رزین فنولیک که با نامهای رزین PF یا رزین فنول فرمالدهید نیز شناخته می شود، از رزینهای مصنوعی و تراکمی است که از فنولها و آلدئیدها و به وسیله پلیمریزاسیون تولید می شود. به بیان دیگر، مواد اولیه مهم برای تولید رزینها، فنول و فرمالدئید هستند. پلیمریزاسیون می تواند با یک کاتالیزور اسیدی، مانند اسید سولفوریک یا اسید اگزالیک یا کاتالیزورهای اساسی، مانند آهک، آمونیاک یا آنیلین انجام شود. به جای فنول می توان از آلکیل فنول و به جای فرمالدئید، می توان از پارافورآلدئید یا سایر آلدئیدها از جمله گلیوکسال، استالدئید، پروپیالدئید، یا مخلوطی از این مواد استفاده کرد. سایر مواد خام فنولی برای رزین فنولیک، شامل متاکرسول یا رزورسینول است. رزین فنولیک بخشی از خانواده پلیمرهای ترموست هستند. از آنجایی که فنول یک مونومر سه عاملی است و دارای سه مکان فعال است، یک شبکه سه بعدی را تشکیل می دهد.
در این مطلب موضوعات زیر را مطالعه خواهید کرد:
رزینهای فنولیک چند دسته هستند؟
رزینهای فنولیک دو دسته می باشند؛ در دسته اول رزینهای فنولیک نوع مایع قرار دارد که با نام رزول می شناسیم و دسته دیگر نوولاکها هستند که در حالت جامد می باشند و معمولاً از قبل با پرکننده ها، نرم کننده ها و سایر افزودنیها ترکیب می شوند.
تولید و ترکیب رزین فنولیک
دو فرایند برای ساخت رزین فنولیک مورد استفاده قرار می گیرد، مرحله اول را که به عنوان فرایند تک مرحله ای یا آمریکایی می شناسیم، برای به دست آوردن رزینهای مایع استفاده می شود. در این فرآیند، فنل و فرمالدهید اضافی به همراه یک کاتالیزور قلیایی (به طور کلی NaOH یا آمونیاک) در یک راکتور نیکل یا فولاد ضد زنگ (آلیاژ فولاد با نیکل) و تا دمای 70 درجه سانتی گراد برای دوره هایی از 10 دقیقه تا 3 ساعت قرار می گیرند. زمان پردازش طولانی تر، همراه با دماهای پایین تر، امکان کنترل بیشتر خواص رزین را فراهم می کند. بنابراین، در مراحل خاصی از فرآیند، راکتور با گردش آب سرد خنک می شود. در طی واکنش، آب جدا می شود و یک ورقه بالایی تشکیل می دهد و در خلاء استخراج می شود. مخلوط کمی تیره می شود و ویسکوزیته آن افزایش می یابد.
در مرحله بعد، در حالی که رزین هنوز میل ترکیبی به آب شدن دارد، یک اسید آلی مانند انیدرید لاکتیک، انیدرید مالئیک یا فتالیک به آن اضافه می شود که برای روشن و خنثی کردن رزین استفاده می شود. پس از اسیدی شدن، افزودن گلیسیرین (حدود 13 درصد وزنی) رزینهای شفاف ایجاد می کند. مخلوط نرم کننده ها، رنگدانه ها و سایر مواد افزودنی در راکتور انجام می شود. سپس آبگیری نهایی در خلاء و در دمایی بین 75 تا 80 درجه سانتیگراد انجام می شود. در حالی که رزین هنوز گرم است، می توان آن را در قالبهای سرب که از قبل گرم می شود برای تولید بلوکها ریخت.
ویژگی هایی رزین فنولیک
رزین فنولیک بسیار سخت و مقاوم در برابر شکستن است و دارای رنگ زرد تا قهوه ای است و تحت تأثیر نور تیره می شود. همچنین دارای چگالی 1.30 تا 1.45 گرم بر سانتیمتر مکعب است. از ویژگیهای دیگر رزین فنولیک می توان به سفتی، پایداری ابعادی، نامحلول بودن، خاصیت ذوب نشدن و خاصیت عایق الکتریکی خوب اشاره کرد. البته از معایب آن ترد بودن و عدم امکان شکل دهی مجدد است. فومهای رزین فنولیک در برابر دماهای بالا مقاوم هستند و می توانند به عنوان یک ماده عایق حرارتی استفاده شوند.
