Cel ćwiczenia: Celem ćwiczenia jest otrzymanie żywicy fenolowo-formaldehydowej.
Wstęp teoretyczny:
Tworzywa sztuczne- materiały niemetaliczne, przetwarzane w wyroby użytkowe metodami obróbki plastycznej (prasowanie, wytłaczanie), odznaczające się właściwościami plastycznymi w warunkach przetwórstwa, a nie mające tych właściwości w warunkach użytkowania.
Klasyfikacja tworzyw sztucznych
w zależności od rodzaju związku wielkocząsteczkowego użytego do produkcji tworzywa:
tworzywa sztuczne polimeryzacyjne
tworzywa sztuczne kondensacyjne
tworzywa sztuczne poliaddycyjne
w zależności od właściwości użytkowych i technologicznych:
Elastomery-tworzywa, które podczas rozciągania w temperaturze pokojowej wydłużają się ponad 100%.
Plastomery-tworzywa, które podczas rozciągania w temperaturze pokojowej rozciąganie ich nie przekracza 100%.
W grupie plastomerów wyróżnić można wyróżnić tworzywa:
termoplastyczne
termoutwardzalne
chemoutwardzalne
w zależności od zachowania się w płomieniu:
niepalne- teflon, PTFE
palne, ale gasnące po wyjęciu z płomienia-fenoplasty, polichlorek winylu, poliwęglany, poliestry
płonące po wyjęciu z płomienia- żywice epoksydowe, polioctan winylu
Do przetwórstwa na wyroby użytkowe używa się zwykle tworzyw w postaci:
Żywice - stosowne do bezpośredniego przetwórstwa lub stanowią surowiec wyjściowy do wytwarzania tłoczyw, laminatów, farb i lakierów, klejów i kitów. Dostępne są w postaci cieczy o różnej konsystencji, najczęściej gęstopłynnej.
Tłoczywa- półprodukty do formowania wyrobów użytkowych z tworzyw sztucznych pod ciśnieniem i w podwyższonej temperaturze. Otrzymuje się je z żywic z dodatkiem wypełniaczy i innych środków pomocniczych. Występują jako granulki, proszek, krajanki lub skrawki tekstylne nasycone żywicą.
Półfabrykanty- dostępne w postaci folii, płyt, bloków, rur, prętów, węży.
Laminaty (wyroby warstwowe)- utworzone z wielu warstw nośnika, złączonych w całość za pomocą żywicy. W charakterze nośnika stosuje się najczęściej tkaniny z włókna szklanego, tkaniny bawełniane lub papier. Do nasycenia tych nośników stosuje żywice poliestrowe, epoksydowe.
Żywica fenolowo-formaldehydowa- związki wielkocząsteczkowe polikondensacyjne. Polikondensacje można przeprowadzić w środowisku kwaśnym i zasadowym.
W przypadku zastosowania katalizatora zasadowego przy nadmiarze formaldehydu 1,5:1 w stosunku do fenolu można wyróżnić nas tepujące etapy polikondensacji:
Rezol lub bakelit A- kondensat o budowie liniowej, rozpuszczalny w alkoholu oraz topliwy w podwyższonej temperaturze
Rezitol lub bakelit B- polikondensat rozgałęziony, nierozpuszczalny, pęczniejący w alkoholu, nietopliwy i w podwyższonej temperaturze posiada gumowatą konsystencje.
Rezit lub bakelit C- polikondensat przestrzenny, nierozpuszczalny i nietopliwy.
W środowisku kwaśnym proces prowadzi się z niedomiarem aldehydu. Otrzymuje się nowolak. Jest to produkt topliwy i rozpuszczalny w alkoholu.
Wykonanie ćwiczenia:
1. Do suchej Erlenmajerki o pojemności 100cm3, zaopatrzonej w powietrzną chłodnicę zwrotną odważyć 10g fenolu i dodać 13cm3 formaliny i 7,5cm3 25% wody amoniakalnej.
2. Erlenmajerkę umieszczamy na łaźni wodnej doprowadzonej do lekkiego wrzenia i zawartość ogrzewać przez około 30 minut do uzyskania gęstej masy (rezolu).
3. Warstwę wodną oddzielić od żywicy przez dekantację, a żywicę rozpuścić w 10cm3 etanolu.
4. Wysycić materiał warstwowy alkoholowym roztworem rezolu i w podwyższonej temperaturze odparować rozpuszczalniki wodę z równoczesnym uzyskaniem rezitolu.
5. Wcześniej przygotowane arkusiki wysycić roztworem rezolu i umieścić w suszarce o temperaturze80°C na okres ok.30 minut dla przemiany rezolu w rezitol.
6. Przeprowadzić utwardzanie żywicy do rezitu w sprasowanych uprzednio warstwach.
Właściwości otrzymanego laminatu:
Otrzymany laminat jest barwy żółtej.
Posiada charakterystyczny drażniący zapach.
Laminat jest sztywny i twardy.
Trudno go złamać.
Jest odporny mechanicznie.