اهمیت استفاده از رزین فنولیک در صنعت چیست؟

رزین فنولیک، گروهی از همه کاره ترین پلیمرهایی هستند که تاکنون اختراع شده اند. اگرچه آن ها از همان ابتدای عصر پلیمرها به وجود آمدند، اما همچنان با کاربردهای روزافزون توسعه یافتند.

رزین های فنولیک، نوعی رزین گرمازایی مصنوعی هستند که توسط دکتر لئو باک لند، در سال ۱۹۰۷ ابداع شد. این ماده در ابتدا با کلیت نامیده می شد و در واقع اولین پلاستیکی بود که به صورت تجاری فروخته می شد. در این مقاله از سایت رنگ تهران ابتدا توضیحاتی در خصوص ساختار شیمیایی رزین های فنولیک می دهیم و سپس به اهمیت استفاده از آن در صنعت می پردازیم.

رزین فنولیک (PF) چیست؟

رزین های فنولیک که به آن رزین فرمالدهید فنلیک نیز می گویند، یک رزین مصنوعی است که از پلیمریزاسیون فنل (C6H5OH) و فرمالدهید (CH2C_O) تولید می شود. این پلیمر، متشکل از واحدهای تکرار شونده [CH2-(C6H3OH)] با متیلن (-Ch2-) است که باعث اتصال پل های موقعیت کربن به گروه هیدروکسید فنول می شود.

دو نوع رزین وجود دارد: رزین های فنولیک نوولاک و رزین های رزولوشن فنولیک که بسته به شرایط استفاده شده برای ایجاد پلیمر به کار می روند. رزین فنولیک نوولاک، بیشتر بایک اتصال دهنده عرضی اصلاح می شود سخت شود. هر دونوع، به دلیل پایداری شیمیایی و آب و دمای بالای ۳۰۰ درجه سانتیگراد یا ۵۷۲ درجه فارینهایت شناخته شده اند. در ادامه همراه ما باشید که در هنگام خرید رزین اطلاعات کافی از هرکدام از این رزین‌ها در اختیار داشته باشید.

نوولاک های زیادی در خانواده رزین های فنولیک وجود دارد. هگزا متیلن تترا مین یا هگزامین، ماده سخت کننده ای است که به نوولاک با اتصالات عرضی است اضافه می شود. در دمای بالاتر از ۹۰ درجه سانتیگراد، هگزامین برای ایجاد پل های آمینه و متیلن و دی متیلن، اتصالات عرضی ایجاد می کنند.

رزین های فنولیک نوولاک، هنگامی تهیه می شوند که نسبت فرمالدهید به فنل، در شرایط اسیدی کمتر از یک باشد. وزن مولکولی پلیمر های میانی تولید شده بسیار کم و فقط در حدود ۱۰ تا ۲۰ واحد تکرار است.

به منظور دستیابی به خواص قوی رزین های PF این ماده با اتصال دهنده متقاطع مانند هگزامتیلن و تترامین ترموست است.

رزین های فنولیک معمولا از زرد تا قرمز تیره متغیر است.

رزین های رزولوشن فنولیک، در شرایطی تهیه می شوند که نسبت فرمالدئید به فنل، بیشتر از یک باشد ( به طور معمول ۱.۵). این واکنش توسط یک پایه کاتالیز می شود تا یک گروه واکنش اکسید ایجاد شود. که با فرمالدهید واکنش داده و واحد های هیدروکسیل متیل فنل ایجاد می کند.

با حرارت دهی در دمای بالای ۱۲۰ درجه سانتیگراد، اتصال عرضی آغاز شده و یک ساختار پلیمری بسیار شبکه ای با پایداری حرارتی و سختی و مقاومت خوب ایجاد می شود.

در رزین های رزولوشن فنولیک، فنل، فرمالدئید، آب و کاتالیزور، بسته به رزین تشکیل شده به مقدار دلخواه با یکدیگر مخلوط شده و سپس گرم می شوند. این مواد تحت دمای حدود ۷۰ درجه سانتیگراد قرار می گیرند. در قسمت اول واکنش، ماده ضخیم قهوه ای مایل به قرمز و چسبنده ای تشکیل می شود که سرشار از گروه های اتر هیدروکسی متیل و بنزیلیک است. سرعت واکنش کاتالیز شده باید در ابتدا با PH افزایش یابد و حداکثر به حدود PH برابر با ۱۰ برسد.

انواع رزین های فنولیک

همان طور که گفتیم، رزین ها به دو نوع مختلف نوولاک و رزین های رزولوشن فنولیک تقسیم بندی می شوند. پایداری دمای هر دو،۳۰۰ الی ۳۵۰ درجه سانتیگراد است. رزین های فنولیک، اغلب از زرد تا قرمز تیره هستند و از مشخصات، قیمت و عملکرد بسیار خوبی برخوردارند.

