《酚醛树脂》PPT课件

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1、酚醛树脂1、什么是酚醛树脂2、酚醛树脂的历史4、酚醛树脂的合成5、酚醛树脂的改性6、酚醛树脂的应用3、酚醛树脂的特性1、什么是酚醛树脂酚醛树脂就是一类由酚类化合物与醛类化合物缩聚而成，其中以苯酚与甲醛缩聚而得的酚醛树脂最为重要。酚醛树脂和环氧树脂、不饱和树脂合称三大热固性树脂，应用广泛，产量大。返回2、酚醛树脂的历史1872年，德国化学家拜耳（A.Baeyer）首先发现酚和醛在酸的存在下可以缩合得到无定形棕红色的不可处理的树枝壮产物，但未开展研究；1902年，布卢默（L.Blumer）用酒石酸135份作催化剂，得到了第一个商业化酚醛树脂，命名为Laccain

2、，但没有形成工业化规模；1905~1907年，酚醛树脂创始人美国科学家巴克兰（Baekeland）对酚醛树脂进行了系统而广泛的研究，于1909年提出了关于酚醛树脂“加压、加热”固化的专利，实现了酚醛树脂的实用化，有人提议将此年定为酚醛树脂元年（或合成高分子元年）。Baekeland返回3、酚醛树脂的特性原料价格便宜，生产工艺简单而成熟，制造及加工设备投资少，成型加工容易；树脂既可混入无机填料或有机填料做成膜塑料，也可浸渍织物制层压制品，还可以发泡；制品尺寸稳定；耐热、耐燃，可自灭，电绝缘性能好，但耐电弧性差；化学稳定性好，耐酸性强，但不耐碱。返回4、酚醛树脂

3、的合成不同的催化剂得到的酚醛树脂是不一样的。合成酚醛树脂主要以酸（盐酸、草酸等）和碱（氢氧化钠、氨水等）做催化剂，其中酸催化的得到热塑性酚醛树脂，是线性的，固化时须加固化剂六次甲基四胺；碱催化的得到热固性酚醛树脂，加热就可以发生固化反应。4.1热塑性酚醛树脂的合成与固化4.2热固性酚醛树脂的合成与固化主要部件示意图1.反应锅2.竖式分流柱3.竖式冷凝器4.卧式冷凝器5.贮水器工业生产设备返回酚醛分子中的酚羟基和亚甲基易氧化，使其耐热性能受到影响，限制了应用范围，故酚醛树脂要经过改性后才能满足高性能材料对胶粘剂的使用要求。改性的目的主要是提高其韧性、耐热性、粘

4、接性及固化工艺性能(如降低成型压力)等。5.1增韧改性5.2耐热改性5、酚醛树脂的改性（1）接枝共聚，在酚醛树脂的化学改性方法中，羟基的醚化（O-烷基化）和C-烷基化(Friedel-Crafts)是普遍采用的方法。两种反应均可增强树脂的柔韧性，同时也可改善它与其它聚合物及溶剂的相溶性，调节反应活性和工艺性能；（2）嵌段共聚，在酚核间引入长的亚甲基链及其它柔性基团，是另一种增韧改性方法；（3）共混改性，与其它聚合物生成互穿网络（IPN）结构，以及共混形成多项体系的改性方法；（4）纳米复合材料增韧技术，纳米粒子增韧聚合物的制法主要有两种：a、采用纳米粒子共混分

5、散，此法类似于前简单共混改性；b、采用纳米材料插层复合法，即先将聚合物单体分散插进层状硅酸盐片层中，然后再原位聚合，利用聚合时放出的大量热，克服硅酸盐的片层结构，剥离成厚1nm，长、宽为10nm左右的结构单元，并使其均匀分散在酚醛树脂基体中，实现树脂与剥离的结构单元在纳米尺度上的复合。此法增韧的酚醛树脂比常规增韧酚醛树脂有相当的韧性和流动性，又有优良的热稳定性和尺寸稳定性。这将在耐热改性进行介绍。增韧途径：5.1增韧改性增韧方法：1橡胶增韧改性：多选用大分子丁腈、丁苯、天然橡胶等对酚醛树脂增韧。从工艺角度看，橡胶增韧酚醛树脂属物理混杂改性，但在固化过程中存在

6、着不同程度的接枝或嵌段共聚反应。北京化工大学的李新明等提出在合成酚醛树脂过程中加入丁腈橡胶共聚改性。通常只要加入2%的丁腈橡胶即可达到较为理想的增韧效果。酚醛树脂与丁腈橡胶的反应是酚醛树脂中的羟基与丁腈橡胶中—Ｃ=Ｃ—的加成反应。通过与酚醛树脂共聚反应,可以发现丁腈橡胶是酚醛树脂良好的内增韧剂，其增韧效果是其它物理增韧方法所不能比拟的。李新明、李晓林、苏志强、张洋，丁腈橡胶共聚改性酚醛树脂[J]，热固性树脂，2002，17（3）：11-14；2腰果壳油（CNSL）一种植物油，苯酚的同系物，成本低廉，可部分取代苯酚参与缩聚反应。用这种具有长链侧基的分子改性酚醛

7、树脂,可改善酚醛树脂的柔韧性,提高冲击强度,并且油溶性好，耐碱蚀，这些都是传统酚醛树脂(PF)所不具备的。图2-3CNSL改性主要有三种方法：一种是酸聚合法，就是将CNSL酸聚合后再与聚甲醛缩合得到树脂；第二种直接法，就是直接将CNSL、苯酚、甲醛在催化剂作用下进行酚醛缩合制得酚醛树脂；第三种是双酚法，将苯酚、CNSL在催化剂下首先制成双酚，然后再与醛类化合物缩合制得改性酚醛树脂(PF)，这种方法与直接法相比，树脂韧性及抗冲击性能有较大幅度提高，这是由于两个酚环之间有柔性长链烃基存在,分子旋转及弯曲自由度较大，从而保证了内部增塑作用。增韧方法：伊廷会，酚醛树

8、脂高性能改进研究进展[J]，热固性树脂，2001，5