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1、 第八章第八章 常用熱固性樹脂及塑料常用熱固性樹脂及塑料 什么是熱固性塑料?什么是熱固性塑料? 一般具有剛性和硬度大、尺寸穩(wěn)定性一般具有剛性和硬度大、尺寸穩(wěn)定性好、耐熱、耐燃、價格低廉等特性。好、耐熱、耐燃、價格低廉等特性。 它有什么特性?它有什么特性? 但由于成型加工效率低,遠(yuǎn)沒有熱塑但由于成型加工效率低,遠(yuǎn)沒有熱塑性塑料應(yīng)用廣泛。性塑料應(yīng)用廣泛。 第一節(jié)第一節(jié) 酚醛樹脂及塑料酚醛樹脂及塑料 酚醛樹脂(酚醛樹脂(PFPF)是由酚類與醛類縮是由酚類與醛類縮聚制得的聚合物,是合成樹脂中發(fā)現(xiàn)最聚制得的聚合物,是合成樹脂中發(fā)現(xiàn)最早、最先實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的樹脂品種,早、最先實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的樹脂品種,迄今
2、已有近百年的歷史。迄今已有近百年的歷史。 由于它原料易得,合成簡便,價格由于它原料易得,合成簡便,價格低廉,制成的酚醛塑料具有良好的電性低廉,制成的酚醛塑料具有良好的電性能、力學(xué)性能、耐熱性能和化學(xué)穩(wěn)定性,能、力學(xué)性能、耐熱性能和化學(xué)穩(wěn)定性,因而,在塑料生產(chǎn)中至今仍占有相當(dāng)重因而,在塑料生產(chǎn)中至今仍占有相當(dāng)重要的地位。要的地位。一、一、酚醛樹脂的合成酚醛樹脂的合成 用堿(用堿(NaOHNaOH等)作催化劑,苯酚與甲醛,等)作催化劑,苯酚與甲醛,苯酚與甲醛生成的羥甲基酚是穩(wěn)定的,能繼苯酚與甲醛生成的羥甲基酚是穩(wěn)定的,能繼續(xù)生成二羥甲基酚和三羥甲基酚:續(xù)生成二羥甲基酚和三羥甲基酚:OHCH2HCH
3、OHOCH2OHOHCH2OHOHOHOHOHOHCH2OHCH2OHOHOHOHOHCH2HCHOHOCH2OHOHOHOHOHCH2OHCH2 然后,這些產(chǎn)物再縮聚,生成具有然后,這些產(chǎn)物再縮聚,生成具有游離羥甲基游離羥甲基(CHCH2 2OH)OH)的的PFPF: O HC H2H C H2O HnO HC H2mO HM=25,m+n=410 該樹脂稱為該樹脂稱為甲階甲階PFPF,能溶于酒精、能溶于酒精、丙酮及堿的水溶液中。丙酮及堿的水溶液中。 可進一步反應(yīng)的羥甲基和反應(yīng)活性可進一步反應(yīng)的羥甲基和反應(yīng)活性點,受熱時逐步轉(zhuǎn)變?yōu)辄c,受熱時逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橐译A乙階PFPF,即不溶即不溶于堿液中,可
4、部分或全部溶解于丙酮或于堿液中,可部分或全部溶解于丙酮或酒精中。酒精中。 若升高溫度使反應(yīng)繼續(xù)進行則轉(zhuǎn)變?nèi)羯邷囟仁狗磻?yīng)繼續(xù)進行則轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗懿蝗鄣捏w型結(jié)構(gòu)的為不溶不熔的體型結(jié)構(gòu)的丙階丙階PFPF。 生產(chǎn)中使用的是哪一個階級的生產(chǎn)中使用的是哪一個階級的樹脂?樹脂?一般生產(chǎn)中使用的是一般生產(chǎn)中使用的是甲階甲階PFPF或乙階或乙階PFPF二、酚醛樹脂模塑粉的制備與應(yīng)用二、酚醛樹脂模塑粉的制備與應(yīng)用 1、酚醛樹脂酚醛樹脂( (酸法酸法) )模塑粉的制備模塑粉的制備 PF PF模塑粉又稱壓塑粉,其制備工藝如下:模塑粉又稱壓塑粉,其制備工藝如下:原、輔材料原、輔材料混合溫度約為混合溫度約為10010015
