酚醛树脂的合成与应用

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酚醛树脂的合成反应方法

酚醛树脂的合成反应方法

酚醛树脂的合成反应方法酚醛树脂是一种常见的热固性树脂,具有良好的机械性能、耐热性能和耐化学性能等优点,广泛应用于粘接、涂料、复合材料等领域。

其合成反应方法主要有以下几种:1.加热缩聚法:这是合成酚醛树脂最常用的方法之一、将适量的酚和甲醛按一定比例混合后,在碱性催化剂的作用下进行加热缩聚反应。

缩聚反应会在缩聚剂之间形成酚甲醛亚胺,再进一步聚合形成酚醛树脂。

该方法反应速度快、操作简单,但在高温下易生成有害气体。

2.硝化磺化法:该方法是在加热缩聚法的基础上引入了硝酸和磺酸作为诱导剂。

加入硝酸和磺酸可以加快缩聚反应的速度并改善产物的性能。

硝化磺化法合成的酚醛树脂具有更高的强度和耐热性能,适用于一些高要求的应用。

3.环氧化酚醛树脂法:通过环氧化反应合成酚醛树脂是一种新型的方法。

在环氧化酚醛树脂反应中,酚和甲醛会先发生环氧化反应,形成环氧酚和甲醛加合物。

然后,在酸性条件下,酚和甲醛加合物会进行环化反应,生成酚醛树脂。

该方法反应条件温和,且产物具有较高的聚合度和交联度,具有优异的性能。

4.溶胀法:溶胀法是一种比较特殊的合成方法。

它首先将酚和甲醛按一定比例混合,并加入不溶于甲醛的溶剂如石油醚,形成溶液。

然后,在催化剂的作用下,将溶液中的甲醛脱氢生成甲醛醇。

甲醛醇与酚发生缩聚反应,形成酚醛树脂。

这种方法能够合成分散度很好的酚醛树脂,适用于克服其他方法中产物团聚的问题。

总的来说,酚醛树脂的合成方法各有特点,选择适合的方法要根据具体需求和条件来决定。

各种方法在合成过程中都需要控制温度、时间和催化剂的使用量,以保证合成的酚醛树脂具有理想的性能。

同时,为了提高酚醛树脂的性能,也可以通过调整酚和甲醛的比例、引入其他添加剂等手段来进行改性。

酚醛树脂

酚醛树脂

酚醛树脂1.摘要酚醛树脂是一种最经典的人工合成树脂,有近百年的使用史。

由于酚醛树脂的原料易得,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。

2.引言酚醛树脂是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,其中以苯酚和甲醛树脂为最重要。

也是世界上最早由人工合成的,至今仍很重要的高分子材料。

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。

酚醛树脂为热固性树脂,与其它热固性树脂相比,其优点有:(1)固化时不需要加入催化剂、促进剂,只需加热、加压,调整酚与醛的摩尔比与介质pH值,就可得到具有不同性能的产物。

(2)固化后密度小,机械强度、热强度高,变形倾向小,耐化学腐蚀及耐湿性高,是高绝缘材料。

3.1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。

3.2酚醛树脂的重要性能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。

酚醛树脂的制备工艺及应用10

酚醛树脂的制备工艺及应用10

摘要酚醛树脂是苯酚和甲醛的缩聚合物。

在早期工业合成塑料中就包括这一类材料。

它可由两种不同方法制备。

第一种方法是碱催化缩合,而第二种方法是酸催化缩合。

由碱催化得到的产物是甲阶酚醛树脂,而酸催化制得的产物是热塑性酚醛树脂。

酚醛树脂广泛应用于涂覆和层压制品中。

纯树脂用作结构材料太脆,但当加入各种各样的填料后就变成有用的塑料了。

酚醛树脂是世界最早人工合成和工业化生产的一类合成树脂,其原料易得,生产工艺简单,综合性能优良,应用非常广泛,因此研究酚醛树脂的制备方法,具有很高的社会意义和经济价值。

根据缩聚时所用的酸性或碱性催化剂,得到不同的最终产物。

在酸性介质中缩合时,得到可溶可熔的酚醛树脂,称为酚醛清漆(novolaks),这种产物经长时间加热也不再进一步缩合;在碱性介质中,则得到可溶可熔的含有一个或多个苯核的羟基酚,称为可溶性酚醛树脂(resols),不像酚醛清漆那样,可溶性酚醛树脂加热就转变成不溶不熔的产物(不熔性酚醛树脂,resites)。

