จะเข้าใจพลาสติกฟีนอลิกได้อย่างไร?

ในฐานะผู้ผลิตชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำและเครื่องจักรบรรจุภัณฑ์ที่มีความสามารถในการตัดเฉือนของแกนห้า - การตัดเฉือนของแกน Hansheng ให้ CNC Ultra - การตัดเฉือนกระจกที่มีความแม่นยำ± 0.002 มม. 3800*1500*1200

ฟีนอลิกพลาสติกเป็นพลาสติกเทอร์โมเซตติ้งสังเคราะห์ครั้งแรกในประวัติศาสตร์ของมนุษย์ องค์ประกอบหลักของพวกเขาคือฟีนอลิกเรซินที่เกิดขึ้นจากการจ่าย polycondensation ของฟีนอลและฟอร์มัลดีไฮด์ภายใต้สภาวะที่เป็นกรดหรือเป็นด่าง ต้นกำเนิดของวัสดุนี้มีความน่าทึ่ง: ในปี 1907 ในขณะที่ค้นคว้าวัสดุฉนวนนักเคมีชาวเบลเยียม Leo Baekeland ค้นพบโดยบังเอิญว่าผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาของฟีนอลและฟอร์มัลดีไฮด์มีคุณสมบัติการชุบแข็งที่กลับไม่ได้ สิ่งนี้นำไปสู่การประดิษฐ์ของ Bakelite ซึ่งเป็นพลาสติกอุตสาหกรรมแรกของโลก วัสดุนี้ไม่เพียง แต่แทนที่วัสดุธรรมชาติ (เช่นงาช้างและไม้) แต่ยังตอบสนองความต้องการเร่งด่วนสำหรับฉนวนในอุตสาหกรรมพลังงานอย่างรวดเร็วกลายเป็นหนึ่งในวัสดุอุตสาหกรรมที่สำคัญที่สุดของศตวรรษที่ 20

Bakelite ไม่เพียง แต่เป็นพลาสติกแรกที่มีความสามารถในการทนต่ออุณหภูมิสูงโดยไม่ทำให้อ่อนลง แต่ยังมีฉนวนไฟฟ้าและความเสถียรทางเคมีที่ยอดเยี่ยมซึ่งนำไปสู่การใช้งานอย่างกว้างขวางในตัวเรือนเครื่องรับสัญญาณโทรศัพท์ชิ้นส่วนยานยนต์และแอปพลิเคชันอื่น ๆ ทุกวันนี้พลาสติกฟีนอลิกได้พัฒนาเป็นรุ่นดัดแปลงต่าง ๆ เช่นที่เพิ่มขึ้นโดยการเพิ่มเส้นใยแก้วคาร์บอนไฟเบอร์หรือฟิลเลอร์แร่เพื่อสร้าง "พลาสติกฟีนอลิกเสริม" หรือโดยแนะนำเปลวไฟ -

การพัฒนาวัสดุ Bakelite เป็นเหตุการณ์สำคัญในด้านวิทยาศาสตร์วัสดุ เป็นตัวอย่างทั่วไปของวัสดุฟีนอลิกมันยังคงมีบทบาทสำคัญในอุตสาหกรรม ลักษณะการกำหนดของพลาสติก bakelite อยู่ในโครงสร้างเทอร์โมเซต - เมื่อเกิดขึ้นเมื่อมันไม่สามารถปรับเปลี่ยนได้โดยการให้ความร้อนแยกแยะจากเทอร์โมพลาสติคเช่นโพลีเอทิลีน

ข้อดีของฟีนอลิกพลาสติกรวมถึงความต้านทานอุณหภูมิสูง - สูงและความเสถียรทางความร้อนฉนวนไฟฟ้าและความต้านทานทางเคมีทำให้พวกเขาขาดไม่ได้ในการใช้งานอุตสาหกรรมจำนวนมาก ต่อไปนี้ให้การวิเคราะห์รายละเอียดของคุณสมบัติของพวกเขา

