酚醛树脂的固化性能(技术汇总情况)
酚醛树脂dcs工作总结
酚醛树脂dcs工作总结酚醛树脂DCS工作总结。
酚醛树脂是一种重要的工业原料,广泛应用于建筑、汽车、电子、航空航天等领域。
其中,酚醛树脂DCS(Dicyandiamide)作为一种环保型固化剂,在酚醛树脂生产中扮演着重要的角色。
在工作中,我们对酚醛树脂DCS进行了深入的研究和应用,积累了丰富的经验。
下面就对我们的工作进行总结。
首先,我们对酚醛树脂DCS的性能进行了全面的了解。
酚醛树脂DCS是一种固化剂,其主要作用是在酚醛树脂固化过程中起到催化作用,加速树脂的固化反应,提高产品的性能。
我们通过实验和分析,对酚醛树脂DCS的固化机理、固化温度、固化时间等关键参数进行了深入研究,为生产实践提供了重要的理论依据。
其次,我们对酚醛树脂DCS的应用进行了优化。
在生产过程中,我们根据不同产品的要求,对酚醛树脂DCS的添加量、固化工艺进行了调整和优化,使产品的性能得到了进一步提升。
同时,我们还对酚醛树脂DCS的质量进行了严格控制,确保产品的稳定性和可靠性。
最后,我们对酚醛树脂DCS的环保性能进行了评价。
作为一种环保型固化剂,酚醛树脂DCS在生产过程中能够减少挥发性有机物的排放,降低对环境的污染,符合现代工业的可持续发展要求。
我们在工作中不断探索和创新,努力将环保理念融入到生产实践中,为推动工业绿色发展做出了积极的贡献。
总的来说,酚醛树脂DCS作为一种重要的固化剂,在酚醛树脂生产中发挥着不可替代的作用。
通过我们的工作总结,我们对酚醛树脂DCS的性能、应用和环保性能有了更深入的了解,为今后的工作提供了重要的参考。
我们将继续努力,不断提升工作水平,为酚醛树脂DCS的研究和应用做出更大的贡献。
酚醛树脂的固化性能(技术汇总情况)
酚醛树脂的固化性能(技术汇总)(一)定义酚和醛在合成反应设备中,通过加成和适当缩聚反应所得到的树脂,通常都是分子量不高的低聚物和各种羟甲基酚的混合体系,虽然Novolaks及Resoles以如上节所述,结构上是有差异的,但从物性上它们均应为可溶及可熔。
这样的可溶、可熔性使得它们便于浸渍填充增强材料制成各种类型的塑料用于生产形态及性能多种多样的塑料制品,也便于用作黏结剂、成模剂、功能性助剂等应用于耐火材料、铸造造型材料、摩擦材料、涂料、电子封装材料等多种府用领域。
然而,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。
所以酚醛树脂的固化绝不是熔体冷却到熔点以下的一般意义上的固化,而是高分子化学概念上的由线(支)型分子交联(cure)成网状分子导致失去可溶、可熔性的固化。
酚醛树脂固化后,在获得优良物理性质的同时,又失去了可溶、可熔性,不再有可加工性。
因而其固化过程必然应在以酚醛树脂(Novolaks或Resoles)为黏结剂组成的塑料、油漆涂料及各种各样工程材料的使用或成型过程中完成。
正由于酚醛树脂的固化过程本质上是一种化学反应过程,所以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。
(二)热塑性酚醛树脂固化Novolak型树脂的结构,一般可表示为:n一般为4~12,其值大小与起始反应原料中苯酚过量多少及反应时间有关。
工业生产的此类树脂视应用领域不同而控制掌握n的大小,也就是分子量的大小。
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。
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。
酚醛树脂的合成、固化及其应用解析
酚醛树脂的合成、固化及其应用解析酚醛树脂,通常指的是由苯酚和甲醛在催化剂的作用下缩聚而成的高分子聚合物。
这类树脂是最早合成的一类热固性树脂。
依据其结构和性质,酚醛树脂可以分为不同类型,包含线性酚醛树脂、热固性酚醛树脂和油溶性酚醛树脂。
酚醛树脂具有出色的耐酸性、力学性能、耐热性能等特点,因此在制造清漆、绝缘料子、耐腐蚀涂料等领域有着广泛的应用。
其中,酚醛树脂最显著的特点之一是其出色的耐高温性。
即使在极端高温条件下,酚醛树脂仍能保持其结构的完整性和尺寸的稳定性。
另外,酚醛树脂可以溶解于乙醇、丙酮等溶剂中,具有可溶可熔性。
只有在引入交联剂,如六亚甲基四胺或聚甲醛等时,酚醛树脂才会发生固化(加热时快速固化)。
经过交联后,酚醛树脂能够防范各种化学物质的侵蚀,包含汽油、石油、醇、乙二醇以及各种碳氢化合物。
酚醛树脂是一类紧要的高分子料子,其合成和应用领域广泛。
本文将深入探讨酚醛树脂的合成固化方法、性质特点以及不同类型的应用。
酚醛树脂的合成和固化酚醛树脂的合成和固化过程遵奉并听从着体型缩聚反应的规律。
通过掌控不同的合成条件,如酚和醛的比例、催化剂类型等,可以得到两类酚醛树脂:热固性酚醛树脂和热塑性酚醛树脂。
热固性酚醛树脂热固性酚醛树脂包含了具有可进一步反应的羟甲基活性基团的树脂。
在合成过程中,假如不进行特殊的掌控,体型缩聚反应将进行到形成不熔、不溶的具有三向网络结构的固化树脂。
