PPO改性线性酚醛树脂的热降解动力学研究
PP O改性线性酚醛树脂的热降解动力学研究
理莎莎 齐暑华 刘乃亮 曹 鹏
(西北工业大学理学院应用化学系,西安 710129)
摘要 以聚苯醚(PPO)改性线性酚醛树脂。采用热重分析法研究了不同升温速率下PPO改性酚醛树脂的热降解过程,通过非模型拟合法中的F lynn W a ll O zaw a法、F r i ed m an法和K i ssi nger法计算了降解过程的热降解活化能。结果表明,该树脂的热降解活化能随转化率的提高呈现先升高后降低再升高的态势,转化率为10%时,活化能最高,转化率为80%时,活化能最低。
关键词 聚苯醚 线性酚醛树脂 热降解动力学 非模型拟合
酚醛树脂是世界上最早实现工业化的合成树脂,迄今已有近百年的历史。通过改变苯酚、甲醛的配比,使用不同类型的催化剂即可制得不同性能的酚醛树脂[1]。酚醛树脂具有优良的耐热性、尺寸稳定性、成型加工性,但由于亚甲基连接的刚性芳环紧密堆砌,使得树脂基体脆性大;酚羟基和亚甲基容易氧化,对树脂耐热性和耐老化性能有所限制[2]。随着工业的发展,对酚醛树脂的性能提出了更高的要求,提高其韧性及耐热性是酚醛树脂的发展方向。
聚苯醚(PPO)不仅具有优良的物理力学性能、电气绝缘性及耐热性,而且其高温下的耐蠕变性较好。由于分子不含有任何水解基团,耐水性突出;分子链极性较弱,耐化学药品性和电绝缘性能好;主链中大量的苯环和已被封闭的活性位点使分子链具有较高的刚性和分子间凝聚力,因而热稳定性较好[3-4]。以PPO改性热塑性酚醛树脂,不仅可以提高其耐热性,还能使电绝缘性、力学性能及耐水性有所增强。
笔者合成了PPO改性线性酚醛树脂,研究了其热降解过程,并通过F l y nn W a ll Oza w a、Fried m an和K issinger等非线性拟合方法分析了不同升温速率下PPO改性线性酚醛树脂的热降解活化能的变化情况。
1 实验部分
1.1 原材料
苯酚:分析纯,天津大茂化学试剂厂;
甲醛:分析纯,西安化学试剂厂;
酸性催化剂:分析纯,天津市致远化学试剂有限公司;
六次甲基四胺:分析纯,天津市登丰化学品有限公司;
PPO:工业级,美国GE公司。1.2 仪器、设备
傅立叶变换红外光谱(FTI R)仪:WQF-31型,北京第二光学仪器厂;
热分析仪:SDT Q600型,美国TA公司。
1.3 试样制备
将物质的量之比为1 (0.7~0.9)的苯酚和甲醛、4份的PPO及1.5份的酸性催化剂置于三口烧瓶中,在70 搅拌条件下混合,混合物完全溶解后,升温至90 反应3h,冷却至室温即可得到PP O改性的线性酚醛树脂。
1.4 性能测试
FTI R分析:将样品涂覆在KBr片上,扫描范围500~4000c m-1,扫描次数为32次,分辨率为2 c m-1。
TG分析:称取5~10m g样品,测试温度范围为室温至700 ,升温速率分别为5、10、15 /m i n和20 /m i n,测试气氛为空气,流量为20mL/m i n。
2 结果与讨论
2.1 改性酚醛树脂的FTI R分析
图1示出改性酚醛树脂的FTI R谱图。由图1可知,对于未改性的线性酚醛树脂,3367c m-1处为羟基的伸缩振动吸收峰;2995c m-1处为甲基的不对称伸缩振动吸收峰;2920c m-1处为亚甲基的不对称伸缩振动吸收峰;1710c m-1处为酯键的伸缩振动峰;1595、1516c m-1处为苯环骨架的振动吸收峰; 1145、1105c m-1处为脂肪醚的伸缩振动吸收峰;827 c m-1处为苯环骨架的弯曲振动吸收峰。由图1可见,改性前后酚醛树脂的FT I R谱图基本一致,说明酚醛树脂主体结构没有改变。但是改性后的酚醛树脂在3367、2995c m-1和1710c m-1处的吸收峰强度
收稿日期:2011 03 28
减弱,说明酚醛树脂与PPO 发生反应后的酚羟基、甲基和酯键减少;1145c m -1
和1105c m -1
处的吸收峰消失,说明酚醛树脂中的长链醚键发生断裂;而在1233c m -1
和1305c m -1
处出现芳香醚的伸缩振动吸收峰,说明PPO
连接到酚醛树脂结构中。
1 改性前;
2 改性后
图1 PPO 改性前后线性酚醛树脂的FT I R 谱图
2.2 PPO 改性线性酚醛树脂的热降解过程分析图2示出酚醛树脂在不同升温速率下的TG -DTG 曲线。从图2可以看出,酚醛树脂的热降解过程可以分为三个阶段:在低于300 温度范围内,热降解速率在200 附近出现极大值,这一阶段的质量损失主要是树脂中残存的水分蒸发和未反应的小
分子物质分解所引起的[5]
;在300~500 范围内,最大热降解速率出现在420 附近,这一阶段树脂质量的减少主要源于树脂中的羟甲基、醚键和羰基
的氧化分解[6]
;在温度大于500 以后,酚醛树脂中的酚羟基发生脱水环化成碳反应
[7]
,酚醛树脂热降
解速率降低,质量损失减少。随着升温速率提高,热失重曲线逐渐向高温方向移动,最大热失重速率所对应的温度也向高温方向移动,这是因为升温速率提高使样品在相同温度下受热时间变短,热降解的
产物的释放发生滞后所致。
图2 不同升温速率下PPO 改性线性酚醛树脂的热降解曲线
2.3 PPO 改性线性酚醛树脂热降解动力学分析
热降解动力学研究的目的在于分析聚合物降解动力学过程,研究聚合物降解过程中的活化能变化,表征聚合物降解的难易程度。通常热分析的研究方
法有等温动力学分析和非等温动力学分析,在分析过程中可以采用模型拟合和非模型拟合两种方法。
模型拟合法研究等温动力学可以获得可信度较高的反应动力学结果。非模型拟合法可以在缺乏模型数据的情况下进行计算,所得结果较为稳定,并且通过活化能与转化率的变化曲线可以辨别多步反应,获得反应机理信息
[8-9]
。笔者采用非等温动力学分析
PPO 改性线性酚醛树脂的热降解动力学过程,运用非模型拟合法中的等转化率F lynn W all Oza w a 法
[10-12]
和Friedm an 法
[13]
进行活化能求解,并通过
非等转化率K issi n ger 法[14]
进行验证。
F lynn W a ll Oza w a 动力学分析方法是一种等转
化率积分方法,它避开了反应机理函数的选择而直接求出热降解活化能[15-16]
。其表达式见式(1)。
lg =lg [AE a /RF ( )]-2.315-0.4567E a /RT
(1)
式中: 升温速率,K m i n -1
;
A 指前因子,m i n -1
;
E a 表观活化能,kJ m ol -1
;
R 气体常数,其值为8.314J m ol -1
K -1
; 转化率,%;
T 转化率为 时的温度,K;
F ( ) 的函数, 一定时F ( )、A 为常数。根据式(1),以l g 对1/T 作拟合直线,其斜率即为-0.4567E a /R ,进而可求得E a 。Friedm an 法是一种等转化率微分方法,在计算过程中没有假设,计算结果较为精确。其表达式见式(2)。
ln (d /d t)=ln A +ln f ( )-E a /RT (2)
式中d /d t 为热失重的变化率,f ( )是 的函数,当 一定时f ( )为常数,其余同式(1)。根据式(2),以ln(d /d t )对1/T 作拟合直线,其斜率即为-E a /R ,即可求得E a 。
