تطبيق الراتنج الفينولي في المواد المقاومة للحرارة مثل طوب الكربون المغنيسيوم وطين البندقية اللامائية

【الخلاصة res راتينج الفينول مادة رابطة مهمة للمواد المقاومة للحرارة. بالمقارنة مع الأسفلت ، فإن راتينج الفينول له خصائص ترطيب جيدة للمواد المقاومة للحرارة والجرافيت ، ومعدل الكربون المتبقي العالي ، والالتصاق الجيد ، ويمكن خلطه وتشكيله في درجة حرارة الغرفة. يتميز الجسم الأخضر بالقوة العالية ، والمحتوى المنخفض من المواد الضارة ، ويمكنه تحسين بيئة العمل. لقد تم استخدامه على نطاق واسع كمادة رابطة للحراريات المحتوية على الكربون. تبدأ هذه المقالة براتنج الفينول ، وتحلل وتناقش تطبيق راتينج الفينول في طوب الكربون المغنيسيوم ، وطوب الألومنيوم والكربون وغيرها من الحراريات ذات الشكل المركب الكربوني ، وكذلك في المواد الجافة المتساقطة ، وطين مسدس الأفران اللامائية وغيرها من الحراريات غير المتبلورة.

يركز البحث عن الراتنج الفينول المستخدم في الحراريات بشكل أساسي على تعديل الراتينج. من بينها ، يعد استخدام التفاعلات التحفيزية لتحسين بنية وأداء راتينج الكربون المتبقي اتجاهًا رئيسيًا في الأبحاث المستقبلية. يعتبر الموثق مكونًا لا غنى عنه في المواد المقاومة للحرارة ، فهو يلعب دور ترسيخ جزيئات المواد المقاومة للحرارة والمسحوق معًا. يعتبر توليف نوع جديد من راتينج الفينول عالي الأداء المتداخل في الشبكة اتجاهًا آخر في البحث المستقبلي. تركز هذه الطريقة بشكل أساسي على تغيير بنية الراتينج نفسه بحيث يكون له هيكل شبكة أكثر تعقيدًا من راتنج الفينول العادي بعد المعالجة. قم بتحسين قوة الخبز في درجات الحرارة المنخفضة وقوة درجة الحرارة المتوسطة للمادة ، مع تقليل كمية الفينول وتقليل تكلفة راتنج الفينول.

1 راتنج الفينول

الراتنجات الفينولية (الفينوليريسين) هي فئة كبيرة من الراتنجات الاصطناعية المحضرة عن طريق التكثيف المتعدد للمركبات الفينولية ومركبات الألدهيد. يتكون مركب الألدهيد المستخدم بشكل أساسي من الفورمالديهايد ، ويشيع استخدام الألدهيدات الأخرى مثل الأسيتالديهيد أو الفورمالديهايد أو فورفورال أو خليط من العديد من الألدهيدات. راتنج الفينول&# 39 ؛ هيكل كيميائي فريد من نوعه وبنية شبكة متقاطعة جزيئية متقاطعة تمنحه خصائص ممتازة مثل الالتصاق الممتاز ، ومقاومة الحرارة الممتازة ، ومقاومة الاجتثاث الفريدة ومثبطات اللهب الجيدة. لذلك ، تستخدم الراتنجات الفينولية على نطاق واسع في البلاستيك المقوى بالألياف الزجاجية ، ومواد التشكيل ، والمواد اللاصقة ، ومواد العزل الحراري والكهربائي ، والطلاء ، إلخ.

يمكن تقسيم الراتنجات الفينولية إلى نوعين: الراتنجات الفينولية بالحرارة والراتنجات الفينولية نوفولاك حسب هيكلها وشكلها الحراري. يتم إنتاج راتينج الفينول بالحرارة باستخدام القلويات ، مثل هيدروكسيد البوتاسيوم ، وهيدروكسيد الصوديوم ، وهيدروكسيد الباريوم أو هيدروكسيد الكالسيوم كمحفز ، مع نسبة مولارية من الفورمالديهايد / الفينول جي جي تي ؛ 1 ، التحكم في درجة الحموضة&؛ 7 ، والتفاعل من أجل a فترة زمنية عند درجة حرارة معينة. راتنج يحتوي على مجموعات ميثيلول تفاعلية يمكن تفاعلها بشكل أكبر. عادة ما يسمى راتنجات الفينول بالحرارة نوفولاك أو نوفولاك. وهو عبارة عن راتنج فينولي ينتج عن تفاعل الفورمالديهايد (F) والفينول الزائد (P) تحت تأثير المحفزات الحمضية مثل حمض الأكساليك وحمض الهيدروكلوريك وحمض الكبريتيك وحمض الفورميك ، ومن بينها نسبة المولات (F / P)=0.6-0.9). بغض النظر عما إذا كان راتينج بالحرارة أو راتينج بالحرارة ، فإن الهيكل النهائي المعالج هو نفسه ، وهو هيكل شبكة ثلاثي الأبعاد. يعتبر الكربون المتبقي الذي يتم الحصول عليه من كربنة الراتينج عند درجة حرارة عالية هيكلًا مهمًا يدعم عمل الحراريات ويضمن عمرها.

