Химическая энциклопедия

ФЕНОЛОФОРМАЛЬДЕГИДНЫЕ СМОЛЫ

жидкие или твердые аморфные олиго- и полимерные продукты поликонденсации фенолов с формальдегидом или его производными.

Состав, структура и св-ва Ф.-ф. с. определяются природой и соотношением исходных компонентов, а также условиями синтеза (среда, тип и кол-во катализатора, т-ра и т. п.).

Исходными фенолами обычно служат собственно фенол и его алифатич. производные - алкилфенолы (крезолы, ксиле-нолы, 4-трет-бугилфенол и др.; см.Алкил(арил)феноло-фор-мальдегидные смолы),имеющие два или три активных атома водорода во-или и-положениях к гидроксильной группе. Иногда применяют также дигидроксибензолы (в частности, резорцин; см.Резорцино-алъдегидные смолы),бисфенолы и фенолфталеины, производные фенолов, содержащие ненасыщенные и др. реакционноспособные группы (винилфенолы, 4-аминофенол и др.), сложные фенолосодержащие смеси продуктов растит, происхождения (напр., таннины, продукты гидролиза лигнина), продукты пиролиза каменного угля и сланцев.

Формальдегид CH2O вводят в р-цию чаще всего в виде водного р-ра разл. концентрации, стабилизированного метанолом (формалина). Реже используют соед., выделяющие CH2O при термич. разложении или при воздействии др. реагентов,- гексаметилентетрамин (уротропин), параформ-альдегид, триоксан, диоксолан.

Поликонденсация фенолов с CH2O - сложный многостадийный экзотермич. процесс, сопровождающийся выделением в качестве побочных продуктов воды и(или) формальдегида.

Основные стадии образования Ф.-ф.с.: 1) Взаимод. CH2O с фенольными ядрами по активным атомам водорода с образованием фенолов, содержащих гид-роксиметилъные (метилольные) группы. 2) Конденсация этих групп между собой или с активными атомами водорода фенольных ядер с образованием метиленовых или диметилен-оксидных мостиков (см. схему).

Кислотные катализаторы резко ускоряют обе стадии процесса, а основные (щелочные) - только первую стадию, замедляя р-ции конденсации. Повышение т-ры увеличивает скорость всех р-ций, протекающих при образовании Ф.-ф. с.

В зависимости от числа активных атомов водорода в фенольном ядре, молярных соотношений исходных реагентов, скорости и глубины прохождения р-ций могут образовываться многообразные промежут. и конечные продукты, различающиеся хим. составом и степенью полимеризации х - от мономерных метилолфенолов (х =1) до густосетчатых полиметилен- или полидиметиленоксидфенолов

Промежут. мономерные или олигомерные (линейные, разветвленные и циклические) продукты конденсации фенолов с CH2O, образующиеся на начальных стадиях р-ций при избытке CH2O (и 1) или на любых стадиях при его недостатке (n < 1), называются исходными (неотвержденными) Ф.-ф. с. Конечные продукты поликонденсации, образующиеся при избытке CH2O (п 1), являются неплавкими и нерастворимыми густосетчатыми полимерами и называются от-вержденными Ф.-ф. с.

Технология получения и переработки Ф.-ф. с. всегда двух-или многостадийная. На первых стадиях осуществляется синтез исходных, смол, их хим. модификация или сочетание с др. материалами, а на последних стадиях - превращение их в отвержденные густосетчатые полимеры. При этом возможны (и практически реализуются) два пути синтеза Ф.-ф. с.: 1) при молярном избытке CH2O (п 1) с образованием реакцион-носпособных (термореактивных) метилолфенолов (ф-ла I) и(или) олигомерных метилольных производных ф-л II и III; 2) при недостатке CH2O (п <1) образуются аналогичные производные, не содержащие метилольные группы и не способные к дальнейшим р-циям поликонденсации без введения дополнит, кол-ва CH2O или др. реакционноспособ-ных в-в.

Ф.-ф. с., полученные первым путем, называютсярезольны-ми смолами.Их синтез осуществляют в водной среде при т-ре ок. 1000C в присут. основных катализаторов (гидроксидов Na или Ba, аммиака, реже карбоната Na или аминов), позволяющих прекращать р-ции на промежут. стадиях. Выпускают резольные Ф.-ф. с. в виде водных р-ров или эмульсий (фено-лоспиртов), а также в виде твердых продуктов или р-ров в неводных р-рителях (феноло-формальдегидных лаков).Отвер-ждение резольных Ф.-ф. с,- продолжение р-ций конденсации метилольных групп при натр, до 130-2000C или в присут. кислотных катализаторов - 4-CH3C6H4SO3H, C6H5SO3H и H3PО4.