สูง - ความต้านทานอุณหภูมิและความเสถียรทางความร้อน

อุณหภูมิการเปลี่ยนผ่านของแก้ว (TG) ของฟีนอลิกพลาสติกสูงถึง 150 - 200 องศาและบางพันธุ์ที่ดัดแปลง (เช่นฟอสฟอรัส - ที่มีเรซินฟีนอลิก) สามารถทนต่ออุณหภูมิสูงกว่า 350 องศา สถานที่ให้บริการนี้ทำให้พวกเขายอดเยี่ยมในสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิสูงเช่นส่วนประกอบเครื่องยนต์การบินและอวกาศและระบบไอเสียยานยนต์ ตัวอย่างเช่นโฟมฟีนอลิกยังคงมีความเสถียรเชิงโครงสร้างที่ 200 องศาและไม่ไหม้หรือหยดลงในที่ที่มีเปลวไฟเปิดได้รับชื่อเล่น "ราชาแห่งวัสดุฉนวนกันความร้อน"

ฉนวนไฟฟ้า

Bakelite มีการสูญเสียอิเล็กทริกต่ำมากและยังคงมีความเสถียรในช่วงอุณหภูมิและความชื้นที่หลากหลายทำให้เป็นวัสดุฉนวนไฟฟ้าในอุดมคติ คุณสมบัติฉนวนไฟฟ้าของมันเกินกว่าพลาสติกธรรมดา ตัวอย่างเช่น g - 10 ลามิเนตฟีนอลิกเกรดถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในแผงวงจรพิมพ์ (PCBs) และสวิตช์แรงดันไฟฟ้าสูง ลักษณะนี้ทำให้วัสดุฟีนอลิกเป็นตัวเลือกอันดับต้น ๆ ในอุตสาหกรรมไฟฟ้า

ความต้านทานทางเคมีและความแข็งแรงเชิงกล

พลาสติก Bakelite มีความทนทานต่อกรดอัลคาลิสน้ำมันและตัวทำละลายอินทรีย์และความเสถียรทางเคมีของมันก็เหนือกว่าโลหะบางชนิด นอกจากนี้โดยการเพิ่มกำลังเสริม (เช่นเส้นใยแก้ว) ความต้านทานแรงดึงของมันสามารถเข้าถึง 100 - 200 MPa ทำให้ร่างกายรุนแรงกว่าอลูมิเนียมในขณะที่มีน้ำหนักเพียงครึ่งเดียว คุณสมบัติ "น้ำหนักเบาและมีความแข็งแรงสูง" นี้ทำให้ใช้กันอย่างแพร่หลายในส่วนประกอบเชิงกล (เช่นเกียร์และแบริ่ง) และชิ้นส่วนโครงสร้าง

สารหน่วงไฟและควันต่ำ

ฟีนอลิกเรซินเป็นตัวเองโดยเนื้อแท้ - การดับการปล่อยควันในปริมาณต่ำและไม่ใช่ - ก๊าซพิษเมื่อถูกเผา ตัวอย่างเช่นฟอสฟอรัส - ที่มีเรซินฟีนอลิกสามารถบรรลุดัชนีออกซิเจนที่ จำกัด (LOI) มากกว่า 30% ซึ่งสูงกว่าพลาสติกธรรมดา 20% อย่างมีนัยสำคัญ

ประหยัดและประมวลผลได้

วัสดุฟีนอลิกมีต้นทุนการผลิตต่ำกว่าพลาสติกวิศวกรรมส่วนใหญ่ (เช่นอีพอกซีเรซินและไนลอน) และกระบวนการขึ้นรูปแบบง่าย ๆ (เช่นการอัดขึ้นรูปและการฉีดขึ้นรูป) ทำให้เหมาะสำหรับการผลิตขนาด - ขนาดใหญ่ ด้วยการปรับประเภทและอัตราส่วนของฟิลเลอร์ความแข็งสีและคุณสมบัติพื้นผิวของวัสดุสามารถปรับแต่งได้อย่างยืดหยุ่นเพื่อตอบสนองความต้องการที่หลากหลาย ผลิตภัณฑ์ Bakelite เนื่องจากต้นทุนต่ำได้รับการตั้งค่าในการใช้งานของผู้บริโภคเช่นปลอกวิทยุวินเทจและมือจับอุปกรณ์ครัว

