熱固性和熱塑性增強(qiáng)塑料的工藝特征_第1頁(yè)
熱固性和熱塑性增強(qiáng)塑料的工藝特征_第2頁(yè)
熱固性和熱塑性增強(qiáng)塑料的工藝特征_第3頁(yè)
熱固性和熱塑性增強(qiáng)塑料的工藝特征_第4頁(yè)
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1、熱固性和熱塑性增強(qiáng)塑料的工藝特征(1)發(fā)布日期:(2006-08-14)慧聰網(wǎng)塑料訊:為了進(jìn)一步改善熱固及熱塑性塑料的機(jī)電性能。常在塑料中加入玻璃纖維填料(簡(jiǎn)稱(chēng)玻纖),作為增強(qiáng)材料,以樹(shù)脂為粘結(jié)劑而組成新型復(fù)合材料,通稱(chēng)為增強(qiáng)塑料(熱固性塑料的增強(qiáng)塑料又稱(chēng)為玻璃鋼)。由于塑料配方的玻璃纖維的品種、長(zhǎng)度、含量等不同,其工藝性及使用特性也各不相同。本節(jié)主要介紹模壓用的熱固性增強(qiáng)塑料及注射用的熱塑性增強(qiáng)塑料。一、熱固性增強(qiáng)塑料熱固性增強(qiáng)塑料是以樹(shù)脂、增強(qiáng)材料、輔助劑等組成。其中樹(shù)脂作為粘結(jié)劑,它要求有良好的流動(dòng)性、適宜的固化速度、副產(chǎn)物少,易調(diào)節(jié)粘度和良好的互溶性,并需滿(mǎn)足塑件及成形要求。增強(qiáng)材料起

2、骨架作用,其品種規(guī)格繁多主要用玻璃纖維,一般含量為60%、長(zhǎng)度為15-20mm。輔助劑包括調(diào)節(jié)粘度的稀釋劑(用以改進(jìn)玻纖與樹(shù)脂的粘結(jié))、用以調(diào)節(jié)樹(shù)脂-纖維界面狀態(tài)的玻纖表面處理劑、用以改進(jìn)流動(dòng)性,降低收縮,提高光澤度及耐磨性等用的填料和著色顏料等。由于選用的樹(shù)脂,玻纖的品種規(guī)格(長(zhǎng)度、直徑,無(wú)堿或含堿,支數(shù),股數(shù),加捻或無(wú)捻),表面處理劑,玻纖與樹(shù)脂混制工藝(預(yù)混法或預(yù)浸法,塑料配比等不同則其性能也各不相同)。(一)工藝特性1、流動(dòng)性增強(qiáng)料的流動(dòng)性比一般壓塑料差,流動(dòng)性過(guò)大時(shí)易產(chǎn)生樹(shù)脂流失與玻纖分頭聚積。過(guò)小則成形壓力及溫度將顯著提高。影響流動(dòng)性的因素很多,要評(píng)定某種料的流動(dòng)性,必須按組成作具

3、體分析。2、收縮率增強(qiáng)塑料的收縮率比一般壓塑料小,它主要由熱收縮及化學(xué)結(jié)構(gòu)收縮組成。影響收縮的因素首先是塑料品種。一般酚醛料比環(huán)氧、環(huán)氧酚醛、不飽和聚酯等料要大,其中不飽和聚酯料收縮最小。其它影響收縮的因素是塑件形狀及壁厚,厚壁則收縮大,塑料中所含填料及玻纖量大則收縮小,揮發(fā)物含量大則收縮也大,成形壓力大,裝料量大則收縮小,熱脫模比冷脫模的收縮大,固化不足收縮大,當(dāng)加壓時(shí)機(jī)及成形溫度適當(dāng),固化充分而均勻時(shí)則收縮小。同一塑件其不同部位的收縮也各不相同,尤其對(duì)薄壁塑件更為突出。一般收縮率為0-0.3%,而0.1-0.2%的則居多,收縮大小還與模具結(jié)構(gòu)有關(guān),總之選擇收縮時(shí)應(yīng)綜合3、壓縮比增強(qiáng)料的比容

4、,壓縮比都較一般壓塑料大,預(yù)混料則更大,因此在模具設(shè)計(jì)時(shí)需取較大的裝料室,同時(shí)向模內(nèi)裝料也較困難,尤其預(yù)混料更為不便,但如采用料坯預(yù)成形工藝則壓縮比就可顯著減小。裝料量一般可預(yù)先估算,經(jīng)試壓后再作調(diào)整。估算裝料量的方法可由如下四種:(1)計(jì)算法裝料量可按公式(1-3)計(jì)算:A=VXG(1+3-5%)(1-3)式中A-裝料量(克)V-塑件體積(cm3)G-所用塑料比重(克/cm3)3-5%-物料按發(fā)物、毛刺等損耗量補(bǔ)償值(2)形狀簡(jiǎn)化計(jì)算法將復(fù)雜形狀塑件簡(jiǎn)化成由若干個(gè)簡(jiǎn)單形狀組成,同時(shí)將尺寸也相應(yīng)變更再按簡(jiǎn)化形狀進(jìn)行計(jì)算(3)比重比較法當(dāng)按金屬或其它材料的零件仿制塑件時(shí),則可將原零件的材料比重及

5、重量與所選用的增強(qiáng)塑料比重之比求得裝料量(4)注型比較法用樹(shù)脂或石蠟等澆注型材料注入模具型腔成形后再以此零件按比重比較法求得裝料量4、物料狀態(tài)增強(qiáng)料按其玻纖與樹(shù)脂混合制成原料的方式可分為如下三種狀態(tài)。(1)預(yù)混料是將長(zhǎng)達(dá)15-30mm的玻纖與樹(shù)脂混合烘干而成,它比容大,流動(dòng)性比預(yù)浸料好,成形時(shí)纖維易受損傷,質(zhì)量均勻性差,裝料困難,勞動(dòng)條件差。適用于壓制中小型、復(fù)雜形狀塑料及大量生產(chǎn)時(shí),不宜用于壓制要求高強(qiáng)度的塑件。使用預(yù)混料時(shí)要防止料“結(jié)”使流動(dòng)性迅速下降。該料互溶性不良,樹(shù)脂與玻纖易分頭聚積。(2)預(yù)浸料是將整束玻纖浸入樹(shù)脂,烘干切短而成。它流動(dòng)性比預(yù)混料差,料束間相溶性差,比容小,玻纖強(qiáng)度

