Cel ćwiczenia: Celem ćwiczenia jest otrzymanie żywicy fenolowo-formaldehydowej.

Wstęp teoretyczny:

Tworzywa sztuczne- materiały niemetaliczne, przetwarzane w wyroby użytkowe metodami obróbki plastycznej (prasowanie, wytłaczanie), odznaczające się właściwościami plastycznymi w warunkach przetwórstwa, a nie mające tych właściwości w warunkach użytkowania.

Klasyfikacja tworzyw sztucznych

1. w zależności od rodzaju związku wielkocząsteczkowego użytego do produkcji tworzywa:

• tworzywa sztuczne polimeryzacyjne

• tworzywa sztuczne kondensacyjne

• tworzywa sztuczne poliaddycyjne

2. w zależności od właściwości użytkowych i technologicznych:

• Elastomery-tworzywa, które podczas rozciągania w temperaturze pokojowej wydłużają się ponad 100%.

• Plastomery-tworzywa, które podczas rozciągania w temperaturze pokojowej rozciąganie ich nie przekracza 100%.

W grupie plastomerów wyróżnić można wyróżnić tworzywa:

• termoplastyczne

• termoutwardzalne

• chemoutwardzalne

3. w zależności od zachowania się w płomieniu:

• niepalne- teflon, PTFE

• palne, ale gasnące po wyjęciu z płomienia-fenoplasty, polichlorek winylu, poliwęglany, poliestry

• płonące po wyjęciu z płomienia- żywice epoksydowe, polioctan winylu

Do przetwórstwa na wyroby użytkowe używa się zwykle tworzyw w postaci:

• Żywice - stosowne do bezpośredniego przetwórstwa lub stanowią surowiec wyjściowy do wytwarzania tłoczyw, laminatów, farb i lakierów, klejów i kitów. Dostępne są w postaci cieczy o różnej konsystencji, najczęściej gęstopłynnej.

• Tłoczywa- półprodukty do formowania wyrobów użytkowych z tworzyw sztucznych pod ciśnieniem i w podwyższonej temperaturze. Otrzymuje się je z żywic z dodatkiem wypełniaczy i innych środków pomocniczych. Występują jako granulki, proszek, krajanki lub skrawki tekstylne nasycone żywicą.

• Półfabrykanty- dostępne w postaci folii, płyt, bloków, rur, prętów, węży.

• Laminaty (wyroby warstwowe)- utworzone z wielu warstw nośnika, złączonych w całość za pomocą żywicy. W charakterze nośnika stosuje się najczęściej tkaniny z włókna szklanego, tkaniny bawełniane lub papier. Do nasycenia tych nośników stosuje żywice poliestrowe, epoksydowe.

Żywica fenolowo-formaldehydowa- związki wielkocząsteczkowe polikondensacyjne. Polikondensacje można przeprowadzić w środowisku kwaśnym i zasadowym.

W przypadku zastosowania katalizatora zasadowego przy nadmiarze formaldehydu 1,5:1 w stosunku do fenolu można wyróżnić nas tepujące etapy polikondensacji:

• Rezol lub bakelit A- kondensat o budowie liniowej, rozpuszczalny w alkoholu oraz topliwy w podwyższonej temperaturze

• Rezitol lub bakelit B- polikondensat rozgałęziony, nierozpuszczalny, pęczniejący w alkoholu, nietopliwy i w podwyższonej temperaturze posiada gumowatą konsystencje.

• Rezit lub bakelit C- polikondensat przestrzenny, nierozpuszczalny i nietopliwy.

W środowisku kwaśnym proces prowadzi się z niedomiarem aldehydu. Otrzymuje się nowolak. Jest to produkt topliwy i rozpuszczalny w alkoholu.

Wykonanie ćwiczenia:

1. Do suchej Erlenmajerki o pojemności 100cm³, zaopatrzonej w powietrzną chłodnicę zwrotną odważyć 10g fenolu i dodać 13cm³ formaliny i 7,5cm³ 25% wody amoniakalnej.

2. Erlenmajerkę umieszczamy na łaźni wodnej doprowadzonej do lekkiego wrzenia i zawartość ogrzewać przez około 30 minut do uzyskania gęstej masy (rezolu).

3. Warstwę wodną oddzielić od żywicy przez dekantację, a żywicę rozpuścić w 10cm³ etanolu.

4. Wysycić materiał warstwowy alkoholowym roztworem rezolu i w podwyższonej temperaturze odparować rozpuszczalniki wodę z równoczesnym uzyskaniem rezitolu.

5. Wcześniej przygotowane arkusiki wysycić roztworem rezolu i umieścić w suszarce o temperaturze80^°C na okres ok.30 minut dla przemiany rezolu w rezitol.

6. Przeprowadzić utwardzanie żywicy do rezitu w sprasowanych uprzednio warstwach.

Właściwości otrzymanego laminatu:

• Otrzymany laminat jest barwy żółtej.

• Posiada charakterystyczny drażniący zapach.

• Laminat jest sztywny i twardy.

• Trudno go złamać.

• Jest odporny mechanicznie.