چگونه پلاستیک های فنولی را درک کنیم؟

به عنوان یک سازنده قطعات دقیق و بسته بندی قطعات قطعات قطعات با پنج - قابلیت های ماشینکاری محور ، Hansheng Automation CNC Ultra- mirkining با دقت 0.002mm ± ، حداکثر قابلیت های ساخت دنده (ایزو 5 ، مدول 0.1-5.0 ، TIP TOT TIP TIP TIP TIP TOT TIP TIP TIP TOTIN 3800*1500*1200.

پلاستیک های فنلی اولین پلاستیک های کاملاً مصنوعی ترموزاسیون در تاریخ بشر هستند. مؤلفه اصلی آنها رزین فنولیک است که با استفاده از چند ضلعی فنل و فرمالدئید در شرایط اسیدی یا قلیایی تشکیل می شود. منشأ این ماده بسیار چشمگیر است: در سال 1907 ، در حالی که در مورد مواد عایق تحقیق می کند ، شیمیدان بلژیکی Leo Baekeland به طور اتفاقی کشف کرد که محصول واکنش فنل و فرمالدئید دارای خواص سخت کننده برگشت ناپذیر است. این امر منجر به اختراع باکلیت ، اولین پلاستیک صنعتی جهان شد. این ماده نه تنها جایگزین مواد طبیعی (مانند عاج و چوب) شد بلکه نیاز فوری به عایق در صنعت برق را نیز برآورده کرد و به سرعت به یکی از مهمترین مواد صنعتی قرن بیستم تبدیل شد.

Bakelite نه تنها اولین پلاستیک قادر به تحمل درجه حرارت بالا بدون نرم شدن بود ، بلکه دارای عایق الکتریکی عالی و ثبات شیمیایی نیز بود و منجر به استفاده گسترده آن در محفظه های لوازم خانگی ، گیرنده های تلفنی ، قطعات خودرو و سایر برنامه ها شد. امروزه ، پلاستیک های فنلی به نسخه های مختلف اصلاح شده ، مانند مواردی که با اضافه کردن فیبر شیشه ای ، فیبر کربن یا پرکننده های معدنی برای ایجاد "پلاستیک های تقویت شده فنولیک" یا با معرفی شعله-}}}}}}}} تبدیل شده اند تا مقاومت در برابر آتش را بهبود بخشند.

توسعه مواد باکلیت یک نقطه عطف در علم مواد بود. به عنوان نمونه بارز مواد فنولیک ، همچنان نقش مهمی در صنعت دارد. مشخصه مشخصه پلاستیک باکلیت در ساختار ترموست آن - پس از شکل گیری ، نمی تواند با گرم کردن تغییر شکل دهد و آن را از ترموپلاستیک مانند پلی اتیلن متمایز کند.

مزایای پلاستیک فنلی ، از جمله مقاومت دما {0} بالا و پایداری حرارتی ، عایق الکتریکی و مقاومت شیمیایی ، آنها را در بسیاری از کاربردهای صنعتی ضروری می کند. در زیر تجزیه و تحلیل مفصلی از خواص آنها ارائه شده است.

مقاومت دما و پایداری حرارتی بالا-

دمای انتقال شیشه (TG) پلاستیک فنولیک به اندازه 150 درجه {1} 200 درجه است و برخی از انواع اصلاح شده (مانند فسفر- حاوی رزین های فنلی) می توانند در برابر دمای بیش از 350 درجه مقاومت کنند. این ویژگی باعث می شود آنها در محیط های درجه حرارت بالا مانند اجزای موتور هوافضا و سیستم های اگزوز خودرو بسیار عالی باشند. به عنوان مثال ، فوم فنولیک از نظر ساختاری در 200 درجه پایدار است و در حضور شعله های باز سوزانده یا قطره نمی شود و نام مستعار "پادشاه مواد عایق حرارتی" را به دست می آورد.

عایق الکتریکی

باکلیت از بین رفتن دی الکتریک بسیار کمی برخوردار است و در طیف گسترده ای از دما و رطوبت پایدار است و آن را به یک ماده عایق الکتریکی ایده آل تبدیل می کند. خواص عایق الکتریکی آن به مراتب از پلاستیک های معمولی فراتر رفته است. به عنوان مثال ، لمینت های فنلی G- 10 درجه به طور گسترده ای در تابلوهای مدار چاپی (PCB) و سوئیچ ولتاژ بالا استفاده می شوند. این ویژگی باعث می شود مواد فنولیک به عنوان انتخاب برتر در صنعت الکتریکی باشد.

