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磺甲及酚醛樹脂

發布時間:2025-04-23 16:46:32

⑴ 酚醛樹脂的概念

酚醛樹脂 phenolic resin,簡稱PE.酚醛樹脂為黃色、透明、無定形塊狀物質,因含有游離分子而呈微紅色,比重1.25~1.30,易溶於醇,不溶於水,對水、弱酸、弱鹼溶液穩定。由苯酚和甲醛在催化劑條件下縮聚、經中和、水洗而製成的樹脂。因選用催化劑的不同,可分為熱固性和熱塑性兩類。酚醛樹脂具有良好的耐酸性能、力學性能、耐熱性能,廣泛應用於防腐蝕工程、膠粘劑、阻燃材料、砂輪片製造等行業。 苯酚-甲醛樹脂是最早工業化的合成樹脂。 1905~1909年L.H.貝克蘭對酚醛樹脂及其成型工藝進行了系統的研究,1910年在柏林呂格斯工廠建立通用酚醛樹脂公司,實現了工業生產。1911年J.W.艾爾斯沃思提出用六亞甲基四胺固化熱塑性酚醛樹脂,並製得了性能良好的塑料製品,獲得了廣泛的應用。1969年,由美國金剛砂公司開發了以苯酚-甲醛樹脂為原料製得的纖維,隨後由日本基諾爾公司投入生產。現在美國、蘇聯和中國也有生產。酚醛樹脂的生產至今不衰,1984年世界總產量約1946kt,居熱固性樹脂的首位。中國自40年代開始生產,1984年產量為77.6kt。 生產方法 常用的原料為苯酚、間苯二酚、間甲酚、二甲酚、對叔丁基或對苯基酚和甲醛、糠醛等。生產過程包括縮聚和脫水兩步。按配方將原料投入反應器並混合均勻,加入催化劑,攪拌,加熱至55~65℃,反應放熱使物料自動升溫至沸騰。此後,繼續加熱保持微沸騰(96~98℃)至終點,經減壓脫水後即可出料。近年來,開發成功連續縮聚生產酚醛樹脂新工藝。影響樹脂合成和性能的主要因素為酚與醛的化學結構、摩爾比和反應介質的pH。酚與醛的摩爾比大於或等於1時,初始產物為一羥甲基酚,縮聚時生成線型樹脂;小於1時,生成多羥甲基酚衍生物,形成的縮聚樹脂可交聯固化。反應介質的pH小於7時,生成的羥甲基酚很不穩定,易縮聚成線型樹脂;大於7時,縮聚緩慢,有利於多羥甲基酚衍生物的生成。生產熱塑性酚醛樹脂常用鹽酸、磷酸、草酸作催化劑(見酸鹼催化劑)使介質pH為0.5~1.5。為避免劇烈沸騰,催化劑可分次加入。沸騰反應時間一般為3~6h。脫水可在常壓或減壓下進行,最終脫水溫度為140~160℃。樹脂分子量為500~900。生產熱固性酚醛樹脂可用氫氧化鈉、氫氧化鋇、氨水和氧化鋅作催化劑,沸騰反應時間1~3h,脫水溫度一般不超過90℃,樹脂分子量為500~1000。強鹼催化劑有利於增大樹脂的羥甲基含量和與水的相溶性。氨催化劑能直接參加樹脂化反應,相同配方製得的樹脂分子量較高,水溶性差。氧化鋅催化劑能製得貯存穩定性好的高鄰位結構酚醛樹脂。應用 酚醛樹脂主要用於製造各種塑料、塗料、膠粘劑及合成纖維等。壓塑粉 生產模壓製品的壓塑粉是酚醛樹脂的主要用途之一。採用輥壓法、螺旋擠出法和乳液法使樹脂浸漬填料並與其他助劑混合均勻,再經粉碎過篩即可製得壓塑粉。常用木粉作填料,為製造某些高電絕緣性和耐熱性製件,也用雲母粉、石棉粉、石英粉等無機填料。壓塑粉可用模壓、傳遞模塑和注射成型法製成各種塑料製品。熱塑性酚醛樹脂壓塑粉主要用於製造開關、插座、插頭等電氣零件,日用品及其他工業製品。熱固性酚醛樹脂壓塑粉主要用於製造高電絕緣製件。增強酚醛塑料 以酚醛樹脂(主要是熱固性酚醛樹脂)溶液或乳液浸漬各種纖維及其織物,經乾燥、壓製成型的各種增強塑料是重要的工業材料。它不僅機械強度高、綜合性能好,而且可進行機械加工。以玻璃纖維、石英纖維及其織物增強的酚醛塑料主要用於製造各種制動器摩擦片和化工防腐蝕塑料;高硅氧玻璃纖維和碳纖維增強的酚醛塑料是航天工業的重要耐燒蝕材料。酚醛塗料 以松香改性的酚醛樹脂、丁醇醚化的酚醛樹脂以及對叔丁基酚醛樹脂、對苯基酚醛樹脂均與桐油、亞麻子油有良好的混溶性,是塗料工業的重要原料。前兩者用於配製低、中級油漆,後兩者用於配製高級油漆。 酚醛膠 熱固性酚醛樹脂也是膠粘劑的重要原料。單一的酚醛樹脂膠性脆,主要用於膠合板和精鑄砂型的粘結。以其他高聚物改性的酚醛樹脂為基料的膠粘劑,在結構膠中佔有重要地位。其中酚醛-丁腈、酚醛-縮醛、酚醛-環氧、酚醛-環氧-縮醛、酚醛-尼龍等膠粘劑具有耐熱性好、粘結強度高的特點。酚醛-丁腈和酚醛-縮醛膠粘劑還具有抗張、抗沖擊、耐濕熱老化等優異性能,是結構膠粘劑的優良品種。酚醛纖維 主要以熱塑性線型酚醛樹脂為原料,經熔融紡絲後浸於聚甲醛及鹽酸的水溶液中作固化處理,得到甲醛交聯的體型結構纖維。為提高纖維強度和模量,可與 5%~10%聚醯胺熔混後紡絲。這類纖維為金黃或黃棕色纖維,強度為11.5~15.9cN/dtex,抗燃性能突出,極限氧指數為34,瞬間接觸近7500℃的氧-乙炔火焰,不熔融也不延燃,具有自熄性,還能耐濃鹽酸和氫氟酸,但耐硫酸、硝酸和強鹼的性能較差。主要用作防護服及耐燃織物或室內裝飾品,也可用作絕緣、隔熱與絕熱、過濾材料等,還可加工成低強度、低模量碳纖維、活性炭纖維和離子交換纖維等 熱固性酚醛樹脂在防腐蝕領域中常用的幾種形式:酚醛樹脂塗料;酚醛樹脂玻璃鋼、酚醛-環氧樹脂復合玻璃鋼;酚醛樹脂膠泥、砂漿;酚醛樹脂浸漬、壓型石墨製品。熱固性酚醛樹脂的固化形式分為常溫固化和熱固化兩種。常溫固化可使用無毒常溫固化劑NL,也可使用苯磺醯氯或石油磺酸,但後兩種材料的毒性、刺激性較大。建議使用低毒高效的NL固化劑。填料可選擇石墨粉、瓷粉、石英粉、硫酸鋇粉,不宜採用輝綠岩粉。
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⑵ 酚醛樹脂發泡時,粘度和固化時間多少為合適啊謝謝

