酚醛树脂胶粘剂(1)
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酚醛树脂胶粘剂的原料:
酚类:苯酚甲酚间苯二酚单宁
醛类:甲醛糠醛
通常用作胶粘剂的是苯酚和甲醛经缩聚反应得到的树脂
在酚醛树脂的合成中,根据原料的化学结构、酚和醛的用量(摩尔比)以及介质的PH值不同,所生成的树脂有两种类型:热塑性酚醛树脂、热固性酚醛树脂
热固性酚醛树脂用的酚脂必须含有三个官能团,因为有三个反应点,才能形成体型的结构,得到不溶(熔)的的热固性树脂;双管能团的酚不能形成体型交联结构,只能生成热塑形树脂。
不同酚类和甲醛的反应活性不同
热固性酚醛树脂的合成原理
热固性酚醛树脂是在碱性催化剂作用下苯酚与甲醛以摩尔比小于1的情况下反应制成。
由于酚羟基的影响,使酚核上的邻位和一个对位活化。
这些活性的位置当收到甲醛的进攻时生成邻位或对位的羟甲基酚。
羟甲基酚除了能与苯酚反应外,还可继续与甲醛反应而生成多羟甲基酚。
羟甲基酚与苯酚作用或相互之间发生反应生成线性结构的酚醛树脂。
酚醛树脂由甲(A)阶段向乙(B)阶段和丙(C)阶段转化后形成三维网状体型结构的化学过程称为酚醛树脂的固化。
酚醛树脂的固化主要是羟甲基的缩合反应,一般是以两种方式进行,其一是羟甲基与酚环上的活泼氢发生缩合反应生成亚甲基;另者则是羟甲基之间发生缩合反应生成来甲基醚
1、热固化
甲阶酚醛树脂含有较多量的羟甲基,加热时由于羟甲基与酚环上邻们或对位活泼氢缩合以及羟甲基本身的醚化而固化。
也就是说热固化时来甲基键和醚键同时生成并放出低分子水分当于150~1600C加热时整个固化过程约为30min。
2、碱固化
用一种或几种较弱或较强的碱性催化剂,如氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钡(Ba(OH)2)、氢氧化镁、氨水等,可使酚醛树酯固化。
碱性酚醛树脂固化属二级肥应,与羟甲基的浓度有关,游离甲醛能促进固化。
3、酸固化
酚醛树脂中加入适当的酸性固化剂如盐酸、磷酸、硫酸、对甲苯磺酸、石油磺酸、对氯苯磺酸等,可在较低的温度下固化。
酚醛树脂的固化反应须在高温(150~1800C)下进行,工业上一般控制在1700C左右。
由于固化反应过和有低分子物放出,必须施加0.3~1.5mpa的压力。
加压的目的是克服固化过程产生的挥发分(如水分、溶剂、甲醛)在胶层中产生气孔。
酚醛树脂分热塑性和热固性的,热塑性的一般用碱做固化剂,一般用的是六次甲基四胺,热固性的话用的是酸做催化剂,酚醛树脂常用的固化剂如磷酸,乙二胺。
热塑形酚醛树脂的合成原理
热塑性酚醛树脂是在酸性催化剂作用下苯酚与甲醛以摩尔比大于1的情况下反应制成。
在酸性催化剂的作用下,苯酚过量情况下,苯酚与甲醛反应生成双羟基苯甲烷的中间体,双羟基苯甲烷继续与苯酚、甲醛反应,但因为甲醛用量不足,只能生成线性热塑形酚醛树脂。