کاربرد رزین فنولیک
رزین فنولیک را می توان بر روی یک تکیه گاه متشکل از مواد جامد دیگری نیز استفاده کرد تا متعاقباً با قالب گیری، دانه بندی و مدل سازی شوند. از رزین فنولیک در ترکیبات آرد چوب (سلولز حاصل از ضایعات پردازش چوبهای نرم مانند صنوبر)، آرد پوسته نارگیل، تکه های پنبه یا ضایعات، الیاف نایلون و ریون، لاستیک مصنوعی، دوده، گرافیت، ماسه کوارتز، گرد و غبار شیشه یا الیاف نساجی استفاده می شود و به آنها استحکام بیشتری می بخشد. همچنین می توان رزین فنولیک را به افزودنیهای دیگری مانند رنگها، سیال کننده ها، سخت کننده ها و غیره اضافه کرد. رزین فنولیک همراه با افزودنیها و رزینها، ترکیبات قالب گیری را تشکیل می دهند. همچنین در فرآیند قالب گیری برای تولید قطعات پلاستیکی پایدار و مقاوم در برابر حرارت و نسبتا سنگین استفاده می شوند. البته با مقادیر کم مواد افزودنی، فرآیندهای قالب گیری تزریقی نیز امکان پذیر است.
کاربرد رزین فنولیک در سایر صنایع
رزین فنولیک برای ساخت محصولات قالب گیری فشرده مانند دستگیره ها و قطعات محفظه لوازم خانگی و الکتریکی تحت فشار حرارتی، توپهای بیلیارد و توپهای بولینگ استفاده می شوند. رزین فنولیک در دمای بالاتر از 150 درجه سانتیگراد سخت می شود. همچنین از آن در ساخت کاغذ چند لایه و تخته های مدار چاپی، پارچه های چند لایه برای قطعات ماشین آلات و مواد عایق، چوبهای فشرده با رزین مصنوعی کاربرد دارد. مواد کامپوزیتی فیبر رزین فنولیک با الیاف کربن، به عنوان سپر محافظ حرارتی با مقاومت در برابر دمای بالا برای ساخت هواپیما و موشک استفاده می شود. رزین فنولیک خالص در ساخت رنگها، پرکننده ها، فومها و موارد دیگر مورد استفاده قرار می گیرند. روشها و کاربردهای شکل دهی رزین فنولیک مشابه آمینوپلاستها است.
از رزین فنولیک به شکل پودرهای قالب گیری در تولید تجهیزات الکتریکی برای ساخت و ساز و لوازم خانگی، برای به دست آوردن لمینتها، چسبها برای ساخت چوبهای انباشته یا الیاف تقویت شده، مواد کامپوزیتی مانند شیشه و نیز برای رنگ آمیزی استفاده می شود. یک کاربرد اصلی این رزین بعنوان یک ماده آغشته کننده یا چسب برای کاغذ، پنبه و الیاف چوب، از جمله در لمینت مانند ترسپا است. از رزینهای فنولیک برای ساخت قطعات الکتریکی و الکترونیکی نیز استفاده می شود. توپهای اسنوکر نیز از رزین فنولیک تولید می شوند. به طور کلی، رزین فنولیک در ساخت محصولات چسبناک، مایع و محلول در مواد قلیایی یا در حلالهای آلی مناسب هستند. بنابراین می توان از آنها به عنوان لاک یا ماستیک یا سایر محصولاتی که با خشک کردن سخت می شوند، استفاده کرد.
سوالات متداول رزین فنولیک در صنعت
1- از فنل و فرمالدهید چه چیزی به دست می آید؟
با پلیمریزاسیون بین فنل و فرمالدهید رزین فنولیک، با چگالی تقریبی 1.25 کیلوگرم بر متر مکعب به دست می آید. این پلیمریزاسیون را می توان با استفاده از آنالوگهای فنل مانند کرزول یا رزورسینول و غیره انجام داد.
2- فنل چه نوع پلاستیکی است؟
فنل پلیمری است که در فشار بسیار بالا لمینیت می شود و ویژگیهایی دارد و آن را به یک محصول مقاوم در برابر حرارت تبدیل می کند. این یک پلاستیک است که از پایه بوم پنبه ای با رزین فنولیک تشکیل می شود.
3- آیا رزین فنولیک سمی است؟
رزین فنولیک از طریق استنشاق، بلع و تماس با پوست سمی است. قرارگیری در معرض مکرر یا طولانی مدت آن ممکن است آسیب جدی به سلامتی وارد کند.
4- رزین فنولیک چیست؟
فنوپلاستها از رزین فنولیک (یک رزین مصنوعی) تشکیل می شوند که از سنتز فنلها با آلدئیدها به دست می آید. سه اتم هیدروژن از مولکول فنل هر کدام با یک گروه CH2-OH توسط یک جایگزین الکتروفیل جایگزین می شود و رزین فنولیک را به وجود می آورند .
5- فرق بین رزول و نوولاک چیست؟
رزول با فرمالدهید اضافی نسبت به فنل در شرایط قلیایی تهیه می شود و به ماده پخت نیاز ندارد. اما نوولاک با فنل اضافی نسبت به فرمالدهید و در یک محیط اسیدی تهیه می شود و به یک عامل پخت نیاز دارد.
