4.3. Отверждение резольных смол.

Резольные смолы обычно отверждают путем нагрева. Поскольку при отверждении происходит фактически продолжение поликонденсации, резолы часто называют одностадийными смолами. Различают 3 этапа отверждения резольных смол:

- А (начальныйэтап) образуется продукт–резол;

- В (промежуточный) образуется продукт – резитол;

- С (конечный) образуется продукт – резит.

На этапеА смола плавится и может растворяться, на стадии В – смола находится в резинообразном состоянии, сохраняет способность набухать в растоврителе, но не растворяться, а на стадии С она превращается в твердый материал, который не набухает и не растворяется, а при нагреве лишь частично размягчается.

При отверждении резольных смол наиболее существенную роль играют реакции конденсации, приводящие к образованию метиленовых мостиков между фенольными ядрами:

1. + Н₂О

Наряду с этим при 80 ÷160 ⁰С метилольные группы взаимодействуют между собой с образованием диметиленэфирных мостиков, которые при более высоких температурах превращаются в метиленовые мостики.:

2. → ---СН₂--- + Н₂0.

В присутсвтвии воды протекают также ионные реакции, а после ее испарения – преимущественно свободнорадикальные реакци, приводящие к распаду диметиленэфирных мостиков. При нагревании выше 170 ⁰С. смолы окрашиваются в красно-коричневый цвет.

Резольнгые смолы можно отверждать не только при нагревании, но и при конматной температуре. Однако для этого необходимо использовать кислотный катализатор (n- толуол сульфокислоту, НCl и др.), который обычно вводится в количестве 10 ÷ 30 % от массы смолы. При этом реакция сопрвождается выделением значительного количества тепла. Отверждение в присутствии кислот происходит с гораздо большей скоростью, чем термическое, однако эксплуатационные свойства образующихся полимеров невысоки.

4.4. Отверждение новолачных смол.

В отличие от резольных смол, способных отверждаться при нагревании, т.е. являющихся термореактивными,новолачные смолы являются термопластичными(плавятся при нагревании без образования сетчатого полимера). Поэтому для их отверждения в них обязательно вводят специальные вещества - отвердители, которые способны образовывать метиленовые мостики между фенольными ядрами.

Как правило в качестве отвердителей используют:

• гексаметилентетрамин (уротропин «гекса») (СН₂)₆N₄;

• В отдельных случаях в качестве отвердителя используется параформ – низкомолекулярный параформальдегид или полиметиленоксид ([-CH₂-O-]_n, n=8:12.

Уротропин обычно вводят в новолачную смолу в количестве 6 Уротропин обычно вводят в новолачную смолу в количестве 6 ÷ 14 масс.%. На начальных стадиях отверждения новолаков в присутствии уротропина происходит его термический распад и образование диметилен- или триметиленаминных мостиков между молекулами олигомера:

При дальнейшем повышении температуры вначале разрушаются триметиленаминные , а затем диметиленаминные мостики. Распаду метиленаминных связей способствует, кроме температуры, еще и содержащийся в новолаке фенол. Эти превращения сопровождаются выделением аммиака, метиламинов и других соединений. В результате образуются преимущественно метиленовые мостики между молекулами олигомеров. Появляются также термостабильные азометиновые связи -(СН=N-СН₂)-, вследствие чего отвержденный новолак (резит) окрашен в желтый цвет и всегда содержит остаточный азот.

Новолачные смолы отверждаются в те же три стадии, что и резольные, но значительно быстрее их. Резольные смолы могут значительно дольше находиться в вязкотекучем состоянии, поэтому их используют при создании слоистых пласитиков – они более технологичны, а новолачные при получении пресспорошков.

Резолы и новолаки резко отличаются по своим свойствам в исходном состоянии и в процессе отверждения, но мало различаются по структуре и свойствам в отвержденном состоянии.