مقاومت شیمیایی و استحکام مکانیکی

پلاستیک باکلیت در برابر اسیدها ، قلیایی ها ، روغن ها و حلالهای آلی بسیار مقاوم است و ثبات شیمیایی آن حتی از برخی فلزات پیشی می گیرد. علاوه بر این ، با افزودن تقویت کننده ها (مانند فیبر شیشه ای) ، استحکام کششی آن می تواند به 100- 200 مگاپاسکال برسد ، و این باعث می شود از نظر جسمی سخت تر از آلومینیوم باشد در حالی که فقط نیمی از آن وزن دارد. این خاصیت "سبک و با استحکام بالا" باعث می شود که آن را در اجزای مکانیکی (مانند چرخ دنده ها و یاتاقان ها) و قطعات ساختاری مورد استفاده قرار دهد.

مقاوم در برابر شعله و خاصیت دود کم

رزین فنلی ذاتاً خود - خاموش است ، فقط مقادیر کم دود و گازهای سمی غیر- را در هنگام سوختن منتشر می کند و استانداردهای بین المللی محیط زیست را رعایت می کند. به عنوان مثال ، فسفر- حاوی رزین های فنولیک می تواند به یک شاخص اکسیژن محدود (LOI) بیش از 30 ٪ برسد ، به طور قابل توجهی بالاتر از 20 ٪ پلاستیک های معمولی ، و آنها را به یک ماده ضدعفونی کننده ترجیحی در صنایع هوافضا و ساخت و ساز تبدیل می کند.

اقتصادی و قابل پردازش

مواد فنلی هزینه تولید کمتری نسبت به بیشتر پلاستیک های مهندسی (مانند رزین های اپوکسی و نایلون) دارند و فرآیندهای قالب بندی ساده آنها (مانند قالب گیری فشرده سازی و قالب گیری تزریق) باعث می شود آنها برای تولید مقیاس بزرگ {{0} مناسب باشند. با تنظیم نوع و نسبت پرکننده ها ، سختی ، رنگ و خصوصیات سطح مواد می توانند برای پاسخگویی به نیازهای متنوع به طور انعطاف پذیر سفارشی شوند. محصولات Bakelite به دلیل کم هزینه بودن آنها نیز در کاربردهای مصرف کننده ، مانند کافه های رادیویی پرنعمت و دستگیره ظروف آشپزخانه ، جای جای خود را به دست آورده است.

تولید پلاستیک فنولیک شامل چندین مرحله از جمله سنتز رزین ، اختلاط پرکننده ، قالب گیری و پردازش {{0} است. موارد زیر یک فرایند اصلی است:

ترکیب رزین

فنل و فرمالدئید تحت شرایط اسیدی (مانند اسید هیدروکلریک) یا قلیایی (مانند آمونیاک آبی) تحت یک واکنش پلی کانتی قرار می گیرند تا بتوانند رزین های فنلی خطی یا فله ای را تولید کنند. رزین های فنولیک ترموپلاستیک نیاز به افزودن یک ماده پخت (مانند هگزامتیلن تترامین) برای سخت شدن دارند ، در حالی که می توان رزین های فنولیک ترموزاسیون را مستقیماً با گرما درمان کرد.

مخلوط کردن

بسته به نیاز برنامه ، پرکننده های مختلفی را می توان به رزین اضافه کرد:

پرکننده های تقویت کننده: از فیبر شیشه ای و فیبر کربن برای افزایش استحکام مکانیکی استفاده می شود و معمولاً در اجزای هوافضا مورد استفاده قرار می گیرد.

پرکننده های عملکردی: گرافیت و دی سولفید مولیبدن مقاومت سایش را تقویت می کنند و برای یاتاقان ها و مهر و موم ها مناسب هستند.

پرکننده های مقاوم در برابر شعله: فسفر قرمز و هیدروکسید آلومینیوم مقاومت در برابر آتش را تقویت می کنند و به طور گسترده در مصالح ساختمانی مورد استفاده قرار می گیرند.

فرآیند قالب بندی

قالب گیری فشرده سازی: مخلوطی از رزین و پرکننده در قالب قرار می گیرد و در دمای بالا (150-200 درجه) و فشار زیاد (10-50 مگاپاسکال) درمان می شود.

این فرآیند برای ساخت قطعات پیچیده- (مانند محفظه های برقی) مناسب است. قالب گیری فشرده سازی یکی از کلاسیک ترین فرآیندهای برنامه های باکلی است.

