Феноло-альдегидные смолы
Феноло-альдегидные смолы - олигомерные продукты поликонденсации (См. Поликонденсация) фенола, его гомологов (крезолов, ксиленолов) и многоатомных фенолов (например, резорцина) с альдегидами (формальдегидом и фурфуролом). Наибольшее практическое значение имеют феноло-формальдегидные смолы (ФФС), получаемые из фенолов (главным образом монооксибензола - см. Фенол) и формальдегида. В зависимости от соотношения реагирующих веществ и природы катализатора образуются термопластичные (новолаки) или терморсактивные (резолы) смолы (см. также Пластические массы). Так, в присутствии кислых катализаторов (обычно соляной или щавелевой кислоты) при избытке фенола получают новолачные смолы; в присутствии основных катализаторов, например NaOH, Ba (OH)2, NH4OH, при избытке формальдегида - резольные смолы.
Новолачные смолы - преимущественно линейные олигомеры, в молекулах которых фенольные ядра соединены метиленовыми мостиками (например, I) и почти не содержат метилольных групп (- CH2OH), Резольные смолы - смесь линейных и разветвленных олигомеров (например, II), содержащих большое число метилольных групп, способных к дальнейшим превращениям:
Новолаки получают по периодической и непрерывной схеме; резолы - только но периодической. Технологический процесс включает стадии поликонденсации, осуществляемой при температуре кипения смеси (90-98 °С), и сушки, проводимой при остаточном давлении 13,30-19,98 н/м3, или 100-150 мм рм. см. Температура в конце сушки при получении новолаков 120-130 °С, резолов 90-105 °С. Новолачные смолы выпускают в виде твёрдых продуктов (стеклообразных кусков, чешуек или гранул), резольные - в виде твёрдых и жидких. Новолаки и резолы (молярная масса 600-1300 и 400-1000 соответственно) хорошо растворяются в спиртах и ацетоне, окрашены в зависимости от типа использованного катализатора в различные цвета - от светло-жёлтого до красноватого. В процессе переработки при нагревании ФФС отверждаются (см. Отверждение полимеров), причём для отверждения новолачных смол необходим отвердитель (обычно вводят уротропин; 6-14% от массы смолы). При отверждении резольных смол различают три стадии: А (начальная), В (промежуточная), С (конечная). На стадии А смола (резол) по физическим свойствам аналогична новолакам, т.к. растворяется и плавится, на стадии В смола (резитол) способна размягчаться при нагревании и набухать в растворителях, на стадии С смола (резит) не плавится и не растворяется.
Отверждённые смолы характеризуются высокими тепло-, водо- и кислотостойкостью, хорошими диэлектрическими свойствами, а в сочетании с наполнителями - и высокой механической прочностью (см. Фенопласты). Отверждённые новолаки уступают резитам по тепло-, водо-, химстойкости и диэлектрическим свойствам.
Для направленного изменения свойств ФФС в реакцию при их получении вводят компоненты, способные взаимодействовать с фенолом и формальдегидом. Так, при введении анилина повышаются диэлектрические свойства и водостойкость, при введении мочевины - светостойкость. Для придания способности растворяться в неполярных растворителях и совмещаться с растительными маслами ФФС модифицируют канифолью, трет-бутиловым спиртом; смолы этого типа широко используют в качестве основы для феноло-альдегидных лаков (См. Феноло-альдегидные лаки). ФФС совмещают с др. олигомерами и полимерами, например с полиамидами, - для придания более высокой тепло- и водостойкости, эластичности; с поливинилхлоридом - для улучшения водо- и химстойкости; с каучуками - для повышения ударной вязкости, с поливинилбутиралем - для улучшения адгезии (такие смолы - основа клеев БФ, см. Феноло-альдегидные клеи). ФФС используют для отверждения эпоксидных смол с целью придания последним более высокой термо-, кислото- и щёлочестойкости. ФФС наиболее широко применяют в производстве различных видов пластмасс: новолаки - для получения пресс-порошков, резолы - пресс-порошков, волокнитов, слоистых пластиков. Из новолаков и резолов изготовляют пенопласты и сотопласты.
Лит.: Энциклопедия полимеров, т. 3, М., 1977.
Г. М. Цейтлин.
Феноло-альдегидные смолы.