Применение и свойства клеев для пластмасс, определение маркировки пластика

Клей для пластика цианоакрилатный 20г Sofortkleber 406 LOCTITE

Контактные клеи. Данные типы клеев наиболее часто используются для приклеивания различных видов пластика, так как они довольно просты в применении и обеспечивают неплохой результат. Существует два вида контактных клеев:

Клей для пластмассы: как намертво склеить любой разрыв

Существует огромное количество видов пластика, и все они обладают уникальными химическими и физическими характеристиками. Из-за этого невозможно качественно и надежно склеить пластик без правильно подобранного клея. Чтобы выбрать клей для пластмассы, подходящий к той или иной группе полимеров, нужно сперва определить вид пластика. Знание того, какой именно пластик задействован в детали, залог успеха.

  • Треугольник, состоящий из трех стрелок, — символ того, что это маркировка пластика. Нужно искать именно этот знак.
  • Буквы и цифры — PETE (1), HDPE (2), V (3), LDPE (4), PP (5), PS (6), Other (7).
  • Изредка встречаются ABS, PA66, PC, PUR, PMM

Виды клея для пластика

Склеить материал из синтетических полимеров иногда бывает сложнее, чем керамику и металл. Структура пластмассы отличается гладкой поверхностью и, соответственно, низкой адгезией. В промышленном производстве для соединения пластиковых частей применяют сварку. Склейка пластика в домашних условиях таким способом невозможна, поэтому ремонт осуществляют при помощи клея.

Основной компонент, присутствующий в большинстве клеев — это специальная смесь, растворяющая синтетические полимеры. Для придания составам вязких свойств в них добавляется жидкий полистирол.

Принцип действия таких составов заключается в растворении частей разных поверхностей. После сжимания их под давлением происходит прочное сцепление склеиваемых деталей друг с другом.

В зависимости от состава, все клеи подразделяются на следующие виды:

  1. термоклей;
  2. контактный;
  3. жидкий;
  4. реакционный.

Чтобы разобраться, каким клеем лучше клеить пластмассу, необходимо изучить свойства и особенности каждого вида клея.


В зависимости от состава, все клеи подразделяются на следующие виды:

Kristal KLear

Однокомпонентный состав, произведенный швейцарской компанией для склеивания разных по структуре материалов. Клей используют на строительных площадках. Его применяют при соединении объемной детали с основой большего размера. Для застывания не используют дополнительных растворов, клей затвердевает под воздействием влажного воздуха. Сцепление деталей имеет высокой уровень прочности.

Состав характеризуют как сверхтекучий, обладающий способностью соединять небольшие по размерам детали. Он проникает к труднодоступным элементам, склеивает щели, соединяет стыки. После высыхания становится прозрачным, применяется для сцепления прозрачных деталей, так как шов не имеет выраженных границ, не виден со стороны.

  • Жидкий клей. В его основе лежит какой-то растворитель. Это может быть вода, специальный спирт или же другой органический растворитель. Суть работы такого клея состоит в том, что в жидком состоянии это вещество не является клейким, но после испарения растворителя затвердевает.
  • Реакционный клей. Чаще всего продается в виде двух флакончиков, которые необходимо перед проведением склеивания смешивать. Чаще всего его еще называют жидкой сваркой. Перед проведением манипуляций отвердитель смешивают с самим клеем, до получения пластичной массы. После этого наносят на склеиваемые поверхности и прижимают. После того как отвердитель застывает, клей становится очень твердым. Таким способом чаще всего склеивают пластиковые, а также металлические детали при ремонте автомобилей, а также для того, чтобы поставить заплатку на шины.
  • Контактный клей. Он очень хорошо подходит для ремонта пластиковых деталей. Для того чтобы он сработал, необходимо нанести его на две поверхности, оставить на 5-10 минут по отдельности, а потом просто прижать. В результате контакта слоев клея, он сцепляется. Обратите внимание, что в составе контактного клея чаще всего находятся очень токсические вещества, поэтому в процессе работы необходимо проветривать комнату. После того как склеите, нужно закрыть дверь, открыть окно и дать клею выветриться.
  • Стоит обратить внимание, что если пластмассу склеивают с металлическими или стеклянными предметами, необходимо выбирать абсолютно другой клей.