酚醛泡沫是由酚醛樹脂通過發泡而得到的一種泡沫塑料。與早期占市場主導地位的聚苯乙烯泡沫、聚氯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫等材料相比,在阻燃方面它具有特殊的優良勝能。其重量輕,剛性大,尺寸穩定性好,耐化學腐蝕,耐熱性好,難燃,自熄,低煙霧,耐火焰穿透,遇火無灑落物,價格低廉,是電器、儀表、建築、石油化工等行業較為理想的絕緣隔熱保溫材料,因而受到人們的廣泛重視。目前,酚醛泡沫已成為泡沫塑料中發展最快的品種之一。消費量不斷增長,應用范圍不斷擴大,國內外研究和開發都相當活躍。然而,酚醛泡沫最大的弱點是脆性大,開孔率高,因此提高它的韌性是改善酚醛泡沫性能的關鍵技術。本文主要就酚醛泡沫的制備中所用發泡助劑、發泡機理和泡沫增韌的新進展作一介紹。
2 發泡助劑
2.1 催化劑/固化劑
酚醛泡沫一般是在室溫或低熱條件下制備,因此需以酸作催化劑。當酸作催化劑時,酸能加速樹脂分子間的縮聚反應,反應放出的熱量促使發泡劑急劇氣化,而使乳化樹脂膨起,同時樹脂固化。反應的催化劑也是樹脂的固化劑。在環境溫度下固化劑的類型和數量對獲得優質泡沫是極其重要的。固化劑的選擇應使聚合物的固化速度與發泡速度匹配。因此,要求所用的固化劑能夠使固化速度在很寬的范圍內變化,固化反應本身又能在比較低的溫度下進行。
固化劑分無機酸和有機酸,無機酸如硫酸、鹽酸、磷酸等。有機酸有草酸、已二酸、苯硝酸、酚硝酸、甲苯磺酸,苯磺酸,石油磺酸等。無機酸價格低,但固化速度太快,對金屬有很強的腐蝕作用,因此防腐成為酚醛泡沫使用中的一大難題。研究表明,可利用甲醇、乙醇、丙醇等稀釋無機酸達到緩蝕,也可加入抗腐蝕劑如氧化鈣、氧化鐵、碳酸鈣、無水硼砂、鹼金屬和鹼土金屬碳酸鹽及鋅、鋁等。有人已考慮用鹼中和劑來處理泡沫,但這種方法的有效性尚末得到證實。有關這方面的研究還在進行中。文獻曾報導,使用酸性的萘磺酸酚醛既起催化作用又參與酚醛的縮合反應,降低了酸的滲透性,對金屬的腐蝕性也就很小。文獻中還提到其它降低泡沫材料腐蝕性方法,如以鹽酸作固化劑時首先用真空法除去成型產品中易揮發物,再用NH3除去殘存的酸或在80-130℃條件下熱處理,或在樹脂配方添加中和劑等,這些方法使生產工藝復雜化,並增加成本。
現在採用芳族磺酸為基礎的固化劑很普遍。這是因為它腐蝕性小,並具有增塑作用。還有將有機酸和無機酸混合使用。為保證分散均勻,使用時應將固態有機磺酸配成高濃度的水溶液,一般溶液的濃度在40-65%為宜。
2.2 發泡劑
發泡劑是塑料發泡成型中發泡動力的來源塑料發泡方法一般分為機械發泡、物理發泡和化學發泡。機械發泡是藉助於機械的強烈攪拌,使氣體均勻地混入樹脂中形成氣泡。物理發泡則是藉助於溶解在樹脂中的發泡劑物理狀態的改變,形成大量的氣泡。以上兩種發泡完全是物理過程,沒有發生任何化學變化。化學發泡是發泡過程中使化學發泡劑發生化學變化,從而分解並產生大量氣體,使發泡過程進行。發泡劑的種類和用量對發泡效果具有重要影響。它直接影響泡沫密度,進而影響到產物的物理、機搬勝能。此外,使用發泡劑使泡沫具有大量球狀微孔,泡沫耐燃性及韌性提高。
根據酚醛樹脂發泡反應機理,大多數以物理發泡方法進行。物理發泡劑分惰性氣體和低沸點液體兩類。酚醛泡沫常用的發泡劑為各種沸點在30-60℃之間的揮發性液體,如氟利昂、氯化烴、正戊烷等。現在的科研和工廠生產中使用的發泡劑絕大多數仍然是氟氯烴化合物,其中以氟利昂一11與氟利昂-21的1:4(mol)混和物使用最廣泛。氟氯烴發泡劑效果非常好,但氟氯烴會破壞大氣的臭氧層,所以已限制使用且開始選擇代用品。在近期的專利中為減少對大氣臭氧層的危害,選擇了危害小的氟氯烴,如 CF32CF2CHC12、HCF2CF2CEt,被稱為不耗臭氧的發泡劑。還有人採用減少氟化物發泡劑的使用量,加入部分代用品,如 F-11和戊烷混合使用。在新的代用品中最有前途的當屬惰性氣體發泡劑二氧化碳、氮氣等。它們無毒、無污染,臭氧消耗系數(ODP)為零,溫室效應系數(GwP)很小,不燃,價廉易得,是氟利昂替代品研究的熱點,但難度較高。可喜的是有文獻報道,日本的Asahi化工公司的研究者用CO2代替氟氯烴作生產酚醛泡沫材料的發泡劑,效果良好。它們由酚醛共聚樹脂(含有羥甲基脲)與發泡劑CO2及催化劑混合物製得的酚醒泡沫材料。其密閉氣孔含量為96.0%,氣孔直徑為190μm,熱導率(JISA1412)為0.0231Kcal/m.h.℃,C O2含量為5.2%,脆度(JIS A9511)為11%。氯化烴中以二氯甲烷最常用,其化學性質較為穩定、發氣量也高於氟氯烴,故近年已有許多廠家用之代替氟氯烴或二者並用。在塑料發泡工業中有選用低沸點脂肪族烷烴G4-G7混合物如正戊烷作為發泡劑,但其效果不理想,還有易燃的危險。有時通過幾種發泡劑並用的辦法來解決發泡劑汽化溫度與樹脂固化反應速度相匹配的問題,這樣發泡劑在汽化時,樹脂已具有了適當的粘度,從而有利於泡孔結構的形成和穩定。
化學發泡劑也有應用,如發泡劑H(N,N一二亞硝基五次甲基四胺),它遇酸會強烈分解,釋放出氮氣,從而使樹脂發泡。
2.3 表面活性劑
表面活性劑的分子中含有親水結構和疏水結構,具有界面走向和降低液體樹脂的表面張力的作用,使泡沫塑料中親水性和疏水性相差很大的原料乳化成為均勻體系,各組分充分接觸,使各種反應能較平衡地進行。表面活性劑的用量雖小,只為樹脂的2-6%,但它對發泡工藝和產品性能影響很大。它可以保證發泡過程中各組份充分混合均勻,形成均勻微細多泡孔結構和穩定的閉孔率,還可以加快反應過程,縮短固化時間,對泡沫製品的抗壓強度,泡孔尺寸等均有較大的影響。