การผลิตพลาสติกฟีนอลิกเกี่ยวข้องกับหลายขั้นตอนรวมถึงการสังเคราะห์เรซินการผสมฟิลเลอร์การขึ้นรูปและการประมวลผลโพสต์ - ต่อไปนี้เป็นกระบวนการหลัก:

การสังเคราะห์เรซิ่น

ฟีนอลและฟอร์มัลดีไฮด์ได้รับปฏิกิริยาโพลีคอนเดอเรนซ์ภายใต้กรดที่เป็นกรด (เช่นกรดไฮโดรคลอริก) หรืออัลคาไลน์ (เช่นแอมโมเนียน้ำ) เพื่อผลิตเรซินเชิงเส้นหรือฟีนอลิกจำนวนมาก เรซินฟีนอลิกเทอร์โมพลาสติกต้องการการเพิ่มสารบ่ม (เช่น hexamethylenetetramine) เพื่อแข็งตัวในขณะที่เรซินฟีนอลิก thermosetting สามารถรักษาความร้อนได้โดยตรง

การผสมฟิลเลอร์

ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดของแอปพลิเคชันสามารถเพิ่มฟิลเลอร์ต่างๆลงในเรซิน:

ฟิลเลอร์เสริมกำลัง: ใช้ไฟเบอร์แก้วและคาร์บอนไฟเบอร์เพื่อเพิ่มความแข็งแรงเชิงกลและใช้กันทั่วไปในส่วนประกอบการบินและอวกาศ

ฟิลเลอร์ที่ใช้งานได้: กราไฟท์และโมลิบดีนัมซัลไฟด์ช่วยเพิ่มความต้านทานการสึกหรอและเหมาะสำหรับแบริ่งและซีล

ฟิลเลอร์สารหน่วงไฟ: ฟอสฟอรัสสีแดงและอลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ช่วยเพิ่มความต้านทานต่อไฟและใช้กันอย่างแพร่หลายในวัสดุก่อสร้าง

กระบวนการขึ้นรูป

การบีบอัดการขึ้นรูป: ส่วนผสมของเรซินและฟิลเลอร์ถูกวางไว้ในแม่พิมพ์และหายไปภายใต้อุณหภูมิสูง (150-200 องศา) และแรงดันสูง (10-50 MPa)

กระบวนการนี้เหมาะสำหรับการผลิตชิ้นส่วนรูปทรง - (เช่นตัวเรือนไฟฟ้า) การขึ้นรูปการบีบอัดเป็นหนึ่งในกระบวนการคลาสสิกที่สุดสำหรับแอปพลิเคชัน Bakelite

การฉีดขึ้นรูป: เรซินหลอมเหลวถูกฉีดเข้าไปในแม่พิมพ์โดยใช้เครื่องฉีดขึ้นรูป กระบวนการนี้เหมาะสำหรับการผลิตชิ้นส่วนขนาดเล็กที่มีความแม่นยำ (เช่นส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์)

LAMINATION: กระดาษฝ้ายหรือผ้าแก้วที่ชุบด้วยเรซินฟีนอลิกจะถูกซ้อนกันและความร้อน - กดเพื่อสร้างสูง - ลามิเนตแข็งแรง (เช่นบอร์ด G-10) ลามิเนตเหล่านี้ใช้สำหรับแผงวงจรและฉนวนกันความร้อน

โพสต์ - การประมวลผล

ชิ้นส่วนแม่พิมพ์ต้องมีการตัดเฉือน (เช่นการตัดและการขุดเจาะ) และการบำบัดพื้นผิว (เช่นการเคลือบเรซิน) เพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดความแม่นยำและลักษณะที่ปรากฏ แอพพลิเคชั่นสิ้นสุด - สูงบางตัว (เช่นการบินและอวกาศ) ยังต้องใช้นาโน - เพื่อเพิ่มการกัดกร่อนและความต้านทานต่อการสึกหรอ

ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์

ฉนวน: คุณสมบัติฉนวนไฟฟ้าของ Bakelite ทำให้เป็นวัสดุยอดนิยมสำหรับปลอกโทรศัพท์และวิทยุก่อน วันนี้ลามิเนตฟีนอลิกเกรด G-10/G-11 ยังคงเป็นตัวเลือกหลักสำหรับพื้นผิว PCB

