Бакелит: структура и использование

Сейчас 21 век, и мы буквально живем в мире пластика. Нам сложно представить свою жизнь без пластика. Пластиковая мебель в домах, офисах и школах, электрические розетки, вилки, приборы, ведра — все стало неотъемлемой частью жизни человека. В период с 1907 по 1909 год бельгийский химик Лео Бэкеланд успешно разработал первый коммерческий синтетический формовочный пластик — бакелит. Две основные классификации пластмасс — это термопласты и термореактивные материалы. Термопласты можно размягчать при нагревании и формовать. Например, ПВХ. С другой стороны, термореактивные пластмассы или термореактивные пластмассы становятся твердыми и жесткими при охлаждении и сохраняют свою форму. Бакелит попадает в эту категорию пластмасс. Этот термореактивный пластик произвел революцию в мире дизайна изделий.

Что такое бакелит?

Бакелит, который также известен как «материал тысячи применений», химически называется ангидридом полиоксибензилметиленгликоля. Это термореактивная фенолформальдегидная смола, образующаяся в результате реакции конденсации фенола с формальдегидом. Итак, в целом мы можем сказать, что бакелит — это конденсационный полимер или фенольная смола. 

Приготовление бакелита

Прежде чем мы перейдем к приготовлению бакелита, важно знать, как готовится полимер. Полимеры образуются путем объединения «мономера» или отдельных звеньев с использованием ряда механизмов реакции. 

Итак, что такое мономер бакелита?

Бакелиту требуются два мономера — фенол и формальдегид. В зависимости от области применения также могут использоваться различные заменители фенола и формальдегида.

Речь идет о реакции конденсации в присутствии основного или кислотного катализатора. Происходящая реакция сильно экзотермична, потеря молекулы воды приводит к процессу охлаждения. Также реакцию следует проводить под давлением, иначе образующийся продукт будет хрупким и будет иметь низкую плотность.

Приготовление бакелита можно продемонстрировать на следующих этапах реакций:

• Сочетание фенола и формальдегида с образованием орто- и пара-гидроксибензиловых спиртов.

• Образование новалака из ортогидроксибензилового спирта. При этом удаляется молекула воды.

• Образование бакелита из новолака.

Бакелитовая структура

Структура сшитого полимера, известного под коммерческим названием бакелит, приведена ниже.

Структура бакелита

Поскольку теперь мы знаем метод приготовления бакелита, а также его структуру, давайте теперь посмотрим на свойства бакелита.

Каковы желательные свойства бакелита?

Благодаря ряду важных свойств первого синтетического пластика, бакелита, он был назван «материалом тысячи применений». Мы видим, что некоторые вещи, такие как пластмассовые ручки посуды, телефоны, браслеты, автомобильные детали и т. Д., Сделаны из бакелита. Изучение свойств бакелита даст нам более широкое представление о том, почему он используется для широкого спектра применений.

• Бакелит — это коммерческое название фенолформальдегидной смолы.
• Обычно он коричневый / янтарный, но может быть выполнен в различных ярких цветах.
• Он сжижается и пластичен при нагревании и становится постоянно твердым и жестким при охлаждении. Следовательно, это термореактивный пластик.
• Его легко формовать, поэтому он используется для изготовления различных изделий.
• Обладает высокой устойчивостью к теплу, электричеству и химическому воздействию. Вот почему они используются для изготовления ряда электронных устройств, переключателей и автомобильных запчастей.
• Диэлектрическая проницаемость бакелита находится в диапазоне от 4,4 до 5,4.

Наполнители используются для увеличения прочности и улучшения свойств бакелита, так что его можно использовать для различных целей. Асбест, древесная мука, хлопковый флок, хлопковая масса, гипс, слюда и т. Д. — это несколько усиливающих наполнителей, которые добавляют в формовочные смолы, такие как бакелит. Ниже приведены некоторые свойства, которые улучшаются за счет добавления наполнителей:

• Повышенная прочность и прочность
• Лучшая формуемость
• Повышенная термическая, электрическая и химическая стойкость
• Изменение цвета

Добавление инертного наполнителя также снижает стоимость формования. Наряду с наполнителями используются катализаторы для ускорения процесса отверждения (процесса, который приводит к упрочнению и упрочнению полимеров за счет образования сшитых полимерных цепей).

Бакелит использует

Бакелит приобрел огромный коммерческий успех, и его использование не знает границ. Основываясь на вышеупомянутых свойствах бакелита, вот некоторые из его применений:

• Являясь хорошим изолятором, он используется в непроводящих частях радиоприемников и других электрических устройств, таких как розетки, переключатели, автомобильные распределительные колпачки, изоляция проводов, тормозные колодки и т. Д.
• Способность к формованию делает его частью товаров, используемых в современной жизни. Из него делают кнопки, часы, крыльчатку стиральной машины, игрушки, посуду и многое другое.
• Поскольку бакелит может быть разных цветов, украшения из бакелита когда-то были очень популярны. Широко использовались красочные браслеты, серьги и браслеты. Искусственные украшения из металлов или некоторых других сплавов могут иногда вызывать аллергию или раздражение кожи, но тщательно изготовленные украшения из бакелита безопасны для ношения, что дает им дополнительное преимущество на рынке.

Бакелит определенно был замечательным изобретением, проложившим путь к «эпохе пластмасс». Использование бакелита, возможно, было сокращено сегодня по сравнению с предыдущими годами, но он все еще используется. Были исследованы многие более дешевые заменители бакелита, которые заменяют его использование на рынке. Мы можем не осознавать, но мы живем в мире полимеров, и все, что связано с нами или нашим окружением, является химией. Бакелит был изобретен в начале двадцатого века, но это важная тема для изучения даже в этом 21 веке. Свойства бакелита изучаются, чтобы получить информацию о его коммерческом использовании. Физические, химические, электрические и термические свойства бакелита делают его широко используемым коммерческим полимером. Всегда интересно изучать полимеры и их химию, поскольку они предлагают широкий спектр возможностей для использования в нашей повседневной жизни. Таким образом, правильное понимание структуры и свойств синтетических полимеров, таких как бакелит, важно в химии полимеров.