KAS IR FENOLSVEĶI?

Ievads

Fenolsveķu skaidrojums

Fenolsveķi ir sintētisko termoreaktīvo polimēru veids. To sauc arī par fenolformaldehīda sveķiem. To veido, optimālā temperatūrā un spiedienā reaģējot fenokam un formaldehīdam. Šajā procesā tiek izveidota izturīga fenoliska plāksne, ko var veidot dažādās formās. To plaši izmanto dažādās rūpniecības nozarēs.

Šajā rakstā mēs aplūkosim fenola sveķu nozīmi, vēsturi, īpašības, ražošanas procesu, veidus un vides aspektus.

Fenolsveķu nozīme

Tādas rūpniecības nozares kā automobiļu rūpniecība, kosmiskā aviācija, būvniecība un elektronika izmanto to kā būtisku materiālu. Tā kā tam ir fantastiskas mehāniskās, termiskās un elektriskās īpašības.

Fenola sveķu laboratorijas mēbeles ir iecienītas dažādās nozarēs. Piemēram, elektronikas, medicīnas, ķīmijas, balistikas, naftas un citās nozarēs.

Šīs mēbeles ir pazīstamas ar savu ķīmisko izturību un spēju izturēt augstas temperatūras.

Fenolsveķu vēsture

Izgudrojums

20. gadsimta sākumā beļģu ķīmiķis Leo Bekelands izgudroja fenola sveķus. Šo materiālu viņš nosauca par bakelītu. Veicot eksperimentus ar formaldehīdu un fenolu, viņš atklāja fenola sveķus.

Viņš konstatēja, ka šis sintētiskais sveķu materiāls ir piemērots elektriskās izolācijas vajadzībām. Šo izturīgo materiālu varēja veidot dažādās formās. Tas kļuva populārs tādās nozarēs kā automobiļu, elektrotehnikas un patēriņa preču ražošana.

20. gadsimta 20. un 30. gados aviācijas rūpniecībā sāka izmantot fenolsveķus. Aviācijas rūpniecībā to izmantoja lidmašīnu paneļu un dzinēju sastāvdaļu ražošanai.

Uzlabojumi

No Bekelanda atklājuma 20. gadsimta sākumā līdz tā plašai izmantošanai mūsdienu rūpniecībā. Tas ir bijis izšķirošs tehnoloģiskajā un produktu attīstībā.

Pateicoties šiem sasniegumiem, to ražošana ir vienkāršāka un rentablāka. Tā rezultātā fenolsveķu pielietojums paplašinājās, aptverot dažādas plaša patēriņa preces. Piemēram, rotaslietas un virtuves ierīces.

Turpinot pētniecību un izstrādi, tas, visticamāk, arī nākotnē būs svarīgs materiāls dažādās rūpniecības nozarēs.

Fenolsveķu īpašības

Tam piemīt izcilas mehāniskās, elektriskās un termiskās īpašības. Šīs fenolsveķu īpašības kopumā var iedalīt divos veidos: ķīmiskās un fizikālās īpašības.

Ķīmiskās īpašības

Fenolsveķu ķīmiskās īpašības ir šādas:

• Tā spēja izturēt ķīmiskās vielas un šķīdinātājus padara to ideāli piemērotu lietošanai laboratorijās.
• Šis materiāls var cīnīties ar smagām ķīmiskām vielām, nesabojājot to. Tāpēc tas ir ideāli piemērots izmantošanai rūpniecībā, kur bieži notiek saskare ar ķīmiskām vielām.
• Tās ugunsdrošās īpašības padara to par nozīmīgu materiālu būvniecības nozarē. Piemēram, izolācijas un sienu paneļi.
• Ūdens vai mitrums nevar sabojāt fenolsveķus. Šī īpašība padara to lieliski piemērotu izmantošanai ārpus telpām, piemēram, laivās un lidmašīnās.
• Tas ir īpaši noderīgs jūras un aviācijas nozarēs. Tā var izturēt sālsūdeni un ekstrēmus laikapstākļus.
• Fenolsveķu laboratorijas mēbeles ir ļoti piemērotas. Tās izmanto klīniskajās, bioloģiskajās, analītiskajās un ķīmiskajās laboratorijās. Tas ir ideāli piemērots laboratorijām, jo ir izturīgs un nereaģējošs.