K issi n ger 法是一种微分法,该法不涉及到TG 曲线始点和终点的判断,也不受基线漂移带来的影响,取微分热失重(DTG)曲线中重现性较好的峰值温度作为主要的求解基础数据,其求解的数据较为可靠。该方法假定热降解曲线的峰值处的反应速率最大,且反应服从动力学方程,其表达式见式(3)。
l n ( /T p 2
)=l n (AR /E a )-E a /RT p
(3)
式中T p 为热降解速率最大时的温度,其余同式(1)。根据式(3),由l n ( /T p 2
)与1/T p 的拟合直线斜率即可求出反应活化能E a 。
图3、图4分别为PPO 改性酚醛树脂热降解过程中lg 与1/T 和l n (d /d t )与1/T 的拟合直线。由图3、图4可以看出,l g 、ln(d /d t )与1/T 呈现出较好的线性关系。在转化率为5%和10%时的拟合直线斜率与转化率大于10%时稍有不同,说明在不同的转化率阶段反应机理是不同的[17]
,即PPO 改性酚醛树脂的热降解过程是一个复杂的动力学反应
过程。
F l y nn W a ll Oza w a 法和Fr i e d m an 法计算得到的活化能E a 与转化率 的关系如表1所示。由表1可知,活化能E a 呈现先升高后降低又升高的态势。在反应的初始阶段,反应活化能急剧升高,当转化率为10%时,活化能最高。此后,反应活化能又急剧降低,在转化率达到20%时基本平稳,然后缓慢降低,直至转化率为80%时达到最低,后又稍有上升。由图2可知,当转化率为10%时,温度在328~340 之间,酚醛树脂进入热降解阶段,由表1可知,此时的热降解活化能最高,说明PPO 改性线性酚醛树脂需要较多的能量才能开始进行热降解,这也说明了PPO 有助于提高酚醛树脂的耐热性。随着树脂热降解过程的进行,树脂中的羟甲基、醚键和羰基逐渐减少,活化能逐渐降低。当转化率为80%时,
温度在462~534 之间,酚醛树脂进入碳化反应阶
段,随着降解机理的改变,活化能又稍有提高。两种方法的计算结果基本吻合,说明两种方法确定的PPO 改性酚醛树脂热降解反应过程是相同的,并且通过活化能与转化率之间的变化关系可知PP O 改性线性酚醛树脂的热降解过程分为三个阶段。Fly nn W a ll Oza w a 法和Friedm an 法计算得到的PPO 改性酚醛树脂的热降解过程的平均反应活化能分别为132.66kJ/m ol 和129.89kJ/m o l 。
表1 不同方法计算得到的活化能
转化率/%
活化能/kJ m ol -1
Flynn W all Oza w a 法
F ri edm an 法5158.38157.6810274.01279.5720147.54145.9030136.31134.3040
136.30
133.71
50120.99117.2960110.34106.047098.1793.208088.0082.729091.0885.5295
98.17
92.85
图5为PPO 改性酚醛树脂热降解过程中ln( /T p 2
)与1/T p 的拟合直线。K issinger 法计算得到的PPO 改性酚醛树脂的热降解反应活化能为115.89kJ/m o,l 线性相关性为0.99288。与其它两种方法相比,K issinger 法得到的活化能低,但是介于其它两种方法得到的最高和最低活化能之间,说明该树脂热降解速度最快时,表观活化能并不是最高。K issi n ger 法只能计算降解反应最快时的活化能,不能显示
PPO 改性线性酚醛树脂热降解过程中活化能的变化趋势。
图5 l n ( /T p 2)与1/T p 的拟合直线
3 结论
(1)FT I R 分析表明,PPO 成功接枝到线性酚醛
树脂的分子结构中。
(2)TG-DTG 分析表明,PPO 改性线性酚醛树脂的热降解过程分为三个阶段:在低于300 时主
要是树脂中残存的水分蒸发和未反应的低分子物质分解;在300~500 时,主要是树脂中的羟甲基、醚键和羰基的氧化分解;温度大于500 时,酚醛树脂中的酚羟基发生脱水环化成碳反应。
(3)PPO改性线性酚醛树脂的热降解活化能随着转化率的提高呈现先升高后降低再升高的态势。
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THER MAL DEGRADATI ON K I NETICS OF NOVOLAC RESIN MODIF I ED BY PP O
L i Shasha,Q i Shuhua,L i u N a ili ang,Cao Peng
(Depart m ent ofApp li ed Che m i stry,Schoo l of Science,N ort hw estern Pol ytechn icalUn i versity,X i an 710129,Ch i na)
AB STRACT N ovo l ac resi n m od ifi ed by PPO w as prepared.The ther m a l deg rada ti on o f novo lac m odifi ed by PPO w as st udied at d ifferen t heati ng rates us i ng TGA.The ther m al degradation acti va tion energ i es w ere ca lculated by F lynn W a ll O zaw a,F ried m an and K issinger wh i ch be l ong to model free.T he resu lts i ndicated tha t the the r m al degrada tion ac ti vati on ene rg i es i ncreased at first,de creased l a ter and i ncreased at last w it h t he i ncreas i ng o f w eight l oss rates.W hen the conversi on rate w as10%,t he ac ti vati on energy w as t he highest,w hil e t he conversion rate w as up to80%,the acti va ti on energy w as t he lo w est.
K EY W ORDS PPO,novo lac res i n,t her m a l degradati on kine tic,m ode l free
提前布局生物降解塑料产业占领市场份额
我国2010年塑料的产量4305万t。大量塑料制品给环境带来沉重负担,特别是农用薄膜、包装用塑料膜、一次性塑料袋和一次性塑料餐具,是造成 白色污染 的四个主要来源。
治理 白色污染 的根本途径是生物降解塑料,焚烧、卫生填埋和再回收都不能从根本上解决 白色污染 问题。
各国政府相继制订和出台了有关法规,通过局部禁用、限用、强制收集以及收取污染税等措施限制不可降解塑料的使用,大力发展全生物降解新材料。预计国内市场在政策推动下即将进入爆发式增长。
