Resina Fenólica, Notas de estudo de Engenharia de Materiais

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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.

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

• Primeiro polímero termofixo produzido sinteticamente de uso comercial.
• Começou a se estudar no século XX por Adolph Bayer e em 1902 foi utilizado como substituto da Goma-laca, porém seu uso não foi efetivo.
• As resinas fenólicas se popularizaram apenas em 1910 por Leo H. Baekland que criou a mundialmente conhecida baquelite.
• Segunda maior produção mundial de polímeros termofixos, atrás somente do poliuretano.

Histórico

Introdução

Síntese/Reação de resinificação

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

Funcionamento

• Estágio A
• Estágio B
• Estágio C

Estágios da reação fenol-formaldeído

CH 2 -OH

H

• +^ H

ou

Síntese/Reação de resinificação

• Aumento na condensação e no número de

ligações cruzadas, como consequência

crescimento na massa molecular e viscosidade,

além de abaixamento na solubilidade.

Estágio B

CH 2

CH 2 -OH Grupo metilol

CH 2

CH 2 CH 2

Síntese/Reação de resinificação

• Aumento considerável no número de ligações cruzadas.
• A resina torna-se infundível e insolúvel

Estágio C

Processo de polimerização

• Catalisado por bases (amônia, carbonato de sódio ou hidróxido de sódio) a 100°C.
• Com proporção de 1:1 a 1:5 por mol de fenol para cada formaldeído.
• Estágio B de resinificação predominante e mais rápido que os demais, por isso a baixa concentração de ligações cruzadas.
• 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, ácido clorídrico, 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 aquecido se decompõe e fornece grupos metil para aumentar a densidade de ligações cruzadas.
• Prolongamento do tempo de cura, ou seja, maior densidade de ligações cruzadas.
• Vida útil infinita.

Novolac

Estágio de prepolimerização (^) HEXA

Propriedades

• São tipicamente opaca,

com colorações que

variam do marrom ao

preto;

• 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

Processamento

Moldagem por injeção

Aplicações

Adesivos

Materiais isolantes

Aplicações

Materiais de fricção