酚醛樹(shù)脂

1、一、酚醛樹(shù)脂酚醛樹(shù)脂是一種最經(jīng)典的人工合成樹(shù)脂，有近百年的使用史。由于酚醛樹(shù)脂原料易得，價(jià)格低廉，生產(chǎn)工藝和設(shè)備簡(jiǎn)單，而且制品具有優(yōu)異的機(jī)械性能，耐熱性、耐寒性、電絕性、尺寸穩(wěn)定性、成型加工型、阻燃性及低煙霧性。因此其成為工業(yè)部門(mén)不可缺少的材料，被廣泛應(yīng)用于固結(jié)磨具、涂附磨具、摩擦材料、耐火材料以及電木粉、煙花爆竹、鑄造等各個(gè)領(lǐng)域。酚醛樹(shù)脂是以酚類(lèi)化合物、醛類(lèi)化合物作原料，在催化劑作用下縮聚而成的高分子化合物，其中以苯酚和甲醛縮聚的酚醛

2、樹(shù)脂最為重要。酚醛樹(shù)脂大體分為熱固型和熱塑型兩大類(lèi)。熱固性樹(shù)脂是由苯酚在堿性條件下與過(guò)量的甲醛發(fā)生反應(yīng)合成；熱塑性樹(shù)脂是苯酚在酸性條件下與少量的甲醛反應(yīng)合成。影響酚醛樹(shù)脂合成和決定樹(shù)脂性能的因素有：原料化學(xué)結(jié)構(gòu)和單體官能度，酚醛摩爾比，催化劑的性質(zhì)和反應(yīng)介質(zhì)的PH值。熱固性樹(shù)脂具有活性官能團(tuán)，在加熱和酸的作用下都會(huì)固化。這種自動(dòng)反應(yīng)確切解釋了熱固性樹(shù)脂在儲(chǔ)存過(guò)程中，粘度升高，凝膠速度加快的原因。由于自動(dòng)反應(yīng)是熱固性樹(shù)脂內(nèi)在的本性，溫度平

3、均每升高10℃反應(yīng)速度就會(huì)加倍。所以熱固性樹(shù)脂必須儲(chǔ)存再低溫條件下，才能盡量延長(zhǎng)其保存期。熱塑性樹(shù)脂需要加入固化劑才能交聯(lián)。對(duì)于熱塑性樹(shù)脂來(lái)說(shuō)最常用的固化劑就是六次甲基四胺（俗稱烏洛托品），已經(jīng)交聯(lián)固化的樹(shù)脂含部分氮，氮來(lái)源于烏洛托品。酚醛樹(shù)脂從A階段向B階段和C階段轉(zhuǎn)化后形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)成為固化。線性樹(shù)脂和甲階分子量小的樹(shù)脂都能溶熔，因此稱此時(shí)的樹(shù)脂為A階段樹(shù)脂。當(dāng)樹(shù)脂硬化后，就到凝膠階段即B階段。這個(gè)階段樹(shù)脂腫脹氮仍可以被溶劑溶解，

4、這就到了C階段。隨著工業(yè)的發(fā)展，對(duì)高性能材料提出了更高的要求，如較高的分解溫度，較好的耐磨性能，足夠的韌性和強(qiáng)度等。由于酚醛樹(shù)脂在結(jié)構(gòu)上存在弱點(diǎn)：酚羥基和亞基易氧化，因此耐熱性受到影響。普通酚醛樹(shù)脂在200℃以下能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定使用，但超過(guò)200℃便明顯發(fā)生變化。從300℃360℃起進(jìn)入熱分解階段，到600℃900℃釋放CO、C02、H2O、苯酚等物質(zhì)。而且普通酚醛樹(shù)脂固化時(shí)釋放水分子，脆性大，韌性差，限制了其在高性能材料方面的發(fā)展。因此，

5、需要對(duì)酚醛樹(shù)脂進(jìn)行改進(jìn)，提高其韌性和耐熱性。改進(jìn)酚醛樹(shù)脂的途徑主要有：1、在酚醛樹(shù)脂中加入外增韌物質(zhì)，如天然橡膠、丁腈橡膠、丁苯橡膠及熱塑性樹(shù)脂等。2、在酚醛樹(shù)脂中加入內(nèi)增韌物質(zhì)，如使酚羥基醚化，在酚核間引入長(zhǎng)的亞甲基鏈及其他柔性基團(tuán)等。3、用玻璃纖維、玻璃布及石棉等增強(qiáng)材料來(lái)改善脆性。其他改進(jìn)的方法還有：將酚醛樹(shù)脂的酚羥基醚化，酯化、重金屬螯合，或者增加固化劑加入量，嚴(yán)格成型條件或后固化條件，或者導(dǎo)入亞胺環(huán)或三嗪環(huán)等剛性結(jié)構(gòu)。這些方法

6、雖然提高了樹(shù)脂的耐熱性，但韌性卻下降了。因此，目前很難同時(shí)既提高了樹(shù)脂的韌性又改進(jìn)其耐熱性。二、酚醛樹(shù)脂在磨料磨具行業(yè)的應(yīng)用樹(shù)脂磨具的結(jié)合劑就是酚醛樹(shù)脂，其作用是把松散的磨料固結(jié)起來(lái)，形成具有一定形狀，一定硬度和強(qiáng)度，并且有一定磨削性能的工具。粉狀分選樹(shù)脂和液體酚醛樹(shù)脂都是作為砂輪結(jié)合劑的，但其作用不同。液體酚醛樹(shù)脂是磨料的濕潤(rùn)劑，而粉狀酚醛樹(shù)脂是主結(jié)合劑。粉狀酚醛樹(shù)脂在常溫下是白色或淡黃色的半透明固體粉末。易吸潮，溶入酒精、丙酮3、凝

7、膠時(shí)間反應(yīng)活性：凝膠快的樹(shù)脂可以通過(guò)減少壓制循環(huán)來(lái)提高生產(chǎn)率。但是高活性樹(shù)脂在生產(chǎn)過(guò)程中控制非常難，很難確保每次生產(chǎn)過(guò)程的可重現(xiàn)性。4、游離酚：在摩擦材料產(chǎn)生的早期階段，游離酚可以看作是一種反應(yīng)溶劑，游離酚可以降低樹(shù)脂的溶化粘度，提高樹(shù)脂的潤(rùn)濕性能，從而更好的浸潤(rùn)填料和纖維。隨著反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行，游離酚會(huì)與烏洛托品和樹(shù)脂反應(yīng)，形成固化聚合物。若樹(shù)脂中游離酚含量過(guò)多，會(huì)使工作環(huán)境充斥氣味。但是多數(shù)游離酚小于2%的樹(shù)脂所釋放的游離酚氣味相對(duì)氨