رزین های فنولیک TCC در تعداد بیشماری از محصولات صنعتی یافت می شوند. ورقه های فنلی، با اشباع یک یا چند لایه از مواد پایه مانند: کاغذ، فایبرگلاس یا کربن با رزین های فنولیک و لایه بندی مواد پایه اشباع شده با رزین، تحت گرما و فشار ساخته می شوند. رزین در طی این فرایند، کاملاً پلیمری و پخت می شود. انتخاب مواد پایه، به کار برد در نظر گرفته شده محصول نهایی بستگی دارد.

فنولیک های کاغذی، در ساخت اجزای الکتریکی مانند تخته های سوراخ دار و ورقه های خانگی استفاده می شوند. فنولیک های شیشه، به ویژه برای استفاده در تحمل سرعت بالا بسیار مناسب هستند. از میکروبالن های فنلی، برای کنترل تراکم استفاده می شود.

توپ های اسنوکر و همچنین توپ های بسیاری از بازی ها مثل بیلیارد نیز از رزینهای فنل فرمالدئید ساخته شده است. همچنین عامل اتصال در لنت های ترمز معمولی، کفش های ترمز و دیسک های کلاچ، از رزین فنولیک ساخته شده اند.

به دلیل سختی زیاد، از رزین های فنلی اغلب برای تولید محصولاتی مانند توپ های بیلیارد، صفحات مقاوم در برابر مواد شیمیایی، تخته های مدار و سایر صفحات استفاده می شود. در موارد دیگر، رزین برای لمینت و به عنوان ماده اتصال دهنده برای قطعاتی مانند لنت ترمز مفید هستند. آن ها اغلب کاربردهایی به عنوان پوشش و چسب پیدا می کنند.

آیا رزین فنولیک ضدآب است؟

رزین فنولیک بسیار متقاطع است و این باعث می شود که رزین پخته شده بسیار سخت باشد. همچنین از نظر حرارتی پایدار و از نظر شیمیایی بسیار مقاوم و ضد آب باشد. هنگامی که رزین تنظیم شود، دیگر نمی توان آن را تغییر داد. مگر با روش های مکانیکی مانند حفاری یا ماشینکاری.

رزین فنولیک پلیمرهای ترموست هستند؛ به این معنی که آن ها به حالت تغییر یافته، از حالت ناصافی خود بهبود می یابد و نمی توانند به روش ترموپلاستیک ها دوباره ذوب شوند. به همین دلیل، ترموپلاستیک ها به طور کلی قابل بازیافت هستند در حالی که ترموست ها اینگونه نیستند.

رزین فنولیک از قدیمی ترین رزین های گرمازا به شمار می روند. از دیگر موارد می توان به رزین پلی استر، یورتان، ملامین و اپوکسی اشاره کرد.

از دیگر کاربرد رزین فنولیک

رزین فنولیک به عنوان ماده ای مقاوم در برابر حرارت، سختی، پایداری ابعادی و مقاومت شیمیایی الکتریکی شناخته می شوند. بیشتر این مواد در برابر بخار مقاوم هستند.

PMC یا ترکیبات قالب فنلی، در فرمولاسیون های مختلف، برای افزایش مقاومت در برابر آتش، کاربرد آبکاری و غیره، در محصولات تولیدی آماده می شوند.

به دلیل خصوصیات الکتریکی بسیار عالی این ترکیبات، برای برد های مدار و سایر کاربردهای الکتریکی نیز متناسب هستند. این ماده به عنوان یک ماده محبوب برای دسته های چاقو نیز استفاده می شود. زیرا به راحتی ماشین کاری می شود، به خوبی جلا می یابد و هنگام خیس شدن دارای چسبندگی است.

این ماده در اصل به رنگ سبز و مشکی بود اما اکنون در مجموعه ای از رنگ ها تولید می شود تا نیازهای زیبایی چاقوساز ها را برآورده سازد.

این نوع رزین ها به عنوان تقویت کننده های تک برای بهبود محصولاتی مانند لاستیک نیز استفاده می شوند. آن ها با شن و ماسه ترکیب شده و قالب های ریخته گری فلز ایجاد می کند. این مواد به عنوان عوامل اتصال در ساخت آجر نسوز نیز عمل می کنند.

کلام آخر

رزین فنولیک از لحاظ اقتصادی، در مقایسه با بسیاری از ترموستات ها و ترموپلاستیک ها بسیار مقرون به صرفه هستند و از لحاظ مقاومت شیمیایی باید گفت که انواع رزین با حلال های آلی و هالوژن، همانند تتراکلرید کربن سازگار است. اما در تماس با باز های غیر آلی و اکسید کننده ها، ضعیف عمل می کنند. این رزین ها، به دلیل انتشار دود کم، در برخی از برنامه های حمل و نقل و معماری محبوب هستند.