Что влияет на надежность склеивания

При соединении элементов с помощью клея нужно учитывать такие условия:

  • марка клея должна соответствовать типу материала;
  • клеевая смесь должна выдерживать нагрузку, оказываемую на склеенный элемент;
  • при склеивании пластмассовых деталей необходимо соблюдать правильную технологию;
  • перед склеиванием поверхности нужно тщательно очистить и обезжирить.

  • сначала обрабатываемые поверхности тщательно очищаются и обезжириваются. Для этой цели можно воспользоваться мыльным раствором или спиртом;
  • для надежной фиксации элементов необходимо повысить смачиваемость, для этого материал нужно обработать мелкозернистой наждачной бумагой или мелким надфилем;
  • двухкомпонентные составы нужно смешивать лишь после подготовки склеиваемых элементов;
  • клея нужно наносить столько, чтобы после сдавливания деталей не оставалось излишков.

Горение и растворение пластмасс

Полиэтилентерафталат (ПЭТ). Прочный, жёсткий, теплостойкий материал. Тонет в воде. Горит коптящим пламенем, при этом размягчается без течения, самозатухающий, то есть при удалении из зоны горения затухает. Запах резкий.

Полиэтилен. Все виды полиэтилена очень хорошо горят ярким, синеватым пламенем без копоти, с запахом парафина. При этом образуются потеки и капли.

Полиэтилен плавает на поверхности воды и не растворяется в большинстве органических растворителей. По этой причине и из-за своего поверхностного натяжения детали из полиэтилена невозможно склеить.

Полипропилен. При внесении в пламя, полипропилен горит ярко светящимся пламенем. Горение аналогично горению полиэтилена, то есть при горении образуются потеки полимера, запах более острый, похож на запах жженой резины или сургуча. Если коснуться расплава спичкой, то можно вытянуть длинную нить.

В органических растворителях при комнатной температуре практически не растворяется, лишь незначительно набухает. По этой причине плохо склеивается. Он плавает в воде.

Полистирол. При сгибании полоски полистирола, она легко гнется с появлением белой зоны, потом резко ломается с характерным треском. Горит ярким, сильно коптящим пламенем, с хлопьями и паутинками копоти. Запах сладковатый.

Полистирол хорошо растворяется в органических растворителях (ацетон, бензол), четыреххлористом углероде и хладонах (в дихлоэтане). Тонет в воде.

Поливинилхлорид (ПВХ). Эластичен. Трудногорючий, самозатухающий, то есть при удалении из зоны огня тухнет. При горении сильно коптит, в основании пламени можно наблюдать яркое голубовато-зеленое свечение.

Очень резкий, острый запах дыма с примесью хлора, поэтому продукты горения очень токсичны. При сгорании образуется черное, углеподобное вещество. Тонет в воде.

Читайте также:  Клей «жидкое стекло» – характеристики силикатного состава и инструкция по применению

Растворяется в хладонах и полиэфирах (дихлорэтан, хлороформ), набухает в бензине и ацетоне.

Полиакрилат (органическое стекло). Прозрачный, хрупкий материал. Горит синевато-светящимся коптящим пламенем с легким потрескиванием. У дыма острый фруктовый запах (эфира).

Легко растворяется в дихлорэтане и ацетоне, что используется для его склеивания. Тонет в воде.

Полиамид (ПА). Очень прочный пластик, который относят к инженерным, конструкционным материалам. Горит голубоватым пламенем. При горении разбухает, коптит, “пшикает”, образует горящие потеки. Дым с легкоузнаваемым запахом паленого волоса, перьев. Застывшие капли очень твердые и хрупкие. Тонет в воде.

Полиуретан. Очень гибкий и эластичный материал (при комнатной температуре). На морозе – хрупок. Горит коптящим, светящимся пламенем, с едким запахом. У основания пламя голубое. При горении образуются горящие капли-потеки. После остывания эти капли – липкое, жирное на ощупь вещество. Тонет в воде.