6、損失小,物料質(zhì)量均勻性良好,裝模時(shí)易按塑件形狀受力狀態(tài)進(jìn)行合理輔料,適用于壓制形狀復(fù)雜的高強(qiáng)度塑料。(3)浸氈料是將切短的纖維均勻地鋪在玻璃布上浸漬樹(shù)脂而成的氈狀料,其性能介于上述兩者之間。適用壓制形狀簡(jiǎn)單,厚度變化不大的薄壁大型塑件。5、硬化速度及貯存性增強(qiáng)塑料按其硬化速度可分為快速和慢速兩種。快速料固化快,裝料模溫高,為適用于壓塑小型塑件及大量生產(chǎn)時(shí)常用原料。慢速料適用于壓制大型塑件,形狀復(fù)雜或有特殊性能要求及小批量生產(chǎn)時(shí),慢速料必須慎重選擇升溫速度,過(guò)快易發(fā)生內(nèi)應(yīng)力,硬化不勻,填充不良。過(guò)慢則降低生產(chǎn)效率。所以模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)預(yù)先了解所用料的要求。各種料都有其允許貯存期及貯存條件。凡超期或貯

7、存條件不良者都會(huì)導(dǎo)致塑料變質(zhì),影響流動(dòng)性及塑件質(zhì)量,故試模及生產(chǎn)時(shí)都應(yīng)注意。熱固性塑料的注塑特性而熱固性聚合物在成型中熱塑性聚合物在成型中基本上是一種形態(tài)轉(zhuǎn)化的物理過(guò)程。不僅有物理狀態(tài)的變化,還有化學(xué)變化,并且是不可逆的。熱固性聚合物在未交聯(lián)前與熱塑性聚合物相似,都是線(xiàn)型聚合物。但熱固性聚合物在TodayHot)分子鏈中帶有反應(yīng)基團(tuán)或反應(yīng)活點(diǎn),成型時(shí)分子鏈通過(guò)自帶的反應(yīng)基團(tuán)的作用或反應(yīng)活點(diǎn)與交聯(lián)劑(硬化劑)的作用而發(fā)生交聯(lián),使線(xiàn)型變成體型結(jié)構(gòu)。對(duì)于熱固性聚合物的這種交聯(lián)反應(yīng),粘度反映了它的固化程度。一.影響粘度的因素1 .熱固性塑料的粘度與熱固化時(shí)間的關(guān)系:在極值之前的一段時(shí)間內(nèi),聚合物的熱固

8、化反應(yīng)不占優(yōu)勢(shì),由松馳的結(jié)晶,粘度隨時(shí)間的增加而減小。在極值之后,交聯(lián)固化反應(yīng)占優(yōu)勢(shì),聚合物相對(duì)分子量增大很快,而使粘度增大。2 .熱固性塑料的粘度對(duì)成型溫度的關(guān)系:當(dāng)成型溫度在極值之前時(shí),粘度主要取決于材料的物理變化,即隨著溫度的升高而減小,在極值之后,粘度因交聯(lián)固化反應(yīng)占優(yōu)勢(shì)而快速升高。對(duì)于熱固性塑料的注射正是利用這一點(diǎn):在低于極值點(diǎn)的溫度下,材料在注射機(jī)料筒內(nèi)達(dá)到流動(dòng)態(tài)(粘度低),以便注模;在大于極值點(diǎn)的溫度下,材料可在模腔內(nèi)固化成型。3 .隨著剪切速率的增加,物料的粘度會(huì)降低,但由于物料的磨擦生熱而使交聯(lián)反應(yīng)的活化能降低,從而加速了交聯(lián)固化反應(yīng)速率,又使物料的粘度迅速增加。二.成型工藝

9、1 .溫度塑料從料斗進(jìn)入料筒后,一定要逐步受熱塑化,溫度分布不宜過(guò)分激烈。HotTag)因?yàn)闇囟鹊耐蛔?,?huì)引起熔料粘度的變化。見(jiàn)圖所示熱固性塑料在注塑過(guò)程中溫度對(duì)粘度的變化。注射時(shí),塑料在噴嘴處流速很高,這樣因磨擦生熱而使塑料溫升很快。對(duì)射擊熔料的溫度最好控制在120130C,因?yàn)檫@時(shí)熔料呈現(xiàn)出最好的流動(dòng)性,并接近于硬化的“臨界塑性”的狀態(tài)。所以,模具溫度一般控制在150-220C,而且動(dòng)模比定模溫度高10-15C。2 .壓力一般情況下,注射壓力應(yīng)高一些,壓力越高,收縮率越小,其制品的機(jī)械強(qiáng)度和電性能都較好。壓力越高,流速就越快,產(chǎn)生的磨擦熱越多,固化時(shí)間就可縮短。但是,注射壓力高會(huì)引起制品內(nèi)

10、應(yīng)力的增加,飛邊增多和脫模困難。注射速度與注射壓力正比。它會(huì)直接影響充模時(shí)熔體的流態(tài),從而影響到制品的質(zhì)量。保壓壓力通常比注射壓力要低一些。3 .固化時(shí)間隨模溫的增加而減少,與制品的壁厚成正比,形狀復(fù)雜的制品需適當(dāng)延長(zhǎng)固化時(shí)間。4,注塑調(diào)校工藝模具溫度170c雙數(shù):影響度大單數(shù):影響度小固化時(shí)間60s1為效果大2為有效果保壓時(shí)間20s3為有此傾向0為幾乎影響5 .在注塑時(shí),由于熱固性塑料是通過(guò)縮聚反應(yīng)或加聚反應(yīng)等化學(xué)方法來(lái)實(shí)現(xiàn)交聯(lián),反應(yīng)時(shí)需放出低分子物,所以需考濾排氣的問(wèn)題。熱固性塑料的注射技術(shù)的改進(jìn)不僅僅與材料和工藝有關(guān),而且要與注射機(jī)、注塑模等聯(lián)系起來(lái),綜合考濾熱固性注塑的“料、藝、模、機(jī)

11、”四方面。熱固性塑料第一次加熱時(shí)可以軟化流動(dòng),加熱到一定溫度,產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)一交鏈固化而變硬,這種變化是不可逆的,此后,再次加熱時(shí),已不能再變軟流動(dòng)了。正是借助這種特性進(jìn)行成型加工,利用第一次加熱時(shí)的塑化流動(dòng),在壓力下充滿(mǎn)型腔,進(jìn)而固化成為確定形狀和尺寸的制品。這種材料稱(chēng)為熱固性塑料。熱固性塑料的樹(shù)脂固化前是線(xiàn)型或帶支鏈的,固化后分子鏈之間形成化學(xué)鍵,成為三度的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),不僅不能再熔觸,在溶劑中也不能溶解。酚醛、服醛、三聚氧胺甲醛、環(huán)氧、不飽和聚酯、有機(jī)硅等塑料,都是熱固性塑料。主要用于隔熱、耐磨、絕緣、耐高壓電等在惡劣環(huán)境中使用的塑料,大部分是熱固性塑料,最常用的應(yīng)該是炒鍋鍋把手和高低壓電器。