热固性酚醛树脂的漆膜在烘烤后相当坚硬,具有出色的防潮性、绝缘性能,适用于多种应用,如胶合层压制品。
热塑性酚醛树脂与热固性酚醛树脂不同,热塑性酚醛树脂是线性树脂,不会在合成过程中形成三向网络结构,因此需要在进一步的固化过程中加入固化剂。
这两类树脂的合成和固化原理不同,因此其分子结构也不同。
依据反应程度的不同,酚醛树脂可以分为甲阶树脂、乙阶树脂和丙阶树脂三个阶段。
甲阶树脂是合成后的树脂初级产物,可以呈现液体、半固体或固体状态,受热后能快速熔化。
环氧树脂和酚醛树脂 的固化
环氧树脂和酚醛树脂的固化
环氧树脂和酚醛树脂在固化过程中表现出不同的特点。
环氧树脂的固化是通过环氧基团的开环反应实现的。
通常需要与固化剂(例如胺类化合物或酸酐)反应来形成交联结构。
这种固化方式可以在室温下进行,也可以在加热条件下进行加速固化。
环氧树脂固化后形成的网络结构具有高强度、耐化学腐蚀和热稳定性好等优点。
酚醛树脂的固化主要是通过酚醛单体之间发生缩聚反应而实现的。
酚醛树脂固化的关键是制备酚醛预聚体(或称为酚醛树脂胶稀液),然后通过热固化或者酸催化剂的作用,使酚醛预聚体分子之间发生进一步交联反应,形成三维网状结构。
酚醛树脂固化过程需要一定的温度和时间来进行,一般情况下需要在高温条件下加速固化。
固化后的酚醛树脂具有优异的绝缘性能、耐热性、耐化学腐蚀性等优点。
总之,环氧树脂和酚醛树脂的固化过程都是通过交联反应形成网络结构,但是具体的反应条件和反应机理有所不同。
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!酚醛树脂是一种常见的热固性树脂,具有广泛的功能和应用领域。
下面将从功能、特点、工艺、应用以及配方等方面进行详细介绍,并确保字数超过1200字。
一、功能:1.优异的耐热性:酚醛树脂具有出色的耐热性能,在高温下能保持稳定性,并且能够承受高温下的长期使用。
2.良好的电性能:酚醛树脂具有良好的电绝缘性能,能够在高电压和高频率下工作,并具有较低的介电常数和介电损耗。
3.优异的机械性能:酚醛树脂具有较高的硬度、强度和刚性,具有良好的耐磨性和耐冲击性,适用于制造各种耐磨、耐冲击的工程零件。
4.优秀的耐化学性能:酚醛树脂能够抵抗酸、碱等化学物质的侵蚀,不易受腐蚀。
二、特点:1.耐候性强:酚醛树脂具有较好的耐候性,能够长期抵御紫外线、湿度等外界环境对材料的影响,不易退色和老化。
2.高强度:酚醛树脂具有较高的强度,可以制造出具有较高承载能力的零件和产品。
3.耐磨性好:酚醛树脂具有优异的耐磨性能,可以制造出具有较长寿命的耐磨件。
4.抗裂纹性:酚醛树脂含有交联结构,在受力时不易产生裂纹,具有较好的抗裂纹性能。
三、工艺:1.配料:按照配方要求,将酚醛树脂粉末与其它填料、增韧剂等进行配比。
2.反应:将配料加入反应釜中,加热并搅拌反应,将树脂粉末与填料、增韧剂等进行反应交联。
3.压制成型:将反应得到的树脂糊液注入模具中,在高温高压条件下进行压制成型。
4.固化:在一定温度条件下,树脂糊液中的酚醛树脂与填料、增韧剂等进行交联固化。
四、应用:1.电子电器领域:酚醛树脂具有优良的电绝缘性能,广泛应用于电子电器产品中的绝缘零件、绝缘包装材料等。
2.机械领域:由于酚醛树脂具有较高的硬度和强度,能够制造出各种机械零件和磨具。
3.汽车制造:酚醛树脂由于其耐热性和优良的机械性能,被广泛应用于汽车制造中的发动机零部件、离合器片等。
4.化工领域:酚醛树脂能够抵抗酸碱和其他化学物质的侵蚀,被广泛应用于管道、储罐、阀门等化工设备中。
酚醛树脂功能、特点、工艺设计、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。
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,也能保持其构造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构造稳定性。
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。
酚醛树脂的性能及改性-——吴彪
酚醛树脂的性能及改性概述酚醛树脂是一种广泛应用于工业中的合成树脂,由苯酚、甲醛和碱催化剂经聚合反应制得。
它具有以下优点:高硬度、高强度、高耐热、耐化学腐蚀性强、电绝缘性好和阻燃性好等。
性能物理性能酚醛树脂的物理性质主要取决于其交联度和与反应物的摩尔比。
通常情况下,其密度为1.41.5g/cm³95之间的岩石硬度,伸长率很小,而且容易成型。
,硬度为75机械性能酚醛树脂具有优异的机械性能,表现在下面几个方面:1.抗弯强度高:酚醛树脂的抗弯强度高达120~150MPa。
2.抗拉强度高:酚醛树脂的抗拉强度高达60~80MPa。
3.硬度高:酚醛树脂的洛氏硬度高达85~105。
耐化学性酚醛树脂具有很好的耐化学腐蚀性,它能耐受酸、碱等一般腐蚀介质,但是不能耐受氢氧化钠等高浓度腐蚀介质。
