FENOLFORMALDEHYDOVÉ PRYSKYŘICE 9 2015 1 Polymery a plasty v praxi FENOLFORMALDEHYDOVÉ PRYSKYŘICE RNDr. Ladislav Pospíšil, CSc. pospisil@gascontrolplast.cz 29716@mail.muni.cz 13. 4. 2015 FENOLFORMALDEHYDOVÉ PRYSKYŘICE 9 2015 2 LEKCE datum téma 1 16.II. Úvod do předmětu - Základy syntézy polymerů. Struktura a názvosloví polymerů 2 23.II. Polyetylén a kopolymery etylénu 3 2.III. Polypropylén a kopolymery propylénu 4 9.III. Polyvinylchlorid, měkčené a neměkčené PVC 5 16.III. Styrénové termoplasty 6 23.III. Polyamidy 7 30.III. Polyestery 8 6.IV. VELIKONOCE 9 13.IV. Fenolformaldehydové pryskyřice – pro nemoc ZATÍM jen vloženo 10 20.IV. Epoxidové pryskyřice, Polyuretany 11 27.IV. Degradace polymerů – základní informace 12 4.V. Silikony, Síťované elastomerní materiály 13 11.V. KOLOKVIUM 13. 4. 2015 Konečně BAKELIT! 13. 4. 2015 FENOLFORMALDEHYDOVÉ PRYSKYŘICE 9 2015 3 •Rok 1872 – A. BAYER popsal reakci mezi fenoly a formaldehydem v kyselém prostředí •Rok 1909 – L. H. BEAKKELAND reakce mezi fenoly a formaldehydem za vzniku pryskyřic (novolaky a resoly) a jejich zpracování •Rok 1910 – J. W. AYLSWORTH použití hexamethylentetraminu na vytvrzování novolaků • • • FENOPLASTY – PROČ ASI BYLY PRVNÍ? 13. 4. 2015 FENOLFORMALDEHYDOVÉ PRYSKYŘICE 9 2015 4 •Suroviny – fenol a formaldehyd – nejsou ropného původu, ale z uhlí •Suroviny – jsou obě levné •Technologie – relativně jednoduchá, např. ve srovnání s PE •Použití – mnoho možností FENOPLASTY – hlavní oblasti použití 13. 4. 2015 FENOLFORMALDEHYDOVÉ PRYSKYŘICE 9 2015 5 •Lisovací hmoty •Lamináty •Lepidla •Pojiva •Tmely • 13. 4. 2015 FENOLFORMALDEHYDOVÉ PRYSKYŘICE 9 2015 6 Lepidla a tmely kniha 880.jpg 13. 4. 2015 FENOLFORMALDEHYDOVÉ PRYSKYŘICE 9 2015 7 Fenoplasty kniha 879.jpg FENOPLASTY – hlavní oblasti použití 13. 4. 2015 FENOLFORMALDEHYDOVÉ PRYSKYŘICE 9 2015 8 spotřeba fenolických pryskyřic podle použití 887.jpg FENOPLASTY – trochu chemie 1 13. 4. 2015 FENOLFORMALDEHYDOVÉ PRYSKYŘICE 9 2015 9 •Základní rozdělení •Novolaky – POLYKONDENZAČNÍ REAKCE •Rezoly – POLYKONDENZAČNÍ REAKCE •NOVOLAKY •Kyselá katalýza •Přebytek fenolu •K vytvrzení je potřeba další složka •REZOLY •Alkalická katalýza •Přebytek formaldehydu •K vytvrzení NENÍ potřeba další složka • FENOPLASTY – trochu chemie 2 13. 4. 2015 FENOLFORMALDEHYDOVÉ PRYSKYŘICE 9 2015 10 REAKCE METYLOLU S FENOLEM 883.jpg VZNIK METYLOLFENOLU 2884.jpg VYTVRZOVÁNÍ REZOLŮ 13. 4. 