酚醛树脂功能、特点、工艺、应用、配方
酚醛树脂简介演示

04
在聚合反应阶段,低分 子量酚醛树脂发生聚合 ,生成高分子量酚醛树 脂。
酚醛树脂的制备方法
热固性酚醛树脂的制备方法可以分为一步法和两步法。
一步法是将酚类和醛类化合物在酸性催化剂存在下加热反应,直接得到热固性酚醛 树脂。
两步法是先在酸性催化剂存在下,将酚类和醛类化合物进行加成反应,得到低分子 量酚醛树脂,然后再加热进行聚合反应,得到热固性酚醛树脂。
酚醛树脂在绝缘材料中的应用
酚醛树脂具有良好的介电性能和耐热 性,是制备绝缘材料的重要原料。它 可以用于生产绝缘漆、浸渍漆、层压 制品和云母制品等。
在电线电缆、电机电器、变压器等领 域,酚醛树脂绝缘材料发挥着重要的 作用,保障了电器设备的正常运行和 安全性能。
酚醛树脂在粘合剂与涂料中的应用
酚醛树脂具有较好的粘附性和耐久性,可以作为粘合剂和 涂料的基料。在粘合剂方面,酚醛树脂主要用于木材、皮 革、金属等材料的粘结。
酚醛树脂简介演示
汇报人: 2024-01-10
目录
• 酚醛树脂的概述 • 酚醛树脂的合成与制备 • 酚醛树脂的性能特点 • 酚醛树脂的应用领域 • 酚醛树脂的发展趋势与挑战
01
酚醛树脂的概述
定义与性质
定义
酚醛树脂是由酚类和醛类化合物 通过聚合反应形成的合成树脂。
性质
酚醛树脂具有较高的耐热性、耐 腐蚀性和电绝缘性,同时具有良 好的加工性能和力学性能。
历史与发展
历史
酚醛树脂最早由美国人于1909年发 明,经过一个世纪的发展,其性能和 应用领域不断拓展。
发展
随着环保意识的提高和新型复合材料 的出现,酚醛树脂在高性能复合材料 、电子封装材料、航空航天等领域的 应用越来越广泛。
分类与应用
酚醛树脂规格

酚醛树脂规格酚醛树脂是一种常见的热固性树脂,由酚和醛类化合物经过缩聚反应制得。
它具有优异的力学性能、热稳定性和耐化学腐蚀性,因此在工业生产中得到广泛应用。
本文将从酚醛树脂的规格入手,详细介绍其特点和应用。
一、酚醛树脂的规格分类酚醛树脂的规格可以根据不同的要求进行分类。
常见的分类方法包括固化时间、固化温度、固化剂种类等。
1. 固化时间:酚醛树脂的固化时间是指树脂从液态到固态的时间。
根据固化时间的不同,可以将酚醛树脂分为快速固化和慢速固化两种。
快速固化的酚醛树脂适用于需要快速生产的场合,而慢速固化的酚醛树脂适用于需要更长固化时间的情况。
2. 固化温度:酚醛树脂的固化温度是指树脂在固化过程中所需要的温度。
根据固化温度的不同,可以将酚醛树脂分为低温固化和高温固化两种。
低温固化的酚醛树脂适用于对温度敏感的材料,而高温固化的酚醛树脂则可以提高固化速度和固化效果。
3. 固化剂种类:酚醛树脂的固化剂种类决定了其固化性能和应用领域。
常见的固化剂包括酚醛树脂固化剂、酚醛树脂改性剂等。
选择不同的固化剂可以改变酚醛树脂的性能和用途。
二、酚醛树脂的特点1. 优异的机械性能:酚醛树脂具有较高的强度、硬度和耐磨性,可以满足不同领域的使用需求。
2. 耐高温性能:酚醛树脂在高温环境下依然能保持较好的力学性能和稳定性。
3. 耐化学腐蚀性:酚醛树脂对酸、碱、溶剂等具有较好的耐腐蚀性,适用于化学工业和电子工业等领域。
4. 电气性能优异:酚醛树脂具有良好的绝缘性能和介电性能,可以用于制作电气绝缘材料。
5. 可塑性强:酚醛树脂可通过改变配方和工艺来调节其硬度、柔韧性和流动性。
三、酚醛树脂的应用由于酚醛树脂具有优异的性能,广泛应用于各个领域。
1. 汽车工业:酚醛树脂可以用于汽车零部件的制造,如制动片、摩擦材料、齿轮等。
2. 电子工业:酚醛树脂是制作电子绝缘材料的重要原料,如电路板、绝缘套管等。
3. 化学工业:酚醛树脂可以用于制作耐酸碱的容器、管道和阀门等。
酚醛树脂(PF树脂)研究~~

