腰果壳油改性摩擦材料用酚醛树脂的研究进展

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1、摩擦密封材料2011年第三期腰果壳油改性摩擦材料用酚醛树脂的研究进展赵剑卫民蒋剑春(中国林业科学研究院林产化学工业研究所；生物质化学利用国家工程实验室；国家林业局林产化学工程重点开放性实验室；江苏省生物质能源与材料重点实验室，江苏南京210042)摘要：腰果壳油是天然有机酚化合物，利用其改性摩擦材料用酚醛树脂具有改善材料力学性能和降低成本等优点，本文介绍了腰果壳油的组成及特性，简述了腰果壳油酚醛树脂的制备方法、改性途径及改性树脂用于摩擦材料方面的研究进展。进而展望了该树脂研究的前景。关键词：腰果壳油；酚醛树脂；改性；摩擦材料中图分类号：TQ351文献标识码：A文章编号：1673—585

2、4(2011)03—0047—06腰果树是一种经济价值很高的热带植物，很大提高，因此需要高性能的基体树脂I伯】。腰属漆树科，我国海南和云南有种植，印度、越果壳油能够有效调节酚醛树脂的柔韧性，改性南和巴西为三大腰果生产国，其主要产品有腰后的树脂制得的摩擦材料具有在摩擦发热时产果仁和腰果壳油【l】。腰果壳中含有约25％生一定塑性形变的能力，提高摩擦系数的同时30％的腰果壳油，呈褐色油状液体【2】。作为一降低了噪音；在摩擦发热达到一定程度时，摩种天然酚来源，腰果壳油属于绿色环保的工业擦材料表面分解后的物质会形成一层均一且有原料。在摩擦材料领域，腰果壳油主要有3种韧性的炭化膜l

3、71，因此材料

4、的热衰退温度得到用途I剐：1)腰果壳油在催化剂作用下通过聚合了一定提高，该膜不易脱落，从而保证摩擦系反应生成聚合物树脂，直接用作摩擦材料的基数相对稳定。但也存在着软化点低、固化速度体树脂；2)将上述聚合物树脂制成摩擦粉，用慢等缺点，因此，在改性时，可以增加其它物作摩擦材料配方中的摩擦性能调节剂；3)腰果质对树脂进行复合改性隅】，从而得到耐热性能壳油用作酚醛树脂的改性剂，将得到的改性树进一步提高的基体树脂。本文作者对近年来腰脂作为摩擦材料的基体树脂。酚醛树脂具有稳果壳油在改性摩擦材料用酚醛树脂方面的研究定的耐热耐寒性和耐磨性，以及良好的成型加成果进行了系统的分析和总结，对未来的研究工性，

5、因此作为摩擦材料中应用最为普遍的基应用做出了展望。体树脂。但是酚醛树脂存在着抗冲击强度不够，1、腰果壳油的组成及特性弹性模量大，耐热性能不够高等缺点。随着应腰果壳油是天然产物，成分比较复杂。纯用环境的不断升级，对摩擦材料的性能要求有天然的腰果壳油主要由约85％的腰果酸和约492011年第三期摩擦密封材料15％的腰果酚、强心酚、2一甲基强心酚以及其酚、甲醛和催化剂等直接投入反应设备中进行它少量物质组成[9-10】。其结构式如下：反应生成热塑性改性酚醛树脂，也可称之一步l投料法。胡立红等Il6】用经腰果壳油蒸馏得到的自～腰果酚为原料，取苯酚100份(以质量计)，f．^一．^腰果酸是一种带有

6、长直链脂肪烃侧链取代固定总酚与甲醛的物质的量之比为1：0．85，用基的邻羟基苯甲酸，在150～200℃的酸性条件盐酸作催化剂，并加入一种助剂，控制pH值下会发生脱羧反应，生成腰果酚。正是这种问在1．5～2．0范围内，反应时间4h，出料温度位由长直链脂肪烃侧链取代基取代的特殊结180～190℃。加入10份腰果酚时，树脂软化点构，使得腰果酚既具有酚类化合物的特性，又为108℃，加入20～30份时，软化点也在100具有脂肪族化合物的柔性‘11l。侧链取代基结构℃左右。当加入40份时，软化点为92℃，聚中有15个碳原子以及0,--．3个双键，一些可能合时间在60～90s范围内。可见控制腰果酚加

7、结构如下所示㈣。入比例可使改性树脂达到用作摩擦材料基体树一(CH2)14CH3脂的指标要求。一(CH2)7CH=CH(CH2)5CH3曾念三【17】在腰果壳油酚醛树脂混酚法合一(CH2)7CH=CHCH2CH=CH(CH2)2CH3成中，在Zn或Cu的二价盐及有机酸混合作催一(CH2)7CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH2化剂的条件下，控制苯酚和腰果壳油的物质的作为工业原料出售的腰果壳油都要经过脱量之比为1：(0．125～0．25)时制得的树脂性羧加工处理，使腰果酸转化为腰果酚。此过程能良好，可用作摩擦材料基体树脂；复合催化中，一小部分腰果壳油中的物质会聚合生成腰剂中使用二价金

8、属盐，有利于生成高邻位酚醛果壳油树脂，这是由于不饱和度大的侧链受热树脂，反应过程平稳，工艺简化，产物性能优发生聚合所导致。这种腰果壳油树脂有不同的异。因为液态苯酚可分别与腰果壳油和甲醛水聚合度，其中含约60％一--聚物，约20％三聚物，溶液相溶，而腰果壳油与甲醛水溶液却是难溶其余为三聚以上。由于加工技术的不统一和产的，所以腰果壳油、液态苯酚和甲醛水溶液组地的不同，脱羧腰果壳油中会含有不确定的聚成的反应体系会随配比的变化而呈现出不同的合物、矿物质