رزین های فنول – فرم آلدئید ( pf )

[azarafrooz 14221]

این رزین ها ، اولین پلاستیک تجارتی بودند که از مواد اولیه کاملاً مصنوعی بدست آمدند . لئوبیکلند Beakeland Leo برای اولین بار در سال 1910 یک رزین PF با نام تجارتی باکلیت ( Bakelite ) به بازار عرضه نمود . همانطور که از اسم آن بر می آید ، رزین های PF از واکنش چند تراکمی فرم آلدئید و فنول بدست می آیند . پلیمرهای فنول – فرم آلدئید از نظر مصرف دارای اهمیت زیادی هستند . واکنش پلیمریزاسیون فنول – فرم آلدئید ، حداقل ، به دو مرحله قابل تفکیک است . مرحله اول تولید پلیمری با وزن مولکولی پایین است ، که محلول و سیال می باشد . این مرحله را مرحله اول ، و پلیمر تشکیل شده را پلیمر مرحله اول می نامند . مرحله دوم تغییر پلیمر اولیه به یک محصول مختصراً شبکه ای است که غیر محلول ولی سیال می باشد و در بعضی مواقع نیز واکنش تا تولید یک پلیمر بسیار شبکه ای ادامه می یابد ، که به آن پلیمر مرحله سوم گویند ، که در اثر حرارت نرم نخواهد شد . در شکل زیر ساختار باکلیت را مشاهده می کنید :

در مرحله اول بسته به نوع کاتالیزور به کار رفته که ممکن است اسیدی یا بازی باشد ، دو محصول به نام های نووالاک و رزول به دست می آید .

روش تهیه ( سنتز ) رزول و نووالاک :

محصول ابتدائی واکنش فنول با فرم آلدئید ، به دو صورت رزول و نووالاک وجود دارد . رزول از واکنش بین فنول با فرم آلدئید در شرایط بازی و نسبت فنول به فرم آلدئید کمتر از واحد ( یعنی مقدار اضافی فرم آلدئید ) بدست می آید ، و نووالاک از واکنش بین فنول و فرم آلدئید در شرایط اسیدی و نسبت فرم آلدئید به فنول کمتر از یک بدست می آید .

تهیه ( سنتز ) رزول :

 

در یک لوله آزمایش 1 گرم فنول را در 2 میلی لیتر محلول آبی 40 درصد فرمالین حل کنید و به این مخلوط تقریباً 2 میلی لیتر محلول آبی رقیق آمونیاک 2 مولار اضافه نمائید . سپس چند دانه سنگ جوش درون لوله آزمایش بیندازید . ( این کار بسیار مهم است چون واکنش بسیار گرماگیر است و چنانچه سنگ جوش اضافه نکنید در اثر حرارت دادن مخلوط به شدت قل می زند . ) لوله را به یک پایه تقطیر متصل نمائید . و سپس با استفاده از چراغ بونزن به آرامی حرارت دهید تا مخلوط به رنگ سفید شیری در آید . سپس حرارت دادن را متوقف کنید . در این حالت باید مخلوط به صورت دو لایه جدا از هم در آمده باشد ، که بیشتر آن شامل آب است . با استفاده از قطره چکان یا پیپت لایه بالایی را بردارید . مایع زیرین همان رزول می باشد ، که حاوی مقادیر جزئی آب است . با حرارت دادن این مایع ویسکوز در داخل لوله آزمایش و یا بر روی شیشه ساعت ، ترجیحاً ورقه آلومینیوم ، رزین به رنگ زرد در می آید . در شکل زیر ساختمان تقریبی رزول را مشاهده می کنید :

تهیه ( سنتز ) نووالاک :

 

مقدار 2 گرم فنول ، با 4/0 میلی لیتر محلول آبی 40 درصد فرمالین و 2 میلی لیتر اسید سولفوریک 2 مولار را در یک لوله آزمایش مخلوط کرده و پس از انداختن سنگ جوش حرارت می دهیم ، پس از مدتی دو فاز تشکیل می شود ؛ با جداسازی فاز آبی بالائی ، لایه ویسکوز زیرین همان نووالاک می باشد . در شکل زیر ساختمان تقریبی نووالاک را مشاهده می کنید :