قالب تزریق: رزین مذاب با استفاده از دستگاه قالب گیری تزریق به قالب تزریق می شود. این فرآیند برای تولید انبوه قطعات کوچک و دقیق (مانند اجزای الکترونیکی) مناسب است.

لمینیت: کاغذ ، پنبه یا پارچه شیشه ای آغشته به رزین فنولیک انباشته شده و گرما- فشرده می شود تا لمینت های قدرت بالا- (مانند تخته های G-10) تشکیل شود. این لمینت ها برای تابلوهای مدار و عایق استفاده می شوند.

پردازش -

قطعات قالب دار برای برآورده کردن نیاز و نیازهای ظاهری نیاز به ماشینکاری (مانند برش و حفاری) و تصفیه سطح (مانند پوشش رزین) دارند. برخی از برنامه های انتهایی- بالا (مانند هوافضا) همچنین برای تقویت بیشتر خوردگی و مقاومت در برابر سایش به پوشش nano- نیاز دارند.

برق و الکترونیک

عایق: خصوصیات عایق الکتریکی باکلیت ، آن را به یک ماده محبوب برای تلفن های زودهنگام تلفنی و رادیویی تبدیل کرده است. امروز ، لمینت های فنلی درجه G-10/G-11 انتخاب اصلی برای بسترهای PCB هستند.

مؤلفه های دما بالا -: مواد فنولی برای برنامه هایی مانند عایق بوش و دارندگان فیوز در سوئیچ ولتاژ بالا- ایده آل هستند که باید در برابر تخلیه های قوس مقاومت کنند.

هوافضا و دفاع

اجزای موتور: کامپوزیت های مبتنی بر فنلی - در تیغه های موتور هواپیما و اتاق های احتراق استفاده می شود ، که قادر به تحمل دمای گذرا بیش از 2000 درجه هستند.

ساختارهای ضد آتش: تابلوهای فوم فنلی به عنوان پارتیشن های داخلی در فضاپیما استفاده می شوند و هم عایق حرارتی و هم پیشگیری از آتش را فراهم می کنند.

خودرو

اجزای مکانیکی: لنت های ترمز و صفحات کلاچ از پلاستیک های تقویت شده فنلی استفاده می کنند ، که ضریب اصطکاک پایدار و مقاومت در برابر تخریب درجه حرارت بالا {0} را ارائه می دهند.

سیستم های الکتریکی: محفظه های سیم پیچ احتراق و اتصالات سیم کشی به عایق و مقاومت روغن پلاستیک های باکلیت متکی هستند.

ساختمان و خانه

تابلوهای ضد آتش: از تخته های فوم فنلی برای عایق دیواری بیرونی ، دستیابی به رتبه آتش سوزی کلاس A و رعایت مقررات ساختمان اتحادیه اروپا استفاده می شود.

مواد تزئینی: محصولات باکلی ، مانند سینی های چای و دکمه ها ، به دلیل خاصیت ضد آب و خراش - مقاوم در بازار مبلمان خانه یکپارچهسازی با سیستمعامل محبوب هستند.

پزشکی و زیست محیطی

تجهیزات عقیم سازی: اجزای اتوکلاو ساخته شده از پلاستیک های فنلی می توانند در برابر استریل سازی دما- تکرار شده مقاومت کنند و در برابر خوردگی شیمیایی مقاوم هستند.

مواد سازگار با محیط زیست: کربن فعال شده مبتنی بر فنلی- در تصفیه فاضلاب استفاده می شود ، جایی که سطح بالای آن به طور موثری یون های فلزی سنگین را جذب می کند.

تطبیق پذیری استفاده های Bakelite ، شهرت آن را به عنوان "ماده همه کاره" تأکید می کند. از لوازم جانبی تلفنی قرن 19 -} تا اجزای فضاپیمای روزانه -} ، این ماده به طور مداوم با نیازهای زمان سازگار شده است.

جدول نتیجه گیری های زیر را نشان می دهد:

مقاومت دما و عایق الکتریکی بالا - بالا و عایق الکتریکی بسیار فراتر از موارد ABS و نایلون است و آن را در محیط های شدید پایدارتر می کند.

مواد فنولی ارزان تر از رزین های اپوکسی هستند و برای هزینه های-} برنامه های صنعتی مؤثر مناسب هستند. با این حال ، محدودیت های آنها شامل شکنندگی بالایی است که برای بهبود سختی نیاز به اصلاح دارد. بازیافت نیز چالش برانگیز است ، اگرچه پیشرفت های اخیر در فناوری بازیافت شیمیایی حاصل شده است.