tính chất hóa lý của các nhựa nhiệt rắn thông dụng

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠNG NGHỆ HĨA  BÁO CÁO TIỂU LUẬN MÔN : GIA CÔNG CHẤT DẺO ĐỀ TÀI TÍNH CHẤT HĨA LÝ CỦA CÁC NHỰA NHIỆT RẮN THÔNG DỤNG Gv: Ts.Nguyễn Tuấn Anh Hà nội, 11/2019 MỤC LỤC PHẦN 1: MỞ ĐẦU Nhựa nhiệt rắn vật liệu polymer cứng có khả chịu nhiệt độ cao so với nhựa nhiệt dẻo thông thường Những vật liệu thường tạo thành từ dòng polymer, có liên kết chéo cao Cấu trúc liên kết ngang tạo liên kết hóa học vật liệu nhiệt rắn chịu trách nhiệm trực tiếp cho độ bền học vật lý cao so với nhựa nhiệt dẻo chất đàn hồi Tuy nhiên, cung cấp độ đàn hồi độ giãn dài vật liệu làm cứng, nhựa nhiệt rắn khơng thể hâm nóng nấu chảy để có hình dạng khác Q trình liên kết ngang giúp loại bỏ rủi ro sản phẩm sử dụng nhiệt, làm cho nhiệt trở nên lý tưởng cho ứng dụng nhiệt độ cao điện tử thiết bị Vì hình dạng chúng vĩnh viễn, chúng có xu hướng khơng thể tái chế nguồn cho nhựa làm Nhựa nhiệt rắn sử dụng nhựa nguyên chất, yêu cầu bổ sung hóa chất khác để làm cho chúng xử lý Đối với nhựa gia cố, hợp chất thường bao gồm hệ nhựa (với chất đóng rắn, chất làm cứng, chất ức chế, chất hóa dẻo) chất độn / cốt thép Hệ thống nhựa cung cấp 'chất kết dính' mức độ lớn cho thấy chi phí, độ ổn định kích thước, khả chịu nhiệt hóa chất tính dễ cháy Việc gia cố ảnh hưởng đến điều (đặc biệt ổn định nhiệt chiều) tác dụng độ bền kéo độ bền Sợi hiệu suất cao, tất nhiên, có ảnh hưởng đến chi phí Chất độn phụ gia đặc biệt ảnh hưởng đến tính chất học, đặc biệt cải thiện độ ổn định kích thước, chúng chủ yếu sử dụng để tạo tính chất cụ thể, chống cháy, ổn định tia cực tím (UV) dẫn điện Nhựa nhiệt thường sử dụng trạng thái lỏng hóa cứng đơng cứng đóng rắn Với số loại nhựa, xử lý phần sau giữ nhựa giai đoạn gọi giai đoạn B để việc chữa trị hồn thành sau Nhiệt rắn nhựa khoảng gần bảy mươi năm Nhựa phenolnovolac ví dụ sớm nhựa nhiệt rắn thương mại Các hóa chất sau phát triển để sản xuất phích nước xử lý dễ dàng chịu nhiệt tốt Việc phát hóa chất chữa bệnh khác không đại diện cho kết thúc chu kỳ phát triển đánh dấu khởi đầu gia đình vật liệu phát triển với monome phát Tuy nhiên, thành công vật liệu phụ thuộc phần vào chất phụ gia sử dụng để tăng cường tính chất may mắn thay, nghiên cứu phụ gia phát triển mạnh Nhựa nhiệt rắn phổ biến bao gồm: • Nhựa polyester • Nhựa vinyl ester • Epoxy • Este cyanate • Urethane Nhựa nhiệt cung cấp vượt trội: • Kháng dung mơi chất ăn mòn • Chịu nhiệt nhiệt độ cao • Mệt mỏi • Độ bám dính • Hồn thiện (đánh bóng, sơn, v.v.) Nó thường sử dụng trong: • Hệ thống sợi thủy tinh polyester o Hợp chất đúc o Hợp chất đúc số lượng lớn • o Polyurethan Bọt cách nhiệt o Nệm o Chất kết dính o Sợi tổng hợp • Cao su lưu hóa • Bakelite • Melamine • Nhựa epoxy sử dụng làm nhựa gia cường