泡沫塑料發泡成型通常分三個階段。第一階段是在發泡基體的熔體或液體中形成大量均勻細密的氣泡核,然後再膨脹成具有要求泡體結構的泡體,最後通過加熱,固化定型,得到泡沫塑料製品。發泡第一階段是要製得以發泡劑為分散相、樹脂為連續相的乳狀液,在樹脂中形成大量分布均勻、粒徑微小的發泡劑液滴(氣泡核)。如單純以高速攪拌將發泡劑分散到樹脂中,這種分散體系極不穩定,容易破壞。表面活性劑能降低界面張力,使分散體系在熱力學上穩定。這時表面活性劑起到了乳化劑或勻泡劑的作用。當在高速攪拌下,往酚醛樹脂與發泡劑的乳狀液中加入固化劑時,酚醛發泡成型進入了第二階段。在固化劑作用下甲階樹脂發生縮合反應,轉化為乙階樹脂階段,最後固化為丙階樹脂,同時樹脂縮合釋放出的大量反應熱使發泡劑液滴氣化,發泡料在變稠的同時,體積迅速增大,原先的乳狀液已轉變成泡沫,此泡沫是不穩定的,已形成的氣泡可以繼續膨脹,也可能合並、塌陷或破裂。在酚醛泡沫沒有固化定型前表面活性劑起著穩定泡沫的作用。
酚醛泡沫塑料各組分之間的相容性較差,所以選用表面活性劑更要考慮其乳化性能。良好的乳化性能可以提高各組分混合的均勻程度,有利於形成均勻微細的泡孔結構,而且可以加快反應過程,縮短固化時間。此外表面活性劑還必須對固化劑的強酸性保持穩定。盡管能用於酚醛泡沫塑料的表面活性劑種類很多,但非離子型表面活性劑效果最好,較常用的有①脂肪醇聚氧乙烯、聚氧丙烯醚類;②烷基酚聚氧乙烯醚類,如壬基酚與環氧乙烷的加成物;③聚硅氧烷、聚氧乙烯、聚氧丙烯的嵌段共聚物,這類表面活性劑不僅有良好的泡沫穩定性能,而且有極強的乳化作用。
近年來也有研究者採用多種表面活性劑混合物來得到具有特定性能的泡沫,如池田義宏等用硅酮與十二烷基苯磺酸鈉混合的表面活性劑製成高吸水性泡沫。
3 泡沫增韌研究
酚醛樹脂結構上的薄弱環節是酚羥基和亞甲基易氧化。其泡沫延伸率低,質脆,硬度大,不耐彎曲。這大大限制了酚醛泡沫的應用,所以對泡沫的增韌是十分必要的。酚醛泡沫的增韌,可以通過以下幾種途徑實現:①在體系加入外增韌劑,通過共混的方式達到增韌的目的;②通過甲階酚醛樹脂與增韌劑的化學反應,達到增韌的目的;③用部分帶有韌性鏈的改性苯酚代替苯酚合成樹脂。
3.1 加入外增韌劑
這一改性方式要求樹脂和增韌體系須具有一定的混溶性,才能改善其脆性,提高韌性和抗壓性能,可根據溶解度參數δ預測有機化合物之間的混溶性。這種改性方式的實施一般是按如下步驟進行。首先合成普通的甲階酚醛樹脂,然後在體系內加入改性劑,脫水,發泡。這類改性劑常用的有三類。
第一類是橡膠彈性體改性劑。橡膠增韌酚醛樹脂屬物理摻混改性,但由於彈性體通常帶有活性的端基(如羧基、羥基等)和雙鍵,能與甲階酚醛樹脂中的羥甲基發生不同程度的接校或嵌段共聚反應。在樹脂固化及發泡過程中這些橡膠類彈性體段一般能從基體中析出,在物理上形成海島兩相結構。這種橡膠增韌的熱固性樹脂及泡沫的斷裂韌性比起未增韌的樹脂及泡沫有較大幅度的提高。常用的橡膠有丁腈、丁苯、天然橡膠和端羧基丁腈橡膠及其他含有活性基團的橡膠。增韌的效果還與共混比例等有關,橡膠量太少達不到效果,但若橡膠含量較高,影響耐熱性,同時也會影響酚醛橡膠間的相容性。橡膠的加入量一般宜控制在5-20%之間。
第二類是熱塑性樹脂。用於酚醛泡沫改性的有聚乙烯醇,聚乙二醇等。聚乙烯醇分子中的羥基有可能與酚醛縮聚物中的羥甲基發生化學反應,形成接枝共聚物。聚乙烯醇改性酚醛樹脂可提高泡沫的壓縮強度。據文獻報道,泡沫壓縮強度與聚乙烯醇的加入量有關。加入聚乙烯醇的量太少,壓縮強度提高不明顯;加入過多量的聚乙烯醇會導致粘鍋,使反應難以繼續進行。聚乙烯醇的加入量為苯酚重量的l.5-3%較為合適。
聚乙二醇也是酚醛樹脂有效的增韌劑。聚乙二醇中的一OH可能與樹脂中的一OH結合,但在鹼性條件下反應較困難。聚乙二醇中的一OH與樹脂中的一OH也可能形成部分氫鍵,使樹脂中導入長的柔性醚鏈,從而起到增韌的效果。葛東彪等人用不同分子量的聚乙二醇系列來增韌泡沫,發現改性效果隨著聚乙二醇分子量的增大而增大,分子量為1000時達到峰值,而後隨著聚乙二醇分子量的增大減小。所給出的結論是:先隨著分子量的增大,酚醛樹脂中導入的聚醚柔性鏈比較長,有利於拉伸強度和斷裂伸長率增大;但聚乙二醇分子量大於1000時,由於加人聚乙二醇的質量是一定的,其分子鏈兩端羥基所佔的比例相對減小,使得羥基和酚醛樹脂的羥甲基反應的機率減小,影響了聚乙二醇的改性效果。分子量適中的聚乙二醇1000和800改性的泡沫韌性最好。
聚乙二醇增韌改性的酚醛泡沫與純酚醛泡沫相比,不僅尺寸穩定性好、壓縮強度高、表觀密度適中,而且泡孔閉孔率較高、大小均勻、緻密,且易加工切割,斷面無或少碎屑。此外氯化聚乙烯(CPE)、聚氯乙烯(PVC)增韌樹脂及泡沫也有報道。
第三類是小分子物質如乙二醇。乙二醇增韌泡沫是合成酚醛樹脂後,按一定比例加入乙二醇混合均勻,依次加入穩定劑、發泡劑、均泡劑,攪拌均勻,然後加入固化劑,劇烈攪拌,迅速倒入准備好的模具中團模發泡,待其固化完全後脫模即可。
有人根據純酚醛泡沫與乙二醇改性酚醛泡沫(乙二醇含量為苯酚量15%)的紅外光譜圖的差別,推測乙二醇可能在酸催化作用下,部分或全部生成了甘油醇類的衍生物,參與了主反應。乙二醇的加入能在一定程度上改善酚醛泡沫的性能,提高其壓縮強度,改善其脆性,而又不太多地損失其阻燃性,最佳用量為10-15份/100份樹脂。此時其氧指數為37-38,壓縮強度為0.40MPa,密度為0.059g/cm3,如表1所示。
表1 泡沫性能與乙二醇加入量

