酚醛泡沫的增韧改性研究

收稿日期:2003212229

作者简介:李少堂(19812 ),男,硕士研究生,从事树脂改性研究。

酚醛泡沫的增韧改性研究

李少堂,葛东彪,王书忠,胡福增

(华东理工大学材料科学与工程学院,上海 200237)

摘要: 本文介绍了酚醛泡沫制备中所用的发泡助剂及其发泡机理,系统地介绍了酚醛泡沫增韧改性的各种方法。关键词:酚醛泡沫;泡沫助剂;增韧改性;共混;化学增韧

中图分类号:TQ323;TQ328 文献标识码:A 文章编号:1003-0999(2004)04-0039-05

1 前 言

酚醛泡沫是由酚醛树脂通过发泡而得到的一种泡沫塑料。与早期占市场主导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优良性能。其重量轻,刚性大,尺寸稳定性好,耐化学腐蚀,耐热性好,难燃,自熄,低烟雾,耐火焰穿透,遇火无洒落物,价格低廉,是电器、仪表、建筑、石油化工等行业较为理想的绝缘隔热保温材料,因而受到人们的广泛重视。目前,酚醛泡沫已成为泡沫塑料中发展最快的品种之一。消费量不断增长,应用范围不断扩大,国内外研究和开发都相当活跃。然而,酚醛泡沫最大的弱点是脆性大,开孔率高,因此提高它的韧性是改善酚醛泡沫性能的关键技术。本文主要就酚醛泡沫的制备中所用发泡助剂、发泡机理和泡沫增韧的新进展作一介绍。

2 发泡助剂

211 催化剂/固化剂

酚醛泡沫一般是在室温或低热条件下制备,因此需以酸作催化剂。当酸作催化剂时,酸能加速树脂分子间的缩聚反应,反应放出的热量促使发泡剂急剧气化,而使乳化树脂膨起,同时树脂固化。反应的催化剂也是树脂的固化剂。在环境温度下固化剂的类型和数量对获得优质泡沫是极其重要的。固化剂的选择应使聚合物的固化速度与发泡速度匹配。因此,要求所用的固化剂能够使固化速度在很宽的范围内变化,固化反应本身又能在比较低的温度下进行。

固化剂分无机酸和有机酸,无机酸如硫酸、盐酸、磷酸等。有机酸有草酸、已二酸、苯硝酸、酚硝酸、甲苯磺酸,苯磺酸、石油磺酸等。无机酸价格低,但固化速度太快,对金属有很强的腐蚀作用,因此防腐成为酚醛泡沫使用中的一大难题。研究表明,可

利用甲醇、乙醇、丙醇等稀释无机酸达到缓蚀,也可加入抗腐蚀剂如氧化钙、氧化铁、碳酸钙、无水硼砂、碱金属和碱土金属碳酸盐及锌、铝等[1]。有人已考虑用碱中和剂来处理泡沫,但这种方法的有效性尚未得到证实。有关这方面的研究还在进行中。文献[2]

曾报导,使用酸性的萘磺酸酚醛既起催化作用

又参与酚醛的缩合反应,降低了酸的渗透性,对金属的腐蚀性也就很小。文献中还提到其它降低泡沫材料腐蚀性方法,如以盐酸作固化剂时首先用真空法除去成型产品中易挥发物,再用NH 3除去残存的酸或在80~130e 条件下热处理,或在树脂配方添加中和剂等,这些方法使生产工艺复杂化,并增加成本。

现在采用芳族磺酸为基础的固化剂很普遍。这是因为它腐蚀性小,并具有增塑作用。还有将有机酸和无机酸混合使用。为保证分散均匀,使用时应将固态有机磺酸配成高浓度的水溶液,一般溶液的浓度在40~65%为宜。212 发泡剂

发泡剂是塑料发泡成型中发泡动力的来源.塑料发泡方法一般分为机械发泡、物理发泡和化学发泡。机械发泡是借助于机械的强烈搅拌,使气体均匀地混入树脂中形成气泡。物理发泡则是借助于溶解在树脂中的发泡剂物理状态的改变,形成大量的气泡。以上两种发泡完全是物理过程,没有发生任何化学变化。化学发泡是发泡过程中使化学发泡剂发生化学变化,从而分解并产生大量气体,使发泡过程进行。发泡剂的种类和用量对发泡效果具有重要影响。它直接影响泡沫密度,进而影响到产物的物理、机械性能。此外,使用发泡剂使泡沫具有大量球状微孔,泡沫耐燃性及韧性提高。

