فنولیک

فنولیک از دسته عایق های آلی سلولی بسته و صلب بوده و ترکیب شیمیایی آن فنول (اسید کربنیک - C6H5OH)به اضافه افزودنی های گدازآور (گاز ساز برای ا یجاد ساختار سلولی و فومی) میباشد.
این نوع عایق نیز، در تخته های بسیار بزرگ تولید شده و سپس به شکل دلخواه بریده می شود. می توان به راحتی از آنها شکل های پیچیده مناسب برای والوها و اتصالات تهیه نمود.
عمده کاربری های این نوع عایق در تانک ها و مخازن، لوله ها و کانال ها به خصوص کاربری های تحت دمای پایین تر از محیط، می باشد.
فنولیک دارای پایین ترین ضریب انتقال حرارت (بالاترین مقاومت حرارتی) در بین عایق های پلیمری است.
 
کاربری عایق های فنولیک
-توان از عایق های فنولیک به جای عایق های پلی یورتان و پلی ایزوسیانورات در جاهایی که استانداردهای آتش سوزی بالا مد نظر باشد، استفاده نمود.
-در عایق کاری خطوط سرد، تانک ها و مخازن و سیستم های cryogenic
-مناسب برای مصارف خانگی، بیمارستان ها، صنایع غذایی
-مناسب برای سیستم های تهویه و HVAC
-به دلیل مقاومت حرارتی بسیار بالا، می توان فنولیک را در لایه های بسیار نازک استفاده نمود و درنتیجه فنولیک عایقی ایده آل برای عایق کاری مکان هایی با فضای کم می باشد.
-استفاده در ساندویچ پنل
 
مزایای عایق های فنولیک  
-مقاومت حرارتی بسیار خوب (پایین ترین نرخ انتقال حرارت در میان عایق های آلی – پلیمری)
-مقاوم در مقابل آتش سوزی و نرخ انتشار دود بسیار پایین
-بی بو و غیر سمی
-مقاومت در مقابل رطوبت بسیار خوب
-مقاوم در مقابل خوردگی و آلودگی های بیولوژیکی، قارچی و میکروبی
-چگالی های متنوع و مختلف
-سادگی نصب و استفاده
-سازگاری با محیط زیست و اوزون و بدون CFC و HCFC
 
معایب عایق های فنولیک
-عدم مقاومت بالا در مقابل اسیدها، اکسدکننده ها و حلال های قوی – البته در مقابل اسیدها و حلال های ضعیف و موادی چون بنزن، اتانول، استون و کربن تترا کلراید مقاوم است.
-هرچند فوم فنولیک در حالت عادی هیچ خطری برای سلامتی ندارد، اما ترکیب فنول که در پروسه ساخت فوم فنولیک استفاده می شود، بسیار سمی است و تمهیدات بسیار سختی در تولید فوم فنولیک باید رعایت شوند.
-گرچه فوم فنولیک مقاوم در مقابل خوردگی است، اما خود باعث خوردگی لوله های فولادی می شود. معمولا برای جلوگیری از خوردگی لوله توسط فنولیک، قبل از عایق کاری لوله رنگ می شود.
 