A B C D E F
乙二醇/w% 25 20 15 10 5 0
密度/g.cm-3 0.064 0.06 0.059 0.058 0.056 0.062
壓縮強度/MPa 0.30 0.35 0.40 0.37 0.38 0.31
氧指數 35 37 37 38 38 40

添加短切玻纖也是外增韌的一種方法。短切玻纖屬於無機材料,常溫下無色、無味、無毒,易與酚醛樹脂混勻。短切玻纖經用偶聯劑處理後,與酚醛樹脂共混,然後發泡製成酚醛泡沫塑料。短切玻纖含量對改性酚醛泡沫塑料主要性能的影響見表2。
表2 短切破纖含量與酚醛泡沫性能

短切玻纖/w% 0 3 4 5 6 8 10
容重/kg.cm-3 60 60 60 60 62 68 80
脆性質量損失/% 40.0 28.0 25.0 22.0 21.0 17.7 15.0
氧指數 45 45 46 48 48 50 50
壓縮強度/MPa 0.20 0.25 0.26 0.28 0.31 0.39 0.43

由表2可知,隨著短切玻纖含量的增加,酚醛泡沫塑料的壓縮強度明顯提高,容重增加,脆性降低,氧指數升高,但共混物的粘度隨著短切玻纖含量的增加而升高,使發泡工藝難以控制,因此短切玻纖的含量一般控制在10%以下。文獻也報道了鄰苯二甲酸二辛酯、磷酸三甲苯酯等有機物質用於泡沫增韌。
3.2 化學增韌甲階酚醒樹脂
化學增韌改性方法是在合成甲階樹脂時加入改性劑,通過酚羥基和羥甲基的化學反應接枝上柔性鏈,從而得到內增韌的改性甲階樹脂,這種改性方法較共混方法的效果要好。
聚氨酯改性酚醛泡沫是一種很好的化學增韌方法,在日本、美國已進行了系列研究,取得了較好的成果。從採用的方法看有如下2種方式:①以糠醇樹脂、芳胺多元醇等作為聚氨酯組分中的多羥基化合物,將酚醛樹脂、多異氰酸酯(MDI、PAPI)和上述各種多元醇混合,加入發泡劑等助劑進行復合發泡。②聚醚、聚酯多元醇和異氰酸酯合成末端為一NCO基團的預聚體,再與酚醛樹脂、發泡助劑混合,進行復合發泡。
在聚氨酯改性酚醛泡沫制備過程中,無論採用何種改性方法,其反應機理是一致的。主要有兩種反應發生,①異氰酸酯基團和組分中的多羥基化合物的羥基進行交聯或擴鏈反應;②異氰酸酯基團和甲階酚醛樹脂中的羥甲基進行交聯反應。兩種反應的結果是在酚醛剛性分子結構中引入了柔韌性鏈段,從根本上改變了酚醛樹脂的剛性分子結構,從而提高了泡沫製品的韌性,降低了脆性;同時引入了聚氨酯的特性,如提高閉孔率,降低吸水性,加快固化反應速度,成型快,也提高了製品的強度。
以TDI與分子量為1000的聚乙二醇反應,合成帶有一NCO基團的預聚體改性酚醛泡沫,其性能如表3所示。
表3 TDI改性聚乙二醇增韌酚醛泡沫性能

壓縮強度/MPa 密度/kg.cm-3 吸水率/% 氧指數
0.288 0.1771 14.39 38.3

3.3 用部分帶有韌性鏈的改性苯酚代替苯酚合成樹脂
第三類改性方法是用含有與苯酚相類似官能團的韌性物質部分代替苯酚與甲醛縮合,從而達到增韌的目的。有文獻報道用間苯二酚、鄰甲酚、對甲酚、對苯二酚等改性。加入量控制在0.2-10%,可降低泡沫脆性,提高製品的強度和韌性。烷基酚和腰果殼油改性也都有報道。腰果殼油主要結構是在苯酚的間位上帶一個15個碳的單烯或雙烯烴長鏈,因此腰果殼油既有酚類化合物的特徵,又有脂肪族化合物的柔性,用其改性酚醛泡沫,韌性有明顯改善。
用桐油和亞麻油改性苯酚也有人嘗試,桐油中的共軛三烯在酸催化下與苯酚發生陽離子烷基化反應,其中殘留的雙鍵由於空阻效應,參加反應的機率很小。反應產物在鹼催化下進一步與甲醛反應,生成了桐油改性甲階酚醛樹脂。亞麻油是十八碳三烯酸甘油脂,其分子結構中都有三個雙鍵。在催化劑的作用下,苯酚的鄰、對位上的碳原子在亞麻油的雙鍵上發生烷基化反應,合成改性酚,然後改性酚與甲醛共聚,柔順的烷基鏈將脆性的酚醛分子鏈連結起未,有效地改善了酚醛泡沫脆性。桐油改性苯酚如圖所示。

4 結束語
近幾年來,國內外對酚醛泡沫原材料、發泡技術、工藝過程都進行了大量研究工作。泡沫制備工藝日臻完善,並已進入了工業化生產階段。隨著人們對材料耐火性及難燃性要求越來越高,泡沫改性研究的不斷深入和泡沫韌性不斷的提高,酚醛泡沫塑料的應用將更加廣泛。

