Resin formaldehida fenoik

Resin formaldehida fenoik (PF) adalah beragam resin sintetis yang diproduksi melalui reaksi senyawa fenolik dan aldehida. Resin ini pertama kali ditemukan pada tahun 1870-an, dengan Bayer menciptakan sintesis pertamanya. Kemudian, melalui penelitian lanjutan, LH Baekeland, seorang ilmuwan Amerika, menciptakan sistem resin fenolik yang bermanfaat pada tahun 1909. Ia kemudian mendirikan Bakelite Company, yang memulai produksi resin fenolik secara industri. Resin ini sekarang umum digunakan dalam senyawa cetakan, produk penataan gaya, insulasi, pelapis, bahan enkapsulasi, dan bahan tahan api. 1.Sintesis Resin Fenolik Resin fenolik terbuat dari beragam bahan baku, sehingga menghasilkan beragam jenis dan sifat. Resin fenol-formaldehida adalah resin industri yang paling banyak digunakan. Resin ini dibuat dari fenol dan formaldehida melalui proses dua tahap yang melibatkan adisi dan polikondensasi. Tergantung pada kebutuhan material spesifik, proses reaksi dan laju adisi serta polikondensasi dapat dikontrol dengan memvariasikan kondisi proses sintesis resin fenolik untuk menghasilkan resin dengan struktur molekul, viskositas, kandungan padatan, dan kandungan karbon residu yang bervariasi. 2. Klasifikasi Resin Fenolik Struktur molekul resin fenolik dapat diubah dengan mengendalikan pengaturan sintesis. Pengaturan ini memengaruhi reaksi adisi dan polikondensasi. Berdasarkan struktur molekul ini, resin fenolik dapat diklasifikasikan sebagai resin fenolik termoplastik dan resin fenolik termoseting.2.1 Resin Fenolik Termoplastik (Novolak) Resin Fenolik Termoplastik (seperti Resin Fenolik 2402) adalah resin fenolik linier yang dicirikan oleh susunan molekul rantai lurus. Resin ini terutama diproduksi dengan mereaksikan fenol (P) berlebih dengan formaldehida (F) dalam kondisi asam.Resin Fenolik Termoplastik dibuat melalui reaksi dua tahap: pertama, reaksi adisi, kemudian reaksi polikondensasi. Karena reaksi berlangsung dalam suasana asam, adisi sebagian besar menghasilkan pembentukan gugus monometilol pada posisi orto dan para pada cincin benzena (lihat Gambar 2). Tahap kedua, polikondensasi, terutama melibatkan dehidrasi monometilolfenol yang dihasilkan dengan monomer fenol. Lebih lanjut, dalam kondisi asam, laju reaksi polikondensasi jauh lebih cepat daripada reaksi adisi. Lebih lanjut, keberadaan fenol dalam sistem reaksi lebih besar daripada keberadaan formaldehida. Hal ini menyebabkan gugus hidroksimetil yang dihasilkan selama proses adisi bereaksi cepat dengan kelebihan fenol dalam sistem untuk membentuk makromolekul linear, sehingga mengakibatkan tidak adanya gugus fungsi hidroksimetil aktif dalam molekul produk reaksi. Rumus struktur ditunjukkan pada Gambar 4.2.2 Resin Fenolik Termoset (Resole) Resin fenolik termoseting (seperti Resin fenolik untuk bahan elektronik) merupakan produk antara yang relatif reaktif, disintesis dengan bereaksi selama periode waktu tertentu di bawah pengaruh katalis alkali dan panas pada rasio molar formaldehida terhadap fenol lebih besar dari 1. Oleh karena itu, jika proses sintesisnya tidak terkontrol, ia dapat dengan mudah bereaksi hebat, menyebabkan gelasi dan bahkan reaksi ikatan silang, yang pada akhirnya membentuk makromolekul yang tidak larut dan tidak dapat melebur. Proses sintesis resin fenolik termoset juga dibagi menjadi dua langkah. Tahap awal melibatkan reaksi adisi di mana gugus hidroksimetil terbentuk pada cincin benzena, khususnya pada posisi orto dan para, yang menghasilkan monometilolfenol. Karena aktivitas reaksi atom hidrogen aktif pada posisi orto dan para pada cincin benzena jauh lebih besar daripada gugus hidroksil pada gugus hidroksimetil dalam kondisi basa, gugus hidroksimetil yang dihasilkan tidak mudah terpolikondensasi. Atom hidrogen aktif pada cincin benzena dapat bereaksi dengan lebih banyak gugus hidroksimetil, yang menghasilkan dimetilol dan trimetilolfenol. Gambar 5 menunjukkan reaksi adisi ini. Selanjutnya, reaksi polikondensasi terjadi di mana gugus polimetilol bereaksi dengan atom hidrogen aktif pada monomer fenol. Hal ini menciptakan jembatan metina, atau gugus hidroksimetil mengalami dehidrasi untuk membentuk ikatan eter. Karena polikondensasi ini terus terjadi, resin fenolik resol bercabang terbentuk. Mekanisme pengerasan resin fenolik termoset cukup kompleks. Saat ini, teori yang paling diterima secara luas didasarkan pada gugus hidroksimetil aktif yang terdapat dalam struktur molekul resin fenolik termoset. Selama pemanasan, gugus hidroksimetil ini bereaksi dalam dua cara: dengan atom hidrogen aktif pada cincin benzena untuk membentuk ikatan metilen, atau dengan gugus hidroksimetil lainnya untuk membentuk ikatan eter. 3.Mekanisme Ikatan Resin Fenolik sebagai Pengikat Terdapat empat gagasan utama yang menjelaskan bagaimana perekat polimer merekatkan berbagai benda: interlock mekanis, difusi, tarikan elektronik, dan adsorpsi. Untuk sistem resin fenolik, interlock mekanis adalah kuncinya. Proses perekatan resin fenolik terjadi dalam dua langkah. Pada awalnya, resin akan masuk ke semua lubang kecil dan area yang tidak rata pada permukaan tempat resin tersebut terikat. Agar proses ini terjadi, resin harus mampu membasahi permukaan dengan baik. Selanjutnya, resin fenolik akan mengeras. Selama proses ini, molekul-molekul akan bergabung membentuk jaringan. Hal ini memungkinkan molekul-molekul resin untuk menempel pada lubang dan area yang tidak rata, menciptakan ikatan kuat yang menyatukan resin dan permukaan dengan erat. Situs web: www.elephchem.comWhatsApp: (+)86 13851435272Surel: admin@elephchem.com

