Czym jest Bakelit: Przegląd Materiału

Żywice termoutwardzalne, produkowane w mniejszych ilościach w porównaniu do żywic termoplastycznych, są często uważane za pewnego rodzaju „aktorów drugoplanowych”. Jednak czy wiesz, że pierwsza syntetyczna żywica stworzona przez człowieka nie była żywicą termoplastyczną, lecz termoutwardzalną? Nazwa tej najstarszej znanej ludzkości syntetycznej żywicy to „Bakelit.” Ale czym jest Bakelit? W tym artykule zagłębimy się w rodzaje, cechy, zalety i wady, a także zastosowania Bakelitu.

Bakelit to żywica termoutwardzalna o dobrze zrównoważonym zestawie właściwości, obecnie sprzedawana w formie laminowanych arkuszy, gdzie żywica jest spleciona z materiałem bazowym. Ciągle przyczyniając się do różnych dziedzin, w tym materiałów nowoczesnych, Bakelit można uznać za żywicę, która cicho wspiera nasze życie zza kulis.

Uzyskaj natychmiastową wycenę z meviy!
Blachy niestandardowe wykonane z bakelitu

Czym jest Bakelit?

Bakelit, znany również jako „żywica fenolowa”, to żywica termoutwardzalna opracowana w 1872 roku przez niemieckiego chemika Adolfa Bayera. W zastosowaniach przemysłowych jest rozpoznawany jako materiał utwardzany cieplnie, w formie arkusza, stosowany na papierze lub tkaninie. Poza tym, Bakelit znajduje zastosowanie w klejach, powłokach i materiałach izolacyjnych elektrycznie. Jego surowce to fenol i formaldehyd. Poprzez podgrzewanie ich z katalizatorem kwasowym lub zasadowym i dodawanie środków utwardzających w razie potrzeby, uzyskuje się trójwymiarowy Bakelit o strukturze siatkowej.

 

Bakelit, będący stosunkowo niedrogą żywicą termoutwardzalną, charakteryzuje się doskonałą odpornością na ciepło, wytrzymałością i właściwościami izolacyjnymi elektrycznie. Z biegiem czasu był stosowany w różnych scenariuszach. Chociaż pojawienie się żywic termoplastycznych zmieniło jego krajobraz, Bakelit nadal ewoluuje w unikalny sposób, aby sprostać wymaganiom nowych rynków. Nawet dziś rozwijane są zastosowania wykorzystujące wrodzone cechy Bakelitu, a jego wykorzystanie ma się rozszerzać w przyszłości.

Rodzaje Bakelitu

Obecnie Bakelit jest powszechnie dystrybuowany nie jako samodzielna żywica, lecz jako laminowane arkusze formowane przez splecenie żywicy z materiałem bazowym (papierem lub tkaniną). Są one produkowane poprzez nakładanie żywicy na każdy materiał bazowy i utwardzanie go w procesie cieplnym. Laminowane arkusze z papierem jako materiałem bazowym nazywane są „Papierowym Bakelitem”, podczas gdy te z tkaniną jako materiałem bazowym nazywane są „Tkaninowym Bakelitem”. Oto charakterystyczne cechy każdego produktu:

Papierowy Bakelit

Papierowy Bakelit charakteryzuje się niższą ceną (około połowy kosztu) i mniejszą wagą niż Tkaninowy Bakelit. Gdy izolacja elektryczna jest głównym problemem, zaleca się stosowanie Papierowego Bakelitu. Jednak z powodu użycia papieru jako materiału bazowego, należy zwrócić uwagę na jego wysoką absorpcję wody.

Tkaninowy Bakelit

Ten rodzaj Bakelitu przewyższa właściwości mechaniczne w porównaniu do Papierowego Bakelitu, co czyni go dobrze dopasowanym do zastosowań, gdzie wytrzymałość jest kluczowa. Jednak podobnie jak Papierowy Bakelit, ma wysoką absorpcję wody, co wymaga użycia w środowiskach o niskiej wilgotności.

Zalety Bakelitu

Chociaż Bakelit ma wiele zalet, niektóre z nich to:

Wysoka odporność na ciepło

Bakelit to żywica termoutwardzalna, co czyni ją godną uwagi ze względu na odporność na ciepło. Wykazuje wysoką odporność na ciepło w zakresie temperatur od 150 do 180°C, zachowując wytrzymałość nawet w podwyższonych temperaturach.

Doskonała izolacja elektryczna

Wysoka właściwość izolacyjna Bakelitu czyni go cennym dla zastosowań w materiałach izolacyjnych elektrycznie, takich jak płytki drukowane, wyłączniki i powłoki dla tablic rozdzielczych.