市场规模超2000万t,PBS系列未来市场空间最大。2010年我国塑料薄膜的产量已达到799万t,农用薄膜产量157万t,并处于高速增长阶段。全球塑料薄膜需求保守估计在2000万t。未来发展前景最好的三种产品分别是PLA、PBS系列和P HA系列及其复合材料,将满足不同的下游应用需求。其中PBS系列以其优异的加工成膜性能未来预计占据最大的市场份额。(广西新闻网)
酚醛树脂MSDS
酚醛树脂(9003-35-4) 目录 化学品简介 危险性概述 急救措施 消防措施泄漏应急处理 操作处置与储存 个体防护/接触控制 理化特性 稳定性和反应活性 废弃处置 运输信息 化学品简介回目录 【中文名称】 酚醛树脂【英文名称】 phenolic resin 【中文同义词】 苯酚树酯 酚醛树脂 苯酚与甲醛的聚合物 酚醛树脂(热塑性) 水溶性酚醛树脂 直链酚醛树脂 ) 型(203酚醛树脂． 松香改性酚醛树脂(2210型) 酚醛模塑料(PF2C3-431J) 酚醛模塑料(PF2C3-631)
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酚醛树脂
酚醛树脂 以酚类与醛类为原料，在催化剂作用下，缩聚而得到的树脂，统称为酚醛树脂。酚醛树脂是应用于工业上最早的一种合成树脂。 由于它原材料来源丰富，合成工艺简单，成本较低，而且具有良好的化学性能、物理性能、力学性能和电气绝缘性能，具有广泛的用途。它可以根据不同的使用要求，合成各种使用性能的酚醛树脂，例如，可制成耐热纤维、黏合剂、泡沫塑料等。 酚醛纤维 酚醛纤维具有优异的阻燃、抗烧蚀、高热稳定性和吸声等特性，得到了广泛应用。酚醛纤维是过量的苯酚与甲醛反应生成直线性酚醛树脂，酚醛树脂经熔融纺丝，在酸和醛的混合液中固化形成不溶不熔纤维。纺出纤维的固化反应，就是此聚合物纤维原丝在酸催化作用下进一步同甲醛发生的加成缩合反应，生成亚甲基桥键-CH2-和亚甲基醚键-CH2OCH2-化合物。 (l)酚醛纤维的制备在草酸催化作用下，使过量苯酚与甲酸反应，合成直线形热塑性酚醛树脂；进一步分馏，制备出软化点130℃、数均分子量2000和游 离酚含量小于0.3%的高纯可纺性热塑性酚醛树脂；再经熔融纺丝，纺制成平均 直径1Oum的纤维；将初生纤维固定在石墨夹板上，浸入盛有甲醛和盐酸水溶液的固化液的反应器内，按一定的升温速率升温至95℃，进行固化反应，得到酚 醛纤维。甲醛浓度、盐酸浓度、升温速率等因素对固化反应产生影响，最终影响酚醛纤维的性能。 (2)影响酚醛纤维性能的因素初生纤维的熔并温度随着甲醛浓度的增大而依次降低。其原因在于甲醛与酚醛树脂具有良好的相容性，甲醛的浓度越高，对酚醛树脂的渗透性越强；甲醛对酚醛树脂有显著的溶胀作用，并使其在甲醛浓溶液中的熔点降低。为提高+CH2OH在纤维内部的扩散速度，在+CH20H马初生纤维的液固反应体系中，选用高浓度的+CH30(18.5%)，即HCHO (37%)与HCl(37%)各50%相混合。将初生纤维置于18.5%的盐酸溶液中，按10℃／h的速率升温至95℃，并在此温度下恒温2h。初生纤维在反应结束后变成棕红色纤维，将此反应生成 物用热台显微镜和IR进行分析，结果表明，初生纤维经盐酸处理后亚甲基-CH2-和酚羟基-OH 吸收峰相对强度减少，出现了新的吸收峰芳香醚键C-O-C和芳香酮键C-C=O。这可能是初生纤维在强酸作用下酚羟基之间、酚羟基与亚甲基之间发生了脱水缩合反应，导致了芳环中取代基数目增多，交联程度提高，酚醛纤维熔点的提高，热台显微镜分析结果显示，经过HCl处理的酚醛纤维依然为可熔融物，这说明在盐酸作用下只能发生部分交联，发生高度交联化必须存在交联基因的供应体。 纤维内部芳环之间的交联基团越多，宏观上反应在力学性能上拉伸强度越高。在较低的酸浓度下，酚醛纤维拉伸强度随酸浓度的提高而增大，在酸浓度为12%
酚醛树脂MSDS
酚醛树脂(9003-35-4) 化学品简介 危险性概述 急救措施 消防措施 泄漏应急处理 操作处置与储存 接触控制/个体防护 理化特性 稳定性和反应活性 废弃处置 运输信息 化学品简介回目录【中文名称】 酚醛树脂 【英文名称】 phenolic resin 【中文同义词】 苯酚树酯 酚醛树脂 苯酚与甲醛的聚合物 酚醛树脂(热塑性) 水溶性酚醛树脂 直链酚醛树脂 酚醛树脂(203型) 松香改性酚醛树脂(2210型) 酚醛模塑料(PF2C3-431J)
酚醛模塑料(PF2C3-631) 酚醛模塑粉(PF2A1-131F) 快速模塑粉 酚醛模塑料(PF2S1-4602) 酚醛树脂(217型) 电木粉R131 胶木粉R131 普通酚醛压塑粉(日用类,R131型) 酚醛树脂(214型) 酚醛模塑料(PF2A2-161J) PET改性酚醛树脂 酚醛树脂(665型) 电木粉D141 【英文同义词】 NOVOLAC COPOLYMER RESIN PHENOL-FORMALDEHYDE RESIN Phenolic resin RESOLE RESOLE COPOLYMER RESIN phenol,polymerwithformaldehyde Phenol-formaldehydepolymer Phenol-formaldehydepolymer phenol-formaldehyderesins Phenolicresin,thermoplastic resole(phenol-formaldehyderesin) 【CAS No.】 9003-35-4 危险性概述回目录【健康危害】 接触加工或使用本品过程中所形成的粉尘，可引起头痛、嗜睡、周身无力、呼吸道粘膜刺激症状、喘息性支气管炎和皮肤病，还可发生肾脏损害。空气环境分析发现苯酚、甲醛和氨。在缩聚过程中，可发生甲醛、酚、一氧化碳中毒。
酚醛树脂纤维的研究进展
酚醛树脂纤维的研究进展 *** 中北大学材料科学与工程学院，山西太原，030051 摘要：简单的介绍了酚醛树脂及其重要性能、合成原理，酚醛树脂改性的目的主要是改进它脆性或其它物理性能，提高它对纤维增强材料的粘结性能并改善复合材料的成型工艺条件等。最后对酚醛树脂纤维未来的发展方向进行了展望。 关键词：酚醛树脂、纤维、改性、复合材料 引言：酚醛树脂耐热性好，机械强度高，电绝缘性和耐高温蠕变性能优良，价格低廉且成型加工性好，特别是其良好阻燃性及很少产生有害气体的特性，使该种具有近百年历史的合成材料得到进一步发展，应用于塑料、复合材料、胶粘剂、涂料和纤维等各个领域。经过改性的酚醛树脂广泛应用于高尖端技术领域。所以，酚醛树脂纤维很受欢迎的。 一、酚醛树脂的简介 酚醛树脂也叫电木，又称电木粉，英文名称：phenolic resin, 简称PF。原为无色或黄褐色透明物，市场销售往往加着色剂而呈红、黄、黑、绿、棕、蓝等颜色，有颗粒、粉末状。耐弱酸和弱碱，遇强酸发生分解，遇强碱发生腐蚀。不溶于水，溶于丙酮、酒精等有机溶剂中。固体酚醛树脂为黄色、透明、无定形块状物质，因含有游离酚而呈微红色，比重 1.25~1.30，易溶于醇，不溶于水，对水、弱酸、弱碱溶液稳定。液体酚醛树脂为黄色、深棕色液体。 酚醛树脂由苯酚和甲醛在催化剂条件下缩聚、经中和、水洗而制成的树脂。因选用催化剂的不同，可分为热固性和热塑性两类。热固性酚醛树脂具有很强的浸润能力，成型性能好，体积密度大，气孔率低，用于耐火制品，该树脂在15℃- 20℃下可保持三个月。酚醛树脂制品优点主要是尺寸稳定，耐热、阻燃，电绝缘性能好，耐酸性强，它主要应用于运输业、建筑业、军事业、采矿业等多种行业，应用广泛。在NH4OH、NaOH或NaCO3等碱性物质的催化下，过量的甲醛与苯酚（其摩尔比大于1）反应生成热固性酚醛树脂。其反应过程如下：在碱性催化剂存在下使反应介质PH大于7，苯酚和甲醛首先发生加成反应生成一羟甲基苯酚。室温下，在碱性介质中的酚醇是稳定的，一羟甲基苯酚中的羟甲基与苯酚上的氢的反应速度比甲醛与苯酚的邻位和对位上的氢的反应速度小，因此一羟甲基苯酚不容易进一步缩聚，只能生成二羟甲基苯酚和三羟甲基苯酚。热塑性酚醛树脂（或称两步法酚醛树脂），为浅色至暗褐色脆性固体，溶于乙醇、丙酮等溶剂中，长期 姓名：*** 班级：*** 学号：***