thủy tinh • Polyimide sử dụng bảng mạch in • Người chạy khuôn người chạy khuôn PHẦN : NỘI DUNG 1.1 Nhựa phenol fomandehit Hình Cấu trúc keo phenol fomaldehyde • Nhựa phenol formaldehyd ( PF ) nhựa phenolic polyme tổng hợp thu từ phản ứng phenol dẫn xuất phenol với fomaldehyde Được sử dụng làm sở cho nhựa Bakelite , PFs loại nhựa tổng hợp thương mại (nhựa) Chúng sử dụng rộng rãi để sản xuất sản phẩm đúc bao gồm bóng bi-a, mặt bàn phòng thí nghiệm, làm lớp phủ chất kết dính Chúng vật liệu sử dụng để sản xuất bảng mạch phần lớn thay nhựa epoxy vải sợi thủy tinh , vật liệu chống cháy bảng mạch FR-4 1.1.1 Nhựa novolac Tính chất vật lý Độ bền cao, chịu nhiệt tốt, cách điện chịu môi trường KOH, dung mơi Có thể tan dung mơi C2H5OH/aceton dễ dàng Tính chất hóa học Bền với hóa chất 1.1.2 Nhựa zerol Tính chất vật lý Sau đóng rắn nhựa rezol có tính chất tương tự nhựa novolac đóng rắn Có loại rezol loại tan nước loại tan C2H5OH 1.1.3 Nhựa bakelit Tính chất hóa học Khi nhiệt độ lớn 30 độ C sản phẩm dư phenol fomandehit tiếp xúc khơng khí dễ bị oxy hóa thành axit Khi nhiệt độ cao 100 độ C chuyển dần sang dang rezit có cấu trúc mạch khơng gian Tính chất vật lý Tính chat lý cao, cứng loại novolac, rezol, rezit Nhựa khơng nóng chảy, gần không tan dung môi hữu Cách điện chịu mài mòn, dễ gia cơng • • Tính chất hóa học Bền hóa chất, khong tan dung mơi 1.1.4 Một số tính chất hóa học nhựa phenol-fomaldehyte Các sản phẩm ngưng tụ phenol-fomaldehyde chất kết dính có chi phí thấp Phản ứng ngưng tụ thực điều kiện thường axit Hình ngưng tụ tạo nhựa resol Hình Ngưng tụ tạo nhựa Novolac • • • • • • Resol chứa nhóm hydroxymethyl ngưng tụ nhiệt độ 130-200 oC, tạo mạng lưới ba chiều với hình thành cầu methylene ether methylene tạo độ cứng cho nhựa Rezol môi trường acid nhiệt độ cao 100 độ C dễ xảy phản ứng đa tụ sâu, tách formaldehyde chuyển dần sang dạng rezitol (nối mạng mức độ vừa phải) rezit (nối mạng hoàn toàn) Khi sử dụng xúc tác kiềm mạnh NaOH, KOH, LiOH dễ dàng tạo ion phenolat, tổng hợp rezol tan nước Rezol tự đóng rắn nhiệt độ > 120 độ C phản ứng đa tụ sâu đóng rắn với loại polyme có hydro linh động có nhóm chức hoạt động mạnh epoxy nhiệt độ lớn 150 độ C Trong trường hợp nhiệt độ bảo quản lớn hớn 30 độ C , sản phẩm dư phenol formaldehyde, tiếp xúc khơng khí, formaldehyde dễ bị oxy hóa chuyển thành acid Novolac đóng rắn urotropin nhiệt độ > 120 độ C phản ứng trùng ngưng với formaldehyde vừa tạo thành từ phản ứng phân hủy urotropin 1.2 Nhựa Epoxy Giới thiệu: Nhựa nhiệt rắn nhựa epoxy nhựa este cyanate tiền chất có giá trị để chuẩn bị vật liệu hiệu suất cao Các ứng dụng đa dạng, ví dụ lĩnh vực sơn sản xuất vật liệu tổng hợp để xây dựng trọng lượng nhẹ a Tính chất vật lý Nhựa epoxy loại nhựa nhiệt rắn, có màu từ vàng sáng đến suốt, dạng lỏng (M