Fizikālās īpašības

Fenolsveķu fizikālās īpašības ir šādas：

• Tam piemīt augsta izturība, ilgmūžība un izcilas elektriskās izolācijas īpašības.
• Turklāt tas ir stingrs un stingrs materiāls. Tas var izturēt lielas slodzes, nesaliecoties un nesaplaisājot.
• Tam piemīt izcilas elektriskās izolācijas īpašības, tāpēc tas ir ideāli piemērots izmantošanai elektriskajos elementos. Piemēram, slēgplātnēs un slēdžos.
• Tas var izturēt uguns iedarbību, nesadegot. Tādējādi tas palīdz novērst uguns izplatīšanos un pasargāt ēkas no kaitējuma.
• Turklāt tā augstā karstumizturība ļauj izturēt temperatūru līdz 150°C, nesadaloties un nesabojājot.
• Tam ir lieliska izmēru stabilitāte.
• Vēl viena fenolsveķu fizikālā īpašība ir izturība pret mitrumu un mitrumu.
• Tās fizikālās īpašības varam vēl vairāk uzlabot, izmantojot piedevas un pildvielas.
• Piemēram, pievienojot stikla šķiedras, var palielināt tās cietību un nekustīgumu. Savukārt grafīta pievienošana var uzlabot siltumvadītspēju.

Fenolsveķu ražošanas process

Fenolsveķu ražošanas process ietver 3 posmus. Mēs aplūkojam šos posmus vienu pēc otra.

1. solis: izejvielas

• Izejvielas ir fenols, formaldehīds un katalizators, piemēram, nātrija hidroksīds.
• Fenola izcelsme ir jēlnafta, savukārt formaldehīdu sintezē, izmantojot metanolu.

2. posms: sintēzes process

• Fenolsveķu sintēzes procesā notiek fenola reakcija ar formaldehīdu katalizatora klātbūtnē.
• Šim procesam parasti izmanto sērijveida reaktoru. Konkrētos temperatūras, spiediena un ilguma apstākļos.
• Šīs reakcijas rezultātā rodas šķidru sveķu galaprodukts. Mēs to varam tālāk pārstrādāt dažādās formās, piemēram, pulverī, granulās vai šķidrumā atbilstoši mūsu vajadzībām.

3. posms: Kvalitātes kontroles pasākumi

Lai nodrošinātu mūsu vēlamās specifikācijas un vienotu kvalitāti. Mums ir jāīsteno galaprodukta kvalitātes kontroles pasākumi. Kvalitātes kontroles pasākumi ietver:

• Izejvielu testēšana
• Reakcijas apstākļu uzraudzība
• galaprodukta īpašību, piemēram, viskozitātes, blīvuma un sacietēšanas laika, testēšana.
• Analītisko metožu, piemēram, infrasarkanās spektroskopijas un gāzu hromatogrāfijas, izmantošana. Operatori izmanto šīs metodes, lai uzraudzītu reakciju. Un arī nodrošina, ka tiek izmantotas atbilstošas fenola un formaldehīda proporcijas.

Fenolsveķu veidi

Tās sintēze dažādos veidos ir atkarīga no izejvielām. Tas ir universāls polimērs ar šādu spēju. Visizplatītākie sveķu veidi ir novolaks, rezols, kreols, kardanols un furfurilspirta fenolsveķi.

Novolac fenola sveķi

Novolac sintēzē izmanto fenolu un formaldehīdu ar skābes katalizatoru.Novolac piemīt augsta šķērssaistīšanas pakāpe. Šī īpašība padara to piemērotu izmantošanai līmēs, pārklājumos un veidņu savienojumos.

Resol fenola sveķi

Rezol sintēzē izmanto lielāku formaldehīda un fenola attiecību, salīdzinot ar Novolac ar sārmu katalizatoru. Tam ir zemāka šķērssaites pakāpe. Šī īpašība padara to piemērotāku daudziem lietojumiem. Piemēram, laminātiem, izolācijas materiāliem un pārklājumiem.