12、一:酚醛樹(shù)脂概述酚醛樹(shù)脂的發(fā)展歷史悠久,具有機(jī)械強(qiáng)度高、耐熱性能好、電絕緣性能優(yōu)良等許多優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于制備玻璃鋼、模塑料、涂料、膠粘劑等。酚醛樹(shù)脂的弱點(diǎn)是苯核和亞甲基易氧化及性脆、對(duì)玻璃纖維的粘附較差。國(guó)內(nèi)外科技工作者對(duì)酚醛樹(shù)脂的改性已作了大量的研究和報(bào)道,如用無(wú)機(jī)填料、橡膠彈性體、增韌熱塑性塑料和液晶等二相來(lái)增韌改性或通過(guò)形成互穿網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行增韌,其中用熱塑性樹(shù)脂對(duì)酚醛樹(shù)脂進(jìn)行改性研究十分活躍,如最新研究用聚丙烯酸、聚苯醛等改性酚醛樹(shù)脂,明顯提高了酚醛模塑料的機(jī)械性能和耐熱性能。酚醛樹(shù)脂具有耐熱性、耐磨擦性、機(jī)械強(qiáng)度高、電絕緣性?xún)?yōu)異、低發(fā)煙性和耐酸性?xún)?yōu)異等特點(diǎn),因而在復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域得到

13、廣泛應(yīng)用。近年來(lái)在某些高新技術(shù)如電子行業(yè)、汽車(chē)行業(yè)、航空航天等領(lǐng)域得到了應(yīng)用。1997年全球酚醛樹(shù)脂的產(chǎn)量為300萬(wàn)噸,其中美國(guó)為164萬(wàn)噸。我國(guó)的產(chǎn)量為18萬(wàn)噸,進(jìn)口4萬(wàn)噸。酚醛樹(shù)脂的應(yīng)用包括汽車(chē)剎車(chē)片、酚醛電容包封料、深層過(guò)濾材料、航空航天等行業(yè)。二:酚醛樹(shù)脂的發(fā)展歷史20世紀(jì)40年代,在酚醛樹(shù)脂工業(yè)化生產(chǎn)日趨成熟的條件下,歐美、日本開(kāi)始研究開(kāi)發(fā)低密度酚醛泡沫(PF)的技術(shù),并作為建筑材料應(yīng)用于建筑工程。20世紀(jì)五六十年代,我國(guó)的一些科研院所及高校制備成功酚醛泡沫已見(jiàn)之于報(bào)道。但由于市場(chǎng)不成熟,一直沒(méi)有投入工業(yè)化生產(chǎn)。改革開(kāi)放后,我國(guó)保溫材料有了長(zhǎng)足的發(fā)展,礦棉、巖棉、玻璃棉、PS、PUR

14、、泡沫玻璃等的市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大。與此同時(shí),我國(guó)的酚醛泡沫作為親水性基材,被用作插花泥和透氣材料,在產(chǎn)、質(zhì)量上得到了很大的發(fā)展。20世紀(jì)90年代,隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,市場(chǎng)迫切需求兼具耐火性、抗水性、保溫性的材料。1995年,上海平板玻璃廠從德國(guó)引進(jìn)了硬質(zhì)酚醛泡沫絕熱材料,同時(shí)全國(guó)也出現(xiàn)了幾家酚醛泡沫生產(chǎn)廠。這幾年國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的酚醛泡沫處于市場(chǎng)導(dǎo)入期,供需雙方的溝通才剛剛開(kāi)始。四:酚醛樹(shù)脂的特點(diǎn):酚類(lèi)和醛類(lèi)的縮聚產(chǎn)物通稱(chēng)為酚醛樹(shù)脂,一般常指由苯酚和甲醛經(jīng)縮聚反應(yīng)而得的合成樹(shù)脂,它是最早合成的一類(lèi)熱固性樹(shù)脂。酚醛樹(shù)脂雖然是最老的一類(lèi)熱固性樹(shù)脂,但由于它原料易得,合成方便,以及酚醛樹(shù)脂具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和

15、耐熱性能,尤其具有突出的瞬時(shí)耐高溫?zé)g性能,而且樹(shù)脂本身又有廣泛改性的余地,所以目前酚醛樹(shù)脂仍廣泛用于制造玻璃纖維增強(qiáng)塑料、碳纖維增強(qiáng)塑料等復(fù)合材料。酚醛樹(shù)脂復(fù)合材料尤其在宇航工業(yè)方面(空間飛行器、火箭、導(dǎo)彈等)作為瞬時(shí)耐高溫和燒蝕的結(jié)構(gòu)材料有著非常重要的用途。五:特種陶瓷的分類(lèi)酚與醛經(jīng)聚合制得白合成樹(shù)脂統(tǒng)稱(chēng),其中以苯酚-甲醛樹(shù)脂最重要。酚醛樹(shù)脂有熱塑性和熱固性?xún)深?lèi)。熱塑性酚醛樹(shù)脂(或稱(chēng)兩步法酚醛樹(shù)脂),為淺色至暗褐色脆性固體,溶于乙醇、丙酮等溶劑中,長(zhǎng)期具有可溶可熔性,僅在六亞甲基四胺或聚甲醛等交聯(lián)劑存在下,才固化(加熱時(shí)可快速固化)。主要用于制造壓塑粉,也用于制造層壓塑料、清漆和膠粘劑。熱