5、0150 部分達(dá)到乙階段部分達(dá)到乙階段冷卻冷卻粉碎粉碎過篩過篩并批并批包裝包裝模塑粉模塑粉配方配方2 2、模塑粉的性能和應(yīng)用、模塑粉的性能和應(yīng)用(1 1)性能)性能 PF PF模塑粉制成的制品其剛度和表面模塑粉制成的制品其剛度和表面硬度高,使用溫度范圍寬,具有良好的硬度高,使用溫度范圍寬,具有良好的電性能、化學(xué)穩(wěn)定性和阻燃性。加入的電性能、化學(xué)穩(wěn)定性和阻燃性。加入的填料和助劑的品種及數(shù)量不同,其性能填料和助劑的品種及數(shù)量不同,其性能之間有一定差異。之間有一定差異。 表表8-28-2給出了幾種給出了幾種PFPF模塑材料及制模塑材料及制品的性能比較。品的性能比較。 (2 2)應(yīng)用應(yīng)用 PF PF模
6、壓塑料模壓塑料的的種類:如電氣類、絕緣種類:如電氣類、絕緣類、高頻類、高電壓類、耐酸類、濕熱類、類、高頻類、高電壓類、耐酸類、濕熱類、耐熱類、日用類等;耐熱類、日用類等; 成型:需在成型:需在150150190190的溫度及的溫度及15152020MPaMPa的壓力下,采用模壓法或鑄壓的壓力下,采用模壓法或鑄壓( (傳遞傳遞) )法成型;此外,經(jīng)過特殊配方后法成型;此外,經(jīng)過特殊配方后PFPF模塑粉模塑粉也可用特殊注射機進行注射成型。也可用特殊注射機進行注射成型。 制品:制品制品:制品主要用作電器方面的絕緣主要用作電器方面的絕緣件,也可用于制造日用品和機械零件等。件,也可用于制造日用品和機械零
7、件等。 三、三、酚醛樹脂層壓塑料酚醛樹脂層壓塑料 1 1、層壓塑料的概念、層壓塑料的概念 層壓塑料是由堿法酚醛樹脂浸漬過層壓塑料是由堿法酚醛樹脂浸漬過的片狀填料經(jīng)干燥、加熱、加壓固化的片狀填料經(jīng)干燥、加熱、加壓固化所制成的板狀或片狀塑料制品。所制成的板狀或片狀塑料制品。 主要成分是酚醛樹脂和填料。填料:主要成分是酚醛樹脂和填料。填料:紙張、棉布、石棉布、玻璃纖維及其紙張、棉布、石棉布、玻璃纖維及其織物等??椢锏取9I(yè)配件工業(yè)配件模壓成型模壓成型PFPF樹脂樹脂浸漬片狀填料浸漬片狀填料疊合疊合加熱、加壓加熱、加壓板、管、棒狀板、管、棒狀層壓制品層壓制品干燥干燥2、酚醛樹脂層壓塑料的生酚醛樹脂層壓
8、塑料的生 產(chǎn)產(chǎn) 3 3、層壓塑料的性能與應(yīng)用、層壓塑料的性能與應(yīng)用 (1 1)性能特點性能特點 密度小密度小 力學(xué)強度高力學(xué)強度高 電性能好電性能好 熱導(dǎo)率低、熱導(dǎo)率低、 摩擦系數(shù)小摩擦系數(shù)小 易于機械加工。易于機械加工。 表表8-38-3列出了列出了PFPF層壓制品的性能。層壓制品的性能。 (2 2)層壓塑料的應(yīng)用)層壓塑料的應(yīng)用玻璃布層壓板是電器工業(yè)中的重要絕玻璃布層壓板是電器工業(yè)中的重要絕緣材料,廣泛地用于電機及電器設(shè)備;緣材料,廣泛地用于電機及電器設(shè)備;布及木質(zhì)層壓板在機器制造業(yè)中,可布及木質(zhì)層壓板在機器制造業(yè)中,可制成無噪聲齒輪、軸瓦及其它零件;制成無噪聲齒輪、軸瓦及其它零件; 石棉
9、層壓板主要用作剎車片及離合器片石棉層壓板主要用作剎車片及離合器片等;等; 以玻璃纖維織物為基材力學(xué)性能和耐以玻璃纖維織物為基材力學(xué)性能和耐熱性好,可作為結(jié)構(gòu)材料使用,用于飛熱性好,可作為結(jié)構(gòu)材料使用,用于飛機、汽車、船舶、電氣等方面;機、汽車、船舶、電氣等方面; 第二節(jié)第二節(jié) 不飽和聚酯樹脂及塑料不飽和聚酯樹脂及塑料一、不飽和聚酯樹脂的概念一、不飽和聚酯樹脂的概念 什么是飽和聚酯?什么是飽和聚酯? 不飽和聚酯不飽和聚酯( (UP)UP)是指分子主鏈上是指分子主鏈上含有不飽和雙鍵含有不飽和雙鍵 的聚酯,由不飽和的聚酯,由不飽和及部分飽和二元酸與飽和二元醇縮及部分飽和二元酸與飽和二元醇縮聚而成,在