Krezola fenola sveķi

Krezola sintēzē izmanto formaldehīdu un krezolus. Krezoli ir fenola izomēri. Tam piemīt augsta izturība pret karstumu un ķīmiskām vielām. Šī īpašība padara to piemērotu izmantošanai augsttemperatūras lietojumos. Piemēram, pārklājumos, līmēs un izolācijas materiālos.

Kardanols Fenola sveķi

Kardanola sveķus sintezē, izmantojot formaldehīdu un kardanolu. Kardanols ir kešju riekstu apstrādes blakusprodukts. Tam piemīt izcilas adhēzijas īpašības. Šīs īpašības padara to piemērotu izmantošanai līmēs, pārklājumos un veidņu sastāvā.

Furfurilspirts Fenola sveķi

Furfurilspirta fenola sveķu sintēze ietver formaldehīda un furfurilspirta izmantošanu. Tas ir izturīgs pret siltumu un ķīmiskām vielām.

Fenolsveķu pielietojums

Tas ir daudzpusīgs polimērs ar plašu pielietojumu klāstu. Tam ir daudzi plaši pielietojumi, tostarp:

Līmes un saistvielas

Tai piemīt izcilas līmēšanas īpašības, karstumizturība un izturība. Šīs īpašības padara to ideāli piemērotu līmēm un saistvielām. To plaši izmanto kompozītmateriālu izstrādājumu ražošanā. Tostarp saplāksnis un skaidu plātnes.

Lamināti

To parasti izmanto augstspiediena laminātu ražošanā. Šos laminātus izmanto darba virsmām, galda virsmām un elektroizolācijai. Šiem laminātiem ir izcila izturība pret ķīmiskām vielām, karstumu un sasitumiem.

Lieti izstrādājumi

Tas ir populārs veidņu materiāls. Daži piemēri ir elektriskās detaļas, automobiļu detaļas un mājsaimniecības preces. Tā daudzpusība un izturība padara to nevainojamu dažādu formu veidošanai. Veidošanas procesā fenolsveķi jāuzkarsē līdz šķidram stāvoklim. Tad to ielej veidnē, kur tas sacietē un iegūst vēlamo formu.

Pārklājumi

Tā ir izturīga pret karstumu, ķīmiskām vielām un nodilumu. Pateicoties šīm īpašībām, to izmanto pārklājumos rūpniecībā. Piemēram, celtniecībā, automobiļu un kosmiskās aviācijas nozarē. Turklāt to izmanto arī izolācijas materiālos, bremžu klučos un berzes materiālos.

Fenolsveķu plusi un mīnusi

Tas ir iecienīts materiāls ar plašām izmantošanas iespējām. Šeit ir daži no fenolsveķu lietošanas plusiem un mīnusiem:

Priekšrocības:

1. Ofseta iespiedkrāsa: Tā lielisko īpašību dēļ to izmanto ofseta iespiedkrāsā rūpnieciskiem mērķiem.
2. Laba ķīmiskā izturība: Tas ir izturīgs pret daudzām ķīmiskām vielām, tostarp skābēm, bāzēm un šķīdinātājiem.
3. Siltumizolācija: Tā var paciest gan sausu, gan mitru karstumu.
4. Neabsorbējošs: Tas ir izturīgs pret mitrumu un ūdeni. Tā neabsorbējošā virsma ir ideāli piemērota mitrām laboratorijām, ūdens izlietnēm utt.
5. Viegli pārvietot: Fenola izstrādājumus var viegli pārvietot no vienas vietas uz citu, jo tie ir viegli.
6. Viegli tīrāms: To var vienkārši notīrīt, izmantojot vieglas ziepes un ūdeni. Nav nepieciešams izmantot dārgus tīrīšanas līdzekļus.
7. Epoksīdsveķi pret fenola sveķiem: Fenola countertops ir elastīgākas dizaina ziņā nekā epoksīda countertops. Tas arī maksā lētāk nekā epoksīdsveķi.