根据酚醛树脂发泡反应机理,大多数以物理发

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泡方法进行。物理发泡剂分惰性气体和低沸点液体两类。酚醛泡沫常用的发泡剂为各种沸点在30~ 60e之间的挥发性液体,如氟利昂、氯化烃、正戊烷等。现在的科研和工厂生产中使用的发泡剂绝大多数仍然是氟氯烃化合物,其中以氟利昂211与氟利昂221的1B4(mol)混和物使用最广泛。氟氯烃发泡剂效果非常好,但氟氯烃会破坏大气的臭氧层,所以已限制使用且开始选择代用品。在近期的专利中为减少对大气臭氧层的危害,选择了危害小的氟氯烃,如CF3CF2CHCl2、H CF2CF2CEt,被称为不耗臭氧的发泡剂[2]。还有人采用减少氟化物发泡剂的使用量,加入部分代用品,如F211和戊烷混合使用。在新的代用品中最有前途的当属惰性气体发泡剂二氧化碳、氮气等。它们无毒、无污染,臭氧消耗系数(ODP)为零,温室效应系数(GwP)很小,不燃,价廉易得,是氟利昂替代品研究的热点,但难度较高。可喜的是有文献报道,日本的Asahi化工公司的研究者用CO2代替氟氯烃作生产酚醛泡沫材料的发泡剂,效果良好。它们由酚醛共聚树脂(含有羟甲基脲)与发泡剂CO2及催化剂混合物制得的酚醛泡沫材料。其密闭气孔含量为96.0%,气孔直径为190L m,热导率(JIS A1412)为0.023lKcal/m.h.e, CO2含量为5.2%,脆度(JIS A9511)为11%。氯化烃中以二氯甲烷最常用,其化学性质较为稳定、发气量也高于氟氯烃,故近年已有许多厂家用之代替氟氯烃或二者并用。在塑料发泡工业中有选用低沸点脂肪族烷烃C42C7混合物如正戊烷作为发泡剂,但其效果不理想,还有易燃、易爆的危险。有时通过几种发泡剂并用的办法来解决发泡剂汽化温度与树脂固化反应速度相匹配的问题,这样发泡剂在汽化时,树脂已具有了适当的粘度,从而有利于泡孔结构的形成和稳定。

化学发泡剂也有应用,如发泡剂H(N,N)二亚硝基五次甲基四胺),它遇酸会强烈分解,释放出氮气,从而使树脂发泡。

213表面活性剂

表面活性剂的分子中含有亲水结构和疏水结构,具有界面定向和降低液体树脂的表面张力的作用,使泡沫塑料中亲水性和疏水性相差很大的原料乳化成为均匀体系,各组分充分接触,使各种反应能较平衡地进行[3]。表面活性剂的用量虽小,只为树脂的2~6%,但它对发泡工艺和产品性能影响很大。它可以保证发泡过程中各组份充分混合均匀,形成均匀微细多泡孔结构和稳定的闭孔率,还可以加快反应过程,缩短固化时间,对泡沫制品的抗压强度,泡孔尺寸等均有较大的影响。

泡沫塑料发泡成型通常分三个阶段。第一阶段是在发泡基体的熔体或液体中形成大量均匀细密的气泡核,然后再膨胀成具有要求泡体结构的泡体,最后通过加热,固化定型,得到泡沫塑料制品。发泡第一阶段是要制得以发泡剂为分散相、树脂为连续相的乳状液,在树脂中形成大量分布均匀、粒径微小的发泡剂液滴(气泡核)。如单纯以高速搅拌将发泡剂分散到树脂中,这种分散体系极不稳定,容易破坏。表面活性剂能降低界面张力,使分散体系在热力学上稳定。这时表面活性剂起到了乳化剂或匀泡剂的作用。当在高速搅拌下,往酚醛树脂与发泡剂的乳状液中加入固化剂时,酚醛发泡成型进入了第二阶段。在固化剂作用下甲阶树脂发生缩合反应,转化为乙阶树脂阶段,最后固化为丙阶树脂,同时树脂缩合释放出的大量反应热使发泡剂液滴气化,发泡料在变稠的同时,体积迅速增大,原先的乳状液已转变成泡沫,此泡沫是不稳定的,已形成的气泡可以继续膨胀,也可能合并、塌陷或破裂。在酚醛泡沫没有固化定型前表面活性剂起着稳定泡沫的作用[4]。

酚醛泡沫塑料各组分之间的相容性较差,所以选用表面活性剂更要考虑其乳化性能。良好的乳化性能可以提高各组分混合的均匀程度,有利于形成均匀微细的泡孔结构,而且可以加快反应过程,缩短固化时间。此外表面活性剂还必须对固化剂的强酸性保持稳定。尽管能用于酚醛泡沫塑料的表面活性剂种类很多,但非离子型表面活性剂效果最好,较常用的有1脂肪醇聚氧乙烯、聚氧丙烯醚类;o烷基酚聚氧乙烯醚类,如壬基酚与环氧乙烷的加成物;?聚硅氧烷、聚氧乙烯、聚氧丙烯的嵌段共聚物,这类表面活性剂不仅有良好的泡沫稳定性能,而且有极强的乳化作用。

近年来也有研究者采用多种表面活性剂混合物来得到具有特定性能的泡沫,如池田义宏等用硅酮与十二烷基苯磺酸钠混合的表面活性剂制成高吸水性泡沫。

3泡沫增韧研究

酚醛树脂结构上的薄弱环节是酚羟基和亚甲基易氧化。其泡沫延伸率低,质脆,硬度大,不耐弯曲。这大大限制了酚醛泡沫的应用,所以对泡沫的增韧是十分必要的。酚醛泡沫的增韧,可以通过以下几

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种途径实现:1在体系加入外增韧剂,通过共混的方式达到增韧的目的;o通过甲阶酚醛树脂与增韧剂的化学反应,达到增韧的目的;?用部分带有韧性链的改性苯酚代替苯酚合成树脂。

311加入外增韧剂

这一改性方式要求树脂和增韧体系须具有一定的混溶性,才能改善其脆性,提高韧性和抗压性能,可根据溶解度参数D预测有机化合物之间的混溶性[5]。这种改性方式的实施一般是按如下步骤进行。首先合成普通的甲阶酚醛树脂,然后在体系内加入改性剂,脱水,发泡。这类改性剂常用的有三类。