酚醛树脂的改性研究
高分子化学 ——酚醛树脂的改性研究 姓名：李良伟 学号：2110912385 学院：化学化工学院 指导老师：刘晓国
摘要：酚醛树脂是人类最早实现工业化的一类合成树脂，迄今已有近百年的历史。它是由酚类化合物和醛类化合物经缩聚合成的，由于其原料价廉易得，制品具有较高的力学强度，电绝缘性能好，耐热性能良好，难燃等特点，在汽车、电气、电子、钢铁和住宅等相关产业中得到非常广泛的应用。但是，酚醛树脂也存在着缺点，即酚羟基和亚甲基容易氧化，耐热性、耐氧化性受到影响，固化后的酚醛树脂因芳核间仅由亚甲基相连，这种结构造成刚性基团(苯环)密度过大、空间位阻大、链节旋转自由度小，致使纯的酚醛树脂的耐冲击性能较差，即韧性差而显脆性。因此提高其韧性及耐热性一直以来是酚醛树脂改性研究的核心内容和突破口，现将近年来国内外酚醛树脂在增韧和耐热改性方面的主要研究及酚醛树脂合成工艺改性进行了综述。 关键词：酚醛树脂;改性；增韧；耐热 酚醛树脂是人类最早合成的一类热固性树脂，早在1872年，化学家在实验室制得了苯酚甲醛树脂，后来，比利时的L.H.Backdand在美国进行了系统的研究后，1909年就在美国实现了工业化生产。酚醛塑料工业的迅速发展，由于其原料多、价格低，良好的机械强度和耐热性能，尤其具有突出的瞬时耐高温烧蚀性能，而且树脂本身又有广泛改性的余地，制造简单，用途广泛，从生产日用的普通电器粉以发展到生产绝缘、高频、抗震、耐酸、耐湿热等十几种酚醛塑料粉，并己广泛应用在电器、仪表、航空以及国防(空间飞行器、火箭、导弹等)等国门经济的各部门。至今，酚醛树脂仍是热固性树脂中的主要产品。1醛树脂简介 酚醛树脂是高分子化合物，所以酚醛树脂具有高分子化合物的基本特点[1]分子量(相对分子量)大，并且呈现多分散性;(2)分子结构有多样性，在不同条件下可分别制成线型、支链型和网状结构;(3)酚醛树脂处于线型和支链型结构状态，具有可溶可熔可流动的加工性，当转变为体型(三向网状)结构状态，就固化定型且失去可溶可熔和加可工性;(4)酚醛树脂如同所有高分子化合物一样不能被加热蒸发，过高的温度只能使其裂解，甚至碳化。综上可知，即使是同一种类型的酚醛树脂产品，其性能也可能是多变的。 1.1 酚醛树脂的性能 酚醛树脂特有的化学结构和大分子交联网状结构赋予了它许多 优良性能。（1）卓越的粘结性酚醛树脂卓越的粘附性首选源于其大分
酚醛树脂的实验报告
酚醛树脂实验报告 一、实验目的: 通过制备水溶性酚醛树脂，了解该类反应的一般原理和合成树脂的基本操作。 二、实验原理： 当酚醛的摩尔比小于1时,在碱催化剂(NaOH)的作用下,首先生成邻羟甲基苯酚、2,4-羟甲基苯酚及2,4,6-羟甲基苯酚,然后进一步缩聚可得可溶性和可熔性的线型酚醛树脂。 三、实验仪器： 6511型电动搅拌器一套，球形冷凝管一个，500ml四口烧瓶一个、100ml滴液漏斗一个，HH.S-112电热恒温水浴锅、，温度计一支，烧杯(500 ml,100 ml)、量筒(100 ml)、托盘天平、固定夹若干。四、实验药品： 苯酚、甲醛(37%水溶液)均为工业产品,辽中化工厂生产。碱性催化剂,化学纯试剂。 五、实验配方： 苯酚：甲醛：氢氧化钠=1：2.1：0.1 苯酚50ml 甲醛110ml 氢氧化钠20g 30ml水 六、实验方案： 1、将针状无色苯酚晶体加热到43℃,熔化后将它加入到四口瓶中,搅拌,加入氢氧化钠水溶液和水,溶液呈粉红色,并出现少许颗粒,升温至45℃并保温25 min; 2、加入甲醛总量的80%,溶液呈现棕红色,固体颗粒减少,约3 min后,溶液为深棕色透明液体,并于45~50℃保温30 min,在80 min内由50℃升至87℃,再在25 min内由87℃升至95℃,在此温度保温20 min; 3、在30 min内由95℃冷却至82℃,加入剩下的甲醛,溶液少许浑浊随后又马上消失,于82℃保温15 min; 4、在30 min内把温度从82℃升至92℃,溶液在约6 min后呈现胶状,颜色为深棕色,于92~96℃之间保温20 min后温度降至40℃时,出料。产品为深棕色粘稠状液体。 七、实验记录： 秤量苯酚50ml，加氢氧化钠20g水30ml,甲醛110ml； 9：18～9：42 升温至45℃并保温25 min; 9：42 加入88ml甲醛，溶液呈现棕红色; 9：48 溶液为深棕色透明液体。 9：48 45~50℃保温30 min;
酚醛树脂
水性酚醛树脂胶粘剂的制备 酚醛树脂是苯酚或取代苯酚同甲醛的反应产物。改变酚和醛的种类，酚/酲摩尔比，催化剂的种类和用量，或者反应时间与温度，其反应生成物均会不同。重要的商品酚包括苯酚C6H5OH，甲苯酚CH3C6H4OH，二甲苯酚(CH3)2C6H3OH，对叔丁基苯酚等。所用酚/醛摩尔比与催化剂的种类，决定着酚醛树脂是酚端基还是羟甲基端基(-CH2OH)。酚端基型酚醛树脂常称为“线性酚醛树脂”(novolac)或“两步型树脂”；这种树脂不是热反应性的，除非另外加入更多的甲醛，它们一般用六次甲基四胺(简称“六次”)在加热下交联固化。如果分子链端为羟甲基，则可称为“甲阶酚醛树脂”(resole)或“一步型树脂”；这类树脂是热反应性的，在进一步加热下就会固化成热固性网状结构-除非将苯酚的邻位之一或对位预先封闭(例如采用对叔丁基苯酚)。两步型树脂在酚过量(即较高酚/酲摩尔比)与酸性催化剂存在下制备；一步型树脂在醛过量(即较低酚/醛摩尔比)与碱性催化剂存在下制备。 水性酚醛树脂包括低分子量的水溶性酚醛树脂(主要是甲阶树脂)和水分散性酚醛树脂两类，后者可从包括线性酚醛树脂在内的多种酚醛树脂制成，且稳定得多。 1．水溶性甲阶酚醛树脂的制备 一般甲阶酚醛树脂是否有水溶性或混溶性的关键是控制其加热反应的程度。在醛过量与碱性催化剂存在下，最初生成的产物主要是苯酚中两个邻位和一个对位上的氢部分或全部被羟甲基取代。在进一步加热下，可能发生两类缩合脱水反应导致分子量增大：一类为2个羟甲基之间缩合形成醚链节(-CH2-O-CH2)，另一类为一个羟甲基同一个邻位或对位活泼氢原子之间反应产生次甲基链节。 在加热反应程度不大时，产物含有比例较多的亲水基团(如羟甲基等)，是低粘度的水溶性液体；进一步反应脱水，在分子量增大的同时，亲水基团减少，就逐步变成同水混溶性很小或不混溶的高粘度液体，其后变成可粉碎的固体。 一般甲阶酚醛树脂的制备工艺，是把氢氧化钠催化剂加入到苯酚和甲醛中，然后逐步加热到80-100℃。用真空控制反应温度在100℃以下，反应时间一般为1-3h。因为甲阶树脂进一步加热反应会凝胶，故脱水温度用真空控制在105℃以下。