酚醛樹脂的改性研究

1、酚醛樹脂的改性研究姓名：戴宙君學(xué)號：S3151000561目錄酚醛樹脂簡介酚醛樹脂的性質(zhì)酚醛樹脂的改性酚醛樹脂的應(yīng)用小結(jié)2酚醛樹脂簡介簡介 酚醛樹脂也叫電木，是由苯酚和甲醛在催化劑條件下縮聚、經(jīng)中和、水洗而制成的樹脂，其中以苯酚和甲醛樹脂為最重要。它是人類最早合成的一類熱固性樹脂，早在1872年，化學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室制得了苯酚甲醛樹脂，后來，比利時的L.H.Backcland在美國進(jìn)行了系統(tǒng)的研究后，1909年就在美國實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。3酚醛樹脂簡介合成 酚醛樹脂合成反應(yīng)分為兩步，首先是苯酚與甲醛的加成反應(yīng)，隨后是縮合及縮聚反應(yīng)。縮聚反應(yīng)是指單體間相互反應(yīng)，生成高分子化合物同時生成小分子的聚合反應(yīng)。

2、酚醛樹脂是由苯酚和甲醛在催化劑條件下縮聚而成。反應(yīng)機(jī)理是苯酚羥基鄰位上的兩個氫原子比較活潑，與甲醛基上的氧原子結(jié)合為水分子，其余部分連接起來成為高分子化合物酚醛樹脂。 合成酚醛樹脂的方程式： 體型酚醛樹脂結(jié)構(gòu)圖：4酚醛樹脂的性質(zhì) 酚醛樹脂作為三大通用樹脂之一,因其制得的酚醛塑料具有優(yōu)良的力學(xué)性能、電絕緣性能、耐燒蝕性能以及較高的耐熱性和良好的耐水性、耐化學(xué)腐蝕性能,被廣泛應(yīng)用于制作機(jī)械、電器零部件和耐蝕、耐燒蝕制品等。卓越的粘結(jié)性 交聯(lián)固化的酚醛樹脂由于性脆，強(qiáng)度低，單獨(dú)使用幾乎沒有可能。但是以酚醛樹脂為粘結(jié)劑，與各種填料或增強(qiáng)材料結(jié)合制成的多種多樣復(fù)合型材料卻有著優(yōu)良的物理、化學(xué)性能和使用性

3、能。5酚醛樹脂的性質(zhì)優(yōu)良的耐熱性 酚醛樹脂固化后依靠其芳香環(huán)結(jié)構(gòu)和高交聯(lián)密度的特點(diǎn)而具有優(yōu)良的耐熱性。良好的阻燃性 大多數(shù)高分子樹酷都是易燃的，需要加入阻燃劑才能達(dá)到阻燃效果，但是酚醛樹脂是少有的例外，它不必添加阻燃劑可達(dá)到阻燃要求，且具有低煙釋放、低煙毒性等特征。6酚醛樹脂的改性 酚醛樹脂具有較高的耐熱性、良好的介電性能和較高的力學(xué)性能，但固化后的酚醛樹脂的最大缺點(diǎn)就是脆性大，耐沖擊性能不好。隨著對材料性能的要求越來越高，普通的酚醛樹脂己經(jīng)很難滿足許多高新技術(shù)領(lǐng)域的要求，于是改性酚醛樹脂就成為提高酚醛樹脂性能的一個重要手段。耐熱性 物質(zhì)的耐熱性主要是由其分子的化學(xué)鍵決定，未經(jīng)改性的酚醛樹脂中

4、存在易氧化的酚經(jīng)基和亞甲基，使得樹脂的耐熱性差。普通酚醛樹脂只能在250以下才能正常工作。因此，只有進(jìn)一步提高酚醛樹脂的耐熱性，才能滿足現(xiàn)代工業(yè)的需求。目前主要通過化學(xué)改性和物理改性兩種方法來改善酚醛樹脂的耐熱性。7酚醛樹脂的改性 酚醛樹脂的化學(xué)改性是指除苯酚、甲醛外，還加入能參與反應(yīng)的組分，或者加入能與酚醛樹脂大分子進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的組分。從縮聚機(jī)理來看，改性途徑有兩個:1.封鎖酚羥基。樹酯分子中留下的酚羥基容易吸水，且耐熱性也不好。2.引進(jìn)其它組分。通過其它組分分隔包圍酚羥基，從而達(dá)到改變固化速度、降低吸水性、提高性能的目的。如在酚醛樹脂的結(jié)構(gòu)中引入芳環(huán)或含芳雜環(huán)的聚合物，將其酚羥基醚化、酯化