第一类是橡胶弹性体改性剂。橡胶增韧酚醛树脂属物理掺混改性,但由于弹性体通常带有活性的端基(如羧基、羟基等)和双键,能与甲阶酚醛树脂中的羟甲基发生不同程度的接枝或嵌段共聚反应。在树脂固化及发泡过程中这些橡胶类弹性体段一般能从基体中析出,在物理上形成海岛两相结构。这种橡胶增韧的热固性树脂及泡沫的断裂韧性比起未增韧的树脂及泡沫有较大幅度的提高。常用的橡胶有丁腈、丁苯、天然橡胶和端羧基丁腈橡胶及其他含有活性基团的橡胶。增韧的效果还与共混比例等有关,橡胶量太少达不到效果,但若橡胶含量较高,影响耐热性,同时也会影响酚醛橡胶间的相容性。橡胶的加入量一般宜控制在5~20%之间。

第二类是热塑性树脂。用于酚醛泡沫改性的有聚乙烯醇,聚乙二醇等。聚乙烯醇分子中的羟基有可能与酚醛缩聚物中的羟甲基发生化学反应,形成接枝共聚物。聚乙烯醇改性酚醛树脂可提高泡沫的压缩强度。据文献报道[6],泡沫压缩强度与聚乙烯醇的加入量有关。加入聚乙烯醇的量太少,压缩强度提高不明显;加入过多量的聚乙烯醇会导致粘锅,使反应难以继续进行。聚乙烯醇的加入量为苯酚重量的1.5~3%较为合适。

聚乙二醇也是酚醛树脂有效的增韧剂。聚乙二醇中的)OH可能与树脂中的)OH结合,但在碱性条件下反应较困难。聚乙二醇中的)OH与树脂中的)OH也可能形成部分氢键,使树脂中导入长的柔性醚链,从而起到增韧的效果。葛东彪等人[7]用不同分子量的聚乙二醇系列来增韧泡沫,发现改性效果随着聚乙二醇分子量的增大而增大,分子量为1000时达到峰值,而后随着聚乙二醇分子量的增大减小。所给出的结论是:先随着分子量的增大,酚醛树脂中导入的聚醚柔性链比较长,有利于拉伸强度

和断裂伸长率增大;但聚乙二醇分子量大于1000时,由于加入聚乙二醇的质量是一定的,其分子链两端羟基所占的比例相对减小,使得羟基和酚醛树脂的羟甲基反应的机率减小,影响了聚乙二醇的改性效果。分子量适中的聚乙二醇1000和800改性的泡沫韧性最好。

聚乙二醇增韧改性的酚醛泡沫与纯酚醛泡沫相比,不仅尺寸稳定性好、压缩强度高、表观密度适中,而且泡孔闭孔率较高、大小均匀、致密,且易加工切割,断面无或少碎屑。此外氯化聚乙烯(CPE)、聚氯乙烯(PVC)增韧树脂及泡沫也有报道[5]。

第三类是小分子物质如乙二醇。乙二醇增韧泡沫是合成酚醛树脂后,按一定比例加入乙二醇混合均匀,依次加入稳定剂、发泡剂、均泡剂,搅拌均匀,然后加入固化剂,剧烈搅拌,迅速倒入准备好的模具中闭模发泡,待其固化完全后脱模即可。

有人根据纯酚醛泡沫与乙二醇改性酚醛泡沫(乙二醇含量为苯酚量15%)的红外光谱图的差别,

推测乙二醇可能在酸催化作用下,部分或全部生成了甘油醇类的衍生物,参与了主反应[8]。乙二醇的加入能在一定程度上改善酚醛泡沫的性能,提高其压缩强度,改善其脆性,而又不太多地损失其阻燃性,最佳用量为10~15份/100份树脂。此时其氧指数为37~38,压缩强度为0.40MPa,密度为0.059g/cm3,如表1所示。

表1泡沫性能与乙二醇加入量

A B C D E F

乙二醇/w%2520151050

密度/g.cm-30.0640.060.0590.0580.0560.062压缩强度/MPa0.300.350.400.370.380.31氧指数353737383840

添加短切玻纤也是外增韧的一种方法。短切玻

纤属于无机材料,常温下无色、无味、无毒,易与酚醛

树脂混匀。短切玻纤经用偶联剂处理后,与酚醛树

脂共混,然后发泡制成酚醛泡沫塑料。短切玻纤含

量对改性酚醛泡沫塑料主要性能的影响见表2。

表2短切玻纤含量与酚醛泡沫性能

短切玻纤/w%03456810容重/kg#m-360606*********脆性质量损失/%40.028.025.022.021.017.715.0氧指数45454648485050压缩强度/MPa0.200.250.260.280.310.390.43

由表2可知[9],随着短切玻纤含量的增加,酚醛

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泡沫塑料的压缩强度明显提高,容重增加,脆性降低,氧指数升高,但共混物的粘度随着短切玻纤含量的增加而升高,使发泡工艺难以控制,因此短切玻纤的含量一般控制在10%以下。文献也报道了邻苯二甲酸二辛酯、磷酸三甲苯酯等有机物质用于泡沫增韧[10]。

312化学增韧甲阶酚醛树脂

化学增韧改性方法是在合成甲阶树脂时加入改性剂,通过酚羟基和羟甲基的化学反应接枝上柔性链,从而得到内增韧的改性甲阶树脂,这种改性方法较共混方法的效果要好。

聚氨酯改性酚醛泡沫是一种很好的化学增韧方法,在日本、美国已进行了系列研究,取得了较好的成果。从采用的方法看有如下2种方式[11]:1以糠醇树脂、芳胺多元醇等作为聚氨酯组分中的多羟基化合物,将酚醛树脂、多异氰酸酯(MDI、PAPI)和上述各种多元醇混合,加入发泡剂等助剂进行复合发泡。o聚醚、聚酯多元醇和异氰酸酯合成末端为2NCO基团的预聚体,再与酚醛树脂、发泡助剂混合,进行复合发泡。

