熱塑性酚醛樹(shù)脂綠色生產(chǎn)新工藝的研究.pdf

1、熱塑性酚醛樹(shù)脂在生產(chǎn)時(shí)由于苯酚過(guò)量會(huì)產(chǎn)生大量高濃度含酚廢水(苯酚含量高達(dá)16000～440000ppm)污染環(huán)境，目前雖然有一些含酚廢水處理方法，如：生物氧化法、酚醛縮聚法、汽提法等，這些方法也在不同程度上取得了一定的效果，但卻造成了原料利用率低(過(guò)量苯酚流失)以及生產(chǎn)成本增加(回收處理消耗能源、人力、物力、延長(zhǎng)工時(shí))等問(wèn)題，仍不是根本性的解決方法。 論文采用新型選擇型催化劑和新型工藝合成出了熱塑性酚醛樹(shù)脂(簡(jiǎn)稱(chēng)SPN)，使合成

2、時(shí)苯酚與甲醛的摩爾配比達(dá)到1：1，從源頭上解決了熱塑性酚醛樹(shù)脂合成階段由于苯酚過(guò)量而帶來(lái)的高濃度含酚廢水的污染問(wèn)題，使排放廢水的游離酚含量降至500ppm以下。 論文通過(guò)正交試驗(yàn)(1)找出了合成SPN時(shí)各因素(催化劑濃度、甲醛苯酚摩爾比、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度)對(duì)各指標(biāo)(樹(shù)脂收率、軟化點(diǎn)、廢水中游離苯酚含量)影響的顯著程度，即，各因素對(duì)收率和軟化點(diǎn)的影響顯著程度由強(qiáng)到弱依次為：反應(yīng)時(shí)間>催化劑濃度>反應(yīng)溫度>甲醛苯酚摩爾配比：各因素

3、對(duì)廢水中游離苯酚含量的影響顯著程度由強(qiáng)到弱依次為：催化劑濃度>甲醛苯酚摩爾配比>反應(yīng)溫度>反應(yīng)時(shí)間；(2)優(yōu)化出了最佳合成工藝為：催化劑濃度為15﹪、甲醛苯酚摩爾配比為1.05：1、反應(yīng)時(shí)間為12h、反應(yīng)溫度為85℃。 論文通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)得出了各因素對(duì)廢水中游離酚含量的影響規(guī)律如下：廢水中游離酚含量隨著溶劑濃度的增加(或催化劑濃度的增加，或甲醛苯酚摩爾配比的增加，或反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，或反應(yīng)溫度的降低)而減少；(2)三種除去催化劑的方

4、法(用溶劑萃取樹(shù)脂、用蒸餾水洗滌樹(shù)脂和向樹(shù)脂中加堿中和催化劑)相比，用溶劑萃取樹(shù)脂的方法不僅對(duì)降低廢水中游離酚含量最為有效，并且能夠提高生產(chǎn)效率。 論文采用<'13>C NMR方法對(duì)SPN與常規(guī)方法生產(chǎn)的熱塑性酚醛樹(shù)脂(簡(jiǎn)稱(chēng)CPN)的微觀化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析比較，分析表明：CPN和SPN中o-o結(jié)構(gòu)、o-p結(jié)構(gòu)、p-p結(jié)構(gòu)的含量分別為15.87﹪、56.01﹪、22.68﹪和19.42﹪、46.21﹪、22.32﹪，即，SPN的o

5、-o結(jié)構(gòu)含量比CPN高，而o-p結(jié)構(gòu)含量比CPN少，p-p結(jié)構(gòu)含量相同；并且SPN中含有5.71﹪的羥甲基苯酚和含醚鍵的羥甲基苯酚的二聚體等活性較高的小分子結(jié)構(gòu)。 對(duì)比研究了DYD-127/SPN/DMP-30(0.3phr)體系和DYD-127/CPN/DMP-30(0.3phr)體系的固化特性和固化物的性能，結(jié)果表明：前者的反應(yīng)活性比后者高，SPN體系耐熱性略低，兩體系澆鑄體的彎曲強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度基本相同；DSC和FTIR原位

6、跟蹤的方法確定DYD-127/PN/DMlP-30(0.3phr)體系的固化溫度和時(shí)間分別為150℃和2h。采用二步法對(duì)SPN進(jìn)行環(huán)氧化，得到熱塑性酚醛型環(huán)氧樹(shù)脂(簡(jiǎn)稱(chēng)EPN)。對(duì)比研究了EPN/MeTHPA/DMP-30(0.3phr)體系和F-51/MeTHPA/DMP-30(0.3phr)體系的固化特性和固化物的性能。結(jié)果表明：EPN體系反應(yīng)活性略高于F-51體系，兩體系澆鑄體的彎曲、沖擊性能基本相同，EPN體系耐熱性略低；DSC