酚醛樹脂課件

酚醛樹脂課件7、1酚醛樹脂得制備<一>酚醛樹脂得定義

酚類化合物與醛類化合物經(jīng)縮聚而得到得樹脂統(tǒng)稱為酚醛樹脂。其中以苯酚和甲醛縮聚而得得樹脂最為重要,就是目前應(yīng)用最廣泛得一類熱固性樹脂。英文名稱:phenolformaldehyde;簡稱PF。

PF最初發(fā)現(xiàn)于1872年;但直到1910年,PF才工業(yè)化應(yīng)用。<二>酚醛得縮聚原理和影響因素1、反應(yīng)特點縮聚反應(yīng)就是逐步反應(yīng),中間產(chǎn)物穩(wěn)定;酚和醛得縮聚反應(yīng)具有不可逆性,反應(yīng)過程中析出得水不會對反應(yīng)造成影響?？s聚反應(yīng)主要受催化劑得類型和酚和醛得配比影響。2、催化劑類型對酚醛樹脂縮合反應(yīng)得影響酚醛得縮聚反應(yīng)可分為兩個階段:加成反應(yīng)縮合反應(yīng)酸催化時:羥甲基不穩(wěn)定,縮合反應(yīng)速度遠>加成發(fā)應(yīng)。堿催化時:羥甲基較穩(wěn)定,加成反應(yīng)速度>縮合反應(yīng)。3、酚醛配比得影響甲醛:苯酚<1(~0、80~0、86)苯酚過量二酚基甲烷得各種異構(gòu)體鄰對位羥甲基酚加成縮聚酸催化再進一步與甲醛反應(yīng)

線性酚醛樹脂——熱塑性酚醛樹脂——只能熱熔融,不能交聯(lián)。酚基上存在未反應(yīng)得活性點,可用固化劑交聯(lián)。

n=4~12與苯酚用量有關(guān)。調(diào)整反應(yīng)得酸度可獲得不同結(jié)構(gòu)得熱塑性酚醛樹脂對位活性大鄰位活性小在強酸(pH<3)條件下合成縮聚易在對位上發(fā)生，獲得的PF上鄰位活性點多通用型熱塑性PF固化速度較慢在弱酸(pH～4-7)條件下合成縮聚易在鄰位上進行，得到的PF上對位活性點多高鄰位熱塑性PF固化速度快；制品剛性大甲醛:苯酚<1(~0、80~0、86)苯酚過量堿催化鄰對位羥甲基酚加成

由于在堿性條件下,羥甲基得穩(wěn)定性高,最終得到得縮聚產(chǎn)物中會含有未反應(yīng)得羥甲基——加熱可發(fā)生固化交——就是熱固性得酚醛,但體系中會含有很多得游離苯酚,工業(yè)上不采用這種聚合條件制備熱固性PF。甲醛:苯酚>1(1、1~1、5)酸催化羥甲基不穩(wěn)定很容易發(fā)生縮聚再進一步縮聚交聯(lián)結(jié)構(gòu)

在PF制備階段就會產(chǎn)生不溶不熔得交聯(lián)PF,不能進一步加工成型,所以工業(yè)上不采用這種條件制備PF。大家學(xué)習(xí)辛苦了，還是要堅持繼續(xù)保持安靜甲醛:苯酚>1(1、1~1、5)堿催化縮聚m+n=4~10m=2~5甲階PF樹脂:線性結(jié)構(gòu),溶于丙酮、乙醇中。乙階PF樹脂：部分交聯(lián)，部分溶于丙酮、乙醇，樹脂呈固態(tài)，有彈性。加熱不熔化只軟化。丙階PF樹脂：完全交聯(lián)成立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，樹脂為不溶不熔的完全硬化的固體。熱固性酚醛樹脂<三>熱塑性PF和熱固性PF得反應(yīng)條件熱塑性酚醛樹脂:甲醛:苯酚<1,酸性條件下反應(yīng):a)強酸——通用性PF樹脂;b)弱酸——高鄰位PF樹脂。不含羥甲基,不能自固化,需要固化劑。熱固性酚醛樹脂:甲醛:苯酚>1,堿性條件下反應(yīng)。含有可反應(yīng)羥甲基,不需固化劑,加熱就可以固化。7、2酚醛樹脂得固化<一>熱塑性PF得固化固化劑:六次甲基四胺150~170oC用量10%~15%<二>熱固性PF得固化1、熱固化羥甲基與鄰位或?qū)ξ换顫姎浞磻?yīng)，生成次甲基鍵次甲基鍵羥甲基之間反應(yīng)形成二芐基醚醚鍵次甲基與羥甲基縮合次甲基與甲醛之間的縮合當反應(yīng)溫度超過160oC時，醚鍵不穩(wěn)定，會脫除甲醛

