Полярные низкочастотные полимеры. Термореактивные смолы

Термореактивные смолы

Фенолоформальдегидные смолы получают путём реакции поликонденсации между фенолом и формалином, делятся на две группы: новолачную и резольную.

Новолачная смола получается при избытке фенола и кислом катализаторе. Образуется смола и вода как побочный продукт.

Новолачная смола термопластична, называется идитолом. Она растворяется в спирте, ацетоне.

Применяется для изготовления лаков, пластмасс. Для перевода её в термореактивное состояние в неё добавляется уротропин.

Резольная смола получается при равенстве концентраций фенола и формалина и щелочном катализаторе (аммиак). После варки кроме воды получается смола в стадии А - резол (низкомолекулярное соединение). Он термопластичен, плавится при нагревании, растворяется в растворителях. Если резол прогреть в течение 6 -7 часов при t = 60 - 70°С, получается смола в стадии Б - резитол (высокомолекулярное соединение). Резитол не плавится, но размягчается при нагреве и не растворяется в растворителях. При нагреве резитола в течение 4-5 часов при t = 80°С с повышением до 140°С и повышенном давлении получается смола в стадии С - резит. Резит не плавится при нагревании и не размягчается. Фенолоформальдегидная смола называется бакелитом. Бакелит в стадии С малоэластичен, влагостойкость низкая.

Смола в стадии А используется для пропитки бумаги, ткани, стекловолокна, с целью получения после перевода смолы в стадии Б и С гетинакса, текстолита, стеклотекстолита. Выпускаются такие пресспорошки, содержащие кроме резола наполнители (мел, древесные стружки и т.д.). Из пресспорошков изготавливаются фенопласты.

Все эти материалы имеют следующие электрические свойства:

ε = 4 – 6; tgδ= 0,1 – 0,01; ρ_v =10¹¹ – 10¹² Ом_*см; Е_пр =12 – 16 .

При замене фенола анилином C₆H₅(NH₂) получают анилиноформальдегидную смолу. Полярные свойства этой смолы выражены слабее (ε = 3,6 – 4,5; tgδ= 0,002). При реакции формальдегида с карбамидом (NH₂)₂CO получается карбамидоформальдегидная смола. При реакции формальдегида с меланином C₃H₆N₆ получается меланино-формальдегидная смола. Эти смолы обладают высокой клейкостью и используются для изготовления клеев, лаков. Две последние смолы используются для изготовления аминопластов.

Глифталевая смола получается реакцией поликонденсации между глицерином и фталевым ангидридом. Смола в стадии А растворяется в ацетоне, спирте, бензине, обладает высокой клейкостью. Переход в стадию С происходит при более высокой температуре и в течение большего времени по сравнению с фенолоформальдегидной смолой. Глифталевая смола более эластична, имеет лучшие электрические характеристики. Она стойка к тепловому старению, используется для изготовления миканитов, текстолитов, гетинаксов.

Эпоксидные смолы образуются в результате реакции поликонденсации многоатомных фенолов и соединений, содержащих эпоксидную группу:

Многоатомные фенолы: резорцин, гидрохинон, пирокатехин, салигенин, диоксидифенилпропан, диоксидифенилсульфон, новолачная и резольная смолы, крахмал, полисахариды и другие. Соединения, содержащие эпоксидную группу: эпихлоргидрин глицерина, бутадиендиоксид, диглицидный эфир глицерина, дихлоргидрин глицерина и другие.

Чаще всего применяется диоксидифенилпропан и эпихлоргидрин глицерина - диановые смолы. Реакция происходит в растворе едкого натрия. В зависимости от соотношения компонент, смолы могут быть жидкими и твёрдыми; цвета от прозрачного до темно - коричневого. Широкое применение получили смолы ЭД-5 и ЭД-6.

Эпоксидные смолы токсичны, вызывают кожные заболевания. Они обладают высокой клейкостью, эластичностью, химически стойки, растворяются в ацетоне. Эти смолы растворяют лакоткани, кембриковые трубки. Чаще используют не смолы, а компаунды на их основе, содержащие сами смолы, отвердитель, катализаторы, пластификаторы. В качестве отвердителя применяют амины и ангидриды кислот (гексаметилдиамин, метафенилдиамин, малеиновый и фталевый ангидриды). В случае применения аминов затвердевание происходит без нагрева, ангидридов – при нагревании до t > 100°С. Катализатор ускоряет процесс отвердевания. Наполнитель повышает механическую прочность компаунда (кварцевая и слюдяная мука, керамика и т.д.), уменьшает усадку при отвердевании, коэффициент линейного расширения, улучшает теплопроводность, снижает горючесть. Пластификатор увеличивает эластичность компаундов (трикрезилфосфат, дибутилфталат и др.), уменьшает хрупкость, повышает стойкость к тепловым ударам.

ε = 3,7 – 6; tgδ= (0,1 – 0,4)_*10^-4; ρ_v =10¹⁵ – 10¹⁷ Ом_*см; Е_пр =25 – 30 .

Эпоксидные компаунды обладают высокой адгезией (сцеплением) к металлам, дереву, пластмассам, высокой механической прочностью, водостойкостью. Эпоксидные клеи склеивают металлы, стекло, фарфор, керамику, пластмассы.