2 تطبيق راتنج الفينول في صهر على شكل مركب الكربون

في الوقت الحاضر ، نظرًا لتطور صناعة صهر المعادن ، وخاصة صناعة الحديد والصلب ، فقد زاد الطلب على المواد المقاومة للصهر بشكل كبير ، مما أدى إلى زيادة استخدام راتينج الفينول في صناعة الحراريات. تستخدم المواد المقاومة للصهر على نطاق واسع في صناعة صهر المعادن وصناعة الأسمنت وصناعة السيراميك. يعتبر الرابط مكونًا لا غنى عنه في إنتاج المواد المقاومة للحرارة ، ويلعب دورًا في ربط الجزيئات المقاومة للحرارة والمسحوق معًا. علاوة على ذلك ، في ممارسة إنتاج المواد المقاومة للحرارة ، يدرك الناس أن جودة واستقرار الراتنجات الفينولية هي أحد العوامل الرئيسية التي تؤثر على أداء الحراريات المحتوية على الكربون ، وقد أصبحت أهمية الراتنجات الفينولية بارزة بشكل متزايد.

2.1 التطبيق في طوب الكربون المغنيسيا

طوب المغنيسيا الكربوني عبارة عن مادة مركبة كربونية معقدة ذات درجة حرارة عالية يتم إطلاقها باستخدام المغنيسيا المصهورة والجرافيت والموثق. لها عمر خدمة طويل نسبيًا ، ويمكن أن يصل عمر الفرن إلى أكثر من 1600 فرن. لذلك ، فقد حققت تطورًا سريعًا في السنوات الأخيرة. يستخدم طوب كربون المغنيسيا على نطاق واسع في صناعة تعدين الحديد والصلب بشكل رئيسي بسبب خصائصها الجيدة ، ولكن خصائص راتينج الفينول الموثق يمكن أن تؤثر على أداء طوب الكربون المغنيسيوم. يجب أن يكون للراتنج الفينولي المستخدم في طوب كربون المغنيسيا خصائص المحتوى الصلب العالي والوزن الجزيئي المنخفض النسبي ومعدل الكربون المتبقي العالي والمحتوى المائي المنخفض.

من خلال دراسة العلاقة بين الخصائص المختلفة للراتنج ونسبة المواد الخام وعملية التوليف ، استنتج أن أفضل نسبة المواد الخام للراتنج الفينول لتخليق طوب كربون المغنيسيا هي m (F) / m (P)=1.0 ~ 1.3 ؛ المحفز هو w (هيدروكسيد الصوديوم)=50٪ محلول هيدروكسيد الصوديوم ، والكمية المضافة 1٪ ~ 1.5٪ من كتلة الفينول ؛ أفضل عملية تخليق هي: التفاعل أولاً عند 60 ~ 70 لمدة ساعة واحدة ، ثم تسخين ما يصل إلى 80 ~ 90 درجة مئوية لمدة 1 ~ 2 ساعة. الراتنج الفينولي المُصنَّع في ظل أفضل نسبة من المواد الخام وظروف المعالجة له ​​وزن جزيئي نسبي يتراوح بين 300 ~ 400 ، ولزوجة 15 ~ 20 باسكال ، ومحتوى صلب من 77.0٪ ~ 82.0٪ (وزن) ، ومعدل الكربون المتبقي من 43.0٪ ~ 49.0٪ (w) ، والتي يمكن أن تلبي متطلبات أداء راتينج الفينول لطوب الكربون المغنيسيوم.

