【Abstrak resin Resin fenolik adalah pengikat penting bagi bahan tahan api. Berbanding dengan aspal, resin fenolik mempunyai sifat pembasahan yang baik untuk bahan tahan api dan grafit, kadar karbon baki yang tinggi, lekatan yang baik, dan dapat dicampurkan dan dibentuk pada suhu bilik. Badan hijau mempunyai kelebihan kekuatan tinggi, kandungan bahan berbahaya yang rendah, dan dapat meningkatkan persekitaran kerja. Telah digunakan secara meluas sebagai pengikat untuk refraktori yang mengandungi karbon. Artikel ini dimulakan dengan resin fenolik, menganalisis dan membincangkan penggunaan resin fenolik dalam batu bata magnesia-karbon, batu bata aluminium-karbon dan refraktori berbentuk komposit karbon lain, serta bahan kering tunduk, lumpur pistol anhidrat tungku letupan dan refraktori amorf lain.
Penyelidikan resin fenolik yang digunakan dalam refraktori terutamanya memfokuskan pada pengubahsuaian resin. Antaranya, penggunaan tindak balas katalitik untuk memperbaiki struktur dan prestasi karbon sisa resin adalah trend utama dalam penyelidikan masa depan. Pengikat adalah komponen yang sangat diperlukan dalam bahan tahan api, ia berperanan untuk menyatukan zarah dan serbuk bahan tahan api bersama-sama. Sintesis jenis baru rangkaian fenolik berprestasi tinggi interpenetrating adalah trend lain dalam penyelidikan masa depan. Kaedah ini terutama memfokuskan pada perubahan struktur resin itu sendiri sehingga mempunyai struktur rangkaian yang lebih kompleks daripada resin fenolik biasa setelah pengawetan. Tingkatkan kekuatan penaik suhu rendah dan kekuatan suhu sederhana bahan, sambil mengurangkan jumlah fenol dan mengurangkan kos resin fenolik.
Resin Fenolik
Resin fenolik (Phenolicresins) adalah kelas besar resin sintetik yang disediakan oleh polikondensasi sebatian fenolik dan sebatian aldehid. Sebatian aldehid yang digunakan terutamanya formaldehid, dan aldehid lain seperti asetaldehid, formaldehid, furfural atau campuran beberapa aldehid biasanya digunakan. Struktur kimia unik fenolik resin&# 39 dan struktur rangkaian silang makromolekul memberikannya sifat yang sangat baik seperti lekatan yang sangat baik, rintangan haba yang sangat baik, ketahanan ablasi yang unik dan tahan api yang baik. Oleh itu, resin fenolik banyak digunakan dalam plastik bertetulang gentian kaca, bahan cetakan, pelekat, bahan penebat haba dan elektrik, pelapis, dll.
Resin fenolik boleh dibahagikan kepada dua jenis: resin fenolik termoset dan resin fenolik novolak mengikut struktur dan bentuk pemanasannya. Resin fenolik termoset dihasilkan dengan menggunakan alkali, seperti kalium hidroksida, natrium hidroksida, barium hidroksida atau kalsium hidroksida sebagai pemangkin, dengan nisbah molar formaldehid / fenol> 1, mengawal pH> 7, dan bertindak balas untuk jangka masa pada suhu tertentu. Resin yang mengandungi kumpulan metilol reaktif yang dapat ditindak balas lebih jauh. Resin fenolik termoplastik biasanya dipanggil resin novolak atau novolak. Ia adalah resin fenolik yang dihasilkan oleh reaksi formaldehid (F) dan kelebihan fenol (P) di bawah tindakan pemangkin berasid seperti asid oksalik, asid hidroklorik, asid sulfurik dan asid formik, di antaranya mol Rasio (F / P)=0.6-0.9). Tidak kira sama ada ia adalah resin termoset atau resin termoplastik, struktur akhir yang disembuhkan adalah sama, yang merupakan struktur rangkaian tiga dimensi. Karbon sisa yang diperoleh daripada karbonisasi resin pada suhu tinggi adalah struktur penting yang menyokong kerja refraktori dan memastikan kehidupannya.
2Penggunaan resin fenolik dalam tahan api berbentuk komposit karbon
Pada masa ini, karena perkembangan industri peleburan logam, terutama industri besi dan keluli, permintaan untuk bahan tahan api telah meningkat dengan banyak, yang mengakibatkan peningkatan penggunaan resin fenolik dalam industri tahan api. Bahan tahan api digunakan secara meluas dalam industri peleburan logam, industri simen, dan industri seramik. Pengikat adalah komponen yang sangat diperlukan dalam pengeluaran bahan tahan api, dan berperanan untuk mengikat zarah dan serbuk tahan api bersama-sama. Lebih-lebih lagi, dalam praktik pengeluaran bahan tahan api, orang menyedari bahawa kualiti dan kestabilan resin fenolik adalah salah satu faktor utama yang mempengaruhi prestasi refraktori yang mengandung karbon, dan pentingnya resin fenolik menjadi semakin menonjol.
2.1 Aplikasi dalam batu bata karbon magnesia
Batu bata magnesia-karbon adalah bahan komposit kompleks karbon bersuhu tinggi yang ditembakkan dengan magnesia, grafit dan pengikat bersatu. Ini mempunyai jangka hayat yang agak lama, dan usia tungku dapat mencapai lebih dari 1600 tungku. Oleh itu, ia telah mencapai kemajuan pesat dalam beberapa tahun kebelakangan ini. Batu bata karbon magnesia banyak digunakan dalam industri metalurgi besi dan keluli terutamanya kerana sifatnya yang baik, tetapi sifat resin fenolik pengikat dapat mempengaruhi prestasi batu bata karbon magnesia. Resin fenolik yang digunakan untuk batu bata karbon magnesia harus mempunyai ciri-ciri kandungan pepejal tinggi, berat molekul relatif rendah, kadar karbon baki tinggi dan kandungan air rendah.