本论文通过实验设计出制备酚醛树脂的最优方案,经过熔酚、加料、升温、恒温、降温等步骤制备出酚醛树脂,。

根据产品的外观、固含率、pH、游离醛含量、溶酸性等技术指标测定所得产品得到固含率为36.72 %,游离醛含量为11.09%的酚醛树脂。

最后介绍了酚醛树脂在生活中的应用。

关键词:苯酚;甲醛;酚醛树脂;尿素ABSTRACTPhenolic resin is the shrinkage of phenol and formaldehyde polymer. In the early industrialized synthesis including this kind of plastic materials. It consists of two different methods of preparation. The first method is alkali condensation, while the second method is to acid catalytic condensation. The product by alkali catalyst is resol, while acid catalytic system of product are thermo plastic phenolic resin. Phenolic resin is widely used in coating and laminated products. Pure resin as structure material, but when join various packing will become useful after the plastic.Phenolic resin is the earliest artificial synthesis and industrialized production of synthetic resin, its simple production technology of reactants, excellent performance, and are widely used, so the study methods of preparation, phenolic resin with high economic value and social significance.According to the polycondensation catalyst, acidic or alkaline different final product. In acidic medium condensation, soluble can melt of phenolic resin, called phenolic aldehyde varnish (novolaks), the product after long time no further condensation heat, In alkaline medium, get the melting of soluble can contain one or more of the hydroxyl phenol, benzene nuclear soluble phenolic resin resols (called), unlike phenolic aldehyde varnish, soluble phenolic resin heating is transformed into insoluble don't melt product (not melt of phenolic resin, resites).The preparation process and phenolic resin application requirements, design the optimal preparation of phenolic resin, understand the application of phenolic resin in life. After charging, phenol, melt temperature, the temperature and cooling steps were phenolic resin. According to the appearance of the product, cure rate, PH, free aldehyde content, dissolve acid as determined from product technical indexes.In this paper, the preparation of experimental design the optimal scheme of phenolic resin, after welding, feeding, temperature, the temperature and cooling steps out of phenolic resin and preparation. According to the appearance of the product, solid rate, pH, free aldehyde content, dissolve acid as determined from product technical indexes obtained solid rate for free aldehyde content36.72 %, for11.09 % of phenolic resin. Finally introduces the application of phenolic resin in life.Keywords: phenol;formaldehyde;phenolic resin;urea目录第一章概述 .............................................................................................................. - 1 -1.1酚醛树脂的特点 (1)1.2酚醛树脂及塑料的发展史 (1)1.2.1世界酚醛树脂.................................................................................................................. - 1 -1.2.2我国酚醛树脂及其塑料的发展史 ........................................................................... - 2 -第二章酚醛树脂的应用领域 .................................................................................... - 3 -2.1粉状模塑料 .. (3)2.2酚醛层压塑料 (3)2.3酚醛造型材料 (3)2.4酚醛隔热、隔音材料 (4)2.5木制品黏结剂及其他专用型黏结剂 (4)2.6耐火材料结合剂 (4)第三章酚醛树脂的制备 .......................................................................................... - 5 -3.1酚醛树脂的合成反应 (5)3.2实验室制备 (5)3.2.1酸催化苯酚-甲醛缩合.................................................................................................. - 5 -3.2.2碱催化苯酚-甲醛缩合.................................................................................................. - 6 -3.2.3尿素改性酚醛树脂........................................................................................................ - 8 -3.2.4实验总结 ........................................................................................................................... - 9 -第四章酚醛树脂技术指标测定 ............................................................................... - 10 -4.1酚醛树脂P H值的测定 (10)4.2酚醛树脂中游离醛含量的测定 (10)4.3酚醛树脂溶酸性的测定 (11)4.4酚醛树脂固化率的测定 (11)4.5技术指标结果 (11)4.6讨论 (12)参考文献:............................................................................................................. - 13 -致谢 ...................................................................................................................... - 14 -第一章概述1.1 酚醛树脂的特点酚醛树脂(Phenolic resins)是一种以酚类化合物与醛类化合物经缩聚而制得的一大类合成树脂。