酚醛树脂(PF树脂)研究~~酚醛树脂(PF树脂)⾸先由德国化学家A.Bayer在1872年通过苯酚与甲醛反应制得的,⽽其⼯业化还是美国化学家L.H.Baekeland在1909年先后发表了两项酚醛树脂胶粘剂⼯业合成专利的基础上逐步发展起来的。
19世纪20年代末30年代初,PF树脂胶粘剂开始⼴泛⽤于⽣产耐沸⽔、耐候的胶合板。
如今,酚醛树脂胶粘剂以其胶接强度⾼、耐⽔、耐热、耐磨、耐化学药品腐蚀、成本较低等优点⽽⼴泛应⽤于⽊材加⼯业,其⽤量仅次于脲醛树脂胶粘剂,特别是在⽣产耐⽔、耐候⽊制品中具有脲醛树脂胶粘剂⽆可⽐拟的优势。
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,强制性国家标准GB18580-2001《室内建筑装饰装修材料-⼈造板及其制品中甲醛释放限量》的颁布与实施,酚醛树脂胶粘剂及其胶接制品由于较⼩的甲醛释放问题,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粘剂的有⼒候选之⼀。
然⽽,酚醛树脂胶粘剂也存在着颜⾊深、固化后的胶层硬脆、易龟裂、成本较脲醛树脂胶粘剂贵等缺点;特别是酚醛树脂胶粘剂固化温度⾼、固化速度慢(⼀般要在130~160℃下热压才能得到好的胶合强度),造成⽣产效率低、能量和设备消耗⼤。
这些都限制了酚醛树脂胶粘剂更⼴泛的应⽤。
因此,提⾼酚醛树脂胶粘剂的固化速度、降低固化温度是⽊材加⼯业的⼀个⾮常重要的课题,决定着酚醛树脂胶粘剂的⽣命⼒,在⼀定程度上也影响着⽊材⼯业的发展。
为此,世界各国的科技⼯作者在这⼀⽅⾯进⾏了⼤量研究,取得了可喜成果。
酚醛树脂(未特别指明的情况下,是指⽊材⼯业常⽤的碱催化条件下合成的⽔溶性热固性甲阶初期树脂)的固化速度跟树脂的甲醛/苯酚的摩尔⽐、催化剂种类与⽤量、树脂浓度、反应程度、固化温度、固化促进剂的种类与⽤量、添加剂的种类与⽤量等有关。
1 酚醛树脂胶粘剂合成配⽅、⼯艺改进研究发现[1],当树脂浓度、固化温度等⼀定时,树脂的甲醛/苯酚的摩尔⽐(在⼩于3的情况下)越⾼固化速度越快。
酚醛树脂

酚醛树脂基本性能酚醛树脂也叫电木,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。
分类及用途它包括:线型酚醛树脂、热固性酚醛树脂和油溶性酚醛树脂。
主要用于生产压塑粉、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、家具塑料把手等等酚醛树脂外观phenolic resin,简称PF.酚醛树脂为黄色、透明、无定形块状物质,因含有游离分子而呈微红色,比重1.25~1.30,易溶于醇,不溶于水,对水、弱酸、弱碱溶液稳定。
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。
[编辑本段]2.酚醛树脂的合成原理酚醛树脂也叫电木,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。
它包括:线型酚醛树脂、热固性酚醛树脂和油溶性酚醛树脂。
主要用于生产压塑粉、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、家具塑料把手等等酚醛树脂层压板phenolic resin,简称PF,酚醛树脂.为黄色、透明、无定形块状物质,因含有游离分子而呈微红色,比重1.25~1.30,易溶于醇,不溶于水,对水、弱酸、弱碱溶液稳定。
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。
酚醛树脂

酚醛树脂(一)简介: 名称:酚醛树脂phenolic resin,简称PF。
化学式:颜色:固体酚醛树脂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、蓝等颜色形状:有颗粒、粉末状。
