课程设计说明书

哈尔滨理工大学。

年产5000吨酚醛树脂生产线设计。

作者姓名潘振

专业高分子材料与工程

指导教师姓名张明艳

设计时间。设计地点哈尔滨理工大学

目录。摘要 1

第一章综述 2

1.1酚醛树脂的发展史及国内外发展近况 2

1.2酚醛树脂的重要性能 2

1.3酚醛树脂在日常生活中的应用 3

第二章酚醛树脂的原料 5

2.1原料 5

2.1.1主要原料 5

2.1.2辅助原料 5

2.2原料选择 6

第三章生产线的设计 7

3.1设计总原则 7

3.1.1设计依据 7

3.1.2生产方法及特点 8

3.2生产线工艺论述 8

3.3料方计算 8

3.4物料平衡计算 9

3.5设备选型 9

3.6生产线布局 11

参考文献 12

致谢 13本设计是要完成设计年产量为5000吨酚醛树脂生产线。设计包括酚醛树脂生产的国内外现状，酚醛树脂的组成，原料车间平面设计、相关设备的选型计算和摆布等多个方面，要求立足长远，在满足现今需要的同时具有一定的前瞻性。生产工艺能够满足各种酚醛树脂的生产。

选用先进优良的酚醛树脂生产设备进行合理地布局，在能够生产满足各级品质标准的前提下能够有效的降低能耗和物耗。

本厂年产能力为5000吨酚醛树脂。通过确定酚醛树脂组成，原料的选择要充分考虑到物料**、需要用到机器型号、一共需要多少台机器，日产量等计算；完成各种计算。本设计增长了我们对实际生产的整体认识，学会了在实际生产中遇到一些问题的解决方法。

关键词：酚醛树脂生产线设计设备选型。

现在，酚醛模塑料凭借其优异的性能，不论在科技领域还是我们的日常生活中，已经是我们日常生活中不可或缺的一部分。

酚醛树脂也叫电木，又称电木粉。原为无色或黄褐色透明物，市场销售往往加着色剂而呈红、黄、黑、绿、棕、蓝等颜色，有颗粒、粉末状。耐弱酸和弱碱，遇强酸发生分解，遇强碱发生腐蚀。

不溶于水，溶于丙酮、酒精等有机溶剂中。苯酚与甲醛缩聚而得。

2024年，德国化学家拜耳（a. baeyer）首先发现酚和醛在酸的存在下可以缩合得到无定形棕红色的不可处理的树枝状产物，但未开展研究；

2024年，布卢默（l. blumer）用酒石酸135份作催化剂，得到了第一个商业化酚醛树脂，命名为laccain，但没有形成工业化规模；

1905~2024年，酚醛树脂创始人美国科学家巴克兰（baekeland）对酚醛树脂进行了系统而广泛的研究，于2024年提出了关于酚醛树脂“加压、加热”固化的专利，实现了酚醛树脂的实用化，有人提议将此年定为酚醛树脂元年（或合成高分子元年）。

2024年，巴克兰申请了关于酚醛树脂“加压、加热”’固化的专利。并于2024年10月10日成立bakelite公司，分布在许多国家[2024年附属于联碳(uc)公司]，他们先后申请了400多个专利，预见到目前除酚醛树脂作烧蚀材料以外的主要应用，解决了酚醛树脂应用的关键问题。巴克兰还成功地获得了施加高压使酚醛预聚物固化的技术，他明确指出，酚醛树脂是否具有热塑性取决于苯酚与甲醛的用量比和所用催化剂类型，在碱性催化剂存在下即使苯酚过量一些，生成物也是热固性树脂，受热后能够转变为不溶不熔树脂。

2024年，艾尔斯沃思(aylesworth)发现用六次甲基四胺可以使酚醛树脂固化，转变为不溶不熔状态，使其具有较高电绝缘性等应用特性。酚醛树脂因此开始用于电绝缘制品。

1912～2024年，**科学家彼得洛夫、塔拉索夫等研究了在石油磺酸和芳香族磺酸存在下的酚与醛的反应，并发明了将其注塑成型制取酚醛树脂注塑制品的方法。

2024年，德国科学家阿尔贝特发明了松香改性酚醛树脂，这种树脂适合制作油漆涂料，这一发明为酚醛树脂在涂料领域的应用铺展了成功之路。

2024年，日本引进巴克兰技术在东京开始生产酚醛树脂，开创了亚洲先河。

2024年，美国投产苯酚糠醛模塑粉。

2024年，酚醛泡沫塑料在美国投产。

2024年，开发了增塑的醚化的酚醛树脂并用于油漆涂料。

2024年，高邻位酚醛树脂及其快速成型模压粉在美国工业化生产。

2024年，美国投产丁腈橡胶改性酚醛树脂及其模塑粉。

2024年，苯胺改性酚醛模塑粉商品面市。

20世纪50年代是酚醛树脂高速发展阶段，新的应用领域有涂料、尤其、铸造和航空航天等，国际酚醛树脂的产量达到20万吨。80年代，酚醛树脂、新型酚醛复合材料应用于建筑、运输等领域。20世纪末到21世纪初，在全球经济快速发展的带动下，****、冶金、电子消费产品迅速发展，促进了酚醛树脂在铸造、耐火材料、电工电子材料等领域的全新发展。