5、、重金屬螯合等，使整個大分子的穩(wěn)定性提高，從而提高其耐熱性。 為了提高酚醛樹脂的耐高溫性能，還可以采用共混（物理改性）的方法進(jìn)行改性，如與無機(jī)納米粒子、耐高溫的碳纖維增強(qiáng)、橡膠共混形成互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等。8酚醛樹脂的改性韌性 普通酚醛樹脂的脆性大，通常由其制得的材料硬度大、模量高、韌性差、易在界面上形成界面裂紋。目前提高酚醛樹脂韌性的途徑主要有兩種，即內(nèi)增韌和外增韌。 所謂內(nèi)增韌是指在酚醛樹脂合成反應(yīng)過程中加入增韌劑，使增韌劑分子結(jié)合到酚醛樹脂的結(jié)構(gòu)之中，即在酚醛樹脂分子鏈中引入柔性基團(tuán)，起到增韌作用。 所謂外增韌是指在酚醛樹脂合成后，再加入增韌劑與之共混改性，來解決其固化物較脆這一缺點(diǎn)的一種手段

6、。增韌劑可以是橡膠類或熱塑性樹脂等。9酚醛樹脂的改性摩擦性 酚醛樹脂作為摩擦材料的基體樹脂最重要的性能就是摩擦性能。酚醛樹脂要具有良好的摩擦性能，就必須具有耐高溫性和一定的韌性。單一改性方法通常只對酚醛樹脂某一方面的性能改善有顯著作用，只有采用兩種或兩種以上物質(zhì)對酚醛樹脂進(jìn)行復(fù)合改性，才可全面改善酚醛樹脂的各項(xiàng)性能。研究表明，硼一桐油改性使酚醛樹脂的初始熱分解溫度達(dá)到420-450，耐熱性優(yōu)于未經(jīng)改性的酚醛樹脂，同時其柔韌性得到改善，具有良好的摩擦磨損性能，是高性能樹脂的換代產(chǎn)品。Kim利用芳族聚酰胺和鈦酸鉀晶須復(fù)合改性酚醛樹脂制備汽車用摩擦材料，改性材料的摩擦因數(shù)為0.38。10酚醛樹脂的應(yīng)

7、用 酚醛樹脂主要用于制造各種塑料、涂料、膠粘劑及合成纖維等。壓塑粉 生產(chǎn)模壓制品的壓塑粉是酚醛樹脂的主要用途之一。壓塑粉可用模壓、傳遞模塑和注射成型法制成各種塑料制品。熱塑性酚醛樹脂壓塑粉主要用于制造開關(guān)、插座、插頭等電氣零件，日用品及其他工業(yè)制品。熱固性酚醛樹脂壓塑粉主要用于制造高電絕緣制件。增強(qiáng)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(jīng)干燥、壓制成型的各種增強(qiáng)塑料是重要的工業(yè)材料。它不僅機(jī)械強(qiáng)度高、綜合性能好，而且可進(jìn)行機(jī)械加工。11酚醛樹脂的應(yīng)用酚醛膠 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，主要用于膠合板和精鑄砂型的粘結(jié)。以其他高聚物改性的酚醛樹脂為基料的膠粘劑，在結(jié)構(gòu)膠中占有重要地位。酚醛纖維 主要以熱塑性線型酚醛樹脂為原料，經(jīng)熔融紡絲后浸于聚甲醛及鹽酸的水溶液中作固化處理，得到甲醛交聯(lián)的體型結(jié)構(gòu)纖維。抗燃性能突出，具有自熄性，還能耐濃鹽酸和氫氟酸，但耐硫酸、硝酸和強(qiáng)堿的性能較差。主要用作防護(hù)服及耐燃織物或室內(nèi)裝飾品，也可用作絕緣、隔熱與絕熱、過濾材料等。12小結(jié)酚醛樹脂是由苯酚和甲醛在催化劑條件下縮聚、經(jīng)中和、水洗而制成的樹脂。酚醛樹脂具有卓越的粘結(jié)性、優(yōu)良的耐熱性和良