酚醛樹脂簡介

1、酚醛樹脂簡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)時沒有對其開展研究。接著化學(xué)家克萊堡（W,Kleeberg,1891）和史密斯（A,Smg1899）對這個反應(yīng)進(jìn)行了研究。進(jìn)入20世紀(jì)，1902年布盧默（B.Blumer）合成了第一個商業(yè)化酚醛樹脂，命名為Laccain。然而直到19051907,被稱為酚醛樹脂創(chuàng)始人的美國化學(xué)家巴克蘭（L.H.Baekelan

2、d）才對酚醛樹脂進(jìn)行了系統(tǒng)而廣泛的研究，并于1907年申請了關(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)了樹脂的模壓過程，實現(xiàn)了酚醛樹脂的實用化，這對酚醛樹脂的生產(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，價格低廉，生產(chǎn)工藝和設(shè)備簡單，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、，問一甲酚，3,5二甲酚，問一苯二酚等。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，被成為中性點。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，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,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