⑶ 酚醛樹脂膠粘劑的改性

醛樹脂膠粘劑雖然具有膠接強度高、耐水、耐熱、耐磨及化學穩定性好等優點,生產耐候、耐熱的木材製品時酚醛樹脂膠粘劑為首選膠粘劑,但因其存在耐磨性較低、成本較高、固化溫度高、熱壓時間長等缺點,使其應用受到一定限制。為此,許多人採用多種途徑對其改性。
酚醛樹脂的改性,可以將柔韌性好的線型高分子化合物(如合成橡膠、聚乙烯醇縮醛、聚醯胺樹脂等)混入酚醛樹脂中;也可以將某些粘附性強的,或者耐熱性好的高分子化合物或單體與酚醛樹脂用化學方法製成接枝或嵌段共聚物,從而獲得具有各種綜合性能的膠粘劑 。
研究較多的是利用三聚氰胺、尿素、木質素、聚乙烯醇、間苯二酚等物質對其進行改性。
1 三聚氰胺改性酚醛樹脂膠粘劑
利用三聚氰胺與苯酚、甲醛反應可生成耐候、耐磨、高強度及穩定性好的、可以滿足不同要求的三聚氰胺-苯酚—甲醛(MPF)樹脂膠粘劑。
可以採用共聚或共混的方法。
2 尿素改性酚醛樹脂膠粘劑
人們在致力於提高酚醛樹脂膠粘劑性能的同時,也注意降低生產成本,降低PF樹脂膠粘劑成本的主要途徑是引入價廉的尿素。以苯酚為主的苯酚—尿素—甲醛(PUF)樹脂膠粘劑,不但降低PF樹脂的價格,而且游離酚和游離醛都可以降低。
3 木質素改性酚醛樹脂膠粘劑
木質素是廣泛存在於自然界植物體內的天然酚類高分子化合物。在造紙生產過程中,黑液含有50%~60%的木素磺酸鹽。木質素—苯酚—甲醛膠粘劑已應用於生產人造板。不僅可以降低造紙廢液的污染,而且也能降低PF樹脂成本。在一定條件下,可用木質素硫酸鹽或黑液代替高達42%的PF樹脂膠粘劑,而固化時間無明顯延長,板的性能也不降低。
4 間苯二酚(resorcinol)改性酚醛樹脂膠粘劑
自從1943年間苯二酚—甲醛(RF)樹脂應用以來,主要生產船用膠合板以及在惡劣環境中使用的結構件。由於苯酚和間苯二酚兩者結構相近,不少研究利用間苯二酚改性PF樹脂,提高其固化速度,降低固化溫度,主要有兩種方法:①將RF樹脂和PF樹脂按一定比例進行共混;②間苯二酚、甲醛兩者共縮聚,這類膠粘劑的主要特點是能達到低溫或室溫固化。
5 聚乙烯醇縮醛改性酚醛樹脂膠粘劑
向PF樹脂中引入高分子彈性體可以提高膠層的彈性,降低內應力,克服老化龜裂現象,同時,膠粘劑的初粘性、粘附性及耐水性也有所提高。常用的高分子彈性體有聚乙烯醇及其縮醛、丁腈乳膠、丁苯乳膠、羧基丁苯乳膠、交聯型丙烯酸乳膠。
酚醛—聚乙烯醇縮聚結構膠粘劑是發展最早的航空結構膠之一,也常應用於金屬—金屬、金屬—塑料、金屬—木材等膠接上。此種膠粘劑所採用的PF樹脂為甲階PF樹脂或其羥甲基被部分烷基化的甲階PF樹脂,聚乙烯醇縮醛主要為聚乙烯醇縮甲醛和聚乙烯醇縮丁醛。
6 降低酚醛樹脂的固化溫度和固化時間
近些年來,國內外學者一直在探索研究降低PF的固化溫度和縮短固化時間的方法和改性途徑,試圖開發一種與脲醛樹脂的固化溫度和固化時間接近的中溫快速固化的PF。提高PF固化速度的途徑有:
①添加固化促進劑或高反應性的物質:如添加碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、碳酸丙烯酸酯類的碳酸鹽與碳酸酯、間苯二酚、異氰酸酯等。
②改變樹脂的化學構造,賦予其高反應性:如高鄰位PF的合成。
③與快速固化性樹脂復合:如苯酚-三聚氰胺共縮合樹脂、苯酚-尿素共縮合樹脂、木素、單寧-酚醛樹脂共縮合樹脂等。
④提高樹脂的聚合度。

⑷ 酚醛樹脂有多少種類,酚醛樹脂有毒嗎

酚醛樹脂有多少種類以及酚醛樹脂是否有毒,酚醛樹脂也叫電木,又稱電木粉。原為無色或黃褐色透明物,市場銷售往往加著色劑而呈紅、黃、黑、綠、棕、藍等顏色,有顆粒、粉末狀。耐弱酸和弱鹼,遇強酸發生分解,遇強鹼發生腐蝕。不溶於水,溶於丙酮、酒精等有機溶劑中。苯酚醛或其衍生物縮聚而得。
酚醛樹脂
酚醛樹脂有多少種類
酚醛樹脂是由酚(苯酚、甲酚、二甲酚、問苯二酚等)與醛(甲醛、乙醛、糠醛等)在酸性或鹼性催化劑存在下作用所生成的縮聚物。酚醛樹脂除用於膠黏劑外,尚有許多重要用途。用不同的酚和甲醛及兩者不同配比、催化劑,可製得不同性質和用途的酚醛樹脂產品。
就酚醛樹脂而言,通過控制酚與醛的摩爾比及酚的官能度,以及催化劑的類型(酸性或鹼性),可製得熱塑性和熱固性酚醛樹脂。熱固性酚醛樹脂又稱可溶酚醛樹脂或稱一階酚醛樹脂、Resol酚醛樹脂或甲階樹脂,它是一種含有可進一步反應的羥甲基活性基團的樹脂,該樹脂在加熱或在酸性條件下就可交聯固化。如果合成反應不加控制,則會使縮聚反應一直進行至形成不溶不熔的具有三向網路結構的樹脂。用於膠黏劑的主要是熱固性酚醛樹脂。另一類稱為熱塑性酚醛樹脂,又稱線型酚醛樹脂、二階酚醛樹脂、Novolac樹脂或乙階樹脂,該樹脂要加入固化劑如六亞甲基四胺後才可反應形成具有三向網路結構的固化樹脂。
膠黏劑用酚醛樹脂的相對分子質量在700~1000左右。它分為線型酚醛樹脂和甲階酚醛樹脂。線型酚醛樹脂是在酸性催化劑作用下制備的,使用時加入六亞甲基四胺、甲醛等固化劑,在加熱條件下固化,如3201酚醛樹脂、2123酚醛樹脂等。甲階酚醛樹脂是在鹼性催化劑的作用下制備的,它能直接溶於丙酮、乙醇和水中。加熱固化,也可加入酸性催化劑(石油磺酸、對氯苯磺酸、磷酸的乙二醇溶液、鹽酸的乙醇溶液等)室溫固化,如2122酚醛樹脂、2127酚醛樹脂、264酚醛樹脂和219酚醛樹脂等。
酚醛樹脂有毒嗎
酚醛樹脂是有毒的,因為酚醛樹脂在縮聚和加工過程中,因不同的供需而有不同的毒性反應。在縮聚過程中,原料甲醇和苯酚都是有毒的物質,故反應鍋要密閉,加料時可從計量槽經管道壓進反應鍋,用鹼(或酸)作催化劑進行縮聚。反應達到終點後用稀鹽酸中和,用清水洗滌呈中性,得到酚醛膠。在縮聚過程中,如果操作不當或密封不嚴,容易產生甲醇蒸氣散發,長期接觸會使職業性皮炎的發病率增高,特別是夏季,皮膚暴露面廣,會加劇皮損,個別人是過敏性皮炎發作,間接接觸甲醇蒸氣,皮炎也會繼續發生。苯酚的作用較甲醇為小,可能與其揮發性較低有關。

