酚醛塑料
酚醛塑料
酚醛塑料phenolic plastics 以酚醛樹(shù)脂為基材的塑料。
英文名稱:Phenol-Formaldehyde(PF)
比重:1.5-2.0克/立方厘米 成型收縮率:0.5-1.0% 成型溫度:150-170℃
物料性能 酚醛塑料是一種硬而脆的熱固性塑料,俗稱電木粉。機(jī)械強(qiáng)度高,堅(jiān)韌耐磨,尺寸穩(wěn)定,耐腐蝕,電絕緣性能優(yōu)異。 適于制作電器、儀表的絕緣機(jī)構(gòu)件,可在濕熱條件下使用
成型性能 1.成型性較好,但收縮及方向性一般比氨基塑料大,并含有水分揮發(fā)物。成型前應(yīng)預(yù)熱,成型過(guò)程中應(yīng)排氣,不預(yù)熱則應(yīng)提高模溫和成型壓力。
2.模溫對(duì)流動(dòng)性影響較大,一般超過(guò)160度時(shí),流動(dòng)性會(huì)迅速下降。
3.硬化速度一般比氨基塑料慢,硬化時(shí)放出的熱量大。大型厚壁塑件的內(nèi)部溫度易過(guò)高,容易發(fā)生硬化不均和過(guò)熱。
酚醛塑料的性能
?、蔽锢硇阅?br />
?、懦尚褪湛s率:酚醛樹(shù)脂的成型收縮率,由許多因素決定,如樹(shù)脂的組成、填料種類、水分含量、成型條件等。
填料收縮率%玻璃纖維
石棉+云母
石棉
木粉+石棉
木粉、紙屑、布屑
合成纖維0.05~0.2
0.2~0.4
0.3~0.5
0.5~0.6
0.6~0.8
1~1.4⑵耐熱性:從實(shí)用角度考慮,各種填料的酚醛塑料的使用溫度分別是:無(wú)機(jī)填料160℃;有機(jī)填料140℃;玻璃纖維和石棉填料的最高使用溫度達(dá)170~180℃。
?、矞囟群蜐穸葘?duì)機(jī)械強(qiáng)度的影響
把各種填料酚醛塑件放在200℃環(huán)境中,經(jīng)1000小時(shí)后的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度比較:用玻纖增強(qiáng)的塑件受溫度的影響極小。木粉填料的酚醛塑料件在90~100℃時(shí),拉伸強(qiáng)度急速降低,而石棉填料,則變化不大。
酚醛塑料中的水氧基對(duì)水的親和性強(qiáng),容易吸濕。塑件吸濕后體積膨脹,產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,會(huì)翹曲變形。一般吸濕3%,彎曲強(qiáng)度要降低25%左右。隨著含水率增加,沖擊強(qiáng)度逐漸提高,而拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度則明顯降低。
?、硿囟群蜐穸葘?duì)電性能的影響
酚醛塑料的電性能根據(jù)樹(shù)脂和填料種類含量的不同,有較大的變化。而受濕度和溫度影響時(shí),絕緣性能的變化更大。
酚醛樹(shù)脂的電絕緣性能同機(jī)械強(qiáng)度降低的傾向是一致的。塑料的絕緣能力能間接地反映出機(jī)械強(qiáng)度。但是塑料的體積電阻不遵守次規(guī)律,往往機(jī)械強(qiáng)度已降低50%,而體積電阻還未出現(xiàn)下降趨勢(shì)。試驗(yàn)證明,石棉和玻纖填料的酚醛塑件,在150℃以上的高溫中能長(zhǎng)期維持穩(wěn)定的電性能和機(jī)械性能。