رزینهای فنولیک از واکنش تراکمی فنلها و فرم آلدهید تهیه میشوند. مکانیزم واکنش بین فنل و فرم آلدهید هنوز بطور کامل شناخته شده نیست. با این وجود این مشخص است که واکنش شروع توسط فعال شدن حلقه بنزنی با گروههای هیدروکسیل مانند متیلول صورت میگیرد. در واکنش فنل-فرم آلدهید سه مرحله اصلی وجود دارد:
A مرحله : اغلب محصولات اولیة تراکم، الکلها هستند. رزین در این مرحله، گرمانرم است و در حلالهای غیر آلی (معدنی) حل میشود.
B مرحله :پیشرفت بیشتر واکنش تراکمی و شبکهای شدن جزئی به همراه افزایش جرم مولکولی و ویسکوزیته و کاهش انحلال. در این حالت رزین پخت کامل نشده و گرمانرم و ذوب میشود ولی به هنگام سرد شدن، سخت و شکننده میشود.
C مرحله : میزان پلیمریزاسیون و شبکهای شدن بسیار زیاد است. رزین غیر قابل ذوب و انحلال میباشد.
این واکنش دو نوع رزین فنولیک تولید میکند که رزول و نوالاک نامیده میشوند. رزینهای رزول در حضور یک کاتالیست قلیایی مانند آمونیاک، کربنات سدیم یا هیدروکسید سدیم تولید میشوند. واکنش پخت محصول توسط گرما دادن در یک قالب با دمای بالاتر از نقطه ژل قابل انجام است. رزینهای رزول دارای گروههای فعال متیلول و هیدروکسیل هستند.
در دمای بالاتر، رزولها بدون افزودن عامل پخت، مولکولهای بزرگتر و با شبکه‌های متیلنی تشکیل میدهند. در این حالت واکنش فنل- آلدهید یک نوع واکنش تراکمی است چون آب به عنوان محصول جانبی خارج میشود.
پلیمریزاسیون فنل- فرم آلدهید به رزین نوالاک با حضور یک کاتالیست اسیدی انجام میشود. اسید اکسالیک و اسید سولفوریک دو کاتالیست مرسوم در این واکنش هستند. معمول است که نسبت فنل به فرم آلدهید ۱ به ۸ /۰ باشد، محصول مذاب حاصل سرد میشود و به تدریج شیشهای میگردد. این ماده شیشهای به دقت خرد شده، پودر حاصل با کاتالیست پخت هگزامتیلن تترامین (HMTA )، فیلر و تقویت کننده مخلوط میگردد تا یک ترکیب قالبگیری بدست آید.
رزینهای فنولیک معمولا کدر هستند و رنگ آنها از کهربایی (amber) کم رنگ و قهوهای تیره تا سیاه تغییر میکند. رنگ تیره رزینهای فنولیک کاربرد آنها را محدود میکند. رزینهای فنولیک در اشکال پولک، فیلم مایع و پودر موجودند.
رزینهای فنولیک جزء رزینهای با کاربرد عمومی محسوب میشوند ولی میتوان آنها را برای سازههای مهندسی آمیزهسازی نمود. فنولیکها دومین رتبه را در رزینهای گرما سخت پر مصرف دارا هستند.
رزینهای فنولیک بدون فیلرها شکننده هستند و کاربرد فیلرها و سایر افزودنیها به منظور ایجاد خواص مطلوب در آنها عادی است. رزینهای فنولیک بدلیل تفاوتهای فیزیکی و شیمیایی اجزاء خواص متنوعی را در بر میگیرند. برخی از انواع رزینهای فنولیک عبارتند از:
- گرید کاربرد عمومی(پر شده با خرده چوب)
- گرید Non Bleeding رزول مایع، پر شده با شیشه
- گرید مقاوم دربرابردما(پر شده با میکا و مواد معدنی)
- گرید مقاوم در ضربه(پر شده با سلولز،لاستیک،شیشه و الیاف)
- گریدویژه یا الکتریکی(پر شده با میکا و شیشه)
رزینهای قالبگیری فنولیک از نوالاک ساخته میشوند اگر چه رزول نیز در برخی موارد بکار میرود. خواص رزینهای قالبگیری فنولیک عبارتند از:
- سهولت قالبگیری
- پایداری ابعادی بسیار خوب و دقیق
- مقاومت در برابر خزش
- مقاومت بالا در برابر تغییر شکل
- مقاومت حرارتی خوب
- مقاومت الکتریکی خوب
- مقاومت شیمیایی خوب
- مقاومت در برابر شرایط آب و هوایی خوب
- جذب آب پایین
- کیفیت مناسب در ماشینکاری
کاربردهای مرسوم از این مواد عبارتند از: سازه های عایق برای ولتاژ بالا، چرخ دنده ها،water lubricater bearing ، مغزی میز دکوری.
از دیگر کاربردهای رزینهای فنولیک، ساخت فوم است. البته فوم فنولیک در مقایسه با فوم پلی پورتان و پلی استایرن، گرانتر است ولی بدلیل خود خاموش کن بودن و سمیت پایین گازهای حاصل از سوختن، خواص برتری دارد.
دسته دیگری از رزینها با نام آمینو رزین نیز میتوانند همراه رزینهای فنولیک دسته بندی شوند. این رزینها کم مصرفند. رنگ سفید آنها باعث طرح امکان جایگزینی بجای فنولیکها شد. رزینهای فنولیک بدلیل تیرگی رنگ، فقط در ساخت قطعات تیره کاربرد دارند.
رزینهای آمینو، گرما سختهایی هستند که از واکنش گروه آمینو یک ماده با فرم آلدهید ساخته میشوند. دو آمینوی معروف و مرسوم اوره و ملامین و رزینهای حاصل اوره-فرم آلدهید و ملامین- فرم آلدهید میباشند.
در مقایسه با فنولیکها رزینهای اوره- فرم آلدهید ارزانترند و رنگ آنها روشنتر است. همچنین مقاومت آنها در برابر ترک خوردگی الکتریکی بیشتر است ولی مقاومت حرارتی کمتری دارند.
محدوده کاربرد فیلرها معمولا محدود به فیلرهای سفید کننده برای پودر چوب و الیاف خرد سلولز و نیز امکان کاربرد تقویت کنندههای معدنی یا لیفی است.
رزینهای ملامین فرم آلدهید در مقایسه با فنولیکها و اوره-فرم آلدهید عملکرد بهتری دارند ولی گرانترند. ویژگیهای مطلوب آنها عبارتند از: جذب آب پایین، مقاومت حرارتی و لکه پذیری، سختی و عایق الکتریکی.