溶解性:不溶于水,溶于丙酮、酒精等有机溶剂中化学稳定性:耐弱酸和弱碱,遇强酸发生分解,遇强碱发生腐蚀。
分类:因选用催化剂的不同,可分为热固性和热塑性两类(二)酚醛树脂合成原理:热固性酚醛树脂的生成原理和制备工艺热固性酚醛树脂的生成原理热固性酚醛树脂的生成条件:碱催化,醛过量。
聚合反应过程:加成反应缩合反应加成反应机理:用无机碱或叔胺(没有活性氢)催化时OH+ OHO+ H2OO+H COHOCH2OH H2OOHCH2OH+ OHO+H C O HOCH 2HO OCH 2OH在碱性条件下,上述产物组分复杂,为各种羟甲基酚的混合物。
缩合反应机理:当温度进一步升高时,各种羟甲基酚之间发生缩合反应,生成二酚核和多酚核的低聚物。
OHOCH 2+OHHOCH 2OH CH 2OH HOCH 2OCH 2CH 2OHOHOHOHHOCH 2OCH 2OH +H 2O OCH 2OH+H 2O +CH 2O(1)(2)随着反应温度升高,反应时间延长,最后将生成高度交联的体型结构。
工业上生产热固性酚醛树脂时,常用氨水做碱性催化剂,此时氨水有两个作用:① 起催化作用② 参与树脂生成反应OH+CH 2O+NH 3OHCH 2NH 2CH 2OCH 2O O CH 2CH 2NH+C 6H 5OH OHCH 2NH CH 2OHCH 2O CH 2O OHCH 2N CH 2OCH 2C 6H 5OHOHCH 2N CH 2OHCH 2OH(3)反应特点:1、碱性介质中,各种羟甲基酚都稳定,加成反应快,缩合反应慢。
2、放热较少,反应进行较缓和。
3、根据反应程度,一般将反应过程分为三个阶段,各阶段产物性质不同。
A阶段:产物为液体或固体,含较多的羟甲基,极性较强,能全部或部分溶于水中,有时称水溶性树脂或可溶性酚醛树脂。
光刻胶用酚醛树脂的合成

光刻胶用酚醛树脂是一类用于半导体制造中的光刻工艺的树脂材料,它们通常具有高交联性、良好的热稳定性和化学稳定性。
酚醛树脂的合成过程涉及到酚醛与多元醇(如缩水甘油)的缩合反应,以及后续的交联和固化过程。
以下是一个简化的酚醛树脂合成过程:
1. 原料准备:首先准备好酚醛(如苯酚、间甲酚等)和多元醇(如缩水甘油、季戊四醇等)作为反应原料。
2. 预聚合:酚醛与多元醇在催化剂(如酸性催化剂或碱性催化剂)的作用下进行预聚合反应,生成低分子量的预聚体。
3. 交联:预聚体在一定条件下(如加热、紫外照射等)进行交联反应,形成三维网络结构的高分子量酚醛树脂。
这个过程中,酚醛与多元醇的羟基通过缩合反应形成交联点。
4. 固化:交联后的酚醛树脂在加热或使用化学固化剂(如酸酐、环氧化合物等)的作用下进一步固化,形成具有良好机械性能和热稳定性的树脂。
5. 后处理:固化的酚醛树脂可能需要经过洗涤、干燥、研磨等后处理步骤,以满足光刻胶的特定要求。
6. 性能测试:合成的酚醛树脂需要经过一系列的性能测试,如热稳定性测试、交联度测试、光刻性能测试等,以确保其满足光刻工艺的要求。
光刻胶用酚醛树脂的合成是一个复杂的化学过程,需要精确控制反应条件,以确保树脂的性能。
在实际应用中,酚醛树脂的配方和合成工艺可能会根据具体的光刻需求和性能要求进行调整。
酚醛树脂指标及其作用

树脂砂轮制造用高性能酚醛树脂的选择和应用1 酚醛树脂介绍酚醛树脂已经有近百年的使用史。
由于酚醛树脂原料易得,价格低廉,生产工艺和设备简单,而且制品具有优异的机械性能,耐热性、耐寒性、电绝性、尺寸稳定性、成型加工型、阻燃性及低烟雾性。
因此其成为工业部门不可缺少的材料,被广泛应用于固结磨具、涂附磨具、摩擦材料、耐火材料以及电木粉、烟花爆竹、铸造等各个领域。
酚醛树脂是以酚类化合物、醛类化合物作原料,在催化剂作用下缩聚而成的高分子化合物,其中以苯酚和甲醛缩聚的酚醛树脂最为重要。
酚醛树脂大体分为热固型和热塑型两大类。