16、固性酚醛樹(shù)脂(或稱(chēng)一步法酚醛樹(shù)脂),可根據(jù)需要制成固體、液體和乳液,都可在熱或(和)酸作用下不用交聯(lián)劑即可交聯(lián)固化。為指導(dǎo)樹(shù)脂合成和成型加工,常將其固化過(guò)程分為A、B、C三個(gè)階段。具有可溶可熔性的預(yù)聚體稱(chēng)作A階酚醛樹(shù)脂;交聯(lián)固化為不溶不熔的最終狀態(tài)稱(chēng)C階酚醛樹(shù)脂;在溶劑中溶脹但又不完全溶解,受熱軟化但不熔化的中間狀態(tài)稱(chēng)B階酚醛樹(shù)脂,熱固性酚醛樹(shù)脂存放過(guò)程中粘度逐漸增大,最后可變成不溶不熔的C階樹(shù)脂。因此,其存放期一般不超過(guò)36個(gè)月。熱固性酚醛樹(shù)脂可用于制造各種層壓塑料、壓塑粉、清漆、耐腐蝕塑料、膠粘劑和改性其他高聚物。2.1 PF/MMT納米復(fù)合材料合肥工業(yè)大學(xué)等瞳利用自制的有機(jī)MMT,采用澆

17、模固化成型法,制備出PF/六次甲基四胺/MMT納米復(fù)合材料。熱固性PF與MMT復(fù)合,得到的是插層納米復(fù)合材料。2.2 無(wú)氨阻燃酚醛塑料哈爾濱絕緣材料廠3以液態(tài)自固化PF為基體,無(wú)機(jī)纖維、礦物粉為增強(qiáng)材料,并加入其它助劑制備了無(wú)氨阻燃酚醛塑料。該塑料具有優(yōu)異的耐漏電起痕指數(shù)和阻燃性能,可注射、壓制成型,工藝性好。2.3 抗燒蝕PF山東大學(xué)4采用不同的甲醛(F)/苯酚(P)物質(zhì)的量比和復(fù)合堿性催化劑合成了鄰對(duì)位羥甲基比例不同的PF。通過(guò)適當(dāng)調(diào)整PF在燒蝕發(fā)生炭化時(shí)的交聯(lián)密度,可提高PF抗燒蝕性能。當(dāng)F/P物質(zhì)的量比為1.61.8時(shí),純PF的炭化率與玻璃纖維/PF復(fù)合材料的質(zhì)量燒蝕率變化較小,燒蝕形

18、貌顯著改善。2.4 PF/碳纖維摩阻材料山東大學(xué)5用PF與混雜纖維制備摩阻材料。PF中混人丁睛橡膠可大大提高摩阻材料的沖擊性能,其中,液態(tài)丁睛橡膠與PF混合制作的纖維增強(qiáng)摩阻材料的沖擊性能較高,用質(zhì)量分?jǐn)?shù)28%29%的粘合劑與28%的混雜纖維制得的摩阻材料沖擊性能最佳。2.5 PF/GF預(yù)浸料中國(guó)兵器工業(yè)集團(tuán)第五研究所6測(cè)定了PF/GF預(yù)浸料在25C、相對(duì)濕度約50%的儲(chǔ)存條件下的化學(xué)變化,研究了預(yù)浸料中樹(shù)脂羥甲基指數(shù)、不可溶分含量以及揮發(fā)分與儲(chǔ)存時(shí)間的關(guān)系。為實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)浸料實(shí)施有效的質(zhì)量控制提供了依據(jù)。2.6 PF/石英復(fù)合材料航天材料及工藝研究所采用先進(jìn)的樹(shù)脂傳遞模塑(RTM)工藝進(jìn)行了PF

19、/2.5D石英復(fù)合材料的復(fù)合成型,該材料不但具有較好的整體力學(xué)性能,而且是一種優(yōu)良的抗燒蝕,防熱材料。2.7 鋁PF摩擦材料武漢科技學(xué)院等7用DSC和熱重分析法分析了鋁PF的熱穩(wěn)定性能,確定了磨擦材料的工藝流程和工藝條件,制備了以鋁PF為基體的磨擦材料。該鋁PF具有良好的熱穩(wěn)定性,熱分解溫度為522C、600c下失重率僅為17.5%,用其制成的磨擦材料的高溫磨擦系數(shù)穩(wěn)定,熱恢復(fù)性好。2.8 PF泡沫塑料河北科技大學(xué)8討論了酚/醛比、催化劑對(duì)樹(shù)脂性能的影響及樹(shù)脂固含量、固化劑、密度對(duì)泡沫塑料性能的影響。取酚/M物質(zhì)白量為l:1.52.0,采用復(fù)合催化劑時(shí),樹(shù)脂性能較好,固含量較高時(shí),泡沫塑料性能

20、好,密度增大,強(qiáng)度提高,但保溫陛能變差,所研制的PF泡沫塑料耐燃、少煙、無(wú)毒,可用作石油化工管道保溫材料。2.9 環(huán)保型耐磨PF模塑料西北工業(yè)大學(xué)9在自制的環(huán)彳型耐磨PF基礎(chǔ)上,對(duì)該P(yáng)F的玻璃纖維、棉纖維、棉布增強(qiáng)模塑料的模壓工藝進(jìn)行了研究。模壓前合理的預(yù)熱可以顯著地提高PF塑料的電性能及力學(xué)性能;選擇合適的偶聯(lián)劑也可提高PF塑料的電絕緣性能及力學(xué)性能。2.10 丁睛橡膠共聚改性PF北京化工大學(xué)10研究了丁睛橡膠用量對(duì)PF沖擊強(qiáng)度、軟化點(diǎn)、凝膠時(shí)間的影響。當(dāng)丁睛橡膠的用量為2%時(shí),可使PF的沖擊強(qiáng)度提高100%,增加丁睛橡膠的用量,沖擊強(qiáng)度進(jìn)一步提高。隨著丁睛橡膠用量的增加,PF的軟化點(diǎn)提高,

21、凝膠時(shí)間縮短。2.11 腰果殼油-三聚胺改性PF華東理工大學(xué)11采用懸浮法合成了腰果殼油-三聚鼠胺改性PF。該樹(shù)脂兼具了腰果殼油三聚鼠胺改性PF優(yōu)異的耐高溫性能和懸浮法合成樹(shù)脂的良好工藝性,其性能優(yōu)于通用型2123PF,而工藝性?xún)?yōu)于傳統(tǒng)的本體合成法,可滿(mǎn)足制動(dòng)系統(tǒng)摩阻材料基體樹(shù)脂的需求?,F(xiàn)在重點(diǎn)介紹:酚醛樹(shù)脂膠粘劑和酚醛泡沫(1):酚醛樹(shù)脂膠粘劑酚醛機(jī)W旨(PF)因具有黏結(jié)強(qiáng)度高、耐水、耐熱、耐磨及化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于木材工業(yè)中.在美國(guó)、日本和一些歐洲國(guó)家,木材工業(yè)中酚醛樹(shù)脂膠粘劑的用量是月尿醛樹(shù)脂膠的兩倍以上.在我國(guó),酚醛樹(shù)脂膠的用量較少,木材工業(yè)使用的膠粘劑80%以上是月尿醛樹(shù)脂

