酚醛樹脂的認(rèn)識

1.酚與醛經(jīng)聚合制得的合成樹脂統(tǒng)稱，其中以苯酚-甲醛樹脂最重要。酚醛樹脂有熱塑性和熱固性兩類。熱塑性酚醛樹脂（或稱兩步法酚醛樹脂），為淺色至暗褐色脆性固體，溶于乙醇、丙酮等溶劑中，長期具有可溶可熔性，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。熱固性酚醛樹脂（或稱一步法酚醛樹脂），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)樹脂合成和成型加工，常將其固化過程分為A、B、C三個階段。具有可溶可熔性的預(yù)聚體稱作A階酚醛樹脂;交聯(lián)固化為不溶不熔的最終狀態(tài)稱C階酚醛樹脂；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B階酚醛樹脂，熱固性酚醛樹脂存放過程中粘度逐漸增大，最后可變成不溶不熔的C階樹脂。因此，其存放期一般不超過3?6個月。熱固性酚醛樹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）LeeJ.D.等制備出酚醛樹脂基球形炭。他們將苯酚和甲醛分散在以阿拉伯膠為分散劑的懸浮液中，利用六次甲基四胺為催化劑，攪拌加熱使苯酚和甲醛聚合得到球形酚醛樹脂。這種球形酚醛樹脂經(jīng)炭化后可以得到酚醛樹脂基球形炭。注：（將廢舊酚醛泡沫作為原料之一填入，酚醛泡沫含量、懸浮劑種類、懸浮劑含量、炭化溫度、活化時間這5個方面設(shè)計變量（2） 劉朗、楊駿兵等在球形炭的基礎(chǔ)上制備出球狀活性炭，先將線型酚醛樹脂、六次甲基四胺溶解在甲醇中并混合均勻，得到含有固化劑的線型酚醛樹脂固態(tài)化合物。將上述化合物破碎為1.25'2.Smm的顆粒，作為成球的原料樹脂。將十二烷基硫酸鈉和水一定比例加入高壓釜中，攪拌均勻后將上述原料樹脂加入。勻速攪拌下升溫，保持?jǐn)嚢枋垢邏焊匀焕鋮s，得到酚醛樹脂微球。將所得到的酚醛樹脂微球在氮氣保持下升溫炭化活化，得到粒徑在2mm左右且分布均勻的酚醛樹脂基球形活性炭。（3） 謝飛以苯酚和甲醛為原料，以鹽酸為催化劑在1100C下回流止，加入適量的氨水，維持恒溫反應(yīng)15min，得到了線型為主的原料樹脂。將上述原料樹脂加熱至熔融態(tài)加入到成球液中，在一定溫度下攪拌，分散得到球形樹脂。經(jīng)冷卻、真空干燥后得到粒徑分布在450-900wm的酚醛樹脂微球。將酚醛樹脂微球炭化活化后即得到了酚醛樹脂基球形活性炭。（3）ChaoYe等人之后利用碳納米管、線型酚醛樹脂制得球形活性炭。將六次甲基四服在乙醇中混合，并在80°C下除去乙醇得到固體混合物，將其破碎為不規(guī)則的顆粒。將其顆粒分散在含分散劑的溶液中升溫固化，然后冷卻固液分離的得到了碳納米管酚醛樹脂基球形炭。之后炭化活化得到了球形活性炭。3化學(xué)氣相沉積法是以金屬粒子（如Fe、Co、Ni及其合金等）為催化劑（作用：），以笨、甲苯、二甲苯、甲烷等碳?xì)浠衔餅樘荚?，?00?1200°c溫度范圍內(nèi)，在氫氣（作用：）氣氛中沉積而獲得碳納米管。氣相生長法主要包括基體法、噴淋法以及氣相流動催化法基體法指在陶瓷或石墨基體上散布納米催化劑顆粒，高溫下通入烴類氣體，熱解后析出碳納米管。噴淋法是將催化劑混于苯或者甲苯等液態(tài)有機物中，在外力的作用下，將含有催化劑的混合溶液噴淋到高溫反應(yīng)爐中，制備出碳納米管。該方法可以實現(xiàn)催化劑的連續(xù)噴入，為大量制備碳納米管提供了可能。