热固性树脂是由苯酚在碱性条件下与过量的甲醛发生反应合成;热塑性树脂是苯酚在酸性条件下与少量的甲醛反应合成。
影响酚醛树脂合成和决定树脂性能的因素有:原料化学结构和单体官能度,酚醛摩尔比,催化剂的性质和反应介质的PH值。
热固性树脂具有活性官能团,在加热和酸的作用下都会固化。
这种自动反应确切解释了热固性树脂在储存过程中,粘度升高,凝胶速度加快的原因。
由于自动反应是热固性树脂内在的本性,温度平均每升高10℃反应速度就会加倍。
所以热固性树脂必须储存再低温条件下,才能尽量延长其保存期。
热塑性树脂需要加入固化剂才能交联。
对于热塑性树脂来说最常用的固化剂就是六次甲基四胺(俗称乌洛托品),已经交联固化的树脂含部分氮,氮来源于乌洛托品。
酚醛树脂从A阶段向B阶段和C阶段转化后形成三维网状结构成为固化。
线性树脂和甲阶分子量小的树脂都能溶熔,因此称此时的树脂为A阶段树脂。
当树脂硬化后,就到凝胶阶段即B阶段。
这个阶段树脂肿胀氮仍可以被溶剂溶解,这就到了C阶段。
随着工业的发展,对高性能材料提出了更高的要求,如较高的分解温度,较好的耐磨性能,足够的韧性和强度等。
由于酚醛树脂在结构上存在弱点:酚羟基和亚基易氧化,因此耐热性受到影响。
普通酚醛树脂在200℃以下能够长期稳定使用,但超过200℃便明显发生变化。
从300℃-360℃起进入热分解阶段,到600℃-900℃释放CO、C02、H2O、苯酚等物质。
酚醛树脂

【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(PF)因具有价格低廉、耐热、耐烧蚀、阻燃、发烟少及工艺性良好等优点而被广泛应用,至今仍用作树脂基耐烧蚀材料的主要基体树脂。
PF作为聚合物基复合材料的基体树脂,制造高温防热烧蚀材料,在航空航天等国防尖端技术领域获得广泛应用。
【关键词】酚醛树脂改性酚醛树脂【主要内容】一、酚醛树脂的研究进展1、酚醛树脂复合材料的研究进展酚醛树脂基复合材料通常是由其他物质改性酚醛树脂而得到。
根据改性物质的分类,可以分为纳米材料改性、高分子改性、无机物改性等改性酚醛树脂复合材料。
1、1纳米材料改性酚醛树脂目前可用于改性酚醛树脂的纳米材料主要有纳米Tio2、纳米Sio2、碳纳米管和纳米蒙脱土等。
纳米材料由于尺寸小、表面积大、表面非配对原子多、表面能高等特性,可以与酚醛树脂产生很强的结合能力,从而对复合材料的物化性能产生作用。
1、2高分子改性酚醛树脂高分子改性是采用化学改性的途径,在酚醛树脂分子结构中引入长链、芳环或含芳杂环的聚合物,从而通过该途径来提高其某些方面的性能。
1、3无机物改性酚醛树脂采用无机物改性酚醛树脂,主要是在树脂分子中引入无机物元素,使该元素与树脂中的氧元素生成键能较高的化学键,从而对物化性能产生影响。
2、国内酚醛树脂的研究进展2、1丁腈橡胶改性酚醛树脂以粉末丁腈橡胶、粉末丁苯橡胶和粉末天然橡胶作增韧剂增韧酚醛树脂, 研制汽车的“无纤维新型制动材料”。
试验结果表明, 粉末丁腈橡胶效果最佳, 粉末丁苯橡胶次之, 而粉末天然橡胶则不宜采用。
2、2 植物油改性酚醛树脂用腰果壳油与苯酚、甲醛反应, 在复合催化剂存在下, 用一步法制得改性酚醛树脂, 反应过程平稳, 工艺简化, 其性能也优于用盐酸作催化剂改性的酚醛树脂。
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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。
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(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、硬度和高温强度。
同时,树脂也趋向于收缩和变脆。
树脂后处理升温曲线将取决于树脂最初的固化条件和树脂系统。
