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。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平安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抗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〔国家标准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响进一步发生，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开展最快的品种之一。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泼。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、加成反响

在适当条件下，一元羟甲基苯酚继续进展加成反响，就可生成二元及多元羟甲基苯酚。

2、缩合及缩聚反响

缩合及缩聚反响，随反响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。

缩合反响不断进展的结果是缩聚形成一定分子量的酚醛树脂，由于缩聚反响具有逐步的特点，中间产物相当稳定因而能够别离而加以研究。

多年来研究分析通常认为，影响酚醛树脂的合成、构造及特性的主要因素为如下四点：

(1)原料的化学构造；

(2)酚与醛的摩尔比；

(3)反响介质的酸、碱性；

(4)生产操作方法。

怎样认识加聚反响和缩聚反响

加聚反响和缩聚反响是合成有机高分子的两种根本反响。这两种反响虽然都由单体〔小分子〕产生高聚物〔大分子〕的反响，但它们还是有着本质的区别。

加聚反响是加成聚合反响的简称，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，聚合成高聚物的反响。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，发生加成反响，使乙烯分子里的碳原子结合成为很长的键。

反响的产物是聚乙烯，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(C

2H

4

)n。

加聚反响根据参加反响的单体种类，又分为均聚反响和共聚反响。仅由一种单体发生的加聚反响叫做均聚反响，合成聚乙烯的反响就是均聚反响。由两种以上单体共同参加的聚合反响叫共聚反响。例如，合成丁苯橡胶的反响即为共聚反响。加聚反响的特点是：

〔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，都可以发生加聚反响。

〔2〕加聚反响发生在不饱和键上。

〔3〕发生加聚反响的过程中，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一样。

〔4〕加聚反响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。

缩聚反响是缩合聚合反响的简称，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〕的聚合反响。例如合成酚醛树脂的反响就是缩聚反响。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，经缩聚反响而得到。

缩聚反响根据参加反响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响称为共缩聚。如酚醛树脂的合成反响就是共缩聚，它是由苯酚和甲醛两种物质为单体的。由同种单体进展的缩聚反响称为均缩聚。如氨基酸聚合成多肽的缩聚反响就属均缩聚。

缩聚反响的特点是：

〔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响基团〔如—OH、—COOH、—NH2、—*等〕。

〔2〕缩聚反响的结果，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，加聚反响和缩聚反响的单体构造、反响机理、产物的化学组成都是截然不同的。

四、工艺开展史

1905～1909年L.H.贝克兰对酚醛树脂及其成型工艺进展了系统的研究，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。