⑸ 酚醛樹脂是什麼東西

酚醛樹脂是什麼東西
一種以酚醛樹脂或改性酚醛樹脂為主要成膜物質的塗料稱為酚醛塗料。酚醛樹脂是最早開發的合成樹脂之一,用於製造塗料已有近70年的歷史。
目前,雖然合成樹脂已相當發達,但由於其成本低,具有一定的硬度、光澤、牢度、耐水性、耐酸鹼性、絕緣性等性能,在塗料工業中仍佔有很大的比重,廣泛應用於木材、建築、船舶、機械、電氣和防化學腐蝕塗料中。
酚醛樹脂是一種由苯酚和醛縮聚而成的樹脂。主要原料是苯酚和甲醛。此外,也可以使用其他酚類,如甲酚、二甲酚、對苯二酚和其他醛類,如糠醛,有時苯胺、苯酚和甲醛可以縮聚。產生酚醛縮合物的常見反應是甲醛和苯酚生成羥甲基苯酚,然後進一步縮合除去水,產生亞甲基橋。
反應式如下:根據原料的化學結構、酚醛摩爾比和催化劑的性質,生產出的酚醛樹脂具有不同的性能。塗料用酚醛樹脂的類型、酚醛樹脂塗料及其應用將在下面討論。1.塗料用酚醛樹脂的種類塗料用酚醛樹脂有三種:醇溶性酚醛樹脂、改性酚醛樹脂和油溶性酚醛樹脂。
三種樹脂中,100%油溶性純酚醛樹脂和桐油的塗料性能最好,但樹脂來源匱乏,成本較高,所以應用不廣泛。松香改性酚醛樹脂來源廣泛,成本低廉,精製操作簡單。桐油精製的塗料仍部分保留了酚醛樹脂的耐化學性、耐候性、耐水性和絕緣性。
漆膜光亮堅硬,可干可白,在酚醛樹脂漆中占很大比例。醇溶性酚醛樹脂沒有被廣泛使用。2.酚醛樹脂漆的應用1)醇溶性酚醛樹脂漆漆是由醇溶性酚醛樹脂溶解在醇類溶劑中製成的,一般屬於熱固性酚醛清漆,是一種不含油脂的油漆。
烘烤乾燥後,漆膜堅韌,附著力好,具有良好的耐油性、耐水性、耐熱性、耐酸鹼性和耐溶劑性,以及良好的絕緣性和一定的粘結強度。主要用於層壓製品的粘接、電氣絕緣零件的表面處理以及罐內和底蓋的塗層。例如,F016酚醛清漆具有良好的防潮性和絕緣性,用於粘合層壓製品和絕緣零件。2)改性酚醛樹脂未改性的酚醛樹脂與油和其他一些樹脂不相溶。
如果單獨做漆,漆膜比較脆,所以用的比較少。在酚醛塗料中,使用的大多數酚醛樹脂是改性酚醛樹脂。酚醛樹脂經改性後,改善了油溶性和與其他樹脂的混溶性,已廣泛應用於酚醛塗料和其他塗料中。酚醛樹脂的改性一般有兩種方法:松香改性和丁醇改性。
①松香改性酚醛樹脂漆:這類漆由松香改性酚醛樹脂、乾性油等製成。,與各種油混合,然後加入催干劑、溶劑、顏料等。,其通過研磨製備。產品有各種清漆、瓷漆、底漆和膩子。
松香改性酚醛樹脂塗料的漆膜堅硬、耐久、乾燥、耐水、耐酸鹼、絕緣、價格低廉、品種多樣,在酚醛塗料中佔有重要地位。缺點是漆膜容易發黃。這種塗料廣泛用於木製傢具、建築、通用機械產品、船舶、絕緣漆等。
②丁醇改性酚醛樹脂塗料:這類塗料是以丁醇改性酚醛樹脂溶解在苯溶劑中作為主要成膜物質製成的。其漆膜具有良好的耐水性和耐酸性,但易碎,需要高溫烘烤乾燥。因此,一般與油或其他樹脂配合使用,用此方法制備的漆膜具有良好的耐腐蝕性和柔韌性,如F23-2酚醛罐漆和F521酚醛防腐烤漆等。
3)油溶性純酚醛樹脂漆油漆是以油溶性酚醛樹脂和乾性油熱煉產品為漆料製成。根據純酚醛樹脂與油的比例,還可分為短、中、長油三種油漆,可製成底漆、磁漆、清漆。純酚醛樹脂具有良好的耐水性、耐酸性、耐溶劑性和電絕緣性。用乾性油特別是桐油熱煉製成的漆膜堅硬、堅韌、乾燥快、附著力好,耐候性略次於醇酸塗料,但耐水性和耐化學腐蝕性優於醇酸塗料。
因此,純酚醛樹脂塗料適用於水下和室外作防腐塗料,在船舶、化工設備和電氣絕緣用塗料中相當顯著。它和環氧底漆一樣,是一種重要的金屬底漆,應用非常廣泛。但各種酚醛漆都有不同程度的發黃,所以酚醛漆中一般沒有白瓷漆。
3.酚醛樹脂漆中的施工要點酚醛樹脂漆要注意以下幾點:①醇溶性酚醛樹脂漆以乙醇為稀釋劑。改性酚醛樹脂漆用2OO溶劑汽油或松節油作稀釋劑,油溶性純酚醛短油漆用二甲苯作稀釋劑,中油漆用二甲苯和2∞溶劑汽油的50%混合物作稀釋劑,長油漆用200溶劑汽油或松節油作稀釋劑。②這種漆可以刷,也可以噴。工作粘度:噴塗20s~30s,刷塗70s~110s。
③乾燥條件:室溫下工作18h。④乾燥漆必須按技術要求烘烤。
高分子材料防火性能研究II幾種新型有機防火材料
高分子材料防火性能研究II有四種新型有機防火材料:1.酚醛FRP:被稱為「第二代酚醛樹脂」,它既不燃燒發煙又少。它最大的特點和突破就是樹脂體系的重新設計,形成高反應活性的樹脂體系,無需溶劑,可直接浸漬基材、鋪層。
2.酚醛樹脂復合材料:它由於耐高溫、良好的機械強度及物理特性,並兼具有優良製造彈性,目前廣泛應用。
該材料由酚醛樹脂做基材,加入各式補強纖維而得到。3.無鹵阻燃聚乙烯:原材料豐富,易於加工成型,而被廣泛用作鋁塑板的芯材。4.聚氨酯材料:一種有機高分子材料,具有可燃性,由於在加工過程中添加了各種助劑包括阻燃劑等,因此聚氨酯泡沫塑料在燃燒時多為不完全燃燒。
誰懂酚醛樹脂啊~~急
1 前言 酚醛泡沫是由酚醛樹脂通過發泡而得到的一種泡沫塑料。與早期占市場主導地位的聚苯乙烯泡沫、聚氯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫等材料相比,在阻燃方面它具有特殊的優良勝能。
其重量輕,剛性大,尺寸穩定性好,耐化學腐蝕,耐熱性好,難燃,自熄,低煙霧,耐火焰穿透,遇火無灑落物,價格低廉,是電器、儀表、建築、石油化工等行業較為理想的絕緣隔熱保溫材料,因而受到人們的廣泛重視。
目前,酚醛泡沫已成為泡沫塑料中發展最快的品種之一。消費量不斷增長,應用范圍不斷擴大,國內外研究和開發都相當活躍。然而,酚醛泡沫最大的弱點是脆性大,開孔率高,因此提高它的韌性是改善酚醛泡沫性能的關鍵技術。本文主要就酚醛泡沫的制備中所用發泡助劑、發泡機理和泡沫增韌的新進展作一介紹。
2 發泡助劑 2.1 催化劑/固化劑 酚醛泡沫一般是在室溫或低熱條件下制備,因此需以酸作催化劑。當酸作催化劑時,酸能加速樹脂分子間的縮聚反應,反應放出的熱量促使發泡劑急劇氣化,而使乳化樹脂膨起,同時樹脂固化。反應的催化劑也是樹脂的固化劑。
在環境溫度下固化劑的類型和數量對獲得優質泡沫是極其重要的。固化劑的選擇應使聚合物的固化速度與發泡速度匹配。因此,要求所用的固化劑能夠使固化速度在很寬的范圍內變化,固化反應本身又能在比較低的溫度下進行。
固化劑分無機酸和有機酸,無機酸如硫酸、鹽酸、磷酸等。有機酸有草酸、已二酸、苯硝酸、酚硝酸、甲苯磺酸,苯磺酸,石油磺酸等。無機酸價格低,但固化速度太快,對金屬有很強的腐蝕作用,因此防腐成為酚醛泡沫使用中的一大難題。
研究表明,可利用甲醇、乙醇、丙醇等稀釋無機酸達到緩蝕,也可加入抗腐蝕劑如氧化鈣、氧化鐵、碳酸鈣、無水硼砂、鹼金屬和鹼土金屬碳酸鹽及鋅、鋁等。有人已考慮用鹼中和劑來處理泡沫,但這種方法的有效性尚末得到證實。有關這方面的研究還在進行中。文獻曾報導,使用酸性的萘磺酸酚醛既起催化作用又參與酚醛的縮合反應,降低了酸的滲透性,對金屬的腐蝕性也就很小。