上世纪80—90年代我国酚醛树脂有了较快的发展，已经形成了广阔的市场，产品涉及模塑料、木材粘结、铸造、绝缘产品、涂料、油墨、等领域。2024年以后，随着国内经济的快速发展，各行业对酚醛树脂的需求越来越大，我国的酚醛树脂生产有了重大的发展，从原材料、生产模式到品种、品质都发生了很大的变化，酚醛树脂所应用的领域也不断地拓展。国内酚醛树脂的生产厂家也由80年代的50多家发展到最多时的500多家，产能也有很大的发展。

今年我国汽车、冶金及相关机械加工行业的良好发展势头带动了铸造、耐火材料、摩擦材料和磨具材料领域的发展，并且酚醛树脂还将在这些行业的带动下继续保持较快的增长。并在电工电子材料、复合材料、酚醛泡沫塑料、轮胎橡胶、油田助剂等领域有较高的发展前景。

国外酚醛树脂的应用已涉及木材粘结、模塑料、铸造造型材料、耐火材料、轮胎橡胶、摩擦材料、磨具磨料、电子封装材料、浸渍层压材料、纤维增强复合材料、酚醛泡沫塑料等领域，应用与工业、民用、交通、建筑、采矿、石油和天然气开采、航空航天、核工业等科技范围。全世界的酚醛树脂产量也有20世纪50年代的约20万吨发展到现在的约500万吨。有关酚醛树脂的开发和研究工作，主要围绕着增强、阻燃、低烟以及成型适用性方面开展，向功能化、精细化发展，各国科学家部以高附加值的酚醛树脂材料为研究开发对象。

高温性能。酚醛树脂最重要的特征就是耐高温性，即使在非常高的温度下，也能保持其结构的整体性和尺寸的稳定性。正因为这个原因，酚醛树脂才被应用于一些高温领域，例如耐火材料，摩擦材料，粘结剂和铸造行业。

粘结强度。酚醛树脂一个重要的应用就是作为粘结剂。酚醛树脂是一种多功能，与各种各样的有机和无机填料都能相容的物质。

设计正确的酚醛树脂，润湿速度特别快。并且在交联后可以为磨具、耐火材料，摩擦材料以及电木粉提供所需要的机械强度，耐热性能和电性能。

水溶性酚醛树脂或醇溶性酚醛树脂被用来浸渍纸、棉布、玻璃、石棉和其它类似的物质为它们提供机械强度，电性能等。典型的例子包括电绝缘和机械层压制造，离合器片和汽车滤清器用滤纸。

高残碳率。在温度大约为1000℃ 的惰性气体条件下，酚醛树脂会产生很高的残碳，这有利于维持酚醛树脂的结构稳定性。酚醛树脂的这种特性，也是它能用于耐火材料领域的一个重要原因。

低烟低毒。与其他树脂系统相比，酚醛树脂系统具有低烟低毒的优势。在燃烧的情况下，用科学配方生产出的酚醛树脂系统，将会缓慢分解产生氢气、碳氢化合物、水蒸气和碳氧化物。

分解过程中所产生的烟相对少，毒性也相对低。这些特点使酚醛树脂适用于公共运输和安全要求非常严格的领域，如矿山，防护栏和建筑业等。

抗化学性。交联后的酚醛树脂可以抵制任何化学物质的分解。例如汽油，石油，醇，乙二醇和各种碳氢化合物。

热处理。热处理会提高固化树脂的玻璃化温度，可以进一步改善树脂的各项性能。玻璃化温度与结晶固体如聚丙烯的熔化状态相似。

酚醛树脂最初的玻璃化温度与在最初固化阶段所用的固化温度有关。热处理过程可以提高交联树脂的流动性促使反应进一步发生，同时也可以除去残留的挥发酚，降低收缩、增强尺寸稳定性、硬度和高温强度。同时，树脂也趋向于收缩和变脆。

树脂后处理升温曲线将取决于树脂最初的固化条件和树脂系统。

酚醛树脂主要用于制造各种塑料、涂料、胶粘剂及合成纤维等。

压塑粉。生产模压制品的压塑粉是酚醛树脂的主要用途之一。采用辊压法、螺旋挤出法和乳液法使树脂浸渍填料并与其他助剂混合均匀，再经粉碎过筛即可制得压塑粉。

常用木粉作填料，为制造某些高电绝缘性和耐热性制件，也用云母粉、石棉粉、石英粉等无机填料。压塑粉可用模压、传递模塑和注射成型法制成各种塑料制品。热塑性酚醛树脂压塑粉主要用于制造开关、插座、插头等电气零件，日用品及其他工业制品。

热固性酚醛树脂压塑粉主要用于制造高电绝缘制件。增强酚醛塑料以酚醛树脂（主要是热固性酚醛树脂）溶液或乳液浸渍各种纤维及其织物，经干燥、压制成型的各种增强塑料是重要的工业材料。它不仅机械强度高、综合性能好，而且可进行机械加工。

以玻璃纤维、石英纤维及其织物增强的酚醛塑料主要用于制造各种制动器摩擦片和化工防腐蚀塑料；高硅氧玻璃纤维和碳纤维增强的酚醛塑料是航天工业的重要耐烧蚀材料。

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