在聚氨酯改性酚醛泡沫制备过程中,无论采用何种改性方法,其反应机理是一致的。主要有两种反应发生,1异氰酸酯基团和组分中的多羟基化合物的羟基进行交联或扩链反应;o异氰酸酯基团和甲阶酚醛树脂中的羟甲基进行交联反应。两种反应的结果是在酚醛刚性分子结构中引入了柔韧性链段,从根本上改变了酚醛树脂的刚性分子结构,从而提高了泡沫制品的韧性,降低了脆性;同时引入了聚氨酯的特性,如提高闭孔率,降低吸水性,加快固化反应速度,成型快,也提高了制品的强度。

以TDI与分子量为1000的聚乙二醇反应,合成带有2NCO基团的预聚体改性酚醛泡沫,其性能如表3所示。

表3TDI改性聚乙二醇增韧酚醛泡沫性能压缩强度/MPa密度/kg#m-3吸水率/%氧指数

0.2880.177114.3938.3

313用部分带有韧性链的改性苯酚代替苯酚合成树脂

第三类改性方法是用含有与苯酚相类似官能团的韧性物质部分代替苯酚与甲醛缩合,从而达到增韧的目的。有文献报道[1]用间苯二酚、邻甲酚、对甲酚、对苯二酚等改性。加入量控制在0.2~10%,可降低泡沫脆性,提高制品的强度和韧性。烷基酚和腰果壳油改性也都有报道[12]。腰果壳油主要结构是在苯酚的间位上带一个15个碳的单烯或双烯烃长链,因此腰果壳油既有酚类化合物的特征,又有脂肪族化合物的柔性,用其改性酚醛泡沫,韧性有明显改善。

用桐油和亚麻油改性苯酚也有人尝试[13],桐油中的共轭三烯在酸催化下与苯酚发生阳离子烷基化反应,其中残留的双键由于空阻效应,参加反应的机率很小。反应产物在碱催化下进一步与甲醛反应,生成了桐油改性甲阶酚醛树脂。亚麻油是十八碳三烯酸甘油脂,其分子结构中都有三个双键。在催化剂的作用下,苯酚的邻、对位上的碳原子在亚麻油的双键上发生烷基化反应,合成改性酚,然后改性酚与甲醛共聚,柔顺的烷基链将脆性的酚醛分子链连结起来,有效地改善了酚醛泡沫脆性。桐油改性苯酚如图1

所示。

图1桐油改性苯酚

4结束语

近几年来,国内外对酚醛泡沫原材料、发泡技术、工艺过程都进行了大量研究工作。泡沫制备工艺日臻完善,并已进入了工业化生产阶段。随着人们对材料耐火性及难燃性要求越来越高,泡沫改性研究的不断深入和泡沫韧性不断的提高,酚醛泡沫塑料的应用将更加广泛。

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(下转第13页)

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峰时,连续相及分散相中的所有不饱和键都参与反应,聚合反应形成的热量使处于相分离状态的LPA 膨胀,抵消了聚酯因固化交联引起的收缩。随着体系温度的下降,LPA和已固化的聚酯同时收缩。由于已固化聚酯的收缩速率比LPA小得多,从而在两者界面处分离形成孔穴,图5说明了这一过程,图4较好地验证了这一机理。

3结语

自制低收缩添加剂对不饱和聚酯树脂具有良好的低收缩效果,在该UPR树脂中加入20%低收缩添加剂,树脂的固化收缩率为211%,弯曲强度保有率达88%,而弯曲弹性模量变化不大。

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STUDY ON NEW TYPE OF LOW PROFILE ADDITIVE

DUAN Hua2jun,WANG Jun,YANG Xiao2li

(Wuhan University of Technology,Wuhan430070,China)

Abstr act:This paper studies the self-made low profile additive and its influence on shrinkage rate and me2 chanical properties of UP resin1It shows that after adding20%low profile additive to the UP resin,the shrink2 age rate of cured resin is211%,the retention rate of bending strength is88%and no change in flexural modu2 lus1Using SEM characterizes the fractured UP samples with the low profile additive and analy zes the mecha2 nism of the low profile additive1

Key words:low profile additive;shrinkage rate;UP resin;mechanism

(上接第42页)

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STUDY OF PHENOLIC FOAM TOUGHENING MODIFICATION

LI Shao2tang,GE D ong2biao,WANG Shu2zhong,H U Fu2zeng

(Institute of Material Science and Engineering,East China University

of Science and Technology,Shanghai200237,China)

Abstr act:In this paper the additives used in phenolic foaming are introduced in details and the mechanisms are also discussed.T he different toughening methods of phenolic foam are described systematically.