但是催化劑與烴類氣體的比例難以優(yōu)化，噴灑過程中催化劑顆粒分布不均勾，而且很難以納米級形態(tài)存在，因此所得產(chǎn)物中碳納米管所占比例不是太大，常常伴有一定量的碳黑生成。氣相流動催化法是將含有金屬催化劑前驅(qū)體的金屬有機物（如二茂鐵）溶解在碳?xì)浠衔铮ㄈ绫?、甲苯、二甲苯、正己烷等）中，然后將混合溶液注入反?yīng)管中，在氫氣氣氛下分解成碳，此時金屬有機物被還原成金屬單質(zhì)，形成催化劑粒子，并以催化劑粒子為核心生長碳納米管。該方法所制得的碳納米管直徑較小，分布比較寬，可以大規(guī)模生產(chǎn)，生產(chǎn)效率比較高，容易實現(xiàn)工業(yè)化。(C)石墨 (d)(10,10)納米碳管圖1-2碳的幾種同素異形體的結(jié)構(gòu)示意圖化學(xué)氣相沉積法的反應(yīng)類型通常有以下幾種】熱分解反應(yīng)：AB(g)tA(s)+B(g)還原或置換反應(yīng)，(其中C為氫氣或金屬)AB(g)+C(g)-A(s)+BC(g)軻化或知化反應(yīng)：(其中D為氧氣或氮氣)AB(g)42D(g)tAD(s)+BD(g)水解反應(yīng)：AB2(g)+HOH(g)一AO(s)+2BH(g)岐化反應(yīng)：2AB(g)=4A(s)+AB』g)聚合反應(yīng)：xA(g)TAx(s)碳納米管的CVD法制備通常需要有適當(dāng)?shù)拇呋瘎┎拍苓M行。催化劑的產(chǎn)生方法可以分成兩種:一是預(yù)先在合適的載體表面負(fù)載催化劑的固定催化劑法，另一種是利用化學(xué)反應(yīng)直接在反應(yīng)區(qū)域由氣相催化劑前驅(qū)物反應(yīng)生成催化劑的浮動催化劑法化學(xué)氣相沉積法制備碳納米管的實驗采用本實驗室自制的裝置。該裝置主要包括以下幾部分：（一）加熱爐，（二）溫度控制系統(tǒng)，（三）氣體流量控制系統(tǒng)，（四）反應(yīng)室，（五）尾氣處理。設(shè)備裝置示意圖如圖2一1。陶2-1碳納米管化學(xué)普相混藤法制客獨管閻反應(yīng)室我們采用高純石英管做為反應(yīng)室，用石英舟裝載催化劑。石英管長1400mm，內(nèi)徑70mm，石英舟長200mm，寬40mmo尾氣處理使用一盛水的洗氣瓶做為簡易的尾氣處理裝置。尾氣在排入大氣之前先流經(jīng)洗氣瓶,其作用是:一、在反應(yīng)前可以用來進行檢漏;二、反應(yīng)時系統(tǒng)內(nèi)與外界保持一個壓力差，系統(tǒng)壓力高于外界，阻止空氣進入反應(yīng)室;三、可以濾去尾氣帶出的一些固態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物和副產(chǎn)物，以免造成排氣管阻塞。碳納米管的制備在我們的實驗中，原料氣為價格低廉的乙炔，使用氫氣作為還氣體,氮氣為保護氣。將催化劑均勻的鋪在石英舟上，再將載有催化劑的石英舟推至石英管中部，橡皮管接好各端口，使氣體處于暢通狀態(tài)，通N2,檢查氣路無漏氣后流量升至300ml/min用于排空石英管及整條氣路上的空氣，排氣5min一10min后，電阻爐通電加熱升溫至500度，開始通H2還原,H2流量50ml/min,調(diào)整N2流量，使H2與N2比例為1:1,還原1小時后把溫度升至750度,停止通H2,接著通反應(yīng)氣乙炔，流量30ml/min，使氣體比例為C2H2:N2為1:9,反應(yīng)30分鐘后關(guān)乙炔，同時