酚醛塑料的吸濕量同填料的種類直接有關(guān)。把各種酚醛塑件放在24℃水中浸漬,吸水量分別為:石棉填料1.2%,短纖維填料5.4%,布屑填料6.8%,木粉填料8.4%。當(dāng)含水率在2~3%之間時(shí),電性能變化不太大,如果達(dá)到5%以上時(shí),則電性能迅速下降。
?、礈囟群蜐穸葘?duì)尺寸穩(wěn)定性的影響
雖然酚醛塑件的尺寸穩(wěn)定性好,蠕變極微小,這僅僅是指同其他塑料比較而言。但是它受濕度和溫度影響后也會(huì)發(fā)生若干尺寸變化的,這對(duì)高精度的機(jī)械零件來(lái)說(shuō),必須了解其使用環(huán)境同尺寸變化的關(guān)系。
在低溫干燥的冬季收縮比較厲害,在高溫濕的夏季收縮較少,甚至膨脹,這種現(xiàn)象稱為塑件的呼吸。酚醛塑件的呼吸同塑料中排出水分或從外部吸濕有密切關(guān)系。在相對(duì)濕度為100%,溫度為50℃的濕熱條件下,塑件尺寸達(dá)到平衡的時(shí)間只有室溫狀態(tài)下的一半。含水量0.1% 的材料成型塑料,其尺寸穩(wěn)定性很差。溫度達(dá)到150℃,酚醛塑件收縮趨向平衡,溫度再往上升時(shí),塑件又會(huì)繼續(xù)收縮。
⒌耐腐蝕性
不含填料的純酚醛樹(shù)脂幾乎不受無(wú)機(jī)酸侵蝕,不溶于大部分碳?xì)浠衔锖吐然铮膊蝗苡谕鸵掖肌5荒蜐饬蛩?、硝酸、高溫鉻酸、發(fā)煙硫酸、堿和氧化劑等腐蝕。酚醛塑料也同樣具有上述的特性,但是研究其耐腐蝕性能時(shí),還須把填料的耐腐蝕性一并考慮進(jìn)去。
不同填料酚醛塑料(PF)的性能
性能鑄塑制品
?。o(wú)填料)模塑料木粉填充碎布填充礦粉填充相對(duì)密度
拉伸強(qiáng)度/MPa
彎曲強(qiáng)度/MPa
剪切強(qiáng)度/MPa
壓縮強(qiáng)度/MPa
缺口沖擊強(qiáng)度/(Kj/m2)
線膨脹系數(shù)/(×10-5K-1)
介電常數(shù)
介電強(qiáng)度/(kV/mm)
體積電阻率/Ω·cm1.34
28~70
49~84
42~56
70~175
1~3.25
3~8
4
8~12
1012~10141.35~1.4
35~56
56~84
56~70
105~245
0.54~2.7
3~6
5~15
4~12
109~10121.34~1.38
35~56
56~84
70~105
140~224
1.66~16.6
2~6
5~10
4~10
108~10101.9~2.0
21~56
56~84
28~105
140~224
1.36~8.15
2~6
5~10
4~10
109~1012酚醛塑料的改性
酚醛塑料的主要缺點(diǎn)是性脆、耐電弧性差,介電性能隨頻率的變化而改變等缺點(diǎn),所以在生產(chǎn)的應(yīng)用中,則采用改性的方法來(lái)彌補(bǔ)酚醛樹(shù)脂的不足。采用酚醛樹(shù)脂(主要是熱塑性的)和其他類型高聚物混合應(yīng)用可以改善酚醛塑料的性能。常用的高聚化合物有:聚酰胺樹(shù)脂、聚氯乙烯樹(shù)脂、丁腈橡膠、聚丙烯樹(shù)脂等。例如與聚氯乙烯混合后能使其機(jī)械強(qiáng)度、耐熱性、介電性、耐酸性、耐水性等方面獲得提高,且有較好的著色性。以酚醛樹(shù)脂和丁腈橡膠為基礎(chǔ)制成的電木粉可以大大提高制件的沖擊強(qiáng)度。以酚醛樹(shù)脂與聚酰胺樹(shù)脂和無(wú)機(jī)填料(如云母與長(zhǎng)石)的混合物所制造的電木粉具有更高的介電性能,其制件能夠在高溫度、高頻率、高壓的條件下使用。
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