Key words:phenolic foam;foaming additives;toughening modification;blending;chemical toughening

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酚醛树脂MSDS

酚醛树脂(9003-35-4) 化学品简介 【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.】

危险性概述 【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。? 【燃爆危险】 本品易燃，具刺激性。 急救措施 【皮肤接触】 脱去污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。 【眼睛接触】 提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗。就医。 【吸入】 迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。 【食入】 饮足量温水，催吐。就医。 消防措施 【危险特性】

酚醛泡沫塑料综述

专题综述 酚醛泡沫塑料综述 毛津淑　常　津　陈贻瑞　方洞浦 (天津大学材料科学与工程学院,天津300072) 摘　要 本文论述了酚醛泡沫塑料的发展概况,重点介绍了原料制备,发泡剂、固化剂、表面活性剂的使用,多种改性方法,生产工艺及设备并列出了该产品的应用范围。 关键词　酚醛 泡沫 隔热 改性应用 Rev iew of Phenolic Foam M ao J in shu　Chang J in　Chen Y iru i　Fang Dongp u (Schoo l of m aterial science and engineering,T ianjin U niversity,T ianjin300072) Abstract In th is p ap er,the recen t developm en ts of Pheno lic foam are described.T he raw m aterial,b low ing agen t,su rfactan t,catalyst,m athods of m odifing,p rocessing and e2 qu i pm en t u sed fo r Pheno lic foam are also in troduced in detail.T he range of app lica2 ti on is also given. Keywords　p heno lic　foam　therm al in su lati on　m odify app licati on 酚醛树脂是一个古老的品种。从1905年其创始人美国科学家D r.L eo B ackeland将酚醛树脂第一次投入商业化生产,至今已有90多年的历史。由于酚醛树脂制造工艺简单、价格便宜且具有许多优异的性能,很快在塑料、涂料、黏合剂等领域得到广泛应用。 近些年来,随着建筑、航空、舰船以及空间技术的发展,轻质、耐火、低毒的材料逐渐受到重视。在常用的隔热材料中有机泡沫占有很大比例,而其中酚醛泡沫更具有其他泡沫塑料无法比拟的优势。它耐热、自熄、低烟、耐火焰穿透、燃烧时无滴落物、不产生有毒气体而且质轻价低。经过改性其吸水、脆性和易腐蚀性等缺点得到改善,应用范围不断扩大。 1998年8月A ug.1998 化　学　工　业　与　工　程 CH E M I CAL　I NDU STR Y　AND　EN G I N EER I N G 第15卷　第3期 V o l.15 N o.3 收稿日期:1997—10—17;修改稿收到日期:1998—01—23

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

酚醛泡沫材料相关知识

酚醛泡沫材料相关知识-----------------------作者：

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酚醛泡沫材料属高分子有机硬质铝箔泡沫产品，是由热固性酚醛树脂发泡而成，它具有轻质、防火、遇明火不燃烧、无烟、无毒、无滴落，使用温度围广（-196～+200℃）低温环境下不收缩、不脆化，是暖通制冷工程理想的绝热材料，由于酚醛泡沫闭孔率高，则导热系数低，隔热性能好，并具有抗水性和水蒸气渗透性，是理想的保温节能材料。由于酚醛具有苯环结构，所以尺寸稳定，变化率＜1％。且化学成分稳定，防腐抗老化，特别是能耐有机溶液、强酸、弱碱腐蚀。在生产工艺发泡中不用氟利昂做发泡剂符合国际环保标准，且其分子结构中含有氢、氧、碳元素，高温分解时，溢出的气体无毒、无味，对人体、环境均无害，符合国家绿色环保要求。故此，酚醛超级复合板是最理想的防火、绝热、节能、美观的环保绿色保温材料。 酚醛泡沫还是国际上公认的建筑行列中最有发展前途的一种新型保温材料。因为，这种新材料与通常的高分子树脂依靠加入阻燃剂得到的材料有本质的不同，在火中不燃烧，不熔化，也不会散发有毒烟雾，并具有质轻、无毒、无腐蚀、保温、节能、隔音、价廉等优点，且不用氟利昂发泡，无环境污染、加工性好、施工方便，其综合性能是目前各种保温材料无法比拟的。通用于宾馆、公寓、医院等高级和高层建筑中央空调系统的保温(香港的高级建筑中央空调系统近年来已多数改用酚醛泡沫材料)。对冷藏、冷库的保冷以及用于石油化工等工业管道和设备的保温、建筑隔墙、外墙复合板、吊顶天花板、吸音板等有无可争议的综合优势,解决了其它有机材料防火性能不理想，而无机材料吸水率大、容易“ 结露”、施工时皮肤刺痒等问题，是空调系统，各种电器的第三代最佳保温材料。

