酚醛樹脂簡(jiǎn)介

1、酚醛樹脂簡(jiǎn)介酚醛樹脂酚類化合物與醛類化合物縮聚而得的樹脂為酚醛樹脂。其中以苯酚和甲醛縮聚而得的酚醛樹脂最為重要。酚醛樹脂綜合性能優(yōu)良，是一種人工合成的最古老樹脂，擁有近百年的使用歷史。早在1872年德國(guó)化學(xué)家拜耳（A,Baeyer）首先發(fā)現(xiàn)了酚和醛在酸的存在下反應(yīng)可以得到結(jié)晶的產(chǎn)物，但當(dāng)時(shí)沒(méi)有對(duì)其開(kāi)展研究。接著化學(xué)家克萊堡（W,Kleeberg,1891）和史密斯（A,Smg1899）對(duì)這個(gè)反應(yīng)進(jìn)行了研究。進(jìn)入20世紀(jì)，1902年布盧默（B.Blumer）合成了第一個(gè)商業(yè)化酚醛樹脂，命名為L(zhǎng)accain。然而直到19051907,被稱為酚醛樹脂創(chuàng)始人的美國(guó)化學(xué)家巴克蘭（L.H.Baekelan

2、d）才對(duì)酚醛樹脂進(jìn)行了系統(tǒng)而廣泛的研究，并于1907年申請(qǐng)了關(guān)于酚醛樹脂“加壓、加熱”固化的專利，而且于1910年10月10日成立了Bakelite公司。巴克蘭的功績(jī)不僅首次合成了交聯(lián)的聚合物，而且發(fā)現(xiàn)了樹脂的模壓過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了酚醛樹脂的實(shí)用化，這對(duì)酚醛樹脂的生產(chǎn)和應(yīng)用起了很重大的作用。因此此年（1910年）定為酚醛樹脂元年（或者合成高分子元年），巴克蘭被成為酚醛樹脂之父。由于酚醛樹脂原料易得，價(jià)格低廉，生產(chǎn)工藝和設(shè)備簡(jiǎn)單，而且制品具有優(yōu)異的機(jī)械性能、耐熱性、耐寒性、電絕緣性、尺寸穩(wěn)定性、成型加工性、阻燃性及低煙霧性，因此其成為工業(yè)部門不可缺少的材料，具有廣泛的用途。酚醛樹脂的合成、固化及其改進(jìn)

3、酚醛樹脂是由酚類和醛類在酸性或堿性催化劑作用下合成的縮合物。主要的原料是苯酚和甲醛，止匕外，酚類還有甲酚、二甲酚、多元酚、乙基苯酚、苯基苯酚、丁基苯酚、戊基苯酚、雙酚A、間苯二酚等；醛類還有乙醛、多聚甲醛、糠醛等。影1酚醛樹脂合成和決定樹脂性能的因素有：原料化學(xué)結(jié)構(gòu)和單體官能度、酚醛摩爾比、催化劑的性質(zhì)和反應(yīng)介質(zhì)的PH值。各種酚和醛按其化學(xué)結(jié)構(gòu)不同，其所固有的官能度和反應(yīng)能力也不同。屬于線性（熱塑性）的酚醛樹脂是由三官能度及雙官能度的酚和醛作用生成的，如：苯酚，令口、對(duì)甲酚，1,2,3二甲酚，1,2,5-二甲酚和1,3,4二甲酚。而屬于甲階熱固性的酚醛樹脂是由三官能度的酚和醛作用生成的，如苯酚

4、，問(wèn)一甲酚，3,5二甲酚，問(wèn)一苯二酚等。酚/醛摩爾比小于1,并用堿催化生成熱固性樹脂；酚/醛摩爾比大于1,并用酸催化，則生成熱塑性樹脂。其反應(yīng)關(guān)系如圖1.1:酚醛合成必需在催化劑存在下進(jìn)行，用甲醛溶液和等體積的苯酚混合，溶液的PH值為3.0-3.1,把此混合物加熱到沸騰，在數(shù)周內(nèi)并未觀察有任何反應(yīng)發(fā)生。因此PH3.0-3.1時(shí)，被成為中性點(diǎn)。若在上述混合物中加入酸或堿，使PH值小于3.0或大于3.1時(shí)，反應(yīng)就立刻發(fā)生。因此，當(dāng)酚/醛摩爾比大于1,且在強(qiáng)酸條件下可合成一般的熱塑性樹脂；但在中等酸條件下（PH=4-7）時(shí)可合成高鄰位線性樹脂；而當(dāng)酚/醛摩爾比小于1,且在堿性條件下時(shí)可合成熱固性酚醛

5、樹脂。苯酚+甲醛PH7加熱酚/醛=1:1.52.0PH|2MO-CH2-oh+H+HM2+M圖1.8高鄰位酚醛樹脂反應(yīng)歷程圖酚醛樹脂固化方式有:(1)熱固化熱固化是亞甲基鍵和醴鍵同時(shí)生成，但二者比例與樹脂中羥甲基的數(shù)目、酸堿性、固化溫度和苯環(huán)上活潑氫的多少有關(guān)。醴鍵在溫度160C時(shí),脫去由一分子甲醛轉(zhuǎn)變?yōu)榇渭谆I(2)酸固化在樹脂中加入適當(dāng)?shù)乃犷惞袒瘎?，可以達(dá)到低溫固化的目的。固化反應(yīng)主要形成次甲基鍵。通用酸類固化劑有鹽酸、磷酸、對(duì)甲苯磺酸、苯酚磺酸(3)堿固化為了控制固化反應(yīng)順利進(jìn)行，用一種或幾種較弱或較強(qiáng)的堿性催化劑。通用的堿性固化劑有NaOHBa(OH)2、MgO、氨水等，此外還用六次甲基四胺直接固化酚醛樹脂。(4)其他固化方式酚醛