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    酚醛樹脂的生產工藝

    發布時間:2013-12-27 13:33
    傳統的酚醛樹脂生產均采用被稱為“本體法”的方法進行生產。具體的工藝方法是將酚類和醛類全部地或分次地加入到反應器中,在酸或堿的催化下進行反應,達到一定的反應程度后經中和、真空脫水、冷卻、粉碎等工藝過程而成為粉狀、塊狀樹脂或液態樹脂。液態樹脂可以是水溶液或乳液,也可以是醇溶液。 本體法生產樹脂的最大優點是工藝簡單、不會含有過多的雜質,但是本體法也存在著諸多的缺陷,如: ①酚醛樹脂的縮聚反應是放熱反應,隨著反應的不斷進行,體系黏度增大,散熱逐漸困難,從而造成分子分布較寬、終點難以控制; ②不論何種狀態的樹脂,反應后期均需脫除全部的或部分的水,這樣勢必使能耗較大,反應周期延長,生產效率低下; ③作為固體樹脂,一般必須經粉碎過程,這樣的結果是不但勞動強度大,而且粒徑較大,粒度分布也不均勻; ④當生產用強酸或強堿作催化劑時,腐蝕嚴重,設備費用大。 由此可見,如何改進酚醛樹脂的合成方法,提高生產效率,降低能耗是擺在各酚醛廠家面前的首要問題。20世紀70年代開發成功的懸浮法合成樹脂新工藝以及周期的乳液合成工藝,正是為了解決這一問題而努力的結果。 懸浮聚合實質上是借助于較強烈的攪拌和懸浮劑的作用,將單體分散在不溶的介質中,單體以小液滴的形式進行本體聚合,在每個小液滴內,單體的聚合過程與本體聚合相似。其具體的工藝方法是:酚類和甲醛在含有分散劑的水溶液中,在堿性催化劑的作用下進行反應,反應進行到一定程度后,使反應體系冷卻或直接向體系中加水冷卻,得到粒狀酚醛樹脂的懸浮液,懸浮液經離心分離、洗滌、干燥后即可直接得到粒狀樹脂。 懸浮法生產熱塑性酚醛樹脂的工藝過程主要有如下一些步驟:本體縮聚,加水稀釋,加堿中和,加分散劑,脫酚,分離干燥等。這一系列過程均是在常壓下進行。稀釋過程是為了防此樹脂結塊,而分離過程最好在較低溫度下進行,防止結塊或燒結。 可以看出,不論是熱塑性,還是熱同性酚醛樹脂,用懸浮法進行生產均比傳統的本體法有如下一些優點。 ①體系黏度較低、傳熱效果好、反應終點易于控制。 ②反應無需真空脫水,耗能相對較少,效率高。 ③無需粉碎過程,直接得到粒狀球形樹脂,產品粒度均勻,勞動強度低。 ④聚合釜體積可以增加,可用9.5~11.4立方米的反應釜。 ⑤可以連續自動化生產,樹脂質量穩定,改換品種容易。 ⑥產品分子量高,分子量分布均勻,貯存穩定,耐燒結性好,固化速度快,熱流動性好,這樣可提高貯存,運輸能力,提離加工效率。 ⑦可在同一反應釜內生產一步法和二步法樹脂。 懸浮法生產酚醛樹脂在存在這些優點的同時也存在這一些缺陷。 ①有時為迅速冷卻的需要,必須向體系中加水,這勢必減少反應容積,這同洗滌用水一起會增加處理廢水量。 ②包覆于顆粒內的水分難于排除。 懸浮法球狀酚醛樹脂工藝的研究成功提高了樹脂的多方面性能,從而使產品用途更為廣泛,如在聚合物共混、摩擦元件、磨削砂輪等方面的應用結果表明,均比傳統法樹脂的性能有所提高。 除以上兩種合成工藝外,酚醛樹脂亦可用乳液聚合的方法進行生產。其合成方法是:酚與醛在催化劑及乳化劑存在下進行反應,最終得到真正的乳液產品,而不是傳統的醇溶性樹脂所謂的“酚醛乳液”。 乳液聚合產品的優點是對于某些部門可以直接應用。免除了溶劑的污染,并且工藝控制也較簡便。與本體法或懸浮法相比,乳液合成工藝可連續生產,提高生產效益。但是由于乳化劑及助劑的存在,對樹脂的性能會產生不同的影響。對于生產固體樹脂來講,需要經凝聚、洗滌、干燥等工藝過程,耗時費力,這也是其不利的一面。 本文參考《精細化工工藝學》一書。 相關鏈接 厭氧膠固化粘接強度弱是什么原因

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