)產(chǎn)物。 主要用途:涂料、電絕緣材料、復(fù)合材料主要用途:涂料、電絕緣材料、復(fù)合材料基質(zhì)、線路板(玻纖布、樹脂和銅箔復(fù)合而基質(zhì)、線路板(玻纖布、樹脂和銅箔復(fù)合而成)、膠粘劑及土木建筑防腐用。成)、膠
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