耐高温性酚醛树脂的耐高温性是其最突出的特点,可在高达150℃的高温下工作,在较低的温度下仍然具有良好的机械性能和绝缘性能。
但由于硬度高,容易发生疲劳开裂。
改性填充改性填充改性是最常用的一种改性方式,常用的填充物有玻璃纤维、炭黑、木屑、麦秸等。
通过填充物的添加和改性处理,可以减少树脂的成本,同时还能提高酚醛树脂的力学性能和耐磨损性能。
共混改性共混改性是指将两种或两种以上相互溶解或部分溶解的物质混合在一起,并加入适量的添加剂进行改性。
常用的添加剂有改性剂、助剂、稳定剂等。
共混改性的主要优点是可以改善酚醛树脂的力学性能、热稳定性和加工性,同时还可以增强其防冲击性、耐久性和环保性。
成环改性酚醛树脂的桥环长链结构存在着一定的不稳定性,容易发生水解反应,导致失效。
利用酚醛树脂包括多层的分子结构,通过成环反应可以解决其不稳定性,提高其机械性能和耐热性。
结论酚醛树脂具有很优良的性能,经过改性后可进一步提升其力学性能和稳定性。
但是,酚醛树脂在应用过程中还存在着一些问题,比如容易产生疲劳开裂和水解反应等。
因此,需要对其进行改良和优化,以提高其应用范围和性能。
酚醛树脂完全固化反应热
酚醛树脂完全固化反应热
酚醛树脂是一种常见的热固性树脂,具有优良的物理性能和化学稳定性。
在使用过程中,酚醛树脂需要经历完全固化反应,而这个过程中会释放出一定的热能。
完全固化反应是指酚醛树脂在特定条件下,通过与固化剂的化学反应,使树脂分子间形成三维网状结构,从而达到完全固化的状态。
这个过程是一个放热反应,也就是反应过程中会释放出热能。
酚醛树脂完全固化反应热的大小与多个因素有关,包括树脂的成分、固化剂的选择、固化时间和温度等。
一般来说,反应温度越高,反应速率越快,反应热也越大。
在完全固化反应中,酚醛树脂的分子间会发生交联反应,形成一种高分子网状结构。
这种网状结构具有很高的强度和硬度,能够使酚醛树脂具有良好的耐热性、耐化学腐蚀性和机械性能。
完全固化反应热的释放对于酚醛树脂的固化过程是至关重要的。
在固化过程中,如果反应热不能充分释放,可能会导致树脂的固化不完全,从而影响其性能。
因此,合理控制反应温度和固化时间是保证完全固化的关键。
酚醛树脂的完全固化反应热还会受到环境温度的影响。
在较低的温度下,反应热释放速率较慢,固化时间也相对较长。
而在较高的温
度下,反应热释放速率较快,固化时间相对较短。
因此,选择适当的固化温度对于确保完全固化反应非常重要。
酚醛树脂的完全固化反应热是影响其固化过程的重要因素之一。
合理控制反应温度和时间,确保反应热能够充分释放,是保证酚醛树脂固化完全的关键。
只有在完全固化的状态下,酚醛树脂才能发挥其优良的性能,满足各种应用需求。
碱性酚醛树脂及配套固化剂
碱性酚醛树脂及配套固化剂
产品特征:
>> 树脂和固化剂中不含有N、S、P等有害元素,可消除由上述元素引起的铸件表面渗S、渗P、渗N引起的气孔缺陷,也防止由于S、P引起的球墨铸铁球化不良的缺陷。
>> 对原砂适用性好。
碱性酚醛树脂不仅适用于酸耗值低的石英砂、锆砂、南非铬铁矿砂,也适用于各种酸耗值较高的海砂,铬铁矿砂和美橄榄石砂等。
>> 具有独特的高温特性,用碱性酚醛树脂制成的砂芯在高温浇注时具有热塑性和二次硬化特性,因此也可以防止铸件产生热裂、毛刺等缺陷。
>> 碱性酚醛树脂自硬砂有较低的发气量和较好的溃散性。
>> 碱性酚醛树脂游离甲醛含量低,仅为0.2%,使用的固化剂没有异味,劳动卫生条件好。
>> 固化性能好,起模时间可调,配以三种型号的固化剂,可以满足一年不同季节对型(芯)砂固化。
>> 在铝铜合金铸件方面,铸件所产生的气孔率大为减少;气密性得以改善,型芯溃散性好,铸件尺寸精度高,使成品率大幅度提高。
使用范围:
各种合金钢、碳钢、高锰钢、球墨铸件、铝铜合金铸件。
性能指标:
碱性酚醛树脂主要技术性能表:
配套使用的固化剂主要技术性能表:
使用方法:
工艺配比推荐配比
>> 混砂设备和工艺推荐采用高效树脂混砂机,用量较小时,宜采用间隙式碗形树脂混砂机或双搅拌强碾混砂机;用量较大时,宜采用叶片式连续混砂机。
>> 混砂工艺
原砂+固化剂→+碱性树脂→出砂
包装规格:
铁桶包装,净重200kg。
酚醛树脂注塑固化成型及流动特性的研究
酚醛树脂注塑固化成型及流动特性的研究酚醛树脂作为一种重要的热固性塑料,在众多领域都有着广泛的应用。
注塑固化成型是酚醛树脂常见的加工方式之一,而了解其流动特性对于优化成型工艺、提高制品质量具有至关重要的意义。
酚醛树脂的注塑固化成型过程是一个复杂的物理化学变化过程。
在注塑过程中,酚醛树脂熔体被注入模具型腔,随后在一定的温度和压力条件下发生固化反应,逐渐从液态转变为固态。
这个过程中,树脂的化学结构和分子量分布会对固化行为产生显著影响。
酚醛树脂的分子量及其分布对注塑固化成型有着重要作用。
分子量较低的酚醛树脂具有较低的熔体粘度,在注塑过程中更容易流动填充模具型腔,但可能会导致固化后的制品力学性能相对较弱。
相反,分子量较高的酚醛树脂熔体粘度较大,流动性能较差,但固化后的制品往往具有更好的力学性能和热稳定性。