增粘树脂及其制备方法

增粘树脂及其制备方法和该增粘树脂制得的橡胶 特征：增加改性处理步骤，加入一元酚作为改性剂，有机酸作为催化剂 原料：芳香族化合物：二甲苯、奈、甲基萘、二甲基奈、联苯等1环或2环的芳香族烃 甲醛类：甲醛、福尔马林、多聚甲醛 改性剂：对叔丁基苯酚,占反应液5~50% （对甲酚、对氯苯酚、对溴苯酚、苯酚、对苯基苯酚等一元酚） 催化剂：对甲基苯磺酸，占混合液0.1~2‰（草酸、柠檬酸等有机酸） 制备方法： 在酸催化剂存在下，使芳香族化合物与甲醛类反应，包括芳香族化合物与甲醛类缩合反应步骤，对过量的酸的分离步骤、过量甲醛类的蒸馏步骤。经过上述步骤处理后，进行改性处理步骤：向反应液中加入一元酚和有机酸得到混合液，并对混合液进行升温和保温，然后蒸馏至无馏分，制得增粘树脂。 升温和保温过程：反应液升温至100℃~120℃时保温30分钟，升温至150℃~180℃时保温30分钟，再升温至180℃~200℃时保温60分钟，升温至180℃~220℃时进行整理至无馏分。产品特性： 保持期长、耐湿和耐高温等优点，应用后橡胶具有高的拉扯伸长率和撕裂强度等优点。 树脂粘度范围：70~130mPa?S 制得橡胶的扯断伸长率%为700~750，撕裂强度71~80KN/m 酚醛树脂对NBR性能的影响 酚醛树脂结构上的薄弱环节是酚羟基和亚甲基容易氧化, 耐热性能受到影响。 酚醛树脂的加入对混炼胶加工性能无太大影响。 酚醛树脂补强NBR 的效果主要取决于硫化交联网络的完善程度。一般认为,酚醛树脂与固化剂,如HMT 等交联形成的网络与胶料网络重叠,即酚醛树脂网络能够与胶料网络形成互聚合物网络( IPN) ,从而起到对橡胶补强的作用。 对于加补强填料的胶料,滞后是造成生热的主要原因。填料有较窄的分子尺寸分布会导致较高的滞后, SP6600 经腰果壳油改性后,相对分子质量增大,而且相对分子质量分布变宽,加上SP6600 能与NBR 形成良好的三维网络结构这就使SP6600 补强NBR 硫化胶在动态压缩状态下滞后损失较小,因此具有较好的动态压缩性能。 酚醛树脂在轮胎中的应用 橡胶用助剂在硫化之前混入胶料中，用于提高胶料自粘性的树脂为酚醛清漆类, 尤其是对辛基酚甲醛树脂, 这种树脂多以浆状或片状形式提供。 具有以下特点的高性能树脂：粘着性好,有利于提高胶层之间的粘合性，在长时间及各种条件下粘性保持稳定。 改性酚醛树脂DHJH—D在巨型全钢工程机械子午线轮胎下三角胶中的应用 全钢工程机械子午线轮胎三角胶包括上三角和下三角胶两部分。上三角胶硬度低，要求胶料具有较好的柔性、耐屈挠且生热低，而下三角胶硬度较高、挺性大，以抵抗胎圈部位的屈挠变形。全钢工程机械子午线轮胎下三角胶硬度一般为85～92度。 改性酚醛树脂DHJH—D理化性能基本达到进口改性酚醛树脂SP一6701水平。两种树脂对胶料的增硬作用基本相同，胶料硫化特性和硫化胶物理性能相差不大。

酚醛泡沫复合材料综述

可陶瓷化酚醛泡沫复合材料 1 耐烧蚀材料概况 复合材料(如C/C复合材料、碳/酚醛复合材料)具有高比强度、高比模量、耐高温、抗烧蚀、抗冲击等特点，在航天航空领域得到广泛应用，目前正逐步取代黑色金属、有色金属等传统材料，成为轻质化结构和防热结构的主要材料。航天飞行器在高温等恶劣环境下，如洲际导弹鼻锥再入大气层时，将经受7000-8000K超高温、每平方米几十兆瓦热流密度、100g过载、粒子云高速侵蚀、突防中遇到的核辐射和动能拦截等，通过材料自身烧蚀引起质量损失，吸收并带走大量的热量，阻止外部热量向结构内部传递，从而保护内部结构在一定温度范围内正常工作[1]。 聚合物基耐烧蚀材料的研究在国内外备受重视，尤其是近几年随着航空航天技术的深入发展，关于该材料的专利申请量也呈现井喷式增长。我国在聚合物基耐烧蚀材料领域的专利意识已经不输于欧洲、日本等国家或地区，并且在技术上也有了长足的进步，然而与航空强国美国相比，仍然存在不小的差距。航空航天技术的蓬勃发展必然会对耐烧蚀材料提出更高的要求，我国应以此为契机，充分利用现有技术，开发出综合性能更为优越的耐烧蚀材料，不断的提升我国在世界舞台上的技术竞争力。 1.1烧蚀材料分类 烧蚀材料按烧蚀机理分为升华型、熔化型和碳化型三类[2]。聚四氟乙烯、石墨和碳/碳复合材料属于升华型。这些材料在高温下升华，带走大量热量，而且碳是一种辐射系数较高的材料，因而具有很好的抗烧蚀性能。不过这类材料的隔热性能较差，加上这类材料的成本较高，限制了其更广泛的应用。石英和玻璃属于熔化型烧蚀材料。这些材料在高温下熔化吸收热量，而且熔化后形成的SiO2液态膜具有抗高速气流冲刷的能力，不过这类材料的工艺性较差，不适合成型大面积防热套。纤维增强树脂复合材料属于碳化型烧蚀材料。它是以纤维或布作为增强材料，以树脂为基体制成复合材料。这类材料主要利用高分子材料在高温下碳化吸收热量，并进一步利用其形成的碳化层辐射散热。这三类材料中，以碳化型烧蚀材料应用最多。 1.2复合材料的烧蚀机理

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

酚醛泡沫塑料研究综述.

酚醛泡沫塑料研究综述 摘要： 关键词：酚醛泡沫发泡体系改性常温发泡 酚醛泡沫塑料(PF)是由酚醛树脂加入表面活性剂、发泡剂、固化剂等多种加工助剂,经搅拌、发泡、熟化而成的泡沫塑料。因其具有良好的保温效果而被称为“保温之王”，与聚苯乙烯泡沫，聚氯乙烯泡沫，聚氨酯泡沫相比较, 酚醛泡沫塑料又具有轻质、难燃、自熄、低烟、耐火焰、遇火无滴落物、不产生有毒气体等优点，因此在发达国家的研究开发相当活跃。 尽管如此,酚醛泡沫存在的缺陷也是不容忽视的,其韧性不足、易粉化和易掉渣等缺点均有待进一步改善。 1 酚醛泡沫的发泡体系 1.1 酚醛树脂【7】 酚醛泡沫是由酚醛齐聚物通过交联、发泡制成的。其中酚醛树脂的用量约占总重的50％-90％，可分为热固性和线型两类，通常粘度控制在3 000—5 000MPa·s为好。 1.2 表面活性剂【11】 表面活性剂，具有界面定向的作用和降低液体树脂的表面张力，使泡沫塑料中亲水性和疏水性相差很大的原料乳化成为均匀体系，各组分充分接触,使各种反应也能较平衡地进行。一般用非离子型表面活性剂(如DC- 193、吐温)，表面活性剂用量一般为树脂用量的4%-7%为佳。

