【正文】 得桐油改性酚醛樹脂。 第四步 :在堿催化作用下，當(dāng)甲醛 /苯酚摩爾比大于 1時，則發(fā)生甲醛對酚核的加成反應(yīng) .生成化合物 (V) 第五步 :化合物 (V)進(jìn)一步縮聚形成甲階酚醛樹脂 (VI) 顯然，當(dāng)桐油與苯酚反應(yīng)時，苯酚過量，即苯酚 /桐油摩爾比大于 6 時，則體系中還會發(fā)生通常的苯酚一甲醛縮合反應(yīng)，生成普通的甲階酚醛樹脂與桐油改性酚醛樹脂的互穿聚合物網(wǎng)絡(luò) ( IPN )，從而可望改善酚醛樹脂的韌性和耐熱性。 另一方面，在酸催化作用下，桐油也可能發(fā)生陽離子聚合 : + + + + + +2 n nT O + H T O 。 （ 2） 桐油與線型酚醛樹脂的加成 反應(yīng)溫度大于 140℃ ，在高溫下，桐油能與羥甲基樹脂起加成反應(yīng)，生成苯并二氫化呋喃結(jié)構(gòu)，由其制得的摩擦制件具有較理想的硬度和抗熱衰退性能。 2 桐油改性酚醛樹脂的 生產(chǎn)方法 生產(chǎn)方法的評述 （ 1） 烷基化反應(yīng) a． 桐油 苯酚反應(yīng)產(chǎn)物的合成往反應(yīng)釜中加入苯酚、酸性催化劑鹽酸并攪拌 均勻 ,在快速攪拌下緩慢加入桐油 ,升溫至 100~110℃ 反應(yīng) 3 h,停止加熱并在攪拌下冷卻至室溫 ,即得桐油 苯酚反應(yīng)產(chǎn)物。與引發(fā)劑 (催化劑 )引發(fā)的共聚合反應(yīng)相比 ,這是一種全新概念的“綠色 ”聚合方法 ,生成的產(chǎn)物可能具有一定的生物降解功能。 蒲俠 [2]等研究發(fā)現(xiàn) 桐油改性的不飽和聚酯具有良好的空干性，可用于 FRP（玻璃纖維增強(qiáng)塑料）、涂料的基礎(chǔ)樹脂；桐油改性酚醛樹脂可用作為汽車、摩托車等機(jī)動車的剎車片基礎(chǔ)樹脂，具有極好的耐磨性；利用桐油改性酚醛環(huán)氧樹脂，此產(chǎn)品兼有桐油、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂路基板，開拓了桐油在電子工業(yè)的新用途，是一種新型且具有一脂三者的優(yōu)點(diǎn)。 桐油改性熱固性酚醛樹脂的應(yīng)用前景 桐油是一種珍貴的可再生植物資源，已在國民經(jīng)濟(jì)各個領(lǐng)域得到 廣泛應(yīng)用。為了制備新一代的基體樹脂，改善摩擦材料的性能，科學(xué)家們開 展了桐油改性酚醛樹脂的系列研究。改性樹脂， 如環(huán)氧改性，磷酸鹽改性，對改善這些方面性能都有一定的作用。特別需要指出的是配方中樹脂含量都是比較低的。其摩擦穩(wěn)定性比較好。因此使用新材料、新工藝、新的評估方法，是研究人員永久的課題。其中摩擦材料在各種工況中的制動性能，入原始磨合特性，高溫時的抗熱衰退性能，恢復(fù)特性，壓力和速度特性等，均有很高的要求。利用桐油與苯酚反應(yīng)，然后再在堿性條件下與甲醛反應(yīng)制成樹脂，用此類樹脂與棉纖維素紙或木漿纖維素紙制成層壓材料，制品具有較高的耐熱性，低的吸水率，優(yōu)良的絕緣性能和高的抗沖擊強(qiáng)度及低溫下可沖剪的加工性能。 桐油的 分子量 573，比重 15176。能起加成反應(yīng)。β 桐（油）酸，熔點(diǎn) 71℃ 。在日光、空氣等中不穩(wěn)定。分子中 有三個共軛雙鍵。 桐油改性酚醛樹脂主要用作耐磨材料的粘結(jié)劑，廣泛應(yīng)用于汽車、火車飛機(jī)等交通運(yùn)輸工具的制動系統(tǒng)中。 邵美秀 [3]等研究發(fā)現(xiàn) 由于桐油改性酚醛樹脂柔韌性提高 ,從而使剎車片與摩擦對偶的抱合性提高了 ,于是接觸面增加 ,導(dǎo)致低溫摩擦系數(shù)提高 。我國桐油品種不但產(chǎn)量高，而且油質(zhì)好，絕干桐籽含油量在 50%以上，絕干桐仁含油率可高達(dá) 68%。 現(xiàn)在的摩擦材料用粘結(jié)劑主要采用改性酚醛樹脂，近代改性方法有很多，丁 橡膠改性酚醛樹脂、腰果殼油改性酚醛樹脂、桐油 改性酚醛樹脂、亞麻油改性酚醛樹脂、含 Si 微粒增韌酚醛樹脂、硼化合物改性酚醛樹脂、纖維增強(qiáng)酚醛樹脂（玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、金屬纖維、混雜纖維、無機(jī)化合物晶須、蛭石及其他纖維） 。 樹脂基體作為粘結(jié)劑，對摩擦材料的熱衰退性能、恢復(fù)性能、摩擦性能和力學(xué)性能有著直接的影響。 Process。 用此酚醛樹脂制作的 剎車片 摩擦系數(shù)大、摩擦性能穩(wěn)定、磨損率低。 目 錄 摘要 ............................................. 1 前言 ............................................. 2 1 選題背景 ....................................... 2 概述 ............................................... 2 桐油的物理化學(xué)性質(zhì) ................................. 