Пластик АВС. Все свойства по горению аналогичны полистиролу, только к сладковатому запаху стирола примешивается едкая нота. Легко спутать с ударопрочным полистиролом, но отличается от него более высокой жесткостью, которую можно почувствовать при сгибании.

В отличие от полистирола практически не растворяется в хладонах и бензине, может только немного разбухнуть. Тонет в воде.

Фторопласт. Не горюч, при сильном нагревании обугливается с выделением очень едкого запаха. Категорически запрещен для контакта с пищевыми продуктами, потому что запах можно почувствовать и без нагрева.

Плохо растворяется в органических растворителях, может набухнуть.

Поликарбонат. Прозрачный высокопрочный пластик все шире используется для теплиц, остановочных павильонов и рекламных конструкций (особенно сотовый). Стоек к ударам, но легко царапается. Самозатухающий, то есть при удалении из пламени тухнет. При горении появляется сладковатый цветочный запах.

Размягчается в бензине, ацетоне и в большинстве органических растворителях.Тонет в воде.

Полиацеталь. Плотный, прочный, “скользкий” пластик с очень едким запахом при горении и переработке. Есть группа негорючих ацеталей с антипиренами.


В отличие от полистирола практически не растворяется в хладонах и бензине, может только немного разбухнуть. Тонет в воде.

Жидкие

Популярные клеи в быту просты в использовании, бывают двух видов: с растворителем или на водной основе. Принцип работы первого заключается в следующем: из нанесенного на верх пластмассовых деталей клея испаряется вода или растворитель, происходит высыхание клеевого шва с дальнейшим отвердеванием, за счет этого детали крепко держатся.

Такие клеи могут клеить пластик с пористыми материалами, пропускающими воздух, в противном случае вода с растворителем не испарится и клей не застынет.

В быту и промышленности известен хороший жидкий клей ПВА, широко используемый в мебельном производстве для надежного приклеивания искусственных пленок на деревянные поверхности, в строительной области на ПВА часто приклеивают линолеум. Другие жидкие клеи изготавливаются на основе каучуковых смол, в этом случае растворителями являются метилацетат, спирт, ацетон.


Такие клеи могут клеить пластик с пористыми материалами, пропускающими воздух, в противном случае вода с растворителем не испарится и клей не застынет.

Выбор клеящих средств для пластика и пластмассы

Промышленный прогресс уже сумел внедрить изделия из пластика в повседневную жизнь любого человека.

Существует множество разновидностей пластмасс, из которых изготавливают кухонные приспособления, водоотводные системы, детали для автомобилей, – это лишь некоторые примеры использования пластика.

Используя специальные клеи, теперь провести ремонт повреждения можно и самостоятельно, достаточно лишь правильно выбрать клей.

Используя специальные клеи, теперь провести ремонт повреждения можно и самостоятельно, достаточно лишь правильно выбрать клей.

ПА (Полиамид)

Материал имеет отличную масло-бензостойкость и стойкость к углеводородным продуктам, которые обеспечивают широкое применение ПА в автомобильной и нефтедобывающей промышленности (изготовление шестерен, искусственных волокон и т. д.). ПА отличается сравнительно высоким влагопоглощением, которое ограничивает его применение во влажных средах для изготовления ответственных изделий. Горит голубоватым пламенем. При горении разбухает, “пшикает”, образует горящие потеки. Дым с запахом паленого волоса. Застывшие капли очень твердые и хрупкие. ПА растворим в растворе фенола, концентрированной серной кислоте. Плотность: 1,1-1,13 г/см3. Тонет в воде.

Органическое стекло. Прозрачный, хрупкий материал. Горит синевато-светящимся пламенем с легким потрескиванием. У дыма острый фруктовый запах (эфира). Легко растворяется в дихлорэтане.

Лучший термостойкий клей для пластика

Современные виды пластика способны переносить достаточно высокие температуры. Такие условия должен выдерживать и клей. Несколько продуктов хорошо зарекомендовали себя на российском рынке.