Dengan mengkaji hubungan antara pelbagai sifat resin dengan nisbah bahan mentah dan proses sintesisnya, dapat disimpulkan bahawa nisbah bahan mentah terbaik resin fenolik untuk sintesis batu bata karbon magnesia adalah m (F) / m (P)=1.0 ~ 1.3; pemangkin adalah w (NaOH)=larutan NaOH 50%, jumlah penambahan adalah 1% ~ 1.5% jisim fenol; proses sintesis terbaik adalah: pertama bertindak balas pada suhu 60 ~ 70 ℃ selama 1 jam, kemudian panaskan hingga 80 ~ 90 ℃ selama 1 ~ 2jam. Resin fenolik yang disintesis dengan nisbah bahan mentah terbaik dan keadaan proses mempunyai berat molekul relatif 300 ~ 400, kelikatan 15 ~ 20Pa · s, kandungan pepejal 77.0% ~ 82.0% (w), dan kadar karbon baki 43.0% ~ 49.0% (w), yang dapat memenuhi keperluan prestasi resin fenolik untuk batu bata karbon magnesia.
Oleh kerana prestasi batu bata karbon magnesia banyak bergantung pada struktur karbon yang dibentuk oleh sistem ikatan, pirolisis resin fenolik membentuk struktur kaca-karbon homogen rapuh yang tidak teratur, yang sangat sensitif terhadap pengoksidaan dan tekanan, jadi resin batu bata karbon magnesia adalah sering digabungkan dengan pengikat lain seperti asfalt untuk meningkatkan daya tahan oksidasi dan sifat mekanik.
2.2 Aplikasi dalam bata karbon aluminium
Batu bata aluminium-karbon diperbuat daripada grafit dan korundum sebagai bahan mentah, dan sejumlah pengikat dan aditif ditambahkan ke pengadun dan ditekan. Oleh kerana Al2O3 dan C tidak mengalami tindak balas fasa padat pada suhu pembakaran produk, kekuatan ikatan bata aluminium-karbon terutama berasal dari bahan tambahan dan pengikat. Resin fenolik banyak digunakan dalam batu bata karbon aluminium kerana sifatnya yang sangat baik. Pada masa ini, refraktori aluminium-karbon banyak menggunakan resin fenolik sebagai agen pengikat. Prinsip ikatan terutamanya untuk meningkatkan daya ikatan antara agen ikatan dan bahan dengan menghubungkan silang segmen molekul resin fenolik semasa proses pengawetan untuk membentuk struktur rangkaian.
3Penggunaan Resin Fenolik dalam Refraktori Tidak Berbentuk
Resin fenolik terutama digunakan sebagai agen pengikat dalam produk tahan api berbentuk karbon. Dalam beberapa tahun terakhir, bidang aplikasinya terus diperluas, dan telah digunakan sebagai pengikat dalam refraktori tanpa bentuk.
3.1 Aplikasi dalam lumpur tanur letupan anhidrat
Berbanding dengan refraktori tidak berbentuk lain, resin fenolik adalah yang paling banyak digunakan dalam tanah liat pistol. Lumpur pistol awal digunakan sebagai pengikat, terutama menggunakan tar dan pitch, tetapi dalam proses penggunaannya, pitch tar akan menghasilkan karsinogen dan asap hitam, yang menyebabkan bahaya besar kepada alam sekitar, dan juga sukar untuk menyinter dan mengeras perlahan-lahan. . Sebagai pengikat untuk lumpur senapang anhidrat, resin fenolik tidak hanya dapat mengelakkan masalah pencemaran yang disebabkan oleh tar sebagai pengikat, tetapi juga meningkatkan ketahanan kakisan, daya tahan dan ketahanan aus dari lumpur senapang.
3.2 Aplikasi dalam bahan kering tundish
Terdapat lebih banyak aplikasi bahan kering kering. Pengikat yang paling banyak digunakan dalam kerja kering di rumah dan di luar negara adalah resin fenolik, yang mempunyai sifat pembinaan dan penggunaan yang baik. Walau bagaimanapun, resin fenolik mempunyai kekurangan meningkatkan karbon dan hidrogenasi baja lebur, kos tinggi dan kekuatan rendah pada suhu sederhana dan tinggi, yang menjadikan penggunaan resin fenolik dalam bahan kering tunduk pada tahap tertentu terhalang.
Secara umum, artikel ini menganalisis penggunaan resin fenolik dalam pelbagai jenis bahan tahan api seperti batu bata karbon magnesia, batu bata karbon aluminium, bahan kering tunduk, dan lumpur senapang tanpa tanur tanur. Sebagai resin sintetik terawal, resin fenolik mempunyai kelebihan termoset, kekuatan kering tinggi dan kekuatan suhu tinggi, dan banyak digunakan. Ia digunakan sebagai pengikat yang lebih baik dalam bidang bahan tahan api dalam penyediaan refraktori komposit karbon. Walau bagaimanapun, resin fenolik mempunyai dua kekurangan utama: kos tinggi dan arang pirolisisnya adalah arang kaca, yang mempengaruhi penggunaannya dalam refraktori hingga tahap tertentu.
