酚醛樹脂以及改性
酚醛樹脂
酚類和醛類的縮聚產(chǎn)物通稱為
酚醛樹脂,普通常指由
苯酚和
甲醛經(jīng)縮聚反響而得的合成樹脂,它是最早合成的一類熱固性樹脂。
酚醛樹脂固然是最老的一類熱固性樹脂,但由于它原料易得,合成便當(dāng),以及
酚醛樹脂具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和耐熱性能,特別具有突出的瞬時(shí)耐高溫?zé)g性能,而且樹脂自身又有普遍改性的余地,所以目前
酚醛樹脂仍普遍用于制造玻璃纖維加強(qiáng)塑料、碳纖維加強(qiáng)塑料等復(fù)合資料。
酚醛樹脂復(fù)合資料特別在宇航工業(yè)方面(空間飛行器、火箭、導(dǎo)彈等)作為瞬時(shí)耐高溫和燒蝕的構(gòu)造資料有著十分重要的用處。
酚醛樹脂的合成和固化過程完整遵照體型縮聚反響的規(guī)律。控制不同的合成條件(如酚和醛的比例,所用催化劑的類型等),能夠得到兩類不同的
酚醛樹脂:一類稱為熱固性
酚醛樹脂,它是一種含有可進(jìn)一步反響的羥甲基活性基團(tuán)的樹脂,假如合成瓜不加控制,則會(huì)使體型縮聚反響不斷停止至構(gòu)成不熔、不溶的具有三向網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造的固化樹脂,因而這類樹脂又稱為一階樹脂;另一類稱為熱塑性
酚醛樹脂,它是線型樹脂,在合成過程中不會(huì)構(gòu)成三向網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造,在進(jìn)一步的固化過程中必需參加
固化劑,這類樹脂又稱為二階樹脂。這兩類樹脂的合成和固化原理并不相同,樹脂的分子構(gòu)造也不同。
酚醛樹脂改性的目的主要是改良它脆性或其它物理性能,進(jìn)步它對纖維加強(qiáng)資料的粘結(jié)性能并改善復(fù)合資料的成型工藝條件等。改性普通經(jīng)過下列途徑:
一、封鎖酚羥基。
酚醛樹脂的酚羥基在樹脂制造過程中普通不參與化學(xué)反響。在樹脂分子鏈中留下的酚羥基容易吸水,使固化制品的電性能、耐堿性和力學(xué)性能降落。同時(shí)酚羥基易在熱或紫外光作用下生成醌或其它構(gòu)造,形成顏色的不平均變化。
二、引進(jìn)其它組分。引進(jìn)與
酚醛樹脂發(fā)作化學(xué)反響或與它相容性較好的組分,分隔或包圍羥基,從而到達(dá)改動(dòng)固化速度,降低吸水性的目的。引進(jìn)其它的高分子組分,則可兼具兩種高分子資料的優(yōu)點(diǎn)。
1、聚乙烯醇縮醛改性
酚醛樹脂。工業(yè)上應(yīng)用得最多的是用聚乙烯醇縮醛改性
酚醛樹脂,它可進(jìn)步樹脂對玻璃纖維的粘結(jié)力,改善
酚醛樹脂的脆性,增加復(fù)合資料的力學(xué)強(qiáng)度,降低固化速率從而有利于降低成型壓力。用作改性的
酚醛樹脂通常是用氨水或氧化鎂作催化劑合成的
苯酚甲醛樹脂。用作改性的聚乙烯醇縮醛是一個(gè)含有不同比例的羥基、縮醛基及乙?;鶄?cè)鏈的高聚物,其性質(zhì)取決于:①聚乙烯醇縮醛的分子量;②聚乙烯醇縮醛分子鏈中羥基、乙?;涂s醛基的相對含量;③所用醛的化學(xué)構(gòu)造。由于聚乙烯醇縮醛的參加,使樹脂混合物中
酚醛樹脂的濃度相應(yīng)降低,減慢了樹脂的固化速率,使低壓成型成為可能,但制品的耐熱性有所降低。
2、聚酰胺改性
酚醛樹脂。經(jīng)聚酰胺改性的
酚醛樹脂進(jìn)步了
酚醛樹脂的沖擊韌性和粘結(jié)性,并改善了樹脂的活動(dòng)性,仍堅(jiān)持
酚醛樹脂優(yōu)點(diǎn)。用作改性的聚酰胺是一類羥甲基聚酰胺,應(yīng)用羥甲基或生動(dòng)氫在合成樹脂過程中或在樹脂固化過程中發(fā)作反響構(gòu)成化學(xué)鍵而到達(dá)改性的目的。
3、環(huán)氧改性
酚醛樹脂。用40%的一階熱固性
酚醛樹脂和60%的二酚基丙烷型環(huán)氧樹脂混合物制成的復(fù)合資料能夠兼具兩種樹脂的優(yōu)點(diǎn),改善它們各自的缺陷,從而到達(dá)改性的目的。這種混合物具有環(huán)氧樹脂優(yōu)秀的粘結(jié)性,改良了
酚醛樹脂的脆性,同時(shí)具有
酚醛樹脂優(yōu)秀的耐熱性,改良了環(huán)氧樹脂耐熱性較差的缺陷。這種改性是經(jīng)過
酚醛樹脂中的羥甲基與環(huán)氧樹脂中的羥基及環(huán)氧基停止化學(xué)反響,以及
酚醛樹脂中的酚羥基與環(huán)氧樹脂中的環(huán)氧基停止化學(xué)反響,最后交聯(lián)成復(fù)雜的體型構(gòu)造來到達(dá)的。
4、有機(jī)硅改性
酚醛樹脂。有機(jī)硅樹脂具有優(yōu)秀的耐熱性和耐潮性。能夠經(jīng)過運(yùn)用有機(jī)硅單體線性
酚醛樹脂中的酚羥基或羥甲基發(fā)作反響來改良
酚醛樹脂的耐熱性和耐水性。
采用不同的有機(jī)硅單體或其混合單體與
酚醛樹脂改性,可得不同性能的改性酚醋樹脂,具有普遍的選擇性。用有機(jī)硅改性
酚醛樹脂制備的復(fù)合資料可在200~260℃下工作應(yīng)用相當(dāng)時(shí)間,并可作為瞬時(shí)耐高溫資料,用作火箭、導(dǎo)彈等燒蝕資料。
5、硼改性
酚醛樹脂。由于在
酚醛樹脂的分子構(gòu)造中引入了無機(jī)的硼元素,硼
酚醛樹脂比
酚醛樹脂的耐熱性,瞬時(shí)耐高溫性能和力學(xué)性能更為優(yōu)秀。硼改性
酚醛樹脂的耐熱性、瞬時(shí)耐高溫性、耐燒蝕性比普通
酚醛樹脂好得多。它們多用于火箭、導(dǎo)彈和空間飛行器等空間技術(shù)范疇作為優(yōu)秀的耐燒蝕資料。
6、二甲苯改性
酚醛樹脂。二甲苯改性
酚醛樹脂是在
酚醛樹脂的分子構(gòu)造中引入疏水性構(gòu)造的二甲苯環(huán),由此改性后的
酚醛樹脂的耐水性、耐堿性、耐熱性及電絕緣性能得到改善。
7、二苯醚
甲醛樹脂 二苯醚
甲醛樹脂是用二苯醚替代
苯酚和
甲醛縮聚而成的,二苯醚
甲醛樹脂的玻璃纖維加強(qiáng)復(fù)合資料具有優(yōu)秀的耐熱性能,可用作H級絕緣資料,它還具有良好的耐輻射性能,吸濕性也很低。
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