Быстро выполнить ремонт поврежденного пластика или пластмассы позволяет двухкомпонентный клей Mastix Poxy Termo. Состав подходит для склеивания не только полимерных материалов, но и стекла, металла, дерева и керамики. После полимеризации клеевой шов становится прочным, он выдерживает температуру до 250ºС. Продукт состоит из эпоксидной смолы, наполнителей и отвердителя. Клей упакован в два тюбика, из которых удобно выдавливать необходимую порцию вязкого вещества. Смешиваются компоненты в равной пропорции, что упрощает задачу для пользователя. Следует обратить внимание на то, что наносить приготовленную смесь необходимо на обе склеиваемые поверхности. Время полного высыхания колеблется в пределах 5-6 ч при комнатной температуре.

Разновидности клея для пластмассы

Виды клея, пригодного для работы с полимерными материалами:

  • Термоклей (Rexant, Akfix). Перед применением его требуется подогреть с помощью специального пистолета, при комнатной температуре он твердеет. Из-за невысокой прочности его чаще используют для временной фиксации пластиковых деталей, а также для поделок.
  • Контактный (Teroson, Момент Пластик, БФ-4). Этот вид может быть как с отвердителем, так и без него. Им смазывают подлежащие склеиванию поверхности, выжидают несколько минут, а затем плотно прижимают фрагменты друг к другу. Контактный клей содержит токсичные компоненты, поэтому непригоден для склеивания предметов, контактирующих с пищей.

  • Жидкий на водной или другой основе (ПВА). Не вызывает деформации при склейке. Хорош своей безопасностью, но долго сохнет, что не всегда удобно.
  • Реакционные (цианоакрилатный суперклей, эпоксидный, полиуретановый). Могут быть однокомпонентными и двухкомпонентными. Застывают в результате химической реакции, а светоотверждаемые типы затвердевают под воздействием ультрафиолетовых лучей.

  • Жидкий на водной или другой основе (ПВА). Не вызывает деформации при склейке. Хорош своей безопасностью, но долго сохнет, что не всегда удобно.
  • Реакционные (цианоакрилатный суперклей, эпоксидный, полиуретановый). Могут быть однокомпонентными и двухкомпонентными. Застывают в результате химической реакции, а светоотверждаемые типы затвердевают под воздействием ультрафиолетовых лучей.
Читайте также:  Как правильно клеить стеклообои на стены под покраску

Свойства смолы

Фенолоформальдегидные смолы — синтетические массы из группы феноло-альдегидных смол, имеющие свойства термореактопластов. Уравнение и формула материала — C6H3(OH)-CH2-]n. Продукт был разработан при нагревании смеси формальдегида (формалина) и фенола. То, что материал получается при реакции этих компонентов, выявил ученый из Германии А. Байер в 1872 году. В результате взаимодействия образовались вода и полимер, правда, последний был довольно хрупким, а жидкость быстро переходила в газообразное вещество. Впоследствии метод получения средства был усовершенствован путем добавления древесной муки. Сейчас готовый продукт включает разные наполнители, улучшающие его свойства.

Характеристики и отличительные качества фенолформальдегидных смол таковы:

  • по структуре — жидкие или твердые олигомеры;
  • среда образования — кислая, щелочная;
  • отличная электроизоляционность;
  • высокая стойкость к механическому воздействию, повреждению;
  • коррозионная устойчивость;
  • растворимость в углеводородах, кетонах, хлористых растворителях, щелочах.

Особенностью материала является его трансформация в густошитый полимер с микрогетерогенной структурой после полного отверждения.

Особенностью материала является его трансформация в густошитый полимер с микрогетерогенной структурой после полного отверждения.

Как производят смолу

Фенолформальдегидная смола — это полимерное вещество, которое получают путем реакции поликонденсации. Один из способов получения — это модификация метана и метанола в формальдегид с последующим присоединением фенола.