通常在150℃热板上测试凝胶时间，以监测反应程度并决定是否结束反应和出料。 低分子量水溶性树脂应在尽可能低的温度下完成生产反应，通常在50℃左右(反应活性较低的对位取代型甲阶树脂可以在高达120℃的温度下完成反应)。这类水溶性树脂固含量范围40%-70%，pH范围7-7.5。其树脂分子量稍微增大(这在室温下也很难避免)，对水溶性或混溶性都会产生重大影响。因此这类树脂常按订货单制造，并在冷冻下贮存或装运，并且要马上使用。液体甲阶酚醛树脂有两类： ①含树脂的可溶性盐； ②为用过滤脱除了不溶性盐的树脂。这些盐是在综合碱性催化时形成的。在前一种类型中不必脱除其可溶性盐，因此成本较低。 采用对叔丁基苯酚制备甲阶树脂时，一般在制造期间要经过洗涤脱盐。在最初的碱性反应阶段后，在脱水之前，反应物料用一种芳香溶剂稀释，经中和形成一种水溶性盐。当停止搅拌时，水层(含有大多数盐)沉降到底部，接着进行溶液分离。再加入更多的水进行反复多次的洗涤。其后将树脂在真空下脱除溶剂，在冷却前形成所希望的分子量。 在有些应用中，需要使液体水溶性甲阶树脂保持与水的高混溶性。例如当其用作绝热粘结剂时，它们要用相当多的水稀释后喷洒到玻璃和石棉纤维上。因此这类树脂也要求在冷冻下贮存和装运。 固态甲阶树脂较稳定，只在热天才需冷冻。从对位取代酚类(如丁基苯酚)所制得的甲阶树脂可稳定1年以上。 水溶性酚醛树脂一般可以用粘度、相对密度、固含量和水溶性来表征。典型树脂的性能
几种低成本改性酚醛树脂的研究
论文题目：木材加工剩余物的处理与应用研究 学院：材料工程学院 专业年级：木材科学与工程_2007级 学号： 071057011 姓名：叶培沐 指导教师、职称：陆继圣教授 2010年 11 月 29 日
目录 摘要 (1) 引言 (1) 1、尿素改性酚醛树脂 (2) 2、植物油改性酚醛树脂 (3) 2.1亚麻油改性酚醛树脂 (3) 2.2梓油改性酚醛树脂 (3) 3、植物蛋白改性酚醛树脂 (3) 4、植物多酚改性酚醛树脂 (4) 4.1木质素改性酚醛树脂胶黏剂 (4) 4.2 植物液化物改性酚醛树脂胶黏剂 (5) 5、粉状的单宁改性酚醛胶粘剂( T P F ) (6) 6、甲基葡萄糖贰母液改性酚醛树脂胶( M击一P F ) (6) 7、结论 (6) 8、参考文献 (7)
摘要：酚醛树脂胶粘剂是一种用途非常广泛的胶粘剂由于它具有较好的胶合强度和耐候性能在木材加工行业广泛用作室外用人造板的胶合材料。近几年来由于结构人造板的用途日益扩大, 酚醛树脂胶粘剂的用量也不断增加。但是由于酚醛树脂使用了大量的苯酚作原料, 因而成本较高、游离酚含量较大, 这不仅提高了人造板的制造费用, 同时严重影响人造板的生产和使用环境，本文研究了几种具有代表性的改性酚醛树脂在不同的处理条件下的胶合性能，从而为不同使用要求的人造板选择合适的低成本酚醛树脂提供依据。 关键词：酚醛树脂成本进展 1 引言： 酚醛树脂(PF树脂)首先由德国化学家A．Baeyer在1872年发现的，美国科学家L H．Baekeland于1907年对其进行了系统的研究，并在1910年成立了Bake—lite公司，首次实现了工业化生产¨。酚醛树脂以其胶接强度高、耐水、耐热、耐磨、耐化学药品腐蚀等优点而被用于诸多产业领域，现在仍是重要的高分子材料。在木材加工领域中酚醛树脂也是使用广泛的主要胶种之一，其用量仅次于脲醛树脂，特别是在生产耐水、耐候木制品方面具有脲醛树脂胶黏剂无可比拟的优势另外，随着人们对木制品等甲醛释放给健康造成危害的认识的提高，以及强制性国家标准GB18580-2001《室内建筑装饰装修材料一人造板及 其制品中甲醛释放限量》的颁布与实施，酚醛树脂胶黏剂及其胶接制品由于具有较小的甲醛释放，而必然会得到更进一步的发展，将成为最有希望最终取代脲醛树脂胶黏剂的有力候选之一。然而，酚醛树脂胶黏剂也存在着颜色较深、固化后的胶层硬脆、易龟裂、固化温度高固化速度慢等缺点，特别是酚醛树脂的成本比脲醛树脂高，这就在很大程度上限制了酚醛树脂胶黏剂更广泛的应用。在保证酚醛树脂优良物理、化学性能的前提下，降低酚醛树脂胶黏剂生产成本已成为当今研究的热点，因此，国内外许多科研工作者进行了广泛深入的研究并取得了一些显著的成果。从目前的研究情况看, 大体可分为下列几类: 单宁类改性酚醛树脂胶粘剂 尿素一苯酚一甲醛共聚树脂胶粘剂 甲基葡萄糖贰改性酚醛树脂胶粘剂仁 三聚氰胺( 尿素) 一苯酚一甲醛共聚树脂胶粘 剂
改性酚醛树脂复合材料的研究进展及应用
改性酚醛树脂复合材料的研究进展及应用 综述了改性酚醛树脂复合材料的研究进展，重点介绍了我国改性酚醛树脂复合材料的研究进展及应用，最后指出了我国改性酚醛树脂复合材料今后的发展方向。 标签：酚醛树脂；改性；复合材料 酚醛树脂（PF）由酚类（苯酚、甲酚、二甲酚和间苯二酚等）和醛类（甲醛、乙醛和糠醛等）在酸性或碱性催化剂作用下缩聚而成，是最早合成的热固性树脂。普通酚醛树脂由于受分子结构的限制，热稳定性和残炭率较低，限制了其应用。为了克服传统酚醛树脂脆性较大、交联度低、耐热性不佳、释放游离甲基和游离酚等缺陷，对酚醛树脂进行复合改性是常用的方法，以此获得性能优越的酚醛树脂复合材料，广泛应用于清漆、胶粘剂、涂料、模塑料、层压材料、泡沫材料、耐烧蚀材料等方面。 1.酚醛树脂的结构 酚醛树脂的结构主要有线型酚醛树脂和甲阶酚醛树脂。线型酚醛树脂在加热过程中逐渐软化，温度降至常温后又变硬，即在重复加热、冷却过程中重复塑化、硬化，表现出热塑性，而不具有热硬性。甲阶酚醛树脂含有水分，为聚合度不大的线型分子混合物，溶于水、乙醇、丙酮等溶剂中，具有高温固化性，属可溶性热固性酚醛树脂。 2.复合材料制备研究进展 酚醛树脂反应活性低，固化反应放出缩合水，且必须在高温条件下才能进行固化，制约了其在复合材料领域的应用。为弥补这一缺陷与不足，进一步提高其综合性能，在其分子链极性节点周围形成连接界面，使分子链间的键能增强，通常在酚醛树脂中引入高耐热性纳米材料，可提高其在高温下的质量保持率，降低其高温炭化率，从而使材料在高温下的基本性能得以提高。酚醛树脂的耐热性和增韧改性主要是通过共混或化学反应来实现。 2.1化学改性制备 酚醛树脂的化学改性是指应用化学反应改变苯酚甲醛树脂分子结构的一类改性方法，途径主要有：羟基醚化或环氧化、控制分子链交联状态的不均匀性及引进钼、硼、磷、有机硅等组分，可以提高树脂的耐热性尤其是瞬时耐高温的特性。环氧综合性能良好，能兼顾热固性酚醛树脂和双酚的优势，提高材料的粘接性与耐热性，改善树脂脆性；有机硅的耐热性和耐潮性良好，与酚羟基发生化学反应，可增强酚醛树脂的耐热性与耐水性；硼元素能显著改善酚醛树脂的耐热性、耐瞬间高温性、耐烧蚀性，增强其力学性能。
酚醛树脂的聚合原理、方法及运用
