UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE

Disciplina: Física dos Polímeros

Alunos: Caio Vinícius e Érick Stéfano

Curso: Engenharia de Materiais

Natal/RN

Novembro - 2010.2

Introdução

Síntese/Reação de resinificação das resinas fenol-formaldeído.

Processo de polimerização

Tipos de resinas fenólicas:

• Resol x Novolac

Propriedades

Tipos de enchimento

Processamento

Aplicações

•Resina fenólica, ou resina fenol-formaldeído, é umpolímero termofixo reticulado resultante da reaçãoentre fenóis e soluções de formaldeídos (formalin)

• Fenóis:

• Formaldeído:

O que é?

Introdução

•Primeiro polímero termofixo produzidosinteticamente de uso comercial.

•Começou a se estudar no século XX por Adolph Bayere em 1902 foi utilizado como substituto da Goma-laca,porém seu uso não foi efetivo.

•As resinas fenólicas se popularizaram apenas em 1910por Leo H. Baekland que criou a mundialmenteconhecida baquelite.

•Segunda maior produção mundial de polímerostermofixos, atrás somente do poliuretano.

Histórico

Introdução

Síntese/Reação de resinificação

•A reação inicia pela ativação do anel benzênico devido à hidroxilaao mesmo tempo em que um grupo metilol ataca o núcleo do anelbenzênico na posição orto e/ou para.

Funcionamento

•Estágio A

•Estágio B

•Estágio C

Estágios da reação fenol-formaldeído

+

CH2-OH+

H

+

H+ +

ou

Síntese/Reação de resinificação

•Os produtos iniciais são principalmente álcooise a resina tem cadeia linear, é termoplástica esolúvel em solventes inorgânicos

Estágio A

H HCH2

Síntese/Reação de resinificação

•Aumento na condensação e no número deligações cruzadas, como consequênciacrescimento na massa molecular e viscosidade,além de abaixamento na solubilidade.

Estágio B

CH2

CH2-OHGrupo metilol

+

CH2

CH2 CH2

Síntese/Reação de resinificação

•Aumento considerável no número de ligações cruzadas.

•A resina torna-se infundível e insolúvel

Estágio C

Processo de polimerização

•As resinas são produzidas pela reaçãode policondensação envolvendo fenóise formalin (solução aquosa de 40% deformaldeído).

•A depender das razões entre fenol eformalin são estabelecidos dois tipos deresinas fenólicas:

•Resol

•Novolac

O processo

Processo de polimerização

•Catalisado por bases (amônia, carbonato de sódio ouhidróxido de sódio) a 100°C.

•Com proporção de 1:1 a 1:5 por mol de fenol para cadaformaldeído.

•Estágio B de resinificação predominante e mais rápidoque os demais, por isso a baixa concentração de ligaçõescruzadas.

•Vida curta: menos de 6 meses geralmente.

•Não precisam de agentes de cura, apenas calor.

Resol

Estágio B

Processo de polimerização

•Catalisado por ácidos (ácido oxálico, ácido sulfúrico, ácidoclorídrico, ácido metanóico ou ácidos sulfobenzênicos).

•Com proporção de 1:0.8 por mol de fenol para cada formaldeído.

•Presença de hexametilenotetramina (HEXA), pois ao ser aquecidose decompõe e fornece grupos metil para aumentar a densidadede ligações cruzadas.

•Prolongamento do tempo de cura, ou seja, maior densidade deligações cruzadas.

•Vida útil infinita.

Novolac

Estágio de

prepolimerização HEXA

Processo de polimerização

•Resóis são produzidas por catalisadores básicos, enquantonovolacs são, por catalisadores ácidos.

•Resóis são produzidas via Estágio B, enquanto na novolac há oprocesso de prepolimerização.

•Nos resóis o formalin se transforma numa solução de metilol,enquanto no novolac o formalin não se transforma em metilol.

•Resol tem curta vida útil, enquanto o novolac possui vida útilinfinita.

•No resol há a liberação de água após a reação, enquanto nanovolac há a liberação de amônia.

•A novolac é duas vezes mais estável dimensionalmente que aresol.

•Resóis são tipicamente usadas como fundentes e resinas deligação, enquanto as resinas moldadas são feitas por novolacs.

•Resóis são usualmente líquidas, enquanto novolacs são sólidas.

Diferença entre resinas fenólicas resol e novolac

Propriedades

• São tipicamente opaca, com colorações que variam do marrom aopreto;

• Fácil de moldar;

• Boa estabilidade dimensional;

• Alta resistência mecânica e a fluência;

• Boa resistência térmica, elétrica e química;

• Baixa absorção de água;

• São usináveis.

Principais propriedades

Propriedades

• Pó de madeira;

• Celulose;

• Cargas minerais;

• Sílica;

• Fibra de vidro;

• Fibras naturais e sintéticas;

• Fibras de poliaramida;

Tipos de enchimento

MDF

Processamento

• Moldagem por compressão;

• Moldagem por injeção;

• Moldagem e transferência;

• Fundição.

Principais métodos:

Processamento

Moldagem por compressão

Processamento

Moldagem por injeção

Processamento

Moldagem por transferência

Aplicações

Adesivos

Materiais isolantes

Aplicações

Materiais de fricção

Aplicações

Materiais de revestimento e estruturais

Aplicações

Composição em aglomerados

Fibras de vidro

Algodão

Papel

Madeira

Referências

•Handbook of Thermoset Plastics, 2nd Ed., Second Edition (Plastics & Elastomers) by Sidney W. Goodman

Livros

• http://en.wikipedia.org/wiki/Phenol_formaldehyde_resin

• http://www.pucrs.br/quimica/professores/arigony/formaldeido.html

• http://www.ebah.com.br/apostila-sobre-placa-de-circuito-impresso-doc-doc-a9210.html

• http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0104-66322004000200015

Sites