Carbon foam, a functional carbonaceous material with a honeycomb structure, not only boasts excellent properties such as low density, high strength, oxidation resistance, and adjustable thermal conductivity, but also boasts excellent processability. Therefore, it can be used as a thermal conductor, insulator, catalyst carrier, biosolidifier, and absorber. It holds broad application prospects in military applications, energy-saving building insulation, chemical catalysis, biological wastewater treatment, and energy. Carbon foam can be sorted into two kinds—one that lets heat pass through easily (thermally conductive) and another that stops heat from passing through (thermally insulating). The difference lies in how much the original carbon material has been turned into graphite. Mesophase pitch and phenolic resin are two typical carbonaceous precursors for producing high- and low-thermal-conductivity carbon foams, respectively. Currently, both thermosetting and thermoplastic phenolic resins are high-quality carbonaceous precursors for producing low-thermal-conductivity carbon foam. Using phenolic resin as the raw material, a phenolic resin foam can be produced by adding a blowing agent and a curing agent and foaming at normal pressure. Carbon foam is then produced by high-temperature carbonization. The compressive strength of this carbon foam is below 0.5 MPa, which restricts how it can be used.   When Phenolic Resin 2402 is used as the raw material, the pores of the carbon foam produced at different foaming pressures are all nearly spherical (Figure 6). Since no foaming agent is added, the foaming process follows a self-foaming mechanism, whereby the matrix material undergoes a cracking reaction at a certain temperature, generating corresponding small molecular gases. As gases form, they gather and grow into pores. The viscosity, structure, volume, shape, and gas production rate of the base material change as cracking gas is produced. This means the structure of pores in carbon foam depends on the base material's viscosity, gas production rate, volume, how quickly its viscosity changes, and outside pressure within the foaming temperature range. At foaming temperatures between 300 and 425°C, 2402 phenolic resin makes lots of cracking gas (Figure 3(a)) and has low viscosity (<2×104Pa·s, Figure 4(d)). Because of this, surface tension causes the pores to be round. When the foaming pressure is 1.0 MPa, the low outside pressure causes bubbles to merge and grow, leading to larger pore sizes (500-800 μm). Also, the larger pores mean the carbon foam has thinner connections and many pores are close to becoming open cells (Figure 6(a)).   When the foaming pressure goes up to 3.5 MPa, the pore size of the carbon foam goes down (300-500 μm), the connections get thicker, and the pore structure is more consistent (Figure 6(b)). If the foaming pressure keeps increasing to 5.0 MPa, the pore size keeps going down, but the consistency of the pore structure starts to get worse (Figure 6(c)). At a foaming pressure of 6.5 MPa, the pore structure of the carbon foam keeps getting worse, but the pore density goes up (Figure 6(d)).   When the foaming temperature goes above 425°C, the viscosity of the 2402 phenolic resin quickly goes up. The foaming pressure clearly has an important impact on how consistent the pore structure is and how dense the carbon foam is. If the foaming pressure is less than the pressure inside the bubble, the cracking gas produced later can still overcome the base material's viscosity and keep gathering and growing in the already formed bubble. This results in a fairly consistent pore structure in the bubble, but no new bubbles will form. But, if the foaming pressure is high enough, the cracking gas produced later can only form new, smaller bubbles at the connections of the already formed bubbles or in the base material, which makes the pore structure of the foamed carbon worse and increases the pore density.   Conclusion (1) The way thermoplastic phenolic resin (resin for refractory) foams is based on its own reaction. How well it foams depends on the conditions (pressure, temperature, and time). It's also influenced by how the molecules interact, considering their size, distribution, how they lose weight when heated, and how their viscosity changes with temperature. Viscosity and temperature are key. (2) When heated to 300-420°C, 2402 Phenoic formaldehyde resin breaks down fast, making a lot of gas. If the material's viscosity is below 2×104 Pa·s at this point, the resulting foamed carbon has good bubbles that are round and evenly spaced. (3) Lower pressures when foaming help make foamed carbon with consistent pores. Higher pressures stop the gas from clumping together and getting bigger, which causes more bubbles to form. This makes the pore structure uneven and increases how many bubbles there are.   Website: www.elephchem.com Whatsapp: (+)86 13851435272 E-mail: admin@elephchem.com