注塑工艺参数如注塑温度、注塑压力、注塑速度和保压时间等,对酚醛树脂的固化成型效果也有着直接的影响。
较高的注塑温度可以降低树脂熔体的粘度,改善其流动性能,有助于充满复杂形状的模具型腔,但温度过高可能会导致树脂提前固化或发生热分解。
注塑压力的增加能够推动树脂熔体快速填充型腔,减少制品中的空隙和缺陷,但过高的压力可能会引起模具的磨损和制品的内应力增加。
酚醛树脂在注塑过程中的流动特性也是一个关键因素。
其流动行为不仅受到树脂本身的化学性质和分子量的影响,还与模具的结构和注塑工艺条件密切相关。
在模具设计中,合理的浇口位置和尺寸、流道形状和尺寸等都能够优化树脂的流动路径,减少流动阻力,提高填充效率和制品质量。
酚醛树脂的流动前沿通常呈现出非等温、非牛顿流体的特性。
这意味着在注塑过程中,树脂熔体的粘度会随着温度和剪切速率的变化而发生改变。
在靠近模具壁面的区域,由于温度较低和剪切速率较高,熔体粘度较大,流动速度较慢;而在型腔中心区域,温度较高且剪切速率较低,熔体粘度较小,流动速度较快。
这种不均匀的流动分布可能会导致制品内部产生残余应力、翘曲变形等缺陷。
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.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。
酚醛树脂性能研究报告
酚醛树脂性能研究报告
酚醛树脂是一种热固性树脂,具有很好的绝缘性能、耐磨性、耐化学腐蚀性和耐高温性。
在工业生产和科学研究中得到了广泛应用。
本报告主要研究了酚醛树脂的几个重要性能特点。
首先,对酚醛树脂的机械性能进行了研究。
实验结果显示,酚醛树脂具有较高的拉伸强度和模量,其力学性能优于其他常见的树脂材料。
这使得酚醛树脂在工程结构中应用广泛,能够承受较大的力和变形。
其次,对酚醛树脂的热性能进行了研究。
结果表明,酚醛树脂具有较高的热稳定性和耐高温性,其热分解温度可达到220℃以上。
这使得酚醛树脂在高温环境下能够保持较好的性能。
此外,酚醛树脂还具有优异的阻燃性能,不易燃烧,且燃烧时不会产生有毒气体。
然后,对酚醛树脂的绝缘性能进行了研究。
实验结果显示,酚醛树脂具有较高的绝缘强度和绝缘电阻,可有效阻隔电流的流动。
因此,酚醛树脂常被用作电气绝缘材料,广泛应用于电力设备和电子器件中。
最后,对酚醛树脂的耐化学腐蚀性进行了研究。
结果表明,酚醛树脂具有良好的耐酸碱性和耐溶剂性,对多数酸碱溶液和有机溶剂具有较强的抵抗能力。
这使得酚醛树脂在化工行业中得到了广泛应用。
综上所述,酚醛树脂具有优异的机械性能、热性能、绝缘性能
和耐化学腐蚀性。
这些特点使得酚醛树脂在多个领域都有重要的用途,是一种十分有价值的工程塑料。
在未来的研究中,还可以进一步探究酚醛树脂的其他性能特点和应用领域,为其在更广泛的范围内发挥作用提供更多的参考。
酚醛树脂的常温固化
酚醛树脂的常温固化酚醛树脂是一种广泛应用于工业和生活中的热固性树脂,其具有耐热、耐腐蚀、耐磨、耐燃等优良性能,因此被广泛应用于制造电器、汽车、航空航天、建筑材料等领域。
然而,酚醛树脂的热固性特性也给其生产和加工带来了一定的困难,为此,常温固化的酚醛树脂应运而生。
一、酚醛树脂的常温固化技术酚醛树脂的常温固化技术是指在常温下,通过添加一定的催化剂,使酚醛树脂固化成为一种热固性物质的技术。
常用的催化剂主要包括氨、尿素、硫酸铵等。
这些催化剂能够促进酚醛树脂中的酚和醛之间的缩合反应,从而形成三维网络结构,使酚醛树脂固化。
常温固化技术具有以下优点:1.节能环保常温固化技术不需要高温条件,可以在常温下进行,因此不需要大量的能源支持,节省了能源消耗。
同时,常温固化技术也不会产生大量的废水和废气,对环境污染小。
2.加工方便常温固化的酚醛树脂可以在室温下进行加工,无需加热,这样就可以避免加热过程中可能会产生的气泡和缩孔等问题,提高了加工效率。
3.性能优良常温固化的酚醛树脂具有较好的耐热性、耐腐蚀性、耐磨性和耐燃性等优良性能,可以满足不同领域的需求。
二、常温固化酚醛树脂的应用1.电器领域常温固化的酚醛树脂可以用于制造电器组件,如变压器、电机、继电器等。
这些组件需要具有较好的绝缘性能和耐高温性能,常温固化的酚醛树脂可以满足这些要求。
2.汽车领域汽车零部件需要具有较好的耐热性、耐磨性和耐腐蚀性能,常温固化的酚醛树脂可以用于制造汽车零部件,如制动系统、发动机零部件等。
3.建筑材料领域常温固化的酚醛树脂可以用于制造建筑材料,如地板、墙板、门窗等。
这些建筑材料需要具有较好的耐久性和耐磨性能,常温固化的酚醛树脂可以满足这些要求。
三、常温固化酚醛树脂的未来发展随着技术的不断发展,常温固化酚醛树脂的应用范围将会越来越广泛。
未来,常温固化酚醛树脂将会更加环保、节能、高效,同时也会更加适应各种不同领域的需求。
我们相信,在不久的将来,常温固化酚醛树脂将会成为一种广泛应用的热固性树脂。