文獻中還提到其它降低泡沫材料腐蝕性方法,如以鹽酸作固化劑時首先用真空法除去成型產品中易揮發物,再用NH3除去殘存的酸或在80-130℃條件下熱處理,或在樹脂配方添加中和劑等,這些方法使生產工藝復雜化,並增加成本。 現在採用芳族磺酸為基礎的固化劑很普遍。這是因為它腐蝕性小,並具有增塑作用。還有將有機酸和無機酸混合使用。
為保證分散均勻,使用時應將固態有機磺酸配成高濃度的水溶液,一般溶液的濃度在40-65%為宜。 2.2 發泡劑 發泡劑是塑料發泡成型中發泡動力的來源塑料發泡方法一般分為機械發泡、物理發泡和化學發泡。機械發泡是藉助於機械的強烈攪拌,使氣體均勻地混入樹脂中形成氣泡。物理發泡則是藉助於溶解在樹脂中的發泡劑物理狀態的改變,形成大量的氣泡。
以上兩種發泡完全是物理過程,沒有發生任何化學變化。化學發泡是發泡過程中使化學發泡劑發生化學變化,從而分解並產生大量氣體,使發泡過程進行。發泡劑的種類和用量對發泡效果具有重要影響。
它直接影響泡沫密度,進而影響到產物的物理、機搬勝能。此外,使用發泡劑使泡沫具有大量球狀微孔,泡沫耐燃性及韌性提高。 根據酚醛樹脂發泡反應機理,大多數以物理發泡方法進行。
物理發泡劑分惰性氣體和低沸點液體兩類。酚醛泡沫常用的發泡劑為各種沸點在30-60℃之間的揮發性液體,如氟利昂、氯化烴、正戊烷等。現在的科研和工廠生產中使用的發泡劑絕大多數仍然是氟氯烴化合物,其中以氟利昂一11與氟利昂-21的1:4(mol)混和物使用最廣泛。氟氯烴發泡劑效果非常好,但氟氯烴會破壞大氣的臭氧層,所以已限制使用且開始選擇代用品。
在近期的專利中為減少對大氣臭氧層的危害,選擇了危害小的氟氯烴,如 CF32CF2CHC12、HCF2CF2CEt,被稱為不耗臭氧的發泡劑。還有人採用減少氟化物發泡劑的使用量,加入部分代用品,如 F-11和戊烷混合使用。在新的代用品中最有前途的當屬惰性氣體發泡劑二氧化碳、氮氣等。
它們無毒、無污染,臭氧消耗系數(ODP)為零,溫室效應系數(GwP)很小,不燃,價廉易得,是氟利昂替代品研究的熱點,但難度較高。可喜的是有文獻報道,日本的Asahi化工公司的研究者用CO2代替氟氯烴作生產酚醛泡沫材料的發泡劑,效果良好。它們由酚醛共聚樹脂(含有羥甲基脲)與發泡劑CO2及催化劑混合物製得的酚醒泡沫材料。其密閉氣孔含量為96.0%,氣孔直徑為190μm,熱導率(JISA1412)為0.0231Kcal/m.h.℃,C O2含量為5.2%,脆度(JIS A9511)為11%。
氯化烴中以二氯甲烷最常用,其化學性質較為穩定、發氣量也高於氟氯烴,故近年已有許多廠家用之代替氟氯烴或二者並用。在塑料發泡工業中有選用低沸點脂肪族烷烴G4-G7混合物如正戊烷作為發泡劑,但其效果不理想,還有易燃的危險。有時通過幾種發泡劑並用的辦法來解決發泡劑汽化溫度與樹脂固化反應速度相匹配的問題,這樣發泡劑在汽化時,樹脂已具有了適當的粘度,從而有利於泡孔結構的形成和穩定。
化學發泡劑也有應用,如發泡劑H(N,N一二亞硝基五次甲基四胺),它遇酸會強烈分解,釋放出氮氣,從而使樹脂發泡。 2.3 表面活性劑 表面活性劑的分子中含有親水結構和疏水結構,具有界面走向和降低液體樹脂的表面張力的作用,使。
酚醛樹脂(基板材料)怎麼處理有什麼用
熱固性塑料(就是你說的電路板基板材料)的利用—酚醛樹脂回收利用 酚醛樹脂是苯酚和甲醛在催化劑作用下形成的縮合產物。它是最古老的合成樹脂,因其成本低、性能優良,尤其在廣泛的溫度范圍內具有良好的強度和力學性能,故在熱固性樹脂中用量很多,僅次於聚氨酯。
主要應用是樹脂基體和黏合劑,可與木纖維、玻璃纖維、石棉纖維復合製成膠合板、絕緣材料、摩擦材料和家用物品的把柄、把手及許多電熱絕緣部件。
因酚醛樹脂有阻燃、燃燒時煙少等特點,所以酚醛泡沫可用作建材,如用作房頂絕緣材料。酚醛模壓製品可以含有高達50%的填料,木粉、玻璃纖維、碳纖維都可用作填料。固化的酚醛樹脂經粉碎可以加入到酚醛樹脂中,加入量在5%20%之間,不會過多影響樹脂的性能,見表1所示。但非缺口沖擊強度會下降較多,而缺口沖擊強度反而上升(這可能是因改善了裂紋的擴展);拉伸性能下降,尤其是粗填料比較明顯;熱變形溫度、介電強度、吸水性等不受影響。
在加工上,由於加入填料而變得困難,這是因為產生了較高的剪切黏度,需要較高的模壓力。 表1 酚醛粉末填料對酚醛樹脂性能的影響 試 樣 彎曲強度/MPa 拉伸應 缺力沖擊 非缺口沖擊 熱變形溫度 /℃ 原始酚醛 85.8 46.7 752 3154 115 酚醛+ 5%粗填料 74 23.1 904 1955 110 酚醛+ 5%中等大小填料 81.2 40.6 1135 2039 107 酚醛+ 5%細填料 79.1 37 967 2376 109 酚醛+ 10%中等大小填料 80.5 736 2039 107 酚醛+ 15%中等大小填料 78.8 820 2018 111 酚酵+ 20%中等大小填料 77 749 1998 109 回收的酚醛樹脂粒料可用在酚醛樹脂的復合材料中,粉碎粒子的大小影響增強酚醛樹脂產品的性能,粒子小有利於改善性能。表2 列出玻璃纖維增強酚醛樹脂(40%玻璃纖維)的性能,在其中加人10%再生酚醛後,其性能變化不大。
表2 玻璃纖維增強酚醛樹脂的性能 性能 增強酚醛 加10%再生料 性能 增強酚醛 加10%再生料 拉伸強度/MPa 彎曲強度/MPa 室溫 94. 5 94.4 室溫 218.6 200.3 150 ℃ 63. 9 57.1 150 ℃ 131.0 121.8 酚醛樹脂粉碎粒料既可用在酚醛樹脂中,又可用在產品性能要求不高的場合,也可用在瀝青中。除此之外,酚醛樹脂還可用於回收能量,酚醛樹脂產品的燃燒值較高,如表3所示。酚醛樹脂燃燒放出CO、 NOx、粒子等,不會放出有害氣體。
表3 酚醛樹脂材料的燃燒性質 增強體 填 料 質量比(樹脂:纖維:填料) 燃燒值/(kJ/kg) 玻璃纖維 無 1:02:00 19300 無 硅酸鈣、氫氧化鋁、玻璃、瓷土 1:00:01 13600 無 木粉、碳酸鈣、硅酸鈣、瓷土 1:00:01 22500 熱固性塑料是不溶不熔的高分子材料,可以通過裂解加以利用,酚醛樹脂通過化學裂解過程可回收苯酚。酚醛樹脂在440500℃進行加氫分解時,液化率為30%,液體產物中有40%50% 是苯酚;用活性炭載負白金作催化劑時,液化率可達80%以上。 這是由於酚醛樹脂中的—OH或醚鍵、—CH2OH等基團被吸附在白金催化劑的活性表面上,極大地促進了加氫作用,在交聯的亞甲基部位首先發生加氫分解,最先生成酚類,酚類除了苯酚之外,還有高含量甲酚、二甲酚等;其次進行二次熱分解和加氫分解,可生成碳氫化合物、環己醇類、氣體烴和水。