22、,主要原因在于月尿醛樹(shù)脂的價(jià)格較低,而且月尿醛樹(shù)脂固化速度快,因此在室內(nèi)用人造板生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用.但隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,整體消費(fèi)結(jié)構(gòu)正向建筑業(yè)傾斜,因此室外用人造板的市場(chǎng)前景十分廣闊,從而酚醛樹(shù)脂的用量也逐漸增加.此外,值得一提的是,如今以多層結(jié)構(gòu)膠合板為基材,表面覆貼國(guó)際流行的珍貴木材(如水曲柳、柞木)鑲拼薄片,經(jīng)膠壓復(fù)合而成的多層實(shí)木復(fù)合地板,在美國(guó)、日本、韓國(guó)、新加坡等國(guó)家得到廣泛應(yīng)用,已占市場(chǎng)的主導(dǎo)地位.實(shí)木復(fù)合地板對(duì)貼面膠合強(qiáng)度要求高,尤其在日本、韓國(guó)及亞洲東部沿??諝鉂穸却蟮牡貐^(qū),一般月尿醛樹(shù)脂膠難以達(dá)到耐水、耐候性要求,用酚醛樹(shù)脂膠貼面能夠提高產(chǎn)品的膠合強(qiáng)度和耐水、耐候性l_2J,

23、因此酚醛樹(shù)脂在生產(chǎn)耐水、耐候木制品中具有月尿醛樹(shù)脂膠粘劑無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì),其用量也僅次于月尿醛樹(shù)脂膠粘劑,將成為最有希望最終取代月尿醛樹(shù)脂膠粘劑的有力候選之一.然而,酚醛樹(shù)脂膠粘劑也存在著顏色深、固化后的膠層硬脆、易龜裂、成本較月尿醛樹(shù)脂膠粘劑貴、毒性較大等缺點(diǎn),特別是酚醛樹(shù)脂膠粘劑固化溫度高、固化速度慢(一般要在130150c下熱壓才能得到好的膠合強(qiáng)度)l_3j,造成生產(chǎn)效率低,能量和設(shè)備消耗大,限制了酚醛樹(shù)脂膠粘劑更廣泛的應(yīng)用.為此,世界各國(guó)的科技工作者對(duì)酚醛膠進(jìn)行了廣泛的改性研究.其中在保證酚醛樹(shù)脂優(yōu)良物理、化學(xué)性能的前提下,縮短樹(shù)脂固化時(shí)間,降低酚醛膠的生產(chǎn)成本,降低膠中的游離酚、游離醛

24、含量成為研究熱點(diǎn).本文針對(duì)這三個(gè)方面對(duì)酚醛樹(shù)脂膠粘劑研究的進(jìn)展及發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行綜述.1降低固化時(shí)間酚醛樹(shù)脂的固化速度與樹(shù)脂的甲醛/苯酚摩爾比、催化劑種類(lèi)與用量、樹(shù)脂濃度、反應(yīng)程度、固化溫度、固化促進(jìn)劑的種類(lèi)與用量等有關(guān).研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)樹(shù)脂濃度、固化溫度等:木材工業(yè)用酚醛樹(shù)脂膠粘劑的現(xiàn)狀及研究進(jìn)展一定時(shí),樹(shù)脂的甲醛酚的摩爾比(在小于3的情況下)越高固化速度越快.但是,隨著摩爾比的提高,樹(shù)脂的游離甲醛含量以及膠接產(chǎn)品的甲醛釋放量也升高;而當(dāng)甲醛酚的摩爾比在1.52.0的情況下,催化劑氫氧化鈉的用量為氫氧化鈉酚的摩爾比在0.20.3時(shí),固化速度最快.但是,為了使樹(shù)脂有較好的水溶性,實(shí)際生產(chǎn)中氫氧化鈉酚的摩

25、爾比般都在0.5以上。合成了一種低毒高分子量中溫固化的酚醛樹(shù)脂,這種樹(shù)脂合成的具體工藝大致是:苯酚與甲醛一次加人,氫氧化鈉則分3次加人,先在低溫條件下反應(yīng)一段時(shí)間,達(dá)到一定黏度后,再在高溫下繼續(xù)反應(yīng)到較高分子量,然后再根據(jù)不同用途調(diào)整到最合適的黏度.這種樹(shù)脂生產(chǎn)膠合板時(shí),熱壓溫度可以降至117125c。以苯酚、尿素和甲醛為起點(diǎn)合成了一種苯酚一尿素一甲醛共縮聚樹(shù)脂,并對(duì)樹(shù)脂性能和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了全面分析評(píng)估.結(jié)果表明:所合成的共縮聚樹(shù)脂貯存穩(wěn)定,固化速度快;差熱分析和熱重分析表明它的熱行為與酚醛樹(shù)脂十分相似而與月尿醛樹(shù)脂顯著不同。與通常的合成工藝不同,據(jù)報(bào)道,甲醛與苯酚先在2.53.0的高摩爾比下反應(yīng)

26、到一定程度,然后再添加苯酚或苯酚與甲醛,使甲醛與苯酚的摩爾比降至1.82.0,這樣合成的酚醛樹(shù)脂膠粘劑不但游離醛含量低,而且固化也迅速.用復(fù)合催化劑和先進(jìn)縮聚工藝制得的快速固化酚醛樹(shù)脂膠粘劑具有快速固化的特點(diǎn),制造室外機(jī)膠合板、刨花板、中密度纖維板時(shí)可以采用與月尿醛樹(shù)脂膠粘劑相近的熱壓溫度和熱壓時(shí)間.堿性條件下分別合成摩爾比為2.03.0的高摩爾比甲階酚醛樹(shù)脂膠粘劑(A)、摩爾比為1.01.5的甲階酚醛樹(shù)脂膠粘劑(B),然后將二者和面粉按一定比例混合作木材膠合用膠粘劑,可以實(shí)現(xiàn)膠合板的快速固化(壓力1MPa,溫度120c,時(shí)間25s/mm)uo1.在一般的酸堿催化劑作用下,苯酚的對(duì)位具有比鄰位