Готовый продукт не подвергается горению, она обугливается. Во время реакции будет чувствоваться фенольный, не особо приятный запах, а огонь будет желтоватого цвета. Для того, чтобы остановить процесс, необходимо добавить щелочь.

Как изготовляется и где применяется фенолформальдегидная смола

Композиции на основе фенолформальдегидных смол были одними из первых высокомолекулярных соединений, которые стали использоваться в промышленности и до недавнего времени они были самыми распространенными во многих областях человеческой деятельности. Не смотря на развитие промышленности полимерных материалов, создание новых соединений и композиций, а также токсичность фенолформальдегидных смол, композиции на их основе широко используются и сегодня, хотя объемы их получения и стали ниже, уступая по темпам производства ряду других поликонденсационных и особенно полимеризационных пластмасс.

В первую очередь это касается производства и применения фенопластов, которые сохраняют свое преимущество перед другими материалами в изготовлении деталей технического назначения, работающих в условиях высоких температур и повышенной влажности, радиотехнической аппаратуры, водо- и кислотостойких изделий, футеровочной плитки, изделий, обладающих высокими фрикционными свойствами (тормозные колодки), химической аппаратуры, в машиностроении для изготовления колес, шестерен, в электротехнике, автомобиле- и судостроении.

Фенопласты являются полимерными композиционными материалами (ПКМ), получаемыми в основном методом горячего прессования. Как и в случае с другими ПКМ в зависимости от типа наполнителя различают следующие группы фенопластов: пресс-порошки с порошкообразными (дисперсными) наполнителями, волокниты с наполнителями в виде отдельных волокон, а также слоистые пластики с наполнителями в виде ткани (текстолиты), бумаги или шпона [1].

Рецептура пресс-порошков. Фенолоформальдегидные пресс-порошки (рис. 1) представляют собой композиции, в состав которых входят связующие, наполнители, отвердители, смазки, красители и другие специальные добавки [2, 4].

Рис. 1. Внешний вид пресс-порошков

В качестве связующих применяют новолачные или резольные смолы в твердом или жидком виде, а наполнителями являются древесная мука, каолин, стеклянные микросферы, литопон и др. Для повышения тепло- и электропроводности в качестве наполнителей используют графит, металлические порошки или стальные опилки. В качестве отвердителя для новолачных смол чаще всего используют уротропин, реже применяют оксид кальция или магния. Чтобы избежать прилипания изделий к пресс-формам применяют смазки: стеариновую или олеиновую кислоту, а также их соли – стеараты или олеаты, не вызывающие коррозии пресс-форм. Для придания пресс-порошкам различных цветов в состав композиций вводят красители, которые должны быть термостабильными, а также стойкими к действию аммиака и других химических веществ, действующих на краситель при прессовании. Обычно пресс-порошки для изделий технического назначения окрашивают в черный цвет при помощи нигрозина или в коричневый цвет при помощи мумии. Из неорганических пигментов нередко применяют ультрамарин, литопон, из органических – большей частью анилиновые красители (спирторастворимый красный С, желтый светопрочный и др.) [2]. Для повышения водостойкости, ударной вязкости и других свойств фенолформальдегидные смолы часто модифицируют термопластами (полиамидами, каучуками, поливинилхлоридом и др.) [4].

Примерные соотношения компонентов для пресс-порошком на основе новолачных и резольных смол примерно одинаковы (мас. ч.) [2]: смола = 35 – 45; древесная мука или минеральные крошки = 40 – 60; уротропин = 3 – 7; красители = 1 – 2; оксид кальция или магния = 1 – 3.