10、縮聚反應(yīng)結(jié)束后趁熱加聚而成,在縮聚反應(yīng)結(jié)束后趁熱加入一定量交聯(lián)單體配制成黏稠的液入一定量交聯(lián)單體配制成黏稠的液體樹脂。體樹脂。不飽和雙鍵不飽和雙鍵聚酯玻璃鋼占不飽和聚酯樹脂總產(chǎn)量的聚酯玻璃鋼占不飽和聚酯樹脂總產(chǎn)量的70%70%80%80% 涂涂 料料粘接劑粘接劑 膠膠 泥泥黏稠的液狀黏稠的液狀不飽和聚酯不飽和聚酯樹脂樹脂 玻璃纖維增強玻璃纖維增強塑料制品塑料制品俗稱聚酯玻璃鋼俗稱聚酯玻璃鋼 玻璃鋼是玻璃纖維與一種或數(shù)玻璃鋼是玻璃纖維與一種或數(shù)種熱固性或熱塑性樹脂復(fù)合而成的種熱固性或熱塑性樹脂復(fù)合而成的纖維增強塑料材料。纖維增強塑料材料。 聚酯玻璃鋼具有優(yōu)異的力學(xué)性聚酯玻璃鋼具有優(yōu)異的力學(xué)性能、
11、防蝕性能,質(zhì)輕,成型加工方能、防蝕性能,質(zhì)輕,成型加工方便,可代替金屬應(yīng)用于汽車、航空、便,可代替金屬應(yīng)用于汽車、航空、造船、化工、建筑等方面。造船、化工、建筑等方面。二、不飽和聚酯的合成和固化二、不飽和聚酯的合成和固化1 1、合成合成不飽和二元酸不飽和二元酸飽和二元酸飽和二元酸苯乙烯苯乙烯、阻聚劑阻聚劑 二元醇二元醇 不銹鋼反應(yīng)釜不銹鋼反應(yīng)釜,170170210210縮聚反應(yīng)縮聚反應(yīng) 10007000左右左右稀釋釜,攪拌均勻稀釋釜,攪拌均勻 , 90,稀釋,稀釋冷卻過濾冷卻過濾一定黏度的液體樹脂一定黏度的液體樹脂2、固化固化(1 1)固化)固化的概念的概念 UP UP樹脂固化即通過固化劑引發(fā)
12、分子樹脂固化即通過固化劑引發(fā)分子結(jié)構(gòu)中的雙鍵與可聚合的苯乙烯交聯(lián)單結(jié)構(gòu)中的雙鍵與可聚合的苯乙烯交聯(lián)單體進行自由基型共聚反應(yīng),使線型不飽體進行自由基型共聚反應(yīng),使線型不飽和聚酯分子鏈交聯(lián)成具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和聚酯分子鏈交聯(lián)成具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的體型分子,此過程即為固化。的體型分子,此過程即為固化。 一般,一般,UPUP的固化過程也就是其成型的固化過程也就是其成型過程,通過固化成型可制得多種過程,通過固化成型可制得多種UPUP塑料塑料制品。制品。過氧化二異丙苯過氧化二異丙苯(2 2)固化成型過程)固化成型過程一定黏度的液體樹脂一定黏度的液體樹脂固固 化化 劑劑 熱固化體系熱固化體系 過氧化環(huán)己酮過氧化
13、環(huán)己酮/ /環(huán)烷酸鈷環(huán)烷酸鈷室溫固化體系室溫固化體系壓制成型制品壓制成型制品澆鑄成型制品澆鑄成型制品玻璃鋼玻璃鋼制品制品三、三、不飽和聚酯不飽和聚酯性能和應(yīng)用性能和應(yīng)用1 1、性能、性能 純純UPUP樹脂透明性好,易著色,剛度、樹脂透明性好,易著色,剛度、硬度和電性能亦較好。硬度和電性能亦較好。 UP UP配方中加入各種填料和增強材料,配方中加入各種填料和增強材料,性能性能有有很大變化。很大變化。UPUP玻璃鋼力學(xué)強度玻璃鋼力學(xué)強度高于鋁合金,有些接近于鋼材,而其高于鋁合金,有些接近于鋼材,而其密度僅為鋼材的密度僅為鋼材的1/51/51/41/4,因而,可,因而,可代替金屬用作承強結(jié)構(gòu)材料代替金屬用作承強
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