27、高的反應(yīng)活性.因此,一般的甲階酚醛樹(shù)脂中留下的大多是活性差的鄰位.如果能使酚醛樹(shù)脂的對(duì)位活性點(diǎn)較多的留下,那么就可以提高酚醛樹(shù)脂的固化速度.研究表明,在弱酸性條件下,用鎰、鋅、鎂等的氧化物或氫氧化物作催化劑是可以制得高鄰位熱固性酚醛樹(shù)脂的.Loustalot等ll發(fā)現(xiàn)同族金屬陽(yáng)離子的水合半徑越大,鄰位定位效果也越高;二價(jià)陽(yáng)離子的鄰位定位效果高于一價(jià).據(jù)報(bào)道12,用馬來(lái)酸或馬來(lái)酸酊作酚醛樹(shù)脂膠粘劑的固化促進(jìn)劑生產(chǎn)普通刨花板、定向刨花板、膠合板和其它膠合木制品,可以加快固化速度,提高生產(chǎn)效率;同時(shí)與不加固化促進(jìn)劑的酚醛樹(shù)脂相比,原料含水率的限制以及產(chǎn)品的內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度也得到了改善,產(chǎn)品的耐水性也有所提

28、高.堿性條件下合成的水溶性甲階酚醛樹(shù)脂膠粘劑中加人封端處理的異氟酸酯以及鎂鹽作為催化劑可以制得貯存性良好、固化迅速的膠粘劑,該膠粘劑不但適用于一般闊葉材單板的膠合,對(duì)針葉材單板也能良好膠合13.高摩爾比的酚醛樹(shù)脂膠粘劑雖然固化快,但是膠接產(chǎn)品的甲醛釋放量也高.通過(guò)合成低摩爾比(1.21.8)的水溶性甲階酚醛樹(shù)脂,然后加人異鼠酸酯和末端帶羥基的化合物,并用六次甲基四胺作固化促進(jìn)劑,可以實(shí)現(xiàn)與氨基樹(shù)脂膠粘劑一樣的快速固化,并且對(duì)于使用氨基樹(shù)脂膠粘劑不能得到很好膠接耐久性的針葉材單板,膠合也良好ll.程瑞香等115j采用添加固化劑的方法以求達(dá)到縮短酚醛樹(shù)脂脂膠結(jié)刨花板的熱壓時(shí)間.他們通過(guò)篩選試驗(yàn),找

29、到了一種可以使熱壓時(shí)間縮短近30%的固化劑用間苯二酚與甲醛合成的樹(shù)脂-l,能在常溫下快速固化,但由于間苯二酚價(jià)格高,使得膠粘劑的成本很高,限制了此種膠粘劑的應(yīng)用范圍151.用苯酚、間苯二酚與甲醛共縮聚來(lái)制備成本低、耐老化性能好、固化速度快的酚醛樹(shù)脂膠粘劑可拓寬酚醛樹(shù)脂的應(yīng)用范圍,提高木材的利用率.目前,合成苯酚、間苯二酚酚醛樹(shù)脂多采用兩步法,毛立新等經(jīng)研究后認(rèn)為,用一步法代替二步法,反應(yīng)溫度低,生產(chǎn)周期短,可進(jìn)一步降低該膠粘劑的生產(chǎn)成本,降低使用費(fèi)用.他們的研究結(jié)果得出:在苯酚與間苯二酚的摩爾比為4:1,酚類(lèi)與甲醛的摩爾比為1:1,反應(yīng)時(shí)間為3h,一步共聚合溫度為65C,間苯二酚加人速率為2.

30、5h的條件下,合成的酚醛粘接劑的剪切強(qiáng)度達(dá)6.67MPa,100c的凝膠時(shí)間為188S,含固量為56.6%.這種膠粘劑的使用性能優(yōu)于聚醋酸乙烯乳膠.一步法共縮聚合成間苯二酚酚醛膠粘劑的技術(shù),對(duì)簡(jiǎn)化合成工藝,提高膠粘劑的生產(chǎn)效率,降低生產(chǎn)成本有著非常重要的意義.2降低成本多年來(lái),人們?cè)谥铝τ谔岣叻尤?shù)脂膠粘劑性能的同時(shí)也注意降低生產(chǎn)成本.為降低酚醛樹(shù)脂膠粘劑的生產(chǎn)成本,一般在酚醛樹(shù)脂膠粘劑的合成過(guò)程中加人適量的尿素、木質(zhì)素、單寧等共聚以降低成本,同時(shí)使綜合性能更優(yōu)異".陶毓博等-l8J利用尿素與苯酚和甲醛三元共縮聚的方法來(lái)提高酚醛樹(shù)脂的固化速度的同時(shí)有效地降低了膠粘劑的成本.當(dāng)尿素替代

31、苯酚量為25%30%時(shí),合成膠粘劑的成本可降低15%20%.這種共聚方法也改善PF樹(shù)脂膠的其它一些性能.例如美國(guó)一家公司將種低縮聚度即黏度為10200mPa?S的PF樹(shù)脂膠同UF樹(shù)脂共混,克服了一般PF樹(shù)脂膠粘劑易透膠的缺點(diǎn),成功地應(yīng)用于膠合表面為薄板的層積木_L19.木質(zhì)素一苯酚一甲醛膠粘劑已應(yīng)用于生產(chǎn)刨花板、纖維板和膠合板.不僅可以降低造紙廢液的污染,而且也能降低PF樹(shù)脂成本.在一定條件下,可用木質(zhì)素硫酸鹽或黑液代替高達(dá)42%的PF樹(shù)脂膠粘劑,而固化時(shí)間無(wú)明顯延長(zhǎng),板的性能也不降低.在大多數(shù)情況下必須將木質(zhì)素進(jìn)行處理即去離子化、超濾和陽(yáng)離子轉(zhuǎn)化后再應(yīng)用20.Pizzi列舉了從1950年19

32、79年的許多木質(zhì)素一苯酚一甲醛膠粘劑的專(zhuān)利.20世紀(jì)90年代后特別是在制備高分子量木質(zhì)素組分、多種用途和快速固化方面有新的發(fā)展2123_.利用落葉松樹(shù)皮中的單寧部分地替代價(jià)格較貴、毒性較大的苯酚制造酚醛膠,無(wú)論在經(jīng)濟(jì)上還是在環(huán)保上都是有利而無(wú)害的.目前,內(nèi)蒙古森工烤膠制品有限責(zé)任公司是國(guó)內(nèi)唯一成功地應(yīng)用落葉松烤膠(主要成分是單寧)60%苯酚研制出酚醛型膠粘劑的企業(yè),并已獲得國(guó)家專(zhuān)利(專(zhuān)禾I號(hào):ZL95105354)24,25_.3降低游離甲醛含量酚醛樹(shù)脂膠粘劑的游離酚、游離醛的污染和危害問(wèn)題是我國(guó)木材工業(yè)用酚醛樹(shù)脂膠粘劑中存在的主要問(wèn)題之一,主要研究工作有以下幾個(gè)方面.以苯酚為主的苯酚一尿素一