Производство пресс-порошков и изделий из них. Для изготовления пресс-порошков наибольшее распространение получил суховальцовый метод. На рис. 2 показана схема получения пресс-порошков из новолачной смолы. В соответствии с этим методом исходные компоненты перемешиваются в смесительном барабане. Затем полученная смесь дозируется в зазор между рабочим и холостым валками непрерывного действия. Валки нагреваются паром или охлаждаются водой таким образом, чтобы температура рабочего валка составляла 70 – 110 оС, а температура холостого равнялась 100 – 130 оС. Из-за разности температур смесь налипает на рабочий валок и перемешивается расположенными на нем плугообразными ножами. Перемешиванию способствует и разная скорость вращения валков. При этом под действием трения и давления происходит нагрев и пластикация смеси по мере ее движения от центра рабочего валка к его краям [2, 3]. У краев валка от провальцованного материала дисковыми ножами отрезается непрерывная лента, которая снимается плоскими ножами и перемещается на транспортер, где охлаждается воздухом. Дисковые и плоские ножи также закреплены на рабочем валке [2]. Охлажденный материал измельчается в дробилке и попадает в смеситель-стандартизатор, а затем на фасовочную машину. Для удобства последующей переработки пресс-порошки часто формуют в таблетки. При использовании резольной смолы увеличивается продолжительность вальцевания из-за более высокой вязкости композиции и благодаря меньшей скорости отверждения по сравнению с новолачной смолой в смеси с уротропином.

Рис. 2. Технологическая схема производства новолачных пресс-порошков непрерывным суховальцовым способом и получения изделий из них: 1, 11 – циклоны; 2, 4. 6, 12 – бункеры-дозаторы; 3 – смесительный барабан; 5 – мельница тонкого помола; 7 – вальцы непрерывного действия; 8 – транспортер; 9 – зубчатая дробилка; 10 – молотковая дробилка; 13 – смеситель-стандартизатор; 14 – роторная таблетирующая машина; 15 – фасовочная машина; 16 – пресс для штранг-прессования; 17 – гидравлический пресс для прямого или литьевого прессования

Читайте также:  Устранение трещин и сколов на лобовом стекле — лучшие средства и методы

Переработка пресс-порошков в изделия производится различными способами. Самым распространённым является горячее прессование, называемое также прямым или компрессионным. Для получения изделий таблетки подогревают, помещают в соответствующие формы и впрессовывают те или иные изделия. Прессование производится примерно при температуре около 170° С и давлении в несколько сот атмосфер. Вследствие текучести смолы при этих условиях пресс-порошок хорошо заполняет форму. Затем в смоле происходит химическая реакция образования пространственной структуры, она теряет текучесть, и вся масса превращается в монолитное твердое изделие. Оно хорошо отделяется от формы, и цикл прессования начинается снова. Способ литьевого прессования, называемое также трансферным прессованием или шприцгусс-процессом [2], применяют для получения изделий, включающих сложную арматуру. Способ штранг-прессования (непрерывного выдавливания) применяется для изготовления различных профильных изделий из пресс-порошков (трубки, стержни, уголки).

Область применения и свойства пресс-порошков. Свойства и назначение пресс-порошков определяются их составом и технологическими параметрами получения. В соответствии с действующим стандартом [4] различают следующие типы пресс-порошков:

– пресс-порошки общего назначения (тип О), получаемые на основе новолачных смол (НС), наполненных древесной мукой. Применяются для производства изделий бытового и технического назначения, не испытывающих сильных нагрузок, действия высоких температур или агрессивных сред: выключателей, штепселей, корпусов некоторых приборов и т.д.;

– теплостойкие (в более ранних источниках жаростойкие [2]) пресс-порошки (тип Ж), получаемые на основе НС, наполненных такими термостойкими веществами как асбест или слюда. Применяются для производства изделий, используемых при высоких температурах;

– ударопрочные пресс-порошки (тип У), получаемые на основе НС, модифицированных каучуком и наполненных древесной мукой или минеральными порошками. Применяются для производства изделий с повышенной прочностью на ударный и статический изгиб, кручения, а также изделий антифрикционного назначения;

– электротехнические пресс-порошки (тип Э), получаемые на основе резольных или новолачных смол, наполненных древесной мукой или минеральными наполнителями. Как следует из названия применяются для изготовления электро- и радиодеталей. В случае повышенных требований к диэлектрическим свойствам применяются пресс-порошки на основе резольных и модифицированных новолачных смол с минеральными наполнителями.