Ф.-ф. с., полученные вторым путем, называют новолачными или термопластичными. Их обычно синтезируют в водных р-рах CH2O и фенолов, но (в отличие от резольных смол) в присут. кислотных катализаторов - соляной, серной, фосфорной, толуол- или фенилсульфоновой к-т, реже - к-т Льюиса. Новолачные Ф.-ф. с. синтезируют и в расплавах фенолов, используя вместо CH2O его производные - пара-форм, гексаметилентетрамин и др. В пром-сти новолачные Ф.-ф. с. выпускают в виде твердых, плавких продуктов с т-рой каплепадения 70-1200C. Отверждают их обычно с помощью гексаметилентетрамина, реже параформа (в кол-ве 6-14% по массе) при 150-1800C, а также изоцианатов, реагирующих с гидроксильными группами. При этом часто используют реакционноспособные (активные) р-рители (напр., фурфурол, фурфуриловый спирт), к-рые участвуют в процессах отверж-дения.




Схема образования феноло-формальдегидных смол.

Специфич. типом новолачных Ф.-ф. с. являются т. наз. ортоноволаки (см.Новолачные смолы),обладающие повышенной скоростью отверждения. Ортоноволаки синтезируют обычным путем, но в присут. ацетатов Zn, Mg или Ca в качестве катализаторов.

Резольные и новолачные Ф.-ф. с. в исходном состоянии разнообразны по составу и мол. строению, физ. и хим. св-вам. Обычно они окрашены от светло-желтого до темно-коричневого цвета; их плотность варьирует от 1,14 до 1,27 г/см3. Они хорошо растворяются в водных р-рах щелочей, фенолах, спиртах, кетонах и др. полярных р-рителях. В отвержденном состоянии резольные и новолачные Ф.-ф. с. обладают близкой мол. и надмол. структурой и представляют собой густосетчатые стеклообразные полиметиленфенолы с аморфной микрогетерогенной структурой. Они относятся к жестким хрупким тепло- и термостойким полярным полимерам. Ниже приведены нек-рые типичные характеристики отвержденных Ф.-ф. с.:

Плотность, г/см3

1,25-1,38

Модуль упругости, ГПа

3-5

Удельная энергия роста трещин, Дж/м2

50-100

Относит, удлинение при разрыве, %

0,4-0,5

Деформационная теплостойкость, °С

140-180

Т-ра начала деструкции,0C

250-300

Температурный коэф. линейного расширения, К'1

(6-9)

  1. фенолоформальдегидные смолы—см. Фенолоальдегидные смолы....Большая Советская энциклопедия II
  2. фенолоформальдегидные смолы—февольные смолы олигомерные продукты поликонденсации фенола с формальдегидом. В зависимости от соотношения исходных мономеров и рН среды см. Водородный показательi могут...Большой энциклопедический политехнический словарь
  3. фенолоформальдегидные смолы—продукты поликонденсации фенола сформальдегидом вязкие жидкости или твердые вещества. Отвержденныефенолоформальдегидные смолы обладают хорошими электроизоляционными имеха...Большой энциклопедический словарь II
  4. фенолоформальдегидные смолы—ФЕНОЛОФОРМАЛЬДЕГИДНЫЕ СМОЛЫ продукты поликонденсации фенола с формальдегидом вязкие жидкости или твердые вещества. Отвержденные фенолоформальдегидные смолы обладают хорош...Большой энциклопедический словарь III
  5. фенолоформальдегидные смолы—ФЕНОЛОФОРМАЛЬДЕГИДНЫЕ СМОЛЫ продукты поликонденсации фенола с формальдегидом вязкие жидкости или твердые вещества. Отвержденные фенолоформальдегидные смолы обладают хоро...Большой Энциклопедический словарь V
  6. фенолоформальдегидные смолы—смолы синтетические продукты реакции фенола с формальдегидом. Отвержденные в процессе переработки фенолоформальдегидные смолы обладают хорошими электроизоляционными и мех...Иллюстрированный энциклопедический словарь
  7. фенолоформальдегидные смолы—formophnoliques...Русско-французский словарь по химии
  8. фенолоформальдегидные смолы—фенолоформальдегидные смолы синтетические смолы получаемые взаимодействием фенола с формальдегидом обладают хим. стойкостью прочностью высокими электроизоляционными свойс...Словарь иностранных слов русского языка
  9. фенолоформальдегидные смолы—ФЕНОЛОФОРМАЛЬДЕГИДНЫЕ СМОЛЫ смолы синтетические продукты реакции фенола с формальдегидом. Отвержденные в процессе переработки фенолоформальдегидные смолы обладают хорошим...Современная энциклопедия
  10. фенолоформальдегидные смолы—ФЕНОЛОФОРМАЛЬДЕГИДНЫЕ СМОЛЫ продукты поликонденсации фенола с формальдегидом вязкие жидкости или твердые вещества. Отвержденные фенолоформальдегидные смолы обладают хорош...Современный энциклопедический словарь
  11. фенолоформальдегидные смолы—ФЕНОЛОФОРМАЛЬДЕГИДНЫЕ СМОЛЫ продукты поликонденсации фенола с формальдегидом вязкие жидкости или твердые вещества. Отвержденные фенолоформальдегидные смолы обладают хоро...Энциклопедический словарь естествознания