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,以与更新的基体.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1.25~1.30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,日用品与其他工业制品.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分子结构上的大量极性基团,极性强是促成其对材料浸润、粘附的有利因素.当酚醛树脂复合型材料加工成型为最终制品后,其中酚醛树脂粘结剂已经转变为交联网状结构并固化,得以保证粘结界面的稳定和持久.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磨具、耐火材料,摩擦材料以与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.酚醛是普通电器行业中的首选材料.它可以经受短路,但仍能继续工作;它可能受电击炭化,但从不燃烧;甚至还能经受电弧的打击.3、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,独特的抗烧蚀性酚醛树脂交联网状结构有高达80%左右的理论含碳率,在无氧气氛下的高温热解残炭率通常在55%~75%之间.酚醛树脂在更高温度下热降解时吸收大量的热能,同时形成具有隔热作用的较高强度的炭化层,当用于航天飞行器的外部结构时,在其返回地面穿过大气之际,酚醛树脂的热降解高残炭特性就起到了独特的抗烧蚀性作用和对航天飞行器的保护作用.4、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.5、良好的阻燃性阻燃性对于建筑材料、石油化工设备和管道保温材料、交通运输工具的结构和装饰材料都是极其重要的性能.酚醛树脂制成的泡沫塑料以与酚醛树脂基复合材料在这些领域都有极高的利用价值,这是因为酚醛树脂有良好的阻燃性.大多数高分子树醋都是易燃的,需要加入阻燃剂才能达到阻燃效果.但是酚醛树脂是少有的例外,它不必添加阻燃剂可达到阻燃要求,且具有低烟释放、低烟毒性等特征,其燃烧发烟起始温度在500℃以上,而且表征发烟程度的最大消光系数为0.02.6、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,乙二醇和各种碳氢化合物.7、高弹性模量酚醛在普通塑料中具有最高的弹性模量,具有良好的电绝缘性质.它可与任何增强材料配合,可以用纸增强、布增强、玻璃纤维增强,甚至还有用芳香尼龙增强的.用石棉、金属粉增强的酚醛用于汽车的刹车片和离合器片.酚醛在机械行业中有广泛的应用,可制成任何形式的标准件如棒、板、带、片、齿轮、凸轮等.酚醛具有极高的压缩强度,高达215MPa.另一个主要用途是线路板,有一系列不同的增强材料满足不同线路板的需求.8、加工形式多样酚醛树脂的一大优点是可制成B阶〔段〕树脂.B阶树脂是尚未固化的树脂,分子链仍为线形.这使得酚醛树脂可以像热塑性树脂那样进行预浸,再进行成型加工.但是在加热加压条件下固化,就成为不熔不溶的固体.五、性能参数一些非金属材料的介电性质与电阻率胶木[酚醛树脂〔木粉填充〕]物理性能六、注塑工艺注塑比压塑和传递摸塑效率提高5~10倍,节能达50%,工人劳动强度降低.1、原料要求在料桶和喷嘴内要有很好的流动性和热稳定性,以利于冲摸和防止堵流道.技术要求拉西格流动度>200mm在80~95度保持流动时间>10min在75~85度保持流动时间>60min提高树脂流动性主要措施1添加该性剂,如增塑,DBP;释剂苯酚甲醇丙酮糠醛等;结晶水化合物CaCl2.2H2O,Ba〔OH〕2.8H2O;润滑剂底分子量聚乙烯蜡等.2颗粒料进行表面处理,在表面施加涂层.涂层为脂肪酸金属盐,芳香酸烷基酯等.提高固化速度的主要措施有1合成高邻位酚醛树脂;2在甲阶树脂中,加入有机羧酸盐或硼酸盐以加速固化.提高树脂热稳定性的措施可以添加热稳定剂如对叔丁基苯酚等.2、工艺条件为使生产正常运行,必须掌握工艺参数和严格操作规X.物料进入料筒,经过螺杆预塑和积料过程,温度由起始的40-60度升高到大致为80-85度,此时物料主要发生物理变化,黏度不断降低,注射时,由于物料在喷嘴处流速变高,剪切产生的摩擦热使温度升高,射出的熔体温度一般控制在120-130度,这时的熔体呈现最好的流动状态,并接近硬化的临界塑性状态.在工艺制定中参考上述的情况制订相应的参数.通用酚醛树脂注塑工艺参数七、注塑设备八、我国生产的树脂种类我国主要生产有210、211、2112、2116、2118与2119等牌号.211树脂是用甲酚与甲醛缩合、松香改性、甘油酯化工艺得到;2118树脂由二酚基丙烷与甲醛缩合、松香改性、季戊四醇酯化工得到;2119树脂由二甲酚与甲醛缩合、松香改性、甘油酯化工艺得到;2112与2116树脂均采用一酚醛浆配制,只是加成、酯化过程的配方不同;210树脂松香苯酚甲醛甘油一步法生产制的.