2015 FENOLFORMALDEHYDOVÉ PRYSKYŘICE 9 2015 11 VYTVRZOVÁNÍ REZOLŮ 885.jpg VYTVRZENÝ REZOL 886.jpg VYTVRZOVÁNÍ (SÍŤOVÁNÍ) běží pře methylolové skupiny –CH2OH SUROVINY A PRODUKTY Z HLEDISKA BEZPEČNOSTI PRÁCE •Fenol i formaldehyd (od určité koncentrace) jsou hořlaviny •Fenol i formaldehyd jsou látky zdraví škodlivé •Maximální přípustné koncentrace v pracovním prostředí (nárazová, průměrná) je dána vyhláškou MZ ČR •Hrozí vznik dlouhodobých alergií 13. 4. 2015 FENOLFORMALDEHYDOVÉ PRYSKYŘICE 9 2015 12 SUROVINY A PRODUKTY Z HLEDISKA BEZPEČNOSTI PRÁCE 13. 4. 2015 FENOLFORMALDEHYDOVÉ PRYSKYŘICE 9 2015 13 •U výrobků je nebezpečí zbytkových koncentrací fenolu (ů) i formaldehydu •Důležité je to hlavně u aplikací výrobků v interiéru (nábytek, nádobí, domy z dřevotřískových desek atd.) •Degradací za tepla, např. při práci s úhlovou bruskou („Flexka“) cítíte obě složky POUŽITÍ REZOLŮ •LITÉ PRYSKYŘICE •LEPIDLA NA DŘEVO •LEPIDLA NA KOVY •POJIVA PRO SLÉVÁRENSTVÍ •POJIVA PRO BRZDNÉ PROSTŘEDKY •POJIVA PRO BRUSNÉ PROSTŘEDKY •LAKAŘSKÉ PRYSKYŘICE • • • • 13. 4. 2015 FENOLFORMALDEHYDOVÉ PRYSKYŘICE 9 2015 14 LITÉ PRYSKYŘICE 13. 4. 2015 FENOLFORMALDEHYDOVÉ PRYSKYŘICE 9 2015 15 •Vytvrzování teplem •Obsahují vodu odštěpenou reakcí methylolových skupin, což má vliv na zákal výrobků •Zákal lze odstranit přidáním derivátů kyseliny octové •Lze dobře barvit a plnit •Dnes hlavně galanterní zboží • POJIVA PRO BRUSNÉ PROSTŘEDKY 13. 4. 2015 FENOLFORMALDEHYDOVÉ PRYSKYŘICE 9 2015 16 Složení hmoty na brusný kotouč 888.jpg Rezoly musejí obsahovat minimální koncentraci volného fenolu. Toto má totiž vliv jak na hygienu pracovního prostřední při výrobě a pak i práci s brusným kotoučem, tak na jeho životnost (více volného fenolu > kratší životnost. My jsme tomu říkali „BEZFENOLOVÝ REZOL“ POJIVA PRO brzdné prostředky 13. 4. 2015 FENOLFORMALDEHYDOVÉ PRYSKYŘICE 9 2015 17 Dnes se místo osinku (azbest) používá čedič. Podobně vypadá i receptura na spojkové obložení. Do spojek pro tanky jsme přidávali KEŠU OLEJ, destilovaný ze slupek Kešu ořechů! Složení hmoty na brzdné destičky889.jpg Fenolická lepidla na dřevo •Rezol s velkou koncetrací methylolových skupin > rozpustnost ve vodě •Použití k výrobě překližek a vrstveného dřeva •Vytvrzení teplem za alkalické katalýzy (NaOH, KOH) 13. 4. 2015 FENOLFORMALDEHYDOVÉ PRYSKYŘICE 9 2015 18 13. 4. 2015 FENOLFORMALDEHYDOVÉ PRYSKYŘICE 9 2015 19 struktury novolaků 890.jpg NOVOLAKY POMĚR FENOL:FORMALDEHYD = 1:1 KYSELÁ KATALÝZA Přítomnost kationtů Mg+2, Mn+2, Zn+2 zvyšuje počet ortho vazeb Nejsou tam METHYLOLOVÉ SKUPINY –CH2—OH, které síťují rezoly NOVOLAKY •Nelze vytvrdit teplem ani kyselinami •Vytvrzování HEXAMETHYLENTERAMINem •Dává se cca. 15 % hmot. HEXAMETHYLENTERAMINu na 100 % novolaku • 13. 