酚醛树脂的聚合原理、方法及其应用 应化1102班柳宗 0121114450208 摘要：酚醛树脂也叫电木，又称电木粉。原为无色或黄褐色透明物，市场销售往往加着色剂而呈红、黄、黑、绿、棕、蓝等颜色，有颗粒、粉末状。耐弱酸和弱碱，遇强酸发生分解，遇强碱发生腐蚀。不溶于水，溶于丙酮、酒精等有机溶剂中。苯酚与甲醛缩聚而得。酚醛树脂主要用于制造各种塑料、涂料、胶粘剂及合成纤维等。 关键词：酚醛树脂聚合原理聚合方法酚醛树脂的应用 正文： 酚醛树脂是世界上人工合成的第一类树脂材料，它具有良好的耐酸性能、力学性能、耐热性能，而且由于它原料易得，合成方便，目前仍被广泛应用。在高中教材里，酚醛树脂作为缩聚反应的典例，阐述了单体分子聚合成高分子的一种形式。与加聚反应不同，单体分子在发生缩聚反应时，生成的不仅仅是高分子化合物，还有小分子物质（如水）生成。也正是因为单体间缩去小分子物质，才成为有机物彼此连接成链状或体型的直接诱因。 缩聚反应是指单体间相互反应，生成高分子化合物同时生成小分子的聚合反应。酚醛树脂是由苯酚和甲醛在催化剂条件下缩聚而成。反应机理是苯酚羟基邻位上的两个氢原子比较活泼，与甲醛醛基上的氧原子结合为水分子，其余部分连接起来成为高分子化合物——酚醛树脂。如果采用不同的催化剂，苯酚羟基对位上的氢原子也可以和甲醛进行缩聚，使分子链之间发生交联，生成体型酚醛树脂。体型酚醛树脂绝缘性很好，是用作电木的原料。另外，以玻璃纤维作骨架，以酚醛树脂为肌肉，组合固化制成复合材料即玻璃钢。 苯酚和甲醛的合成反应是一个较复杂的反应过程，目前公认的看法认为苯酚和甲醛之间反应合成酚醛树脂的反应是一种缩聚反应。其生产工艺的基本原理是由一种或几种单体化合物合成聚合物的反应。缩聚反应具有逐步的性质，中间形成物具有相当稳定的性能。苯酚和甲醛两种物质发生反应时根据缩聚反应条件的差异可以形成两大类树脂，即热固性酚醛树脂和热塑性酚醛树脂。其中需要注意的是酚醛的化学结构是影响酚醛树脂合成及性能的主要因素。在选择原料时其中对酚类物质的要求是：酚分子中必须具有2个以上的官能度。酚环上连有供电子基时反应速度会加快；连有吸电子基时，反应速度会变慢。在选用醛类物质时，没有多高的要求，工业上一般都是使用甲醛的。 ( 一)合成反应酚醛树脂的合成反应分为两步，首先是苯酚与甲醛的加成反应，随后是缩合及缩聚反应。即： 1、加成反应在适当条件下，一元羟甲基苯酚继续进行加成反应，就可生成二 ( 一)合成反应 酚醛树脂的合成反应分为两步，首先是苯酚与甲醛的加成反应，随后是缩合及缩聚反应。即： 1、加成反应 在适当条件下，一元羟甲基苯酚继续进行加成反应，就可生成二元及多元羟甲基苯酚：
酚醛树脂及复合材料成型工艺的研究进展
酚醛树脂是最早工业化的合成树脂，已经有100年的历史。由于它原料易得，合成方便以及树脂固化后性能能满足很多使用要求，因此在模塑料、绝缘材料、涂料、木材粘接等方面得到广泛应用。近年来，随着人们对安全等要求的提高，具有阻燃、低烟、低毒等特性的酚醛树脂重新引起人们重视，尤其在飞机场、火车站、学校、医院等公共建筑设施及飞机的内部装饰材料等方面的应用越来越多[1]。 与不饱和聚酯树脂相比，酚醛树脂的反应活性低，固化反应放出缩合水，使得固化必须在高温高压条件下进行，长期以来一般只能先浸渍增强材料制作预浸料(布)，然后用于模压工艺或缠绕工艺，严重限制了其在复合材料领域的应用。为了克服酚醛树脂固有的缺陷，进一步提高酚醛树脂的性能，满足高新技术发展的需要，人们对酚醛树脂进行了大量的研究，改进酚醛树腊的韧性、提高力学性能和耐热性能、改善工艺性能成为研究的重点。近年来国内相继开发出一系列新型酚醛树脂，如硼改性酚醛树脂、烯炔基改性酚醛树脂、氰酸酯化酚醛树脂和开环聚合型酚醛树脂等。可以用于smc/bmc、rtm、拉挤、喷射、手糊等复合材料成型工艺。本文结合作者的研究工作，介绍了酚醛树脂的改性研究进展及rtm、拉挤等酚醛复合材料成型工艺的研究应用情况。 1酚醛树脂的改性研究 1.1聚乙烯醇缩醛改性酚醛树脂 工业上应用得最多的是用聚乙烯醇缩醛改性酚醛树脂，它可提高树脂对玻璃纤维的粘结力，改善酚醛树脂的脆性，增加复合材料的力学强度，降低固化速率从而有利于降低成型压力。用作改性的酚醛树脂通常是用氨水或氧化镁作催化剂合成的苯酚甲醛树脂。用作改性的聚乙烯醇缩醛一般为缩丁醛和缩甲乙醛。使用时一般将其溶于酒精，作为树脂的溶剂。利用缩醛和酚醛羟甲基反应合成的树脂是1种优良的特种油墨载体树脂。 1.2聚酰胺改性酚醛树脂 经聚酰胺改性的酚醛树脂提高了酚醛树脂的冲击韧性和粘结性。用作改性的聚酰胺是一类羟甲基化聚酰胺，利用羟甲基或活泼氢在合成树脂过程中或在树脂固化过程中发生反应形成化学键而达到改性的目的。用该树脂制成的渔竿等薄壁管具有优良的力学性能。 1.3环氧改性酚醛树脂 用热固性酚醛树脂和双酚a型环氧树脂混合物制成的复合材料可以兼具2种树脂的优点，改善它们各自的缺点，从而达到改性的目的。这种混合物具有环氧树脂优良的粘结性，改进了酚醛树脂的脆性，同时具有酚醛树脂优良的耐热性，改进了环氧树脂耐热性较差的缺点。这种改性是通过酚醛树脂中的羟甲基与环氧树脂中的羟基及环氧基进行化学反应，以及酚醛树脂中的酚羟基与环氧树脂中的环氧基进行化学反应，最后交联成复杂的体型结构来达到目的，是1种应用最广的酚醛增韧方法。 1.4有机硅改性酚醛树脂 有机硅树脂具有优良的耐热性和耐潮性。可以通过使用有机硅单体与线性酚醛树脂中的酚羟基或羟甲基发生反应来改进酚醛树脂的耐热性和耐水性。 采用不同的有机硅单体或其混合单体与酚醛树脂改性，可得不同性能的改性酚醛树脂，具有广泛的选择性。
酚醛树脂性能综述
热固性聚合物是从低粘度液体开始，通过催化剂或外加能量（热或射线）固化为固体。最早的热固性基体是酚醛，紧随其后的是环氧，接着是不饱和聚酯、脲醛，再接着是硅树脂，以及更新的基体。从实用的角度看，最重要的仍然是前三种：酚醛、环氧和不饱和聚酯 二、简介 酚醛树脂也叫电木，又称电木粉，英文名称phenolic resin,简称PF，比重～是热固性塑料家族中最古老的成员，可以追溯到1870年。合成酚醛树脂的两种单体是苯酚和甲醛，通过聚合形成, 酚醛树脂原为无色或黄褐色透明物，因含有游离分子而呈微红色，市场销售往往加着色剂而呈红、黄、黑、绿、棕、蓝等颜色，有颗粒、粉末状。耐弱酸和弱碱，遇强酸发生分解，遇强碱发生腐蚀。不溶于水，溶于丙酮、酒精等有机溶剂中。对水、弱酸、弱碱溶液稳定。由苯酚和甲醛在催化剂条件下缩聚、经中和、水洗而制成的树脂。酚与醛的摩尔比大于一，用酸类物质作催化剂，生成热塑性酚醛树脂。酚与醛的摩尔比小于一，用碱类物质作催化剂，生成热固性酚醛树脂。主要包括：线型酚醛树脂、热固性酚醛树脂和油溶性酚醛树脂。 三、酚醛树脂固化原理 酚醛树脂只有在形成交联网状(或称体型)结构之后才具有优良的使用性能，包括力学性能、电绝缘性能、化学稳定性、热稳定性等。 酚醛树脂的固化就是使其转变为网状结构的过程，表现出凝胶化和完全固化的两个阶段，这一转变不仅是物理过程，更要强调的是，这是一个化学过程。表现出以下一些特点：