Mīnusi:

1. Formaldehīda emisijas: Fenolsveķu ražošana un izmantošana var izraisīt formaldehīda emisiju. Tā kā formaldehīds ir potenciāli bīstams veselībai.
2. Ierobežotas krāsu iespējas: Tā krāsa parasti ir brūna vai melna, kas var nebūt vēlama noteiktiem lietojumiem.
3. Trauslums: Atkārtotu triecienu vai spiediena rezultātā tas var kļūt trausls un jutīgs pret plaisāšanu.
4. Augstas izmaksas: Dažos gadījumos tas ir salīdzinoši dārgs materiāls, kas var ierobežot tā izmantošanu dažos lietojumos.

Fenolu sveķu ietekme uz vidi

Šeit ir minēti daži no fenolsveķu ietekmes uz vidi, ko rada to ražošanas metode un izmantošana:

Veselības apdraudējumi:

• Viena no galvenajām ar tām saistītajām vides problēmām ir formaldehīda emisija.
• Formaldehīds ir zināms kancerogēns. Tas var izraisīt acu, plaušu, rīkles, deguna un ādas bojājumus.
• Turklāt daži fenola sveķi var saturēt toksiskas ķīmiskās vielas. Piemēram, fenolu un krezolu, kas var izraisīt ādas un acu kairinājumu. Turklāt tās var izraisīt elpošanas traucējumus, pat aknu un nieru bojājumus.

Izmest un pārstrādāt:

• Fenolu sveķi nav bioloģiski noārdāmi. Nepareiza šo sveķu iznīcināšana var radīt piesārņojumu un kaitējumu videi.
• To iznīcināšana un otrreizēja pārstrāde arī var radīt risku videi un veselībai.
• Degot fenolsveķiem, gaisā var izdalīties kaitīgas gāzes un daļiņas.
• To tieša apglabāšana izgāztuvēs var arī piesārņot augsni un gruntsūdeņus.
• Arī fenola sveķu pārstrāde var būt sarežģīta. Sakarā ar to izturību un noturību pret ķīmisko noārdīšanos. Tomēr tiek veikti pētījumi, lai izstrādātu jaunas metodes fenola sveķu otrreizējai pārstrādei.

Regulatīvie pasākumi:

• Iestādes ir ieviesušas vairākus noteikumus, lai samazinātu fenolsveķu ietekmi uz vidi.
• ES REACH regula attiecas uz riskiem, kas saistīti ar ķīmiskām vielām, piemēram, fenola sveķiem. Tās mērķis ir noteikt un kontrolēt šos riskus ražošanas un lietošanas laikā.
• Darbiniekiem, kas strādā ar fenola sveķiem, ir jāapmāca par drošu apiešanos ar tiem. Viņiem arī jālieto individuālie aizsardzības līdzekļi, piemēram, cimdi, aizsargbrilles un respiratori.
• Turklāt uzņēmumi arī veic pasākumus, lai samazinātu ietekmi uz vidi. Pieņemot ilgtspējīgas ražošanas praksi un izstrādājot jaunus videi draudzīgus materiālus.

Secinājums

Fenolsveķu kopsavilkums

Visbeidzot, tas ir universāls un plaši izmantots sintētiskais polimērs ar ilgu lietošanas vēsturi. Fenolsveķiem ir vēlamas īpašības. Tās ir ievērojama ķīmiskā un karstumizturība. Tam ir arī augsta izturība un adhēzija.

Fenolu sveķiem ir dažādi pielietojumi. Tostarp līmēm, laminātiem, lējuma izstrādājumiem un pārklājumiem. Lai gan fenolsveķiem ir daudz priekšrocību, tiem ir arī daži trūkumi. Piemēram, iespējamie veselības apdraudējumi un ietekme uz vidi.

Nobeiguma domas

Kopumā fenola sveķiem ir bagāta vēsture un spoža nākotne dažādās nozarēs. Tomēr ir svarīgi veikt pasākumus, lai mazinātu jebkādu negatīvu ietekmi uz cilvēku veselību un vidi.