3 改性樹脂用于摩擦材料行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 .................. 4 摩擦材料的發(fā)展現(xiàn)狀 .......................... 4 桐油改性樹脂的發(fā)展現(xiàn)狀 ...................... 5 桐油改性熱固性酚醛樹脂的應(yīng)用前景 ............. 5 2 桐油改性酚醛樹脂的生產(chǎn)方法 ...................... 6 生產(chǎn)方法的評述 ..................................... 6 桐油一苯酚一甲醛反應(yīng)（烷基化反應(yīng)）機(jī)理的探討 ........ 7 配方的選擇 ......................................... 9 工藝流程 .......................................... 10 3 第一反應(yīng)釜的設(shè)計(jì) ............................... 11 一生產(chǎn)周期生產(chǎn)能力 ................................ 11 第一反應(yīng)釜的物料與熱量衡算 ......................... 11 物料衡算 .................................. 11 熱量衡算 .................................. 12 第一反應(yīng)釜的機(jī)械設(shè)計(jì) ............................... 13 反應(yīng)釜的體積計(jì)算 ........................... 13 反應(yīng)釜筒體的設(shè)計(jì) ........................... 13 封頭法蘭的選取 ............................ 15 墊片的選取 ................................ 15 支座的選取 ................................ 15 水壓試驗(yàn)及強(qiáng)度校核 ......................... 16 手孔、視鏡、補(bǔ)強(qiáng)圈 ......................... 16 攪拌設(shè)備的計(jì)算 ............................ 17 接管 ..................................... 19 4 第二反應(yīng)釜的設(shè)計(jì) ............................... 20 第二反應(yīng)釜的物料衡算與熱量衡算 ..................... 20 物料衡算 .................................. 20 熱量衡算 .................................. 21 第二反應(yīng)釜的機(jī)械設(shè)計(jì) ............................... 21 反應(yīng)釜的體積計(jì)算 ........................... 21 反應(yīng)釜筒體的設(shè)計(jì) ........................... 22 封頭法蘭 的選取 ............................ 24 墊片的選取 ................................ 24 支座的選取 ................................ 24 水壓試驗(yàn)及強(qiáng)度校核 ......................... 24 手孔、視鏡、補(bǔ)強(qiáng)圈 ......................... 25 攪拌設(shè)備的計(jì)算 ............................ 26 接管 ..................................... 27 5 真空泵的選擇與計(jì)算 ............................. 28 6 三廢處理和安全生產(chǎn) ............................. 28 環(huán)境保護(hù) .......................................... 28 廢氣處理 .................................. 29 廢水治理 .................................. 30 安全生產(chǎn) .......................................... 31 應(yīng)急監(jiān)測及處理處置方法 ..................... 32 防火與防爆 ................................ 33 參考文獻(xiàn) ........................................ 