Wysoka wytrzymałość mechaniczna

Imponująca wytrzymałość mechaniczna to znacząca zaleta Bakelitu. Szczególnie Tkaninowy Bakelit ma wyższą wytrzymałość niż Papierowy Bakelit i jest często używany w zastosowaniach wymagających odporności na uderzenia.

Możliwość przetwarzania przez formowanie wtryskowe

Podczas formowania Bakelitu jako samodzielnej żywicy, można go przetwarzać za pomocą formowania wtryskowego, podobnie jak żywice termoplastyczne. Po podgrzaniu Bakelitu do temperatury tuż poniżej jego punktu utwardzania (około 50°C), jest on wtryskiwany do formy, a następnie utwardzany przez podgrzewanie do 150 do 180°C.

Wady Bakelitu

Podczas pracy z Bakelitem, ważne jest, aby być świadomym następujących wad:

Wysoka absorpcja wody

Laminowane arkusze Bakelitu zawierają materiały bazowe, takie jak papier lub tkanina, co czyni je wysoce chłonnymi. Dlatego Bakelit nie nadaje się do użycia w środowiskach z wodą lub wysoką wilgotnością.

Niska odporność na warunki atmosferyczne i podatność na rozpuszczalniki zasadowe

Bakelit jest podatny na promieniowanie ultrafioletowe, więc wymaga ostrożności przy użyciu na zewnątrz. Dodatkowo, może rozpuszczać się w rozpuszczalnikach zasadowych, co stanowi słabość w niektórych środowiskach chemicznych.

Główne zastosowania Bakelitu

Od momentu rozpoczęcia produkcji przemysłowej w 1907 roku, Bakelit był szeroko stosowany w produktach codziennego użytku, takich jak zastawa stołowa, naczynia kuchenne, guziki, zegarki i akcesoria. Jednak wraz z późniejszymi wynalazkami wielu żywic termoplastycznych, takich jak nylon i żywice fluorowe, niektóre zastosowania Bakelitu zostały stopniowo zastąpione przez żywice termoplastyczne. Chociaż bezpośrednie formowanie Bakelitu jako produktu stało się mniej powszechne, jego unikalne właściwości nadal napędzają różne zastosowania.

 

 

Na przykład, wykorzystując jego doskonałą izolację elektryczną, Bakelit znajduje zastosowanie w płytkach drukowanych, tablicach rozdzielczych, wyłącznikach i innych. Płytki drukowane są niezbędne nie tylko w urządzeniach IT, takich jak komputery i tablety, ale także w różnych dzisiejszych urządzeniach elektronicznych. Dlatego Bakelit jest szeroko stosowany we wszystkich dziedzinach wymagających elektryczności. Dodatkowo służy jako klej, materiał do formowania skorup i farba. Bakelit jest stosowany jako klej w zastosowaniach takich jak formy piaskowe do odlewania i spoiwa do materiałów drukarek 3D. Wykorzystując jego rozpuszczalność w alkaliach i zdolność do absorpcji światła w zakresie 200–300nm, Bakelit jest również używany jako materiał fotorezystowy. Oprócz tego Bakelit jest wykorzystywany jako materiał wysokowydajny w różnych dziedzinach, w tym w częściach zamiennych do metalu, materiałach na elektrody ujemne do baterii litowo-jonowych i surowcach do farmaceutycznego węgla aktywnego. W 2010 roku Bakelit był nawet używany jako materiał izolacyjny w kapsule, która przywiozła próbki z asteroidy „Itokawa”.

Podsumowanie

Bakelit, znany również jako żywica fenolowa, jest pierwszą na świecie syntetyczną żywicą opracowaną ponad wiek temu. Jako żywica termoutwardzalna, łączy w sobie stosunkowo niską cenę z doskonałą odpornością na ciepło, wytrzymałością i izolacją elektryczną. Obecnie Bakelit jest dostępny w formie laminowanych arkuszy, zawierających materiał bazowy (papier lub tkaninę) przeplatany żywicą.

Zalety Bakelitu obejmują wysoką odporność na ciepło, doskonałą izolację elektryczną, wysoką wytrzymałość mechaniczną i możliwość przetwarzania przez formowanie wtryskowe. Z drugiej strony istnieją wady, takie jak trudności w recyklingu, wysoka absorpcja wody i podatność na promieniowanie UV.

W obecnych zastosowaniach Bakelit jest szeroko stosowany w płytkach drukowanych, tablicach rozdzielczych, klejach, farbach, materiałach fotorezystowych, elektrodach ujemnych do baterii litowo-jonowych i innych. Oczekuje się, że rozwój jego zastosowań będzie kontynuowany w przyszłości.