نظرًا لأن أداء طوب كربون المغنيسيا يعتمد إلى حد كبير على هيكل الكربون الذي يتكون من نظام الترابط ، فإن الانحلال الحراري للراتنج الفينولي يشكل بنية زجاجية-كربون متجانسة وهشة ، وهي حساسة جدًا للأكسدة والإجهاد ، لذلك فإن راتنجات طوب الكربون المغنيسي غالبًا ما يتم دمجه مع مواد رابطة أخرى مثل الأسفلت لتحسين مقاومة الأكسدة والخصائص الميكانيكية.

2.2 التطبيق في طوب الكربون الألومنيوم

طوب الألومنيوم والكربون مصنوع من الجرافيت والأكسيد كمواد خام ، وتضاف كمية معينة من الموثق والمواد المضافة إلى الخلاط ويتم ضغطها. نظرًا لأن Al2O3 و C لا يخضعان لتفاعل طور صلب عند درجة حرارة إطلاق المنتج ، فإن قوة الترابط الخاصة بطوب الألومنيوم والكربون تأتي بشكل أساسي من المواد المضافة والمجلدات. يستخدم راتنجات الفينول على نطاق واسع في طوب الكربون الألومنيوم بسبب خصائصه الممتازة. في الوقت الحاضر ، تستخدم حراريات الألومنيوم والكربون على نطاق واسع راتينج الفينول كعامل ربط. يهدف مبدأ الترابط بشكل أساسي إلى تحسين قوة الترابط بين عامل الترابط والمادة من خلال ربط الأجزاء الجزيئية للراتنج الفينولي أثناء عملية المعالجة لتشكيل بنية شبكة.

3 تطبيق الراتنج الفينول في الحراريات غير المشكل

يستخدم الراتنجات الفينولية بشكل أساسي كعامل ربط في المنتجات الحرارية المحتوية على الكربون. في السنوات الأخيرة ، تم توسيع مجال تطبيقه بشكل مستمر ، وتم استخدامه كعامل رابطة في الحراريات غير المتشكلة.

3.1 التطبيق في طين الفرن اللامائي

بالمقارنة مع غيرها من الحراريات غير المتشكلة ، فإن راتنج الفينول هو الأكثر استخدامًا في طين البندقية. تم استخدام طين البنادق المبكرة كمواد رابطة ، باستخدام القطران والقار بشكل أساسي ، ولكن في عملية الاستخدام ، ينتج عن طبقة القطران مواد مسرطنة ودخان أسود ، مما تسبب في ضرر كبير للبيئة ، كما كان من الصعب تلبيدها وتصلبها ببطء. . باعتباره مادة رابطة لطين البندقية اللامائي ، فإن راتينج الفينول لا يتجنب فقط مشكلة التلوث التي يسببها القطران باعتباره مادة رابطة ، بل يحسن أيضًا مقاومة التآكل والتلبيد ومقاومة التآكل لطين البندقية.

3.2 الاستعمالات في المواد الجافة

هناك المزيد والمزيد من التطبيقات لمواد البوتقة الجافة. أكثر المواد اللاصقة المستخدمة على نطاق واسع في العمل الجاف في المنزل وفي الخارج هو راتينج الفينول ، الذي يتمتع بخصائص بناء واستخدام جيدة. ومع ذلك ، فإن راتينج الفينول له عيوب زيادة الكربون وهدرجة الفولاذ المصهور ، والتكلفة العالية والقوة المنخفضة في درجات الحرارة المتوسطة والعالية ، مما يجعل تطبيق الراتنج الفينولي في المواد الجافة المتساقطة إلى حد ما يعوق بشكل كبير.

بشكل عام ، تحلل هذه المقالة تطبيق راتنج الفينول في أنواع مختلفة من المواد المقاومة للحرارة مثل طوب الكربون المغنيسيوم ، وطوب الكربون المصنوع من الألومنيوم ، والمواد الجافة اللطيفة ، وطين البندقية بدون ماء في الفرن العالي. باعتباره أول راتينج اصطناعي ، يتميز الراتنج الفينولي بمزايا التصلد بالحرارة وقوة الجفاف العالية وقوة درجات الحرارة العالية ، ويستخدم على نطاق واسع. يتم استخدامه كموثق أفضل في مجال المواد المقاومة للحرارة في تحضير حراريات مركب الكربون. ومع ذلك ، فإن راتنج الفينول له عيبان رئيسيان: التكلفة العالية وفحم الانحلال الحراري الخاص به هو الفحم الزجاجي ، مما يؤثر على تطبيقه في الحراريات إلى حد معين.