1.3 发泡剂 发泡剂是使塑料产生微孔结构的物质，按发泡机理可分为物理发泡剂和化学发泡剂。化学发泡剂在酚醛泡沫塑料生产上应用较少。常用的发泡剂是低沸点烷烃。发泡剂的加入量一般树脂用量的4%-10%为宜。 2.4 固化剂 酚醛树脂的固化,通常是在酸催化下发生分子间的进一步缩合交联,从而形成刚性的网状结构。固化剂的选择应使聚合物的固化速度与发泡速度匹配。固化剂可为无机酸也可为有机酸有，通常多以无机酸和有机酸并用,以减小酸强度。酸固化剂加入量一般为树脂用量的8%-12%为宜【15】。 2 酚醛泡沫的改性 2.1 酚醛泡沫的增韧改性 普通酚醛泡沫延伸率低、质脆、硬度大、不耐弯曲,这大大限制了酚醛泡沫的应用,所以对泡沫的增韧改性十分必要。按增韧方法可分为物理共混增韧和化学增韧。 2.1.1 聚砜改性酚醛树脂 聚砜被誉为万用高效工程塑料,具有优良的综合性能。董瑞玲【17】研究发现用8%的聚砜改性酚醛树脂玻纤增强模塑料具有优良的力学性能和电学性能, 耐老化性能也有了一定的提高。西北工业大学齐暑华等人【18】研制的聚砜改性酚醛树脂玻纤增强模塑料已成功用于宇航上。该模塑料具有优良的力学性能,提高了改性酚醛树脂的韧性。

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)

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。 【燃爆危险】 本品易燃，具刺激性。 急救措施回目录 【皮肤接触】

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

1 前言 酚醛泡沫是由酚醛树脂通过发泡而得到的一种泡沫塑料。与早期占市场主导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优良胜能。其重量轻，刚性大，尺寸稳定性好，耐化学腐蚀，耐热性好，难燃，自熄，低烟雾，耐火焰穿透，遇火无洒落物，价格低廉，是电器、仪表、建筑、石油化工等行业较为理想的绝缘隔热保温材料，因而受到人们的广泛重视。目前，酚醛泡沫已成为泡沫塑料中发展最快的品种之一。消费量不断增长，应用范围不断扩大，国内外研究和开发都相当活跃。然而，酚醛泡沫最大的弱点是脆性大，开孔率高，因此提高它的韧性是改善酚醛泡沫性能的关键技术。本文主要就酚醛泡沫的制备中所用发泡助剂、发泡机理和泡沫增韧的新进展作一介绍。 2 发泡助剂 2．1 催化剂／固化剂 酚醛泡沫一般是在室温或低热条件下制备，因此需以酸作催化剂。当酸作催化剂时，酸能加速树脂分子间的缩聚反应，反应放出的热量促使发泡剂急剧气化，而使乳化树脂膨起，同时树脂固化。反应的催化剂也是树脂的固化剂。在环境温度下固化剂的类型和数量对获得优质泡沫是极其重要的。固化剂的选择应使聚合物的固化速度与发泡速度匹配。因此，要求所用的固化剂能够使固化速度在很宽的范围内变化，固化反应本身又能在比较低的温度下进行。 固化剂分无机酸和有机酸，无机酸如硫酸、盐酸、磷酸等。有机酸有草酸、已二酸、苯硝酸、酚硝酸、甲苯磺酸，苯磺酸，石油磺酸等。无机酸价格低，但固化速度太快，对金属有很强的腐蚀作用，因此防腐成为酚醛泡沫使用中的一大难题。研究表明，可利用甲醇、乙醇、丙醇等稀释无机酸达到缓蚀，也可加入抗腐蚀剂如氧化钙、氧化铁、碳酸钙、无水硼砂、碱金属和碱土金属碳酸盐及锌、铝等。有人已考虑用碱中和剂来处理泡沫，但这种方法的有效性尚末得到证实。有关这方面的研究还在进行中。文献曾报导，使用酸性的萘磺酸酚醛既起催化作用又参与酚醛的缩合反应，降低了酸的渗透性，对金属的腐蚀性也就很小。文献中还提到其它降低泡沫材料腐蚀性方法，如以盐酸作固化剂时首先用真空法除去成型产品中易挥发物，再用NH3除去残存的酸或在80－130℃条件下热处理，或在树脂配方添加中和剂等，这些方法使生产工艺复杂化，并增加成本。 现在采用芳族磺酸为基础的固化剂很普遍。这是因为它腐蚀性小，并具有增塑作用。还有将有机酸和无机酸混合使用。为保证分散均匀，使用时应将固态有机磺酸配成高浓度的水溶液，一般溶液的浓度在40－65％为宜。 2．2 发泡剂 发泡剂是塑料发泡成型中发泡动力的来源塑料发泡方法一般分为机械发泡、物理发泡和化学发泡。机械发泡是借助于机械的强烈搅拌，使气体均匀地混入树脂中形成气泡。物理发泡则是借助于溶解在树脂中的发泡剂物理状态的改变，形成大量的气泡。以上两种发泡完全是物理过程，没有发生任何化学变化。化学发泡是发泡过程中使化学发泡剂发生化学变化，从而分解并产生大量气体，使发泡过程进行。发泡剂的种类和用量对发泡效果具有重要影响。它直接影响泡沫密度，进而影响到产物的物理、机搬胜能。此外，使用发泡剂使泡沫具有大量球状微孔，泡沫耐燃性及韧性提高。