各牌号的技术指标不同210 颜色<=12<鉄钴色> 酸值<=20mgKOH/g 软化点:135~150 ℃溶解度<苯1:1>:全溶211 颜色<=12<鉄钴色> 酸值<=20mgKOH/g 软化点:>=133 ℃溶解度<苯1:1>:清2112 颜色<=12<鉄钴色> 酸值<=20mgKOH/g 软化点:>=135℃溶解度<苯1:1>:清2116 颜色<=12<鉄钴色> 酸值<=18mgKOH/g 软化点:151~162 ℃溶解度<亚麻油1:1加热到240℃>:全溶2118 颜色<=12<鉄钴色> 酸值<=20mgKOH/g 软化点:157~165℃象2116全溶2119 颜色<=12<鉄钴色> 酸值<=20mgKOH/g 软化点:>=130℃九、酚醛树脂的最新发展与展望有关酚醛树脂的开发和研究工作,主要围绕着增强、阻燃、低烟以与成型适用性方面开展,向功能化、精细化发展,各国科学家部以高附加值的酚醛树脂材料为研究开发对象.不含甲醛的环保型新酚醛树脂新酚醛树脂<xylok>为高分子化合物,是由苯酚和芳烷基醚通过缩合反应而产生的,新酚醛树脂具有良好力学性能、耐热性能,广泛应用于金刚石制品、砂轮片制造等行业.新酚醛树脂粘结力强,化学稳定性好,耐热性高,硬化时收缩小,制品尺寸稳定.粘结强度比酚醛树脂提高20%以上,耐热性提高100℃以上.新酚醛树脂制品可在250℃下长期使用,制品耐湿耐碱.新酚醛树脂可做为金刚石砂轮的结合剂,使用方法为: 新酚醛树脂与酚醛树脂按1 :3混合使用,不仅提高了酚醛树脂的强度,还提高了耐热性和磨削比.如单独使用新酚醛树脂,砂轮的寿命是酚醛树脂8倍,在生产工艺上比酚醛树脂制品强度高出约30%。
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!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。
酚醛树脂的固化性能(技术汇总)
酚醛树脂的固化性能(技术汇总)(一)定义酚和醛在合成反应设备中,通过加成和适当缩聚反应所得到的树脂,通常都是分子量不高的低聚物和各种羟甲基酚的混合体系,虽然Novolaks及Resoles以如上节所述,结构上是有差异的,但从物性上它们均应为可溶及可熔。
这样的可溶、可熔性使得它们便于浸渍填充增强材料制成各种类型的塑料用于生产形态及性能多种多样的塑料制品,也便于用作黏结剂、成模剂、功能性助剂等应用于耐火材料、铸造造型材料、摩擦材料、涂料、电子封装材料等多种府用领域。
然而,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。
所以酚醛树脂的固化绝不是熔体冷却到熔点以下的一般意义上的固化,而是高分子化学概念上的由线(支)型分子交联(c ure)成网状分子导致失去可溶、可熔性的固化。
酚醛树脂固化后,在获得优良物理性质的同时,又失去了可溶、可熔性,不再有可加工性。
因而其固化过程必然应在以酚醛树脂(Novolaks或Resoles)为黏结剂组成的塑料、油漆涂料及各种各样工程材料的使用或成型过程中完成。
正由于酚醛树脂的固化过程本质上是一种化学反应过程,所以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。
(二)热塑性酚醛树脂固化Novolak型树脂的结构,一般可表示为:n一般为4~12,其值大小与起始反应原料中苯酚过量多少及反应时间有关。
工业生产的此类树脂视应用领域不同而控制掌握n的大小,也就是分子量的大小。
空气干燥型酚醛树脂
空气干燥型酚醛树脂
空气干燥型酚醛树脂是一种特殊的酚醛树脂类型,其特点是在空气中能够自然干燥固化,而无需额外的加热或其他固化条件。
这种树脂具有多种优异的性能,因此在多个领域得到广泛应用。
一、空气干燥型酚醛树脂的特性
1. 快速固化:这种树脂在暴露于空气中时,能够迅速发生化学反应并固化,大大提高了生产效率。
2. 优异的物理性能:固化后的酚醛树脂具有高强度、高硬度、耐磨、耐冲击等特性,能够满足多种应用场景的需求。
3. 良好的化学稳定性:酚醛树脂对酸、碱等化学物质具有较好的抵抗性,能够在恶劣环境下保持其性能稳定。
4. 优良的耐热性:即使在高温条件下,酚醛树脂也能保持其形状和性能,不会发生变形或分解。
二、空气干燥型酚醛树脂的应用
1. 涂料与粘合剂:由于其快速固化和优异的物理性能,空气干燥型酚醛树脂常被用作涂料和粘合剂,用于金属、木材、塑料等材料的表面涂覆和连接。
2. 摩擦材料:酚醛树脂的高硬度和耐磨性使其成为制造刹车片、离合器片等摩擦材料的理想选择。
3. 电气绝缘材料:由于其良好的化学稳定性和耐热性,酚醛树脂也被广泛用于制造电气绝缘材料,如绝缘板、绝缘管等。
三、注意事项
在使用空气干燥型酚醛树脂时,需要注意其固化过程中可能会产生的挥发物对人体和环境的影响,应确保在通风良好的环境下操作,并佩戴适当的防护设备。
同时,存储时应避免阳光直射和高温,以免影响其性能。
综上所述,空气干燥型酚醛树脂是一种性能优异、应用广泛的材料。
