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酚醛树脂介绍

发布时间:2019-09-19 09:30  来源: 本站原创  阅读次数: 1105
酚醛树脂固化剂是一种最经典的人工合成树脂,有近百年的使用史。由于酚醛树脂原料易得,价格低廉,生产工艺和设备简单,而且制品具有优异的机械性能,耐热性、耐寒性、电绝性、尺寸稳定性、成型加工型、阻燃性及低烟雾性。因此其成为工业部门不可缺少的材料,被广泛应用于固结磨具、涂附磨具、摩擦材料、耐火材料以及电木粉、烟花爆竹、铸造等各个领域。 
  酚醛树脂是以酚类化合物、醛类化合物作原料,在催化剂作用下缩聚而成的高分子化合物,其中以苯酚和甲醛缩聚的酚醛树脂最为重要。 
  酚醛树脂大体分为热固型和热塑型两大类。热固性树脂是由苯酚在碱性条件下与过量的甲醛发生反应合成;热塑性树脂是苯酚在酸性条件下与少量的甲醛反应合成。影响酚醛树脂合成和决定树脂性能的因素有:原料化学结构和单体官能度,酚醛摩尔比,催化剂的性质和反应介质的PH值。 
  热固性树脂具有活性官能团,在加热和酸的作用下都会固化。这种自动反应确切解释了热固性树脂在储存过程中,粘度升高,凝胶速度加快的原因。由于自动反应是热固性树脂内在的本性,温度平均每升高10℃反应速度就会加倍。所以热固性树脂必须储存再低温条件下,才能尽量延长其保存期。热塑性树脂需要加入固化剂才能交联。对于热塑性树脂来说最常用的固化剂就是六次甲基四胺(俗称乌洛托品),已经交联固化的树脂含部分氮,氮来源于乌洛托品。 
  酚醛树脂从A阶段向B阶段和C阶段转化后形成三维网状结构成为固化。线性树脂和甲阶分子量小的树脂都能溶熔,因此称此时的树脂为A阶段树脂。当树脂硬化后,就到凝胶阶段即B阶段。这个阶段树脂肿胀氮仍可以被溶剂溶解,这就到了C阶段。 
  随着工业的发展,对高性能材料提出了更高的要求,如较高的分解温度,较好的耐磨性能,足够的韧性和强度等。由于酚醛树脂在结构上存在弱点:酚羟基和亚基易氧化,因此耐热性受到影响。 
  普通酚醛树脂在200℃以下能够长期稳定使用,但超过200℃便明显发生变化。从300℃-360℃起进入热分解阶段,到600℃-900℃释放CO、C02、H2O、苯酚等物质。而且普通酚醛树脂固化时释放水分子,脆性大,韧性差,限制了其在高性能材料方面的发展。因此,需要对酚醛树脂进行改进,提高其韧性和耐热性。 
  改进酚醛树脂的途径主要有: 
  1、 在酚醛树脂中加入外增韧物质,如天然橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶及热塑性树脂等。 
  2、 在酚醛树脂中加入内增韧物质,如使酚羟基醚化,在酚核间引入长的亚甲基链及其他柔性基团等。 
  3、 用玻璃纤维、玻璃布及石棉等增强材料来改善脆性。 
  其他改进的方法还有:将酚醛树脂的酚羟基醚化,酯化、重金属螯合,或者增加固化剂加入量,严格成型条件或后固化条件,或者导入亚胺环或三嗪环等刚性结构。这些方法虽然提高了树脂的耐热性,但韧性却下降了。因此,目前很难同时既提高了树脂的韧性又改进其耐热性。 
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