发泡性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。
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,应用围不断扩大,国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。
三、合成工艺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。
2、缩合及缩聚反应缩合及缩聚反应,随反应条件的不同可以发生在羟甲基苯酚与苯酚分子之间,也可发生在各个羟甲基苯酚分子之间。
缩合反应不断进行的结果是缩聚形成一定分子量的酚醛树脂,由于缩聚反应具有逐步的特点,中间产物相当稳定因而能够分离而加以研究。
多年来研究分析通常认为,影响酚醛树脂的合成、结构及特性的主要因素为如下四点:(1)原料的化学结构;(2)酚与醛的摩尔比;(3)反应介质的酸、碱性;(4)生产操作方法。
怎样认识加聚反应和缩聚反应加聚反应和缩聚反应是合成有机高分子的两种基本反应。
这两种反应虽然都由单体(小分子)产生高聚物(大分子)的反应,但它们还是有着本质的区别。
加聚反应是加成聚合反应的简称,是指以不饱和烃或含不饱和键的物质为单体,通过不饱和键的加成,聚合成高聚物的反应。
例如,乙烯加聚成聚乙烯,是在适当的温度、压强和催化剂存在的条件下,乙烯分子中的双键会断裂其中的一个键,发生加成反应,使乙烯分子里的碳原子结合成为很长的键。
反应的产物是聚乙烯,它是一种相对分子质量很大的化合物,其分子组成可以表示为(C2H4)n。
加聚反应根据参加反应的单体种类,又分为均聚反应和共聚反应。
仅由一种单体发生的加聚反应叫做均聚反应,合成聚乙烯的反应就是均聚反应。
由两种以上单体共同参加的聚合反应叫共聚反应。
例如,合成丁苯橡胶的反应即为共聚反应。
加聚反应的特点是:(1)单体必须是含有双键等不饱和键的化合物。
例如,氯乙烯、丙烯腈等含不饱和键的物质,在一定条件下,都可以发生加聚反应。
(2)加聚反应发生在不饱和键上。
(3)发生加聚反应的过程中,没有副产物产生,得到高聚物的化学组成跟单体的化学组成相同。
(4)加聚反应生成的高聚物相对分子质量为单体相对分子质量的整数倍。
缩聚反应是缩合聚合反应的简称,是指单体之间相互作用生成高分子,同时还生成小分子(如水、氨、卤化氢等)的聚合反应。
例如合成酚醛树脂的反应就是缩聚反应。
合成酚醛树脂通常是以苯酚和甲醛为原料,在催化剂作用下,经缩聚反应而得到。
缩聚反应根据参加反应的单体种数又分为共缩聚和均缩聚,由不同种单体参加的缩聚反应称为共缩聚。
如酚醛树脂的合成反应就是共缩聚,它是由苯酚和甲醛两种物质为单体的。
由同种单体进行的缩聚反应称为均缩聚。
如氨基酸聚合成多肽的缩聚反应就属均缩聚。
缩聚反应的特点是:(1)单体不一定含有不饱和键,但必须含有两个或两个以上的反应基团(如—OH、—COOH、—NH2、—X等)。
(2)缩聚反应的结果,不仅生成高聚物,而且还有副产物(小分子)生成。
(3)所得高分子化合物的化学组成跟单体的化学组成不同。
由上可见,加聚反应和缩聚反应的单体结构、反应机理、产物的化学组是截然不同的。
四、工艺发展史1905~1909年L.H.贝克兰对酚醛树脂及其成型工艺进行了系统的研究,1910年在柏林吕格斯工厂建立通用酚醛树脂公司,实现了工业生产。
1911年J.W.艾尔斯沃思提出用六亚甲基四胺固化热塑性酚醛树脂,并制得了性能良好的塑料制品,获得了广泛的应用。
1969年,由美国金刚砂公司开发了以苯酚-甲醛树脂为原料制得的纤维,随后由日本基诺尔公司投入生产。
现美国、苏联和中国也有生产。
酚醛树脂的生产至今不衰,1984年世界总产量约1946kt,居热固性树脂的首位。