随着科技的进步和工艺的改进,其在更多领域的应用潜力将得到进一步挖掘。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
酚醛树脂的固化性能(技术汇总)(一)定义酚和醛在合成反应设备中,通过加成和适当缩聚反应所得到的树脂,通常都是分子量不高的低聚物和各种羟甲基酚的混合体系,虽然Novolaks及Resoles以如上节所述,结构上是有差异的,但从物性上它们均应为可溶及可熔。
这样的可溶、可熔性使得它们便于浸渍填充增强材料制成各种类型的塑料用于生产形态及性能多种多样的塑料制品,也便于用作黏结剂、成模剂、功能性助剂等应用于耐火材料、铸造造型材料、摩擦材料、涂料、电子封装材料等多种府用领域。
然而,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。
所以酚醛树脂的固化绝不是熔体冷却到熔点以下的一般意义上的固化,而是高分子化学概念上的由线(支)型分子交联(c ure)成网状分子导致失去可溶、可熔性的固化。
酚醛树脂固化后,在获得优良物理性质的同时,又失去了可溶、可熔性,不再有可加工性。
因而其固化过程必然应在以酚醛树脂(Novolaks或Resoles)为黏结剂组成的塑料、油漆涂料及各种各样工程材料的使用或成型过程中完成。
正由于酚醛树脂的固化过程本质上是一种化学反应过程,所以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。
(二)热塑性酚醛树脂固化Novolak型树脂的结构,一般可表示为:n一般为4~12,其值大小与起始反应原料中苯酚过量多少及反应时间有关。
工业生产的此类树脂视应用领域不同而控制掌握n的大小,也就是分子量的大小。
例如当竹值平均为5时,其平均分子量(Mn)约在500左右。
Novolak型树脂合成的基本条件之一是在摩尔比上,苯酚过量,甲醛不足,所以它的结构中基本不会有未反应的羟甲基存在,这样Novolaks就不可能自行发生交联反应而固化。
但是这样树脂结构中的酚核还有未反应的活化点,只要补充甲醛,在加热条件下就可进行交联反应形成网状结构并固化。
为使Novolak型树脂交联固化,最常用的固化剂是六亚甲基四胺(乌洛托品),其他还可用多聚甲醛、Resole型酚醛树脂、苯胺。
六亚甲基四胺(HMTA)是氨与甲醛的加成物,它在超过100℃下发生分解,形成二甲醇胺并释放出甲醛和氨,从而与线型酚醛树脂分子反应,发生交联。
六亚甲基四胺的受热分解可表示为:用HMTA作为Novolak固化剂的固化反应历程至今未研究清楚,不过也有一些初步的研究成果。
(1)HMTA加入到含少量游离酚(约5%)及少于1%水分的Novolak中,加热后HMTA 中任何一个氮原子上连接的三个化学键可依次打开与三个Novolak树脂分子上的活性点反应,导致它们的交联:(2)上述交联结构仅是过渡状态,在进一步的加热交联过程中,继续分解,最后有NH。
放出。
并有少量的氮保留在交联固化的树脂结构中。
(3)交联过程中可能有多种邻位(o位)和对位(p位)的中间结构,如图2-10所示。
图2-10 Novolak树脂交联过程中的各种结构中间体(4)交联固化后的Novolak,其结构与所用HMTA的比例及固化前NovoIak树脂起始结构中邻、对位(o,p位)活性点的比例有关。
(5)HMTA用量比对NovoIak交联反应和结构的影响是多方面的。
表2-6及图2-11是一些实验结果。
图2-6 HMTA用量比对Novolak交联的影响Novolak/H MTA(质量比)反应温度HMTA用量PHNovolak中活性点与HMTA中-CH2反应速度残余活性点中间体走向交联结构中X-E下密度的摩尔比含氮量94/6低低较低4.4/1较快多再反应低低80/20高高低 4.4/1较慢无保留到205℃高高图2-11六亚甲基四胺用量对酚醛图2—12水含量对线型酚醛树树脂凝胶时间的影响脂凝胶时间的影响(150℃) (150℃,10%六亚甲基四胺)(6)为获得稳定的交联结构,应保证充足的HMTA用量以及最好采用酚核邻位(o位)大量空余的起始Novolak树脂。
(7)高邻位的Novolak(酚核上空余大量对位活性点)与一般的Novolak在同HMTA反应时,有所不同,高邻位者反应温度可低约20℃,说明反应活化能较低。
(8)树脂中游离酚和水含量对凝胶时间有影响,随他们的含量降低,凝胶速度变慢,图2—12显示水分含量对凝胶时间的影响,当水分含量超过1.2 %时,影响较小。
图2—13显示游离酚对凝胶时间的影响,当酚含量超过7%~8%时,凝胶时间短。
(9)随交联反应温度上升,凝胶时间缩短,固化速度增加,如图2—14所示。
图2-13游离酚含量对线型酚醛树图2—14温度对线型酚醛脂凝胶时间的影响树脂凝胶时间的影响(150℃) (10%六亚甲基四胺)(10)用HMTA作为交联剂,Novolak的交联可划分为两个阶段:凝胶化(第一阶段)和固化(第二阶段),至凝胶化结束,树脂已很难流动,至固化阶段结束,树脂已成网状结构,不溶亦不熔。