33、甲醛(PUF)樹(shù)脂膠不但可以降低PF樹(shù)脂的價(jià)格,而且游離酚和游離醛都可以得到降低,同時(shí)還可以利用其它含酚材料擴(kuò)大原料的來(lái)源18_,并且可以改善PF樹(shù)脂膠的其它一些性能【.另外調(diào)節(jié)摩爾比的方法也可以降低游離甲醛含量27,28_.改進(jìn)縮聚工藝,把甲醛多批逐步加入,使甲醛與苯酚充分反應(yīng),從而降低游離酚含量,并,等:木材工業(yè)用酚醛樹(shù)脂膠粘劑的現(xiàn)狀及研究進(jìn)展121在反應(yīng)后期加入適量甲醛捕捉劑,使殘留甲醛量減少,可得到游離酚和游離醛均低的低毒PF膠31.方鯨等2通過(guò)添加改性劑調(diào)整投料比和投料時(shí)間來(lái)控制產(chǎn)品的苯酚含量和甲醛含量,通過(guò)控制反應(yīng)過(guò)程中的pH值和反應(yīng)溫度來(lái)調(diào)整樹(shù)脂結(jié)構(gòu),從而制備出符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB

34、1473293g)規(guī)定值的環(huán)保型低醛酚醛液體膠NST-001.根據(jù)液體膠粘劑的儲(chǔ)存期較短、運(yùn)輸費(fèi)用高的缺點(diǎn),通過(guò)加入固型劑,改變干燥工藝參數(shù)開(kāi)發(fā)了膠合強(qiáng)度達(dá)到GB9846.1288的環(huán)保型低醛低酚的酚醛粉體木材膠粘劑NST-101J.4結(jié)束語(yǔ)隨著我國(guó)人造板工業(yè)的迅猛發(fā)展,酚醛樹(shù)脂膠粘劑的需求量、應(yīng)用范圍也在逐漸增加,其質(zhì)量和性能也將要進(jìn)一步提高.目前木材工業(yè)用酚醛樹(shù)脂膠粘劑存在的問(wèn)題不斷得到解決,木材工業(yè)必將成為真正的綠色工業(yè),木材制品也將成為綠色環(huán)保產(chǎn)品(2)酚醛泡沫酚醛泡沫是由酚醛樹(shù)脂通過(guò)發(fā)泡而得到的一種泡沫塑料。與早期占市場(chǎng)主導(dǎo)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

35、燃方面它具有特殊的優(yōu)良勝能。其重量輕,剛性大,尺寸穩(wěn)定性好,耐化學(xué)腐蝕,耐熱性好,難燃,自熄,低煙霧,耐火焰穿透,遇火無(wú)灑落物,價(jià)格低廉,是電器、儀表、建筑、石油化工等行業(yè)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(fā)展最快的品種之一。消費(fèi)量不斷增長(zhǎng),應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大,國(guó)內(nèi)外研究和開(kāi)發(fā)都相當(dāng)活躍。然而,酚醛泡沫最大的弱點(diǎn)是脆性大,開(kāi)孔率高,因此提高它的韌性是改善酚醛泡沫性能的關(guān)鍵技術(shù)。本文主要就酚醛泡沫的制備中所用發(fā)泡助劑、發(fā)泡機(jī)理和泡沫增韌的新進(jìn)展作一介紹。2發(fā)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(dāng)酸作催化

36、劑時(shí),酸能加速樹(shù)脂分子間的縮聚反應(yīng),反應(yīng)放出的熱量促使發(fā)泡劑急劇氣化,而使乳化樹(shù)脂膨起,同時(shí)樹(shù)脂固化。反應(yīng)的催化劑也是樹(shù)脂的固化劑。在環(huán)境溫度下固化劑的類(lèi)型和數(shù)量對(duì)獲得優(yōu)質(zhì)泡沫是極其重要的。固化劑的選擇應(yīng)使聚合物的固化速度與發(fā)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(nèi)變化,固化反應(yīng)本身又能在比較低的溫度下進(jìn)行。固化劑分無(wú)機(jī)酸和有機(jī)酸,無(wú)機(jī)酸如硫酸、鹽酸、磷酸等。有機(jī)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(wú)機(jī)酸價(jià)格低,但固化速度太快,對(duì)金屬有很強(qiáng)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(wú)機(jī)酸達(dá)到緩蝕,也

37、可加入抗腐蝕劑如氧化鈣、氧化鐵、碳酸鈣、無(wú)水硼砂、堿金屬和堿土金屬碳酸鹽及鋅、鋁等。有人已考慮用堿中和劑來(lái)處理泡沫,但這種方法的有效性尚末得到證實(shí)。有關(guān)這方面的研究還在進(jìn)行中。文獻(xiàn)曾報(bào)導(dǎo),使用酸性的蔡磺酸酚醛既起催化作用又參與酚醛的縮合反應(yīng),降低了酸的滲透性,對(duì)金屬的腐蝕性也就很小。文獻(xiàn)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(shí)首先用真空法除去成型產(chǎn)品中易揮發(fā)物,再用NH3除去殘存的酸或在80130C條件下熱處理,或在樹(shù)脂配方添加中和劑等,這些方法使生產(chǎn)工藝復(fù)雜化,并增加成本?,F(xiàn)在采用芳族磺酸為基礎(chǔ)的固化劑很普遍。這是因?yàn)樗g性小,并具有增塑作用。還有將有機(jī)酸和無(wú)機(jī)酸混合使用。為

38、保證分散均勻,使用時(shí)應(yīng)將固態(tài)有機(jī)磺酸配成高濃度的水溶液,一般溶液的濃度在4065%為宜。2.2發(fā)泡劑發(fā)泡劑是塑料發(fā)泡成型中發(fā)泡動(dòng)力的來(lái)源塑料發(fā)泡方法一般分為機(jī)械發(fā)泡、物理發(fā)泡和化學(xué)發(fā)泡。機(jī)械發(fā)泡是借助于機(jī)械的強(qiáng)烈攪拌,使氣體均勻地混入樹(shù)脂中形成氣泡。物理發(fā)泡則是借助于溶解在樹(shù)脂中的發(fā)泡劑物理狀態(tài)的改變,形成大量的氣泡。以上兩種發(fā)泡完全是物理過(guò)程,沒(méi)有發(fā)生任何化學(xué)變化?;瘜W(xué)發(fā)泡是發(fā)泡過(guò)程中使化學(xué)發(fā)泡劑發(fā)生化學(xué)變化,從而分解并產(chǎn)生大量氣體,使發(fā)泡過(guò)程進(jìn)行。發(fā)泡劑的種類(lèi)和用量對(duì)發(fā)泡效果具有重要影響。它直接影響泡沫密度,進(jìn)而影響到產(chǎn)物的物理、機(jī)搬勝能。此外,使用發(fā)泡劑使泡沫具有大量球狀微孔,泡沫耐燃性