⑹ 製取酚醛樹脂的催化劑除了選用鹽酸和濃氨水外,還有哪些物質可以選用

如鹽酸、草酸、硫酸、對甲苯磺酸、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋇、氨氣、氧化鎂和乙酸鋅等都可以選擇。
1、鹽酸

分子式:HCl

鹽酸是五色或黃色透明的液體,由食鹽電解,合成等方法製成。是一種強酸,具有酸類的通性。

鹽酸是製造苯酚甲醛熱塑性樹脂的催化劑,使用時要稀釋後加入,採用鹽酸作催化劑的優點是價格低,在樹脂脫水乾燥中鹽酸可以蒸發出去,它的缺點是對設備有腐蝕作用。

鹽酸有強腐蝕性,能腐蝕織物及皮膚,操作時須穿戴橡皮手套等防護用品。皮膚濺上鹽酸後,應立即用清水沖洗。

生產酚醛樹脂對鹽酸的技術要求如下:

外觀無色或黃色透明液體;

HCl質量分數≥3l%。

2、草酸

分子式:(COOH)2,2H2O

草酸又名乙二酸。系無色透明結晶或白色結晶顆粒。在熱空氣中易被風化。放入乾燥器中或加熱高於30℃時,也會失去結晶水。

草酸易溶於水和乙醇,難溶於醚,不溶於三氯甲烷和苯,熔點為101℃。
草酸在高溫下則分解為二氧化碳和甲酸。
3、液鹼
分子式:NaOH
液鹼系氫氧化鈉的水溶液,由食鹽電解製得。NaOH又名苛性鈉,燒鹼,是一種典型的強鹼。它具有強腐蝕性,操作時應注意好勞動安全防護。生產酚醛樹脂對液鹼的要求是:
外觀白色或微紅色無機械雜質之液體;
NaOH質量分數≥30%。
4、氨水
分子式:NH4OH或NH3·H2O
氨水又名阿莫尼亞水。是無色有強刺激性臭味的透明液體。它是由氮氣和氫氣直接合
成製得的氨氣溶於水而製得的,並呈弱鹼性。氨水是苯酚甲醛樹脂的催化劑,因催化性能較
緩所以在生產過程中容易控制。氨水對人體皮膚有刺激性,使用時空氣要流通,避免氣味吸
入呼吸道。在生產酚醛樹脂時對氨水的技術要求是:
外觀五色透明或微帶黃色的液體;
NH3質量分數≥20%。
5、氫氧化鋇
分子式:Ba(OH)2
氫氧化鋇是—種白色單斜晶系晶體,相對密度:2.18,熔點:78℃,微溶於乙醇,溶於水,其水溶液呈強鹼性,在空氣中極易吸收二氧化碳而成碳酸鋇。受熱後逐漸失去結晶水,780℃失去全部結晶水變成無水物,有毒。

其合格品技術指標為:
Ba(OH)2·8H2O 質量分數≥95%
BaCO3 質量分數≤2.0%
氯化物(以Cl計) 質量分數≤0.30%
鐵(Fe) 質量分數≤0.010%

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