其全过程的结构变化可示意如图2-15。
(三)热固性酚醛树脂的固化前已述及,Resoles树脂是在醛与酚摩尔比大于1,碱性催化剂(如NaOH)作用下加热反应合成的,其结构在A(甲)阶段主要是一元、二元及三元羟甲基酚的混合物,有时也含有一定量的二聚体,它实际是缩聚控制在一定程度内的活性中间产物,因此很容易在适当条件下继续进行反应而凝胶化,甚至交联固化成网状结构大分子。
虽然常温下和在pH大于7的碱性条件下也可以使Resole化,但大多数场合为了加速其固化而需要适当加热和改变为酸性条件。
Resoles固化机理相当复杂,至今仍不完全清楚,比较一致的观点是主要由羟甲基酚之间的下列反应的不断发生导致Resoles先实现凝胶化,进而交联固化。
上面这(1)、(2)两种反应有下列几点不同:即反应(1)是酚核上的羟甲基与另一羟甲基酚的酚核上的氢脱去一分子水而形成-CH2一桥,而反应(2)是两个羟甲基酚上的羟甲基之间脱去一分子水而形成-CH2-0-CH2一桥;另外,反应(1)生成亚甲基键的活化能较低,为57. 4kJ/mol,而反应(2)生成醚键的活化热较高,约为114.7kJ/mol。
固化反应除以上反应外还可发生其他类型的反应,例如酚羟基与羟甲基的缩合:Resole树脂在低于170℃固化时,在酚核间主要形成亚甲基键及醚键,其中亚甲基键是酚醛树脂固化时形成的最稳定和最重要的化学键。
酸和碱都是有效的亚甲基键形成的催化剂,在酸性条件下、中等温度下的固化速率正比于氢离子浓度;强碱条件下,在反应的早期,当pH超过一定的值后,固化速率与碱的浓度无关。
在固化过程中形成的醚键既可以是固化结构中的最终产物,也可以是过渡的产物。
酚醇在中性条件下加热(低于160℃)很易形成二苄基醚,然而超过160℃,二苄基醚易分解成亚甲基键,并逸出甲醛:同时在酚醇分子中取代基的大小与性质对醚键的形成也有很大的影响,如表2-7所示。
表2-7酚醇的对位取代基对醚键形成的影响对代取代基出水温度/℃出甲醛温度/℃温度差/℃对代取代基出水温度/℃出甲醛温度/℃温度差/℃甲基乙基丙基135130130145150155102025叔丁基苯基环己基110125130140170180304550正丁基13015020苄基12517045综上,Resole树脂在固化过程中,通常认为亚甲基键和醚链同时生成,两者在固化结构中的比例是与树脂中羟甲基的数目、体系的酸碱性、固化温度和酚环上活泼氢的多少有关。
若固化温度低于160℃,对由于取代酚形成的A阶树脂,生成二苄基醚是非常重要的反应,对于三官能度酚合成的树脂,这一反应也可发生,但重要性较小,如果树脂呈碱性,主要生成亚甲基键。
在酸性条件下,亚甲基键与醚键同时生成,在强酸性条件下主要生成亚甲基键。
在较高温度下(超过170℃),二苄基醚不稳定,可进一步反应。
然而,亚甲基键在低于树脂的完全分解温度时非常稳定,并不断裂。
在中性条件下,从三官能度酚合成的A阶树脂的固化结构中,亚甲基键是主要的连接形式。
此外还生成亚甲基苯醌和它们的聚合物以及氧化-还原产物。
固化过程中产生的4-亚甲基-2,5-环己二烯-1-酮或6-亚甲基-2,4-环己二烯-1-酮具有如下结构:这些化合物可进一步反应,既可与不饱和键进行Diels-Alder反应,也可与羟甲基苯酚发生氧化还原反应,生成醛产物:Resoles树脂中添加酸使之固化的反应,在许多方面都与Novolak酚醛树脂合成过程中的反应类似,它们的主要区别在Resole树脂的酸固化过程中醛相对酚有较高的比例,以及当酸添加时醛以化学结合至树脂分子结构之中。
因此,其酸固化时的主要反应是在树脂分子间形成亚甲基键。
然而,若酸的用量较少、固化温度较低以及树脂分子中的羟甲基含量较高时,二苄基醚也可形成。
Resoles酚醛树脂酸固化时的另一特点是反应剧烈,并放出大量的热,酚与醛在酸催化下缩聚反应的高度放热对制备自发泡的酚醛树脂极为有用。
反应放热也使树脂温度升高,又加速了固化反应。
Resole型酚醛树脂的固化过程最好在较低的pH值下进行。
已经发现对各类型的Resol e树脂而言,最稳定的pH值范围与树脂合成时所用酚的类型和固化温度有关。
间苯二酚类型的树脂最稳定的pH值为3,而苯酚类型的树脂最稳定的pH值约为4左右。
显然,在p H值低于3时固化反应由氢离子催化,而在较高的pH值时(约从5开始),固化过程由氢氧根离子催化。
影响Resole型树脂固化速率的另一些因素如下。
(1)树脂合成时的酚醛投料比一阶热固性树脂在固化时的反应速度与合成树脂时的甲醛投料量有关,即甲醛含量增加,树脂的凝胶时间缩短(图2-16)。
图2-16在150℃合成一阶固体树脂时开始甲醛/苯酚的摩尔比对反应性的影响(2)酸碱性Resole型树脂的热固性能受体系酸、碱性的影响很大。
当固化体系的pH=4时为中性点,固化反应极慢,增加碱性导致快速凝胶,增加酸性导致极快的凝胶。
(3)温度随固化温度升高,A阶树脂的凝胶时间明显缩短,每增加10℃,凝胶时间缩短一半。
实用标准文案精彩文档。