(1)树脂在固化前的结构因素(组成、分子量大小、反应官能度等)影响显著；(2)固化反应受催化剂、固化剂、树脂pH值等的影响显著；(3)固化过程有热效应；(4)固化速率受温度、压力的影响显著；(5)固化过程有副产物(如水、甲醛等)产生；(6)固化反应是不可逆过程。 酚醛树脂有热塑性和热固性两类。热塑性酚醛树脂（或称两步法酚醛树脂），为浅色至暗褐色脆性固体，溶于乙醇、丙酮等溶剂中，长期具有可溶可熔性，仅在六亚甲基四胺或聚甲醛等交联剂存在下，才固化(加热时可快速固化)。主要用于制造压塑粉，也用于制造层压塑料、清漆和胶粘剂。热塑性酚醛树脂压塑粉主要用于制造开关、插座、插头等电气零件，日用品及其他工业制品。热固性酚醛树脂（或称一步法酚醛树脂），可根据需要制成固体、液体和乳液，都可在热或（和）酸作用下不用交联剂即可交联固化。热固性酚醛树脂压塑粉主要用于制造高电绝缘制件。为指导树脂合成和成型加工，常将其固化过程分为A、B、C三个阶段。具有可溶可熔性的预聚体称作A阶酚醛树脂;交联固化为不溶不熔的最终状态称C阶酚醛树脂；在溶剂中溶胀但又不完全溶解，受热软化但不熔化的中间状态称B阶酚醛树脂处于此阶段的酚醛树脂为脆性固体，可以制成粉末，与添加剂一起模压成型。添加剂中除固化剂外，主要成分是木粉，它赋予酚醛材料强度与韧性，其压缩强度可达275MPa。酚醛具有优良的电绝缘性，低吸潮性和较高的使用温度（204℃）。,树脂存放过程中粘度逐渐增大，最后可变成不溶不熔的C阶树脂。因此,其存放期一般不超过3～6个月。热固性酚醛树脂可用于制造各种层压塑料、压塑粉、层压塑料；制造清漆或绝缘、耐腐蚀涂料；制造日用品、装饰品；制造隔音、隔热材料等。常见的高压电插座、胶粘剂和改性其他高聚物。 酚醛树脂具有良好的耐酸性能、力学性能、耐热性能，广泛应用于防腐蚀工程、胶粘剂、阻燃材料、砂轮片制造等行业。并且价格低廉，可以说酚醛是性能价格比最高的一种高分子材料。 四、酚醛树脂的重要特点 1、高温性能 酚醛树脂固化后依靠其芳香环结构和高交联密度的特点而具有优良的耐热性，即使在非常高的温度下，也能保持其结构的整体性和尺寸的稳定性。酚醛树脂在200℃以下基本是稳定的，一般可在不超过180℃条件下长期使用。正因为这个原因，酚醛树脂才被应用于一些高温领域，例如耐火材料，摩擦材料，粘结剂和铸造行业。 2、粘结强度 酚醛树脂一个重要的应用就是作为粘结剂。卓越的粘结性酚醛树脂卓越的粘附性首选源于其大
酚醛树脂的改性研究与进展讲解
酚醛树脂的改性研究与进展
摘要 摘要 酚醛树脂是首个应用于工业化生产的塑料，它具有较高的机械强度、良好的绝缘性、高残碳率、低烟低毒、耐热、耐腐蚀、抗化学性等特性。 本文主要综述世界各地的学者专家关于酚醛树脂进行改性的近几年的研究成果，通过对酚醛树脂改性来提高其耐热性和增强韧性，使其制品更加满足日益增长的市场需求。如通过利用橡胶、聚砜、梓油和合成树脂等改性酚醛树脂增强韧性；通过硼、有机硅、无机钠米粒子和纤维、聚酰亚胺树脂等改性酚醛树脂提高酚醛树脂的耐热性。 关键词：酚醛树脂；耐热性；韧性；改性 I
Abstract Abstract Phenolic resin is plastic first into a variety of industrial production, it has high mechanical strength, good insulation, high carbon residue rate, low smoke, low toxicity, heat resistance, corrosion resistance, chemical resistance and other characteristics. This paper mainly summarizes the domestic and foreign experts and scholars of phenolic resin were modified in recent years of research results, through the modified phenolic resin to improve its heat resistance and toughness enhancement, to make the products more to meet the growing market demand. For example through the use of rubber, polysulfone, stillingia oil, synthetic resin, and so strengthen toughness of modified phenolic resin; by boron, silicon, inorganic nano particles and fibers, polyimide resin modified phenol formaldehyde resin to improve the heat resistance of phenolic resin. Keywords: Phenolic resin ，Heat resistance ，Modification ，Toughening II
水溶性腰果酚醛树脂胶的研制
水溶性腰果酚醛树脂胶的研制 柯金炼 (福建省林业科学研究院,福建福州350012) 摘要:研究了用腰果油部分替代苯酚制备腰果酚醛树脂胶的最佳反应条件。结果表明:腰果油在总酚中的质量分数大于20%时,固形物从反应产物中析出,其量随腰果油质量分数的增大而增大;腰果酚醛树脂胶的拉伸强度和稳定性与反应温度密切相关。最佳反应条件为:总酚与甲醛的质量比为1∶112,腰果油在总酚中的质量分数为20%,混合催化剂用量为017%,反应温度为95℃,反应时间为60min 。 关键词:腰果油;腰果酚醛树脂;最佳反应条件 中图分类号:TQ433 文献标识码:A 文章编号:1002-7351(2009)01-0071-03 Preparation of W ater 2Solubility C ashew Phenol Aldehyde R esin Adhesive KE Jin 2lian (Fujian Academy of Forestry ,Fuzhou 350012,Fujian ,China ) Abstract :The optimum reaction conditions for preparing cashew phenol aldehyde resin adhesive by cashew oil instead of phenol aldehyde were investigated.The results showed that the solid was found in the reaction product when cashew oil quality fraction was over 20%.the amount of the solids increased with the increase of cashew oil quality fraction.The tensile intensity and stability of cashew phenol aldehyde resin adhesive had close correlation with reaction temperature.The optimum reaction conditions were that the mass ratio of total phenol and formaldehyde was 1∶1.2,the quality fraction of cashew oil in total phenol was 20%,the dosage of mixed catalyst was 0.7%,the reaction temperature was 95℃,and the reaction time was 60min. K ey w ords :cashew oil ;cashew phenol aldehyde resin ;optimum reaction condition 酚醛树脂胶具有粘强度高、耐水及耐候性好等特点,是人造板常用胶粘剂中最适合制造室外级人造板的胶粘剂。