一、什么是酚醛樹脂發(fā)泡：
   1、酚醛泡沫是由酚醛樹脂通過發(fā)泡而得到的一種泡沫塑料。
   2、與早期占市場主導(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，在阻燃方面它具有特殊的優(yōu)良勝能。
   3、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，遇火無灑落物，價格低廉，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。
   4、消費(fèi)量不斷增長，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，國內(nèi)外研究和開發(fā)都相當(dāng)活躍。
   5、然而，酚醛泡沫最大的弱點(diǎn)是脆性大，開孔率高，因此提高它的韌性是改善酚醛泡沫性能的關(guān)鍵技術(shù)。
二、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 
 （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)酸作催化劑時，酸能加速樹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，而使乳化樹脂膨起，同時樹脂固化。反應(yīng)的催化劑也是樹脂的固化劑。在環(huán)境溫度下固化劑的類型和數(shù)量對獲得優(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。 
（2）固化劑分無機(jī)酸和有機(jī)酸，無機(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。無機(jī)酸價格低，但固化速度太快，對金屬有很強(qiáng)的腐蝕作用，因此防腐成為酚醛泡沫使用中的一大難題。
（3）研究表明，可利用甲醇、乙醇、丙醇等稀釋無機(jī)酸達(dá)到緩蝕，也可加入抗腐蝕劑如氧化鈣、氧化鐵、碳酸鈣、無水硼砂、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。
（3）文獻(xiàn)曾報導(dǎo)，使用酸性的萘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80－130℃條件下熱處理，或在樹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。 
現(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)酸和無機(jī)酸混合使用。為保證分散均勻，使用時應(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40－65％為宜。 
三、發(fā)泡劑 
     （1）發(fā)泡劑是塑料發(fā)泡成型中發(fā)泡動力的來源塑料發(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。
     （2）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脂中形成氣泡。物理發(fā)泡則是借助于溶解在樹脂中的發(fā)泡劑物理狀態(tài)的改變，形成大量的氣泡。以上兩種發(fā)泡完全是物理過程，沒有發(fā)生任何化學(xué)變化?；瘜W(xué)發(fā)泡是發(fā)泡過程中使化學(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)泡過程進(jìn)行。發(fā)泡劑的種類和用量對發(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。
     （3）此外，使用發(fā)泡劑使泡沫具有大量球狀微孔，泡沫耐燃性及韌性提高。 
     （4）根據(jù)酚醛樹脂發(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。
     （5）酚醛泡沫常用的發(fā)泡劑為各種沸點(diǎn)在30－60℃之間的揮發(fā)性液體，如氟利昂、氯化烴、正戊烷等。現(xiàn)在的科研和工廠生產(chǎn)中使用的發(fā)泡劑絕大多數(shù)仍然是氟氯烴化合物，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。
     （6）氟氯烴發(fā)泡劑效果非常好，但氟氯烴會破壞大氣的臭氧層，所以已限制使用且開始選擇代用品。在近期的專利中為減少對大氣臭氧層的危害，選擇了危害小的氟氯烴，如 CF32CF2CHC12、HCF2CF2CEt，被稱為不耗臭氧的發(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-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)獾取Ｋ鼈儫o毒、無污染，臭氧消耗系數(shù)（ODP）為零，溫室效應(yīng)系數(shù)（GwP）很小，不燃，價廉易得，是氟利昂替代品研究的熱點(diǎn)，但難度較高。可喜的是有文獻(xiàn)報道，日本的Asahi化工公司的研究者用CO2代替氟氯烴作生產(chǎn)酚醛泡沫材料的發(fā)泡劑，效果良好。它們由酚醛共聚樹脂（含有羥甲基脲）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190μm，熱導(dǎo)率（JISA1412）為0.0231Kcal／m.h.℃，C O2含量為5.2％，脆度（JIS A9511）為11％。氯化烴中以二氯甲烷最常用，其化學(xué)性質(zhì)較為穩(wěn)定、發(fā)氣量也高于氟氯烴，故近年已有許多廠家用之代替氟氯烴或二者并用。在塑料發(fā)泡工業(yè)中有選用低沸點(diǎn)脂肪族烷烴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。有時通過幾種發(fā)泡劑并用的辦法來解決發(fā)泡劑汽化溫度與樹脂固化反應(yīng)速度相匹配的問題，這樣發(fā)泡劑在汽化時，樹脂已具有了適當(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），它遇酸會強(qiáng)烈分解，釋放出氮?dú)?，從而使樹脂發(fā)泡。 
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，只為樹脂的2－6％，但它對發(fā)泡工藝和產(chǎn)品性能影響很大。它可以保證發(fā)泡過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)過程，縮短固化時間，對泡沫制品的抗壓強(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、樹脂為連續(xù)相的乳狀液，在樹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，往酚醛樹脂與發(fā)泡劑的乳狀液中加入固化劑時，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脂發(fā)生縮合反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為乙階樹脂階段，最后固化為丙階樹脂，同時樹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，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，所以選用表面活性劑更要考慮其乳化性能。良好的乳化性能可以提高各組分混合的均勻程度，有利于形成均勻微細(xì)的泡孔結(jié)構(gòu)，而且可以加快反應(yīng)過程，縮短固化時間。此外表面活性劑還必須對固化劑的強(qiáng)酸性保持穩(wěn)定。盡管能用于酚醛泡沫塑料的表面活性劑種類很多，但非離子型表面活性劑效果最好，較常用的有①脂肪醇聚氧乙烯、聚氧丙烯醚類；②烷基酚聚氧乙烯醚類，如壬基酚與環(huán)氧乙烷的加成物；③聚硅氧烷、聚氧乙烯、聚氧丙烯的嵌段共聚物，這類表面活性劑不僅有良好的泡沫穩(wěn)定性能，而且有極強(qiáng)的乳化作用。 
近年來也有研究者采用多種表面活性劑混合物來得到具有特定性能的泡沫，如池田義宏等用硅酮與十二烷基苯磺酸鈉混合的表面活性劑制成高吸水性泡沫。 

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