สูง - ส่วนประกอบอุณหภูมิ: วัสดุฟีนอลิกเหมาะสำหรับการใช้งานเช่นบูชฉนวนและตัวยึดฟิวส์ในระดับสูง - สวิตช์แรงดันไฟฟ้าที่ต้องทนต่อการปล่อยอาร์ค

การบินและอวกาศและการป้องกัน

ส่วนประกอบเครื่องยนต์: ฟีนอลิก - ใช้คอมโพสิตที่ใช้ในใบมีดเครื่องยนต์ของเครื่องบินและห้องเผาไหม้สามารถทนต่ออุณหภูมิชั่วคราวได้เกิน 2,000 องศา

โครงสร้าง FireProof: บอร์ดโฟมฟีนอลิกถูกใช้เป็นพาร์ติชันภายในในยานอวกาศซึ่งให้ทั้งฉนวนกันความร้อนและการป้องกันอัคคีภัย

เกี่ยวกับยานยนต์

ส่วนประกอบเชิงกล: ผ้าเบรคและแผ่นคลัทช์ใช้พลาสติกฟีนอลิกเสริมซึ่งให้ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานที่เสถียรและความต้านทานต่อการย่อยสลายอุณหภูมิสูง -

ระบบไฟฟ้า: ตัวเชื่อมต่อขดลวดจุดระเบิดและตัวเชื่อมต่อสายไฟพึ่งพาฉนวนกันความร้อนและความต้านทานน้ำมันของพลาสติก Bakelite

อาคารและบ้าน

บอร์ด FireProof: บอร์ดโฟมฟีนอลิกใช้สำหรับฉนวนกันความร้อนผนังภายนอกได้รับการจัดอันดับไฟระดับ A และปฏิบัติตามกฎระเบียบของอาคารสหภาพยุโรป

วัสดุการตกแต่ง: ผลิตภัณฑ์ Bakelite เช่นถาดชาและปุ่มยังคงเป็นที่นิยมในตลาดการตกแต่งบ้านย้อนยุคเนื่องจากการกันน้ำและรอยขีดข่วน - คุณสมบัติต้านทาน

การแพทย์และสิ่งแวดล้อม

อุปกรณ์การทำหมัน: ส่วนประกอบหม้อนึ่งความดันที่ทำจากฟีนอลิกพลาสติกสามารถทนต่อการทำหมันอุณหภูมิสูงซ้ำ - และทนต่อการกัดกร่อนทางเคมี

วัสดุที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม: ฟีนอลิก - ใช้ถ่านกัมมันต์ที่ใช้ในการบำบัดน้ำเสียซึ่งพื้นที่ผิวสูงได้ดูดซับไอออนโลหะหนักได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ความเก่งกาจของ Bakelite ใช้ตอกย้ำชื่อเสียงในฐานะ "วัสดุอเนกประสงค์" จาก 19th - อุปกรณ์โทรศัพท์ของศตวรรษจนถึงส่วนประกอบยานอวกาศวันที่ทันสมัยวัสดุได้ปรับให้เข้ากับความต้องการของเวลาอย่างต่อเนื่อง

ตารางแสดงข้อสรุปต่อไปนี้:

Bakelite สูง - ความต้านทานอุณหภูมิและฉนวนไฟฟ้าไกลเกินกว่าของ ABS และไนลอนทำให้มีความเสถียรมากขึ้นในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง

วัสดุฟีนอลิกมีราคาถูกกว่าอีพอกซีเรซินและเหมาะสำหรับค่าใช้จ่าย - การใช้งานอุตสาหกรรมที่มีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตามข้อ จำกัด ของพวกเขารวมถึงความเปราะบางสูงซึ่งต้องมีการปรับเปลี่ยนเพื่อปรับปรุงความเหนียว การรีไซเคิลนั้นเป็นสิ่งที่ท้าทายเช่นกันแม้ว่าจะมีการพัฒนาเทคโนโลยีการรีไซเคิลเคมีเมื่อเร็ว ๆ นี้