改性酚醛泡沫塑料制备和性能的研究

改性酚醛泡沫塑料制备和性能的研究 发表时间：2016-11-04T10:38:43.410Z 来源：《低碳地产》2016年8月第15期作者：刘广闻 [导读] 酚醛泡沫是一种新型不燃、防火低烟的保温材料，因其使用温度范围广、阻燃、保温性好等优点，受到广泛关注。 江门市道生工程塑料有限公司广东江门 529095 【摘要】酚醛泡沫是一种新型不燃、防火低烟的保温材料，因其使用温度范围广、阻燃、保温性好等优点，受到广泛关注。但酚醛泡沫塑料性脆、韧性差、易掉渣，严重限制了它的宽领域应用。文章试图通过实验，借助化学改性方法，分析酚醛泡沫塑料的性能变化，结果表明：在不对酚醛泡沫塑料的泡孔造成影响下，改性酚醛泡沫塑料热稳定性和阻燃性都得到改善，综合性能有所提高。 【关键词】改性酚醛泡沫塑料；应用领域；泡孔；综合性能 酚醛泡沫塑料是由PF树脂通过化学发泡而得到的一种硬质泡沫塑料，具有优异隔热性、阻燃性、低烟、低毒、耐热、耐化学腐蚀的特点，得到人们的广泛重视。但是酚醛树脂结构上的薄弱环节酚羟基和亚甲基易氧化，使其泡沫体存在强度低、脆性大、易掉粉、不耐弯曲等问题，限制了酚醛泡沫塑料的应用。现有研究表明，通过改性可改善泡沫塑料的力学性能、热性能、阻燃性能等，使其在更为广阔的领域得到广泛应用。因而对其进行改性研究成为业内研究的热点。 1 实验部分 1.1 主要原材料 实验备置：苯酚、37%～40%甲醛溶液、吐温–80、正戊烷； 双氰胺、6mol/L盐酸溶液、50%硫酸溶液、20%氢氧化钠溶液：自制。 1.2 主要仪器与设备 恒温水浴锅：WC/09–05型 旋转蒸发仪：RE52–98型 傅立叶变换红外光谱(FTIR)仪：Spectrum One型 扫描电子显微镜(SEM)：JSM–5500LV型 电子万能试验机：WSM–5KN型 悬臂梁冲击试验机：XJU–22型 热重/差热综合热分析仪：Diamond TG/DTA型 极限氧指数测定仪：JF–3型 1.3 酚醛树脂及其泡沫塑料的制备 将一定比例的苯酚、甲醛(物质的量之比为1：1.8)加入到三口瓶中，滴加20mL的20%NaOH溶液，使反应液呈一定的碱性(pH值在9～10范围内为宜)。加入双氰胺改性剂(用量为苯酚质量的1%～6%)，首先使该反应在60℃下反应30min，使苯酚、双氰胺与甲醛发生充分的羟甲基化反应，提高其反应活性，为进一步聚合交联提供有利条件；升高温度至90℃发生聚合反应；50min后，结束反应。用6mol/L盐酸溶液对反应液进行中和；将中和后的液体在旋转蒸发仪上旋蒸到一定黏度(5～7Pa·s)，以供发泡使用。其它步骤不变，不加入双氰胺改性剂，制备未改性的酚醛树脂。 分别称量100g上述制备的改性和未改性酚醛树脂，在搅拌条件下，依次加入4g表面活化剂吐温–80，10g发泡剂正戊烷和3g固化剂50%H2SO4溶液，搅拌均匀后倒入模具中，在70℃下恒温发泡，固化成型，冷却脱模，得到改性和未改性酚醛泡沫塑料，其密度在 50kg/m3左右。 1.4 性能测试 FTIR分析：对制备的改性和未改性酚醛树脂进行水洗，以除去未反应的双氰胺和游离醛，通过溴化钾压片，将酚醛树脂涂布于溴化钾片上的方式进行FTIR测试。 SEM分析：用SEM观察改性和未改性酚醛泡沫塑料的微观形态，放大倍数为200倍。 压缩强度测试：按照GB/T8813–2008测试，试样尺寸为50mm×100mm×100mm，每组实验测试5次，取平均值。 冲击强度测试：按照GB/T1843–2008测试，试样尺寸为10mm×10mm×100mm，每组实验测试5次，取平均值。 粉化率测试：参照GB/T12812–2006对酚醛泡沫塑料进行粉化率测定。试样尺寸为30mm×30mm×30mm，在试样上方固定一个200g 的砝码，在长度为130mm的360目(28～40μm)砂纸上往复拉动30次之后，用试样摩擦损失的质量除以试样摩擦前的质量，计算损失质量的百分数，用以表示粉化率。每组实验测试5次，取平均值。 2 结果与讨论 2.1 经改性的酚醛树脂的结构 酚醛树脂的合成过程可以分为两个阶段，即羟甲基化反应阶段和缩合反应阶段。当反应温度为60℃时，在碱性条件下，苯酚和双氰胺分别与甲醛发生羟甲基化反应，羟甲基化反应基本完成后，在90℃下，这些羟甲基化产物彼此间发生缩合反应，得到主要为线型的改性酚醛树脂结构。纯酚醛树脂与3%双氰胺改性酚醛树脂的FTIR谱图如图1所示。

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