resina fenólica
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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 - 2010.2
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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
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•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
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•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
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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
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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
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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
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Síntese/Reação de resinificação
•Aumento considerável no número de ligações cruzadas.
•A resina torna-se infundível e insolúvel
Estágio C
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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
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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
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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
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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
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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
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Propriedades
• Pó de madeira;
• Celulose;
• Cargas minerais;
• Sílica;
• Fibra de vidro;
• Fibras naturais e sintéticas;
• Fibras de poliaramida;
Tipos de enchimento
MDF
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Processamento
• Moldagem por compressão;
• Moldagem por injeção;
• Moldagem e transferência;
• Fundição.
Principais métodos:
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Processamento
Moldagem por compressão
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Processamento
Moldagem por injeção
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Processamento
Moldagem por transferência
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Aplicações
Adesivos
Materiais isolantes
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Aplicações
Materiais de fricção
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Aplicações
Materiais de revestimento e estruturais
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Aplicações
Composição em aglomerados
Fibras de vidro
Algodão
Papel
Madeira
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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