34 附錄 ............................................ 36 致謝 ............................................ 37 黃石理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 年產(chǎn) 200 噸摩擦材料用改性熱固性酚醛樹脂的工藝設(shè)計(jì) 摘 要 綜述 了摩擦材料 用改性酚醛樹脂的研究進(jìn)展 ，并 綜述了桐油改性的應(yīng)用新進(jìn)展，介紹了近幾年來桐油改性的研究成果 ， 展望了桐油改性的開發(fā)及應(yīng)用前景。同時 介紹了桐油改性熱固性酚醛樹脂生產(chǎn)基本情況及年產(chǎn) 200 噸合成工藝系統(tǒng)流程，介紹了桐油改性熱固性酚醛樹脂的合成基本原理，反應(yīng)機(jī)理生產(chǎn)方法及工藝流程的概述和工藝合成的基 本方法，并且對設(shè)備進(jìn)行物料，熱量衡算和工藝計(jì)算。 Production methods. 黃石理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 前言 摩擦材料 廣泛應(yīng)用于各種交通工具和工程機(jī)械的離合器和制動器中，使用環(huán)境苛刻，如高溫、高沖擊、與水和油介質(zhì)接觸。 因此，樹脂粘結(jié)劑的選用直接影響到摩擦材料的各項(xiàng)性能，尤其是高溫摩擦磨損性能 。 1 選題背景 概述 蒲俠 [2]等研究發(fā)現(xiàn) 桐油是桐油（ Aleurites fordii） 樹種子中的主要產(chǎn)物，最重要的工業(yè)原料和傳統(tǒng)的出口商品。主要性能指標(biāo)如：酸價、碘黃石理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 價、皂化價、折光指數(shù)均為最佳，素有“中國桐油 ” 之稱。當(dāng)制動過程導(dǎo)致摩擦表面溫度急劇上升時 ,剎車片中的基體樹脂在高溫下熱分解出焦油狀物質(zhì)覆蓋在摩擦表面起到潤滑作用 。 桐油的物理化學(xué)性質(zhì) 表 11 桐油的物理性 桐油 化學(xué) 性質(zhì) ： 桐酸： 學(xué)名十八碳 9,11,13三烯酸 3 2 3 3 2 7C H ( C H ) ( C H = C H ) ( C H ) C O O H。有多種順反異構(gòu)體，其中α 桐（油）酸和β 桐（油）酸最為重要。易受氧化。不溶于水，較難溶于乙醇和乙醚。氫化時最后變?yōu)橛仓帷?/25℃ 一 ，碘值 165，折光率25Dn ， 碘 值 。從而改善了制品的性能，增加了成品率，節(jié)約了能源和原材料。更對制動噪音和震動方面提出嚴(yán)格的要求。 張劍 [4]等研究發(fā)現(xiàn) 用改性樹脂制成的剎車塊在高溫階段的磨損基本上得到了控制，磨損隨溫度的變化都比較小，在通常情況下高溫磨損比常溫磨損大得多，特別是樹脂含量比較低的時候。環(huán)氧改性樹脂一般以粘結(jié)效率比較高而著稱，國外有些配方或底料和背板粘結(jié)劑都有 用環(huán)氧酚醛樹脂的，特別是樹脂含量比較低的時候。低的樹脂含量要得到較好的耐磨性，配方體系就非常重要。應(yīng)該進(jìn)一步對其進(jìn)行研究，一適應(yīng)現(xiàn)代摩擦材料對材料的安全性、耐磨性和舒適性的要求。桐油改性酚醛樹脂主要有兩種方法： a．桐油中的共軛三烯在酸催化下與苯酚發(fā)生陽離子 烷基化反應(yīng) 其中殘留的雙鍵由于空阻效應(yīng)，參加反應(yīng)的幾率很小。用桐油生產(chǎn)出的產(chǎn)品已達(dá) 300多種，與桐油有關(guān)的產(chǎn)品也有上千種。 近年來，岳陽化工廠環(huán)氧樹脂研究所采用將CYD128 與桐油按一定比例配合，在季銨鹽做催化劑的條件下反應(yīng)得到外觀棕紅的透明樹脂 A組分，再將桐油酸酐與馬來酸酐和 YH306 復(fù)配得澆鑄型和浸漬型改性酸酐 B組分，將 A、 B組分澆鑄型和浸漬型改性酸酐 B組分 ,將 A、 B組 分混勻用于干式變壓器和互感器的工業(yè)應(yīng)用已取得成功。筆者正進(jìn)行這方面的研究 ,在不飽和油脂聚合過程中引入苯乙烯等單體 ,通過對反應(yīng)過程的控制 ,來控制產(chǎn)物的結(jié)構(gòu) ,可以得 到一系列不同結(jié)構(gòu)的天然高分子與合成高分子相結(jié)合的產(chǎn)物 ,這種合成方法的研制成功 ,將是桐油應(yīng)用領(lǐng)域的一大突破。 b． 桐油改性酚醛樹脂的合成 在反應(yīng)釜中加入桐油 苯酚反應(yīng)產(chǎn)物 ,加熱攪拌 ,在 50℃ 加入甲醛 ,攪拌均勻黃石理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 后再加入堿性催化劑 氫氧化鈉 ,緩慢升溫至 100~110℃ 反應(yīng) 2 h。 桐油一苯酚一甲醛反應(yīng) （烷基化反應(yīng)） 機(jī)理的探討 余鋼 [5]和焦揚(yáng)聲 [6]等研究發(fā)現(xiàn)， 在酸催化作用下， α 一桐酸甘油 酯 中的共軛三烯發(fā)生對苯