Phenolharz (PF)

Was bedeutet Phenolharz (PF)?

Phenolharz, auch als Phenol-Formaldehyd-Harz (PF) bekannt, ist ein synthetisches Harz, das durch die Polymerisation eines Phenols (C6H5OH) und eines Formaldehyds (CH2C=O) hergestellt wird. Das Polymer besteht aus sich wiederholenden Einheiten von –[(C6H3OH)-CH2]- mit Methylen (-CH2-)-Verknüpfungen, die Kohlenstoffpositionen mit der phenolischen Hydroxidgruppe (-OH) verbrücken.

Es gibt zwei Arten von Phenolharzen, Phenolnovolakharze und Phenolresolharze, abhängig von den Bedingungen, die zur Erzeugung des Polymers verwendet werden. Phenolische Novolakharze werden weiter mit einem Vernetzer modifiziert, damit sie aushärten. Beide Typen sind bekannt für ihre hohe Chemikalien- und Wasserstabilität sowie Temperaturstabilität über 300 °C (572 °F). Einige Phenolharze können Temperaturen von bis zu 550 °F standhalten. Viele haben sich als unempfindlich gegen Kondensation erwiesen.

Phenolharze können genau als die ersten Polymerprodukte angesehen werden, die kommerziell aus einfachen Verbindungen mit niedrigem Molekulargewicht hergestellt wurden, da sie zu dieser Zeit die ersten synthetischen Harze waren, die ausgebeutet wurden.
Phenolharze werden in einer Vielzahl von Industrieprodukten sowie in großem Umfang bei der Herstellung von Leiterplatten verwendet. Aufgrund seiner großen Härte werden PF-Harze häufig zur Herstellung von Produkten wie Billardkugeln, chemisch beständigen Arbeitsplatten, Leiterplatten und anderen Platten verwendet. In anderen Fällen sind PF-Harze nützlich für Laminierungen und als Bindemittel für Teile wie Bremsbeläge. Sie finden häufig Anwendungen als Beschichtungen und Klebstoffe.

Faust erklärt Phenolharz (PF)

Phenolharze enthalten viele wünschenswerte Eigenschaften, wie z. B. hohe mechanische Festigkeit, Ausdehnungsstabilität und Wärmebeständigkeit, sowie eine hohe Beständigkeit gegenüber verschiedenen Säuren, Getränken und mehreren Lösungsmitteln.

Klebkraft

Phenolharz wird hauptsächlich als Bindemittel verwendet. Phenolharz dringt leicht in die Struktur vieler organischer und anorganischer Füllstoffe und Verstärkungen ein und haftet daran, was es zu einem geeigneten Kandidaten für verschiedene Endanwendungen macht. Eine kurze Wärmeeinwirkung zur Vervollständigung des Vernetzungs- oder „Duroplast“-Prozesses führt zum Erreichen der endgültigen Eigenschaften. Die einzigartige Fähigkeit des Phenolharzes, die Füllstoffe und Verstärkungen zu „benetzen“ und zu vernetzen, hilft bei der Entwicklung der gewünschten mechanischen, thermischen und chemischen Beständigkeitseigenschaften.

Wie Phenolharze hergestellt werden

Phenolische Resolharze werden unter Bedingungen hergestellt, bei denen das Verhältnis von Formaldehyd zu Phenol größer als 1 (typischerweise 1.5) ist. Die Reaktion wird durch eine Base katalysiert, um eine reaktive Phenoxidgruppe (C6H5O-) zu erzeugen, die mit dem Formaldehyd reagiert, um Hydroxymethylphenoleinheiten zu erzeugen. Die Wärmehärtung bei 120 °C (248 °F) initiiert die Vernetzung, wodurch eine stark vernetzte Polymerstruktur mit guter thermischer Stabilität, Härte und chemischer Beständigkeit entsteht.
Phenolnovolakharze werden hergestellt, wenn das Verhältnis von Formaldehyd zu Phenol unter sauren katalytischen Bedingungen weniger als 1 beträgt. Die Molekulargewichte der hergestellten Zwischenpolymere liegen im niedrigen Tausenderbereich mit nur 10–20 Wiederholungseinheiten. Um die starken Eigenschaften von PF-Harzen zu erreichen, wird das Material mit einem Vernetzer wie Hexamethylentetramin wärmegehärtet. Phenolharze reichen typischerweise von gelb bis dunkelrot.
Obwohl es sich als sehr nützlich erwiesen hat, ist der Nachteil von Phenolharz die hochgiftige Natur von Formaldehyd, wenn es mit dem Auge in Kontakt kommt und wenn es eingenommen wird, sowie seine mäßig toxische Natur, wenn es mit der Haut in Berührung kommt.

Synonyme

Phenolisches Formaldehydharz