中国自20世纪40年代开始生产,1984年产量为77.6kt。
生产方法常用的原料为苯酚、间苯二酚、间甲酚、二甲酚、对叔丁基或对苯基酚和甲醛、糠醛等。
生产过程包括缩聚和脱水两步。
按配方将原料投入反应器并混合均匀,加入催化剂,搅拌,加热至55~65℃,反应放热使物料自动升温至沸腾。
此后,继续加热保持微沸腾(96~98℃)至终点,经减压脱水后即可出料。
开发成功连续缩聚生产酚醛树脂新工艺。
影响树脂合成和性能的主要因素为酚与醛的化学结构、摩尔比和反应介质的pH。
酚与醛的摩尔比大于或等于1时,初始产物为一羟甲基酚,,缩聚时生成线型树脂;小于1时,生成多羟甲基酚衍生物,形成的缩聚树脂可交联固化。
反应介质的pH小于7时,生成的羟甲基酚很不稳定,易缩聚成线型树脂;pH大于7时,缩聚缓慢,有利于多羟甲基酚衍生物的生成。
生产热塑性酚醛树脂常用盐酸、磷酸、草酸作催化剂(见酸碱催化剂)使介质pH为0.5~1.5。
为避免剧烈沸腾,催化剂可分次加入。
沸腾反应时间一般为3~6h。
脱水可在常压或减压下进行,最终脱水温度为140~160℃,树脂分子量为500~900。
生产热固性酚醛树脂可用氢氧化钠、氢氧化钡、氨水和氧化锌作催化剂,沸腾反应时间1~3h,脱水温度一般不超过90℃,树脂分子量为500~1000。
强碱催化剂有利于增大树脂的羟甲基含量和与水的相溶性。
氨催化剂能直接参加树脂化反应,相同配方制得的树脂分子量较高,水溶性差。
氧化锌催化剂能制得贮存稳定性好的高邻位结构酚醛树脂。
五、应用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。
压塑粉生产模压制品的压塑粉是酚醛树脂的主要用途之一。
采用辊压法、螺旋挤出法和乳液法使树脂浸渍填料并与其他助剂混合均匀,再经粉碎过筛即可制得压塑粉。
常用木粉作填料,为制造某些高电绝缘性和耐热性制件,也用云母粉、石棉粉、石英粉等无机填料。
压塑粉可用模压、传递模塑和注射成型法制成各种塑料制品。
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。
热固性酚醛树脂压塑粉主要用于制造高电绝缘制件。
增强酚醛塑料以酚醛树脂(主要是热固性酚醛树脂)溶液或乳液浸渍各种纤维及其织物,经干燥、压制成型的各种增强塑料是重要的工业材料。
它不仅机械强度高、综合性能好,而且可进行机械加工。
以玻璃纤维、石英纤维及其织物增强的酚醛塑料主要用于制造各种制动器摩擦片和化工防腐蚀塑料;高硅氧玻璃纤维和碳纤维增强的酚醛塑料是航天工业的重要耐烧蚀材料。
酚醛涂料以松香改性的酚醛树脂、丁醇醚化的酚醛树脂以及对叔丁基酚醛树脂、对苯基酚醛树脂均与桐油、亚麻子油有良好的混溶性,是涂料工业的重要原料。
前两者用于配制低、中级油漆,后两者用于配制高级油漆。
酚醛胶热固性酚醛树脂也是胶粘剂的重要原料。
单一的酚醛树脂胶性脆,主要用于胶合板和精铸砂型的粘结。
以其他高聚物改性的酚醛树脂为基料的胶粘剂,在结构胶中占有重要地位。
其中酚醛-丁腈、酚醛-缩醛、酚醛-环氧、酚醛-环氧-缩醛、酚醛-尼龙等胶粘剂具有耐热性好、粘结强度高的特点。
酚醛-丁腈和酚醛-缩醛胶粘剂还具有抗、抗冲击、耐湿热老化等优异性能,是结构胶粘剂的优良品种。
酚醛纤维主要以热塑性线型酚醛树脂为原料,经熔融纺丝后浸于聚甲醛及盐酸的水溶液中作固化处理,得到甲醛交联的体型结构纤维。
为提高纤维强度和模量,可与5%~10%聚酰胺熔混后纺丝。
这类纤维为金黄或黄棕色纤维,强度为11.5~15.9cN/dtex,抗燃性能突出,极限氧指数为34,瞬间接触近7500℃的氧-乙炔火焰,不熔融也不延燃,具有自熄性,还能耐浓盐酸和氢氟酸,但耐硫酸、硝酸和强碱的性能较差。
主要用作防护服及耐燃织物或室装饰品,也可用作绝缘、隔热与绝热、过滤材料等,还可加工成低强度、低模量碳纤维、活性炭纤维和离子交换纤维等。