В более ранних стандартах [2] также различали следующие типы:

– влагохимстойкие пресс-порошки (тип ВХ), получаемые на основе НС, модифицированных поливинилхлоридом и наполненных минеральными или органическими веществами. Применяются для изготовления крышек и пробок аккумуляторных баков, деталей стиральных машин и других изделий, контактирующих с влагой и кислотами;

– безаммиачные пресс-порошки (тип СП), получаемые на основе фенолоанилиноформальдегидных резольных смол, наполненных древесной мукой. Их получают без уротропина, выделяющего аммиак при прессовании, и применяют для изготовления радиодеталей, соприкасающихся с серебряными контактами.

В последнее время стали широко применяться пресс-порошки для переработки литьем под давлением, относящиеся к типу О и содержащие специальные отвердители, которые позволяют материалу находиться в вязкотекучем состоянии в инжекционном цилиндре литьевой машины при температурах при 90–130°С и быстро отверждаться в форме при температурах 160–170°С.

Также стоит отметить, что для материала полученного на основе фенолформальдегидной смолы, наполненной древесной мукой, применяют название карболит.

Свойства фенопластов на основе различных пресс-порошков по действующему стандарту приведены в табл. 1 [4], внешний вид изделий из различных пресс-порошков представлен на рис. 3.

Физико-механические и диэлектрические свойства фенопластов на основе пресс-порошков

– теплостойкие (в более ранних источниках жаростойкие [2]) пресс-порошки (тип Ж), получаемые на основе НС, наполненных такими термостойкими веществами как асбест или слюда. Применяются для производства изделий, используемых при высоких температурах;

Механизм образования фенолоформальдегидных смол

Функциональность фенола составляет 1–3, т. е. на 1 моль фенола может присоединяться от 1 до 3 молей формальдегида в двух ортоположениях и в параположении (рис. 1).

Рис. 1.

При эквимолекулярных количествах реагентов или при избытке формальдегида в присутствии щелочного катализатора образуются смолы резольного типа, при избытке фенола в кислой среде — новолачные. При синтезе резольных смол обычно берут на 6 молей фенола 7 молей формальдегида, и реакция идет по схеме, приведенной на рис. 2.

Рис. 2.

На первой стадии процесса одновременно получаются оксибензиловый спирт, ди- и триметилольные производные фенола (рис. 3), которые реагируют между собой с образованием макромолекулы резольной смолы. В щелочной среде в результате взаимодействия фенолоспиртов за счет метилольных групп в пароположении образуется резольная смола в стадии А (рис. 4).

Рис. 3.

Рис. 4.

Наличие в этих макромолекулах метилольных групп позволяет им вступать в дальнейшие реакции поликонденсации между собой. Под влиянием дальнейшего нагрева происходит процесс отверждения смолы с выделением воды и образованием молекул трехмерной структуры резита (рис. 5).

Рис. 5.

Процесс отверждения, то есть превращения в резит, может происходить в условиях нормальной температуры, но длительное время (от 6 мес. до 1 года). При повышении температуры скорость сильно возрастает.

Новолачные смолы образуются при избытке фенола в кислой среде. Обычно берут 7 молей фенола и 6 молей формальдегида, в качестве катализатора применяют соляную кислоту. В этом случае реакция идет по схеме, указанной на рис. 6.

Рис. 6.

Фенолоспирты при избытке фенола реагируют с фенолом и образуют метилолдиоксидифенилметан (рис. 7), который при дальнейшей поликонденсации дает новолачные смолы, имеющие строение, показанное на рис. 8.

Рис. 7.

Рис. 8.

В новолачную смолу входит смесь соединений линейного строения с молекулярной массой 200–1300. В отличие от резола молекулы новолачной смолы не содержат метилольных групп и поэтому не способны вступать в реакцию поликонденсации между собой и не образуют пространственных структур. Новолачные смолы могут быть переведены в неплавкое и нерастворимое состояние путем обработки их формальдегидом, параформом или чаще всего гексаметилентетрамином при повышенной температуре.

Рис. 7.

Ссылка на основную публикацию