但近年来生产酚醛树脂胶的苯酚随着国际石油价格动荡的加剧,供应日趋紧张,价格高涨,导致胶合板生产成本高。此外由于苯酚及其同系物毒性较大,对胶粘剂制备操作和人造板加工的操作环境均存在较大污染。因此,寻求一种天然、无毒、廉价的苯酚原料替代品来制备酚醛树脂胶,降低成本,减少污染,是当前我国人造板工业发展中亟待解决的问题。腰果油资源丰富,价格低廉,其中含有约98%的腰果酚[1]。腰果酚是具有不饱和长链烃基-C 15H 25-31的天然酚类化合物[2],其结构类似漆酚。由于腰果酚既具有芳香族化合物的特性,又有类似于脂肪族化合物的性质,因此它广泛应用于涂料[3]、粘合剂、层压树脂[4]和离子交换树脂[5]等方面,但腰果油用于制备胶合板用酚醛树脂胶还鲜见报道。本文探讨以天然腰果油部分替代苯酚合成水性酚醛树脂胶的最佳反应条件,主要结果报道如下。 1 材料与方法 111 原料与仪器 腰果油,工业级;Ba (OH )2,工业级;甲醛,分析纯,上海试剂四厂昆山分厂;苯酚,分析纯,宜兴市第一化学试剂厂;百里酚蓝、4-氨基安替比林和铁氰化钾,上海化学试剂有限公司。 101-1AB 型干燥箱(天津市泰斯特仪器有限公司);AN0221型电子天平(上海民桥精密科学仪器有限公司);JB50-D 增力搅拌器(上海标本模型厂);SYP -Ⅱ玻璃恒温水浴槽(南京桑力电子设备厂);紫外分光光度计。 收稿日期:2008-10-15 基金项目:福建省科技厅项目:“缓/控释肥专用低成本改性天然高分子膜材料的研制” (2007H0006) 作者简介:柯金炼(1963-),男,福建晋江人,福建省林业科学研究院高级工程师,从事林产化学工业及高分子材料研究。 第36卷第1期 2009年3月福建林业科技Jour of Fujian Forestry Sci and Tech Vol 136 No 11Mar 1,2009
酚醛树脂功能、特点、工艺、应用、配方!
酚醛树脂功能、特点、工艺、应用、配方！ 一、定义 酚醛树脂也叫电木，又称电木粉。原为无色或黄褐色透明物，市场销售往往加着 色剂而呈红、黄、黑、绿、棕、蓝等颜色，有颗粒、粉末状。耐弱酸和弱碱，遇 强酸发生分解，遇强碱发生腐蚀。不溶于水，溶于丙酮、酒精等有机溶剂中。苯 酚醛或其衍生物缩聚而得。 中文名酚醛树脂化学式C7H6O2 英文名PHENOL-FORMALDEHYDE RESIN 分子量122.12134 别称电木CAS登录号9003-35-4 诞生1872年 二、主要性能 固体酚醛树脂为黄色、透明、无定形块状物质，因含有游离酚而呈微红色，实体 的比重平均1.7左右，易溶于醇，不溶于水，对水、弱酸、弱碱溶液稳定。由苯 酚和甲醛在催化剂条件下缩聚、经中和、水洗而制成的树脂。因选用催化剂的不 同，可分为热固性和热塑性两类。酚醛树脂具有良好的耐酸性能、力学性能、耐 热性能，广泛应用于防腐蚀工程、胶粘剂、阻燃材料、砂轮片制造等行业。 液体酚醛树脂为黄色、深棕色液体，如：碱性酚醛树脂主要做铸造黏结剂。 高温性能 酚醛树脂最重要的特征就是耐高温性，即使在非常高的温度下，也能保持其结构 的整体性和尺寸的稳定性。正因为这个原因，酚醛树脂才被应用于一些高温领域， 例如耐火材料，摩擦材料，粘结剂和铸造行业。 粘结强度 酚醛树脂一个重要的应用就是作为粘结剂。酚醛树脂是一种多功能，与各种各样 的有机和无机填料都能相容的物质。设计正确的酚醛树脂，润湿速度特别快。并
且在交联后可以为模具、耐火材料，摩擦材料以及电木粉提供所需要的机械强度，耐热性能和电性能。 水溶性酚醛树脂或醇溶性酚醛树脂被用来浸渍纸、棉布、玻璃、石棉和其它类似的物质，为它们提供机械强度，电性能等。典型的例子包括电绝缘和机械层压制造，离合器片和汽车滤清器用滤纸。 高残碳率 在温度大约为1000℃的惰性气体条件下，酚醛树脂会产生很高的残碳，这有利于维持酚醛树脂的结构稳定性。酚醛树脂的这种特性，也是它能用于耐火材料领域的一个重要原因。 低烟低毒 与其他树脂系统相比，酚醛树脂系统具有低烟低毒的优势。在燃烧的情况下，用科学配方生产出的酚醛树脂系统，将会缓慢分解产生氢气、碳氢化合物、水蒸气和碳氧化物。分解过程中所产生的烟相对少，毒性也相对低。这些特点使酚醛树脂适用于公共运输和安全要求非常严格的领域，如矿山，防护栏和建筑业等。 抗化学性 交联后的酚醛树脂可以抵制任何化学物质的分解。例如汽油，石油，醇，乙二醇，油脂和各种碳氢化合物。因其抗化学稳定性，适合用于制作厨卫用具、饮用水净化设备（酚醛碳纤维）、电木茶盘茶具、并广泛用于罐头及易拉罐（国家标准GB 05009.069-2003）、液体容器等食品饮料包装材料中。 热处理 热处理会提高固化树脂的玻璃化温度，可以进一步改善树脂的各项性能。玻璃化温度与结晶固体如聚丙烯的熔化状态相似。酚醛树脂最初的玻璃化温度与在最初固化阶段所用的固化温度有关。热处理过程可以提高交联树脂的流动性促使反应进一步发生，同时也可以除去残留的挥发酚，降低收缩、增强尺寸稳定性、硬度
酚醛树脂改性研究
酚醛树脂改性研究 高美玲 大学化学与化工学院 摘要酚醛树脂在工业中应用广泛，但是普通的酚醛树脂脆性大,耐热性和韧性均有不足，因此限制了酚醛树脂在某些了领域的应用。综述了近5年来酚醛树脂耐热性和增韧性的研究进展，简要归纳了各种方法的改性机理以及研究现状，最后对酚醛树脂改性方法的发展前景做出了展望。 关键词酚醛树脂改性耐热性增韧性 Research of Modified Phenolic Resin Gao Meiling Chemistry Department of ShanDong University Abstract Phenolic resin is widely used in industry.But the traditional phenolic resin is brittle, and imperfect in heat resistance and toughness,thus limiting the phenolic resin to be used in some areas. The modification methods for improvement of the heat resistance and toughness in the past five years are summarized.The mechanism and research status of various modified methods are summed up.Finally outlook about prospects of modified phenolic resin are made. Keywords modified phenolic resin heat resistance toughness 目录： 1……………………………引言 2……………………………酚醛树脂改性研究进展 2.1…………………………改善酚醛树脂的耐热性 2.2…………………………改善酚醛树脂的韧性 3……………………………结语 4……………………………参考文献