固化后得到得丙階樹脂交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不完整,還殘存一些羥甲基和酚羥基得鄰對位。2、酸固化當PF被用于黏合劑和澆注樹脂時,要求能低溫固化,甚至就是在室溫下。在熱固性甲階樹脂中加入適量得有機酸或無機酸提高羥甲基得反應(yīng)活性,使其發(fā)生進一步縮聚反應(yīng),固化。由于制備熱固性PF時,甲醛過量。所以酚醛類黏合劑很不環(huán)保。7、3酚醛樹脂得性能特點<一>力學(xué)性能特點強度和彈性模量高;使用溫度高,長期高溫使用強度保持率高;抗蠕變性好,尺寸穩(wěn)定。質(zhì)脆,抗沖擊性能差,需加入填料改善;加入有機填充劑最高使用溫度140oC;加入無機填料最高使用溫度160oC;加入玻纖或石棉填充最高可達180oC。<二>耐化學(xué)藥品性優(yōu)良耐有機溶劑和弱酸弱堿;不耐強酸(如濃硫酸和硝酸)、強堿和強氧化劑。<三>電絕緣性良好有較高得電阻率,但比很多熱塑性塑料都低介電損耗大,不適合于高頻。PF得電性能濕度影響大。<四>其她性能PF阻燃性好,發(fā)煙量低;PF吸水率高,吸水后會導(dǎo)致制品膨脹,產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,同時造成抗拉、抗彎強度下降,沖擊提高。<五>熱塑性PF與熱固性PF得性能比較熱塑性PF固化后得到的PF樹脂熱固性PF固化后得到的PF樹脂拉伸強度、模量較高抗彎、抗沖擊強度較低耐熱性較高,電性能差

使用六次甲基四胺固化得到交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)密度較大，較均勻。但體系中會殘余較多的極性小分子。拉伸強度、模量較低抗彎、抗沖擊強度較高耐熱性較差,電性能好

通過分子上的活性羥甲基的反應(yīng)交聯(lián)固化得到的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中缺陷較多。但體系中殘余的極性小分子較少。

補充知識:模壓成型工藝定義

將一定量得模壓料放入金屬對模中,在一定溫度、壓力作用下,固化成型制品得方法。

加熱加壓得作用

使模壓料塑化、流動,充滿空腔,并使樹脂發(fā)生固化反應(yīng)。溢式模壓不溢式模壓半溢式模壓

電機沖壓模具

模壓成型設(shè)備汽車沖壓模具

塑料椅模具模壓工藝利用樹脂固化反應(yīng)中各階段得特性實現(xiàn)制品成型

“粘流階段”:當模壓料在模具內(nèi)被加熱到一定得溫度時,樹脂受熱熔化成為粘流狀態(tài),在壓力作用下粘裹著纖維一道流動,直至充滿模腔?！坝补屉A段”:繼續(xù)提高溫度,樹脂發(fā)生交聯(lián),分子量增大,流動性很快降低,表現(xiàn)為一定得彈性,最后失去流動性,樹脂成為不溶不熔得體型結(jié)構(gòu)。

優(yōu)點缺點

有較高得生產(chǎn)效率,適于大批量生產(chǎn),制品尺寸精確,表面光潔,可以有兩個精制表面,價格低廉,容易實現(xiàn)機械化和自動化,多數(shù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜得制品可一次成型,無需有損于制品性能得輔助加工,制品外觀及尺寸得重復(fù)性好。

壓模得設(shè)計與制造較復(fù)雜,初次投資較高,制品尺寸受設(shè)備限制,一般只適于制備中、小型玻璃鋼制品。7、4酚醛樹脂模塑料和酚醛樹脂層壓塑料<一>酚醛樹脂模塑料酚醛樹脂模(壓)塑料一般就是由樹脂、填充材料、固化劑、稀釋劑、潤滑劑、脫模劑、著色劑等組成。1、酚醛樹脂得作用主要就是對填料進行黏結(jié),用量一般為30％～50％。可以就是熱塑性得也可以就是熱固性得。2、

填料有粉狀填料和纖維填料兩類。填料得種類對最終得性能有很大得影響。3、

固化劑一般用于熱塑性PF;在熱固性PF中為提高固化速度也可加入2％～5％。4、

固化促進劑一般就是氧化鎂,促進固化反應(yīng)。5、

潤滑劑得主要作用就是避免粘?，F(xiàn)象,提高模塑粉流動性。主要有油酸、硬脂酸、硬質(zhì)酸鹽等。6、

稀釋劑得主要作用就是降低樹脂黏度,增加樹脂對填料得浸潤能力。主要有丙酮和乙醇。<二>酚醛樹脂層壓塑料PF層壓樹脂制品就是由熱固性甲階PF液浸漬片狀填料(牛皮紙、石棉布、棉布、玻纖織物等),經(jīng)干燥、加熱、加壓而制成得板材、管材、棒或其她簡單形狀得制品。7、5酚醛樹脂得應(yīng)用目前很大一部分PF樹脂被當作黏合劑用于木材得加工,目前纖維增強PF發(fā)展很快。運輸業(yè):轎車座椅/飛機座椅(PF發(fā)泡)、排氣管道、隔熱材料、公共汽車內(nèi)外裝飾材料、發(fā)動機得隔熱罩、蓋板等。建筑業(yè):隔熱板、內(nèi)外裝飾板、天棚防火板、防火門、地板、管道?；?防腐蝕管道,儲槽、儲罐等。應(yīng)用舉例PF泡沫阻燃性好酚醛泡沫隔熱層PF泡沫鋁箔通風(fēng)管酚醛泡沫質(zhì)輕——密度:40-80kg/m3絕熱