39、及韌性提高。根據(jù)酚醛樹(shù)脂發(fā)泡反應(yīng)機(jī)理,大多數(shù)以物理發(fā)泡方法進(jìn)行。物理發(fā)泡劑分惰性氣體和低沸點(diǎn)液體兩類(lèi)。酚醛泡沫常用的發(fā)泡劑為各種沸點(diǎn)在30-60C之間的揮發(fā)性液體,如氟利昂、氯化燒、正戊烷等?,F(xiàn)在的科研和工廠生產(chǎn)中使用的發(fā)泡劑絕大多數(shù)仍然是氟氯煌化合物,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。氟氯燒發(fā)泡劑效果非常好,但氟氯煌會(huì)破壞大氣的臭氧層,所以已限制使用且開(kāi)始選擇代用品。在近期的專(zhuān)利中為減少對(duì)大氣臭氧層的危害,選擇了危害小的氟氯燒,如CF32CF2CHC12、HCF2CF2CEt,被稱(chēng)為不耗臭氧的發(fā)泡劑。還有人采用減少氟化物發(fā)泡劑的使用量,加入部分代用品,如F-

40、11和戊烷混合使用。在新的代用品中最有前途的當(dāng)屬惰性氣體發(fā)泡劑二氧化碳、氮?dú)獾?。它們無(wú)毒、無(wú)污染,臭氧消耗系數(shù)(ODP)為零,溫室效應(yīng)系數(shù)(GwP)很小,不燃,價(jià)廉易得,是氟利昂替代品研究的熱點(diǎn),但難度較高??上驳氖怯形墨I(xiàn)報(bào)道,日本的Asahi化工公司的研究者用CO2代替氟氯燒作生產(chǎn)酚醛泡沫材料的發(fā)泡劑,效果良好。它們由酚醛共聚樹(shù)脂(含有羥甲基月尿)與發(fā)泡劑CO2及催化劑混合物制得的酚醒泡沫材料。其密閉氣孔含量為96.0%,氣孔直徑為190m,熱導(dǎo)率(JISA1412)為0.0231Kcal/m.h.C,CO2含量為5.2%,脆度(JISA9511)為11%。氯化燒中以二氯甲烷最常用,其化學(xué)性

41、質(zhì)較為穩(wěn)定、發(fā)氣量也高于氟氯燒,故近年已有許多廠家用之代替氟氯煌或二者并用。在塑料發(fā)泡工業(yè)中有選用低沸點(diǎn)脂肪族烷燒G4-G7混合物如正戊烷作為發(fā)泡劑,但其效果不理想,還有易燃的危險(xiǎn)。有時(shí)通過(guò)幾種發(fā)泡劑并用的辦法來(lái)解決發(fā)泡劑汽化溫度與樹(shù)脂固化反應(yīng)速度相匹配的問(wèn)題,這樣發(fā)泡劑在汽化時(shí),樹(shù)脂已具有了適當(dāng)?shù)恼扯龋瑥亩欣谂菘捉Y(jié)構(gòu)的形成和穩(wěn)定。化學(xué)發(fā)泡劑也有應(yīng)用,如發(fā)泡劑H(N,N一二亞硝基五次甲基四胺),它遇酸會(huì)強(qiáng)烈分解,釋放出氮?dú)?,從而使?shù)脂發(fā)泡。2. 3表面活性劑表面活性劑的分子中含有親水結(jié)構(gòu)和疏水結(jié)構(gòu),具有界面走向和降低液體樹(shù)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

42、均勻體系,各組分充分接觸,使各種反應(yīng)能較平衡地進(jìn)行。表面活性劑的用量雖小,只為樹(shù)脂的2-6%,但它對(duì)發(fā)泡工藝和產(chǎn)品性能影響很大。它可以保證發(fā)泡過(guò)程中各組份充分混合均勻,形成均勻微細(xì)多泡孔結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定的閉孔率,還可以加快反應(yīng)過(guò)程,縮短固化時(shí)間,對(duì)泡沫制品的抗壓強(qiáng)度,泡孔尺寸等均有較大的影響。泡沫塑料發(fā)泡成型通常分三個(gè)階段。第一階段是在發(fā)泡基體的熔體或液體中形成大量均勻細(xì)密的氣泡核,然后再膨脹成具有要求泡體結(jié)構(gòu)的泡體,最后通過(guò)加熱,固化定型,得到泡沫塑料制品。發(fā)泡第一階段是要制得以發(fā)泡劑為分散相、樹(shù)脂為連續(xù)相的乳狀液,在樹(shù)脂中形成大量分布均勻、粒徑微小的發(fā)泡劑液滴(氣泡核)。如單純以高速攪拌將發(fā)泡劑分散到樹(shù)脂中,這種分散體系極不穩(wěn)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(xué)上穩(wěn)定。這時(shí)表面活性劑起到了乳化劑或勻泡劑的作用。當(dāng)在高速攪拌下,往酚醛樹(shù)脂與發(fā)泡劑的乳狀液中加入固化劑時(shí),酚醛發(fā)泡成型進(jìn)入了第二階段。在固化劑作用下甲階樹(shù)脂發(fā)生縮合反應(yīng),轉(zhuǎn)化為乙階樹(shù)脂階段,最后固化為丙階樹(shù)脂,同時(shí)樹(shù)脂縮合釋放出的大量反應(yīng)熱使發(fā)泡劑液滴氣化,發(fā)泡料在變稠的同時(shí),體積迅速增大,原先的乳狀液已轉(zhuǎn)變成泡沫,此泡沫是不穩(wěn)定的,已形成的氣泡可以繼續(xù)膨脹,也可能合并、塌陷或破裂。在酚醛泡沫沒(méi)有固化定型前表面活性劑起著穩(wěn)定泡沫的作用。酚醛泡沫塑料各組分之間的相容性較差,所

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