4. 2015 FENOLFORMALDEHYDOVÉ PRYSKYŘICE 9 2015 20 NOVOLAKY versus REZOLY ještě jednou 13. 4. 2015 FENOLFORMALDEHYDOVÉ PRYSKYŘICE 9 2015 21 082.jpg 083.jpg Nejsou tam METHYLOLOVÉ SKUPINY –CH2—OH, které síťují rezoly VYTVRZOVÁNÍ (SÍŤOVÁNÍ) běží pře methylolové skupiny –CH2OH Fenolické lisovací hmoty 13. 4. 2015 FENOLFORMALDEHYDOVÉ PRYSKYŘICE 9 2015 22 •Novolak •HEXAMETHYLENTERAMIN •Plniva – hlavně dřevitá moučka •Barviva a pigmenty •Vláknité výztuže, hlavně bavlna •Homogenizace na kalandru nebo v kontinuálních strojích •Mletí nebo tabletování 13. 4. 2015 FENOLFORMALDEHYDOVÉ PRYSKYŘICE 9 2015 23 Urotropin Chemický název 1,3,5,7-tetraazatricyklo[3,3,1,13,7]dekan Další jména Hexamethylentetramin, methenamin, hexamin, HMT, HMTA, tuhý líh Registrační číslo CAS 100-97-0 Sumární vzorec C6H12N4 Molární hmotnost 140,19 g/mol Teplota varu 270 °C (sublimuje) Hustota 1,27 g/cm3 Rozpustnost ve vodě 85,3 g/100 ml Strukturní vzorec Kuličkový model Vzhled Hexamethylentetramin – další použití •jako antibiotikum (nejčastěji jako hippurová sůl, methenamin hippurát), používané k léčbě infekcí močových cest •jako pevné palivo používané v tabletách na vaření při kempování a trampování, tzv. tuhý (pevný) líh – směs s trioxanem (cyklický trimer od formaldehydu) •jeho nitrolýzou lze také připravit trhavinu hexogen •NEBEZPEČNOST – nízká (NFPA 704 1, 1, 1) • 13. 4. 2015 FENOLFORMALDEHYDOVÉ PRYSKYŘICE 9 2015 24 Příklad složení lisovací hmoty 13. 4. 2015 FENOLFORMALDEHYDOVÉ PRYSKYŘICE 9 2015 25 Složení lisovací hmoty z novolaku 891.jpg Další PLASTY na bázi formaldehydu 13. 4. 2015 FENOLFORMALDEHYDOVÉ PRYSKYŘICE 9 2015 26 •Močovinoformaldehydové •Anilinoformaldehydové •Melaminoformaldehydové – asi dnes nejdůležitější jako plast (kuchyňské potřeby atd.) Melaminoformaldehydové pryskyřice – domácí potřeby 13. 4. 2015 FENOLFORMALDEHYDOVÉ PRYSKYŘICE 9 2015 27 P1040274.JPG P1040279.JPG Schéma linky na výrobu lisovací hmoty 13. 4. 2015 FENOLFORMALDEHYDOVÉ PRYSKYŘICE 9 2015 28 Výroba lisovací hmoty z novolaku 892.jpg Kalandr 13. 4. 2015 FENOLFORMALDEHYDOVÉ PRYSKYŘICE 9 2015 29 kalandr893.jpg Něco ke zpracování 1 13. 4. 2015 FENOLFORMALDEHYDOVÉ PRYSKYŘICE 9 2015 30 101.jpg Tady je forma ohřívána Tady je forma CHLAZENA Něco ke zpracování 2 13. 4. 2015 FENOLFORMALDEHYDOVÉ PRYSKYŘICE 9 2015 31 Tady je MATERIÁL ohříván Tady je VÝROBEK CHLAZEN 102.jpg MATERIÁL je ohříván v tzv. PŘEDKOMŮRCE