酚醛树脂的合成与应用

酚醛树脂的合成与应用

酚醛树脂的合成与应用酚醛树脂是一种由酚和醛类化合物反应合成的无定形聚合物。

它广泛应用于建筑材料、绝缘材料、表面涂料、粘合剂等领域。

本文将从酚醛树脂的合成和其一些主要应用方面进行详细介绍。

一、酚醛树脂的合成1.酚醛树脂的合成一般分为两步骤:缩聚反应和固化反应。

缩聚反应是通过酸性催化剂使酚和醛类反应生成酚醛缩聚物。

常用的酚有苯酚、间甲酚等,常用的醛有甲醛、乙醛等。

缩聚反应可以选择在常压下进行,也可以通过高温高压的条件来进行。

2.固化反应是指将缩聚物在碱性催化剂的作用下进行串联反应,形成大分子聚合物结构。

常用的碱性催化剂有氢氧化钠、氢氧化钡等。

固化过程中的温度和时间可以根据所需的聚合物性能进行调节。

二、酚醛树脂的应用1.建筑材料:酚醛树脂具有较好的绝缘性能和耐热性能,广泛应用于建筑材料中,如墙砖、天花板、管道等。

它们能够提供良好的保温和隔热效果,同时具有一定的阻燃性能,能够提高建筑物的安全性。

2.绝缘材料:酚醛树脂的绝缘性能优异,可用于电气绝缘材料的制备,如绝缘管、电缆绝缘层、变压器绝缘板等。

酚醛树脂的绝缘性能在高温和高湿度条件下仍然稳定,能够有效保护电器设备的安全运行。

3.表面涂料:酚醛树脂具有良好的耐磨性和耐化学性,因此广泛应用于表面涂料中,如家具表面涂层、汽车涂料等。

它们能够提供优异的光泽度和抗划伤性,同时还能保持涂层的稳定性和耐久性。

4.粘合剂:酚醛树脂是一种优秀的粘合剂材料,具有很强的粘接强度和抗剪切性能。

它们广泛应用于家具、木质制品、纸板箱等领域,能够提供很好的粘接效果和耐久性。

5.其他应用:酚醛树脂还能够用作压制材料、模具材料、阻燃剂等。

在压制材料中,酚醛树脂能够提供良好的硬度和耐磨性,用作模具材料时,具有较低的收缩率和稳定性。

在阻燃剂中,酚醛树脂能够提高材料的阻燃性能,提高材料的安全性。

总结:酚醛树脂作为一种重要的合成材料,在建筑材料、绝缘材料、表面涂料、粘合剂等领域都有广泛的应用。

它具有优异的绝缘性能、耐热性能和耐化学性能,能够满足各种复杂环境下的要求。

乳液法酚醛树脂的合成及其在摩阻材料中的应用

乳液法酚醛树脂的合成及其在摩阻材料中的应用

在今天的文章中,我们将深入探讨乳液法酚醛树脂的合成及其在摩阻材料中的应用。

乳液法酚醛树脂作为一种重要的化学品,其合成和应用对于工业界具有重要意义。

1. 介绍乳液法酚醛树脂乳液法酚醛树脂是一种由酚和甲醛等原料合成的聚合物,具有优异的耐热性、耐磨性和化学稳定性。

乳液法合成的酚醛树脂通常具有较高的固含量和均一的颗粒分布,适用于各种工业材料的制备。

2. 合成乳液法酚醛树脂乳液法合成酚醛树脂的过程包括酚和甲醛的缩合反应、聚合反应以及乳化剂的作用。

在缩合反应中,酚和甲醛经过缩合反应形成酚醛树脂的基本骨架,而聚合反应和乳化剂的加入则能够调节酚醛树脂颗粒的大小和性质。

3. 乳液法酚醛树脂在摩阻材料中的应用乳液法酚醛树脂因其优异的耐磨性和耐热性,在摩阻材料中得到了广泛的应用。

摩阻材料通常需要具有良好的耐磨性、摩擦系数和稳定性,而乳液法酚醛树脂正是符合这些要求的材料之一。

在摩阻材料中添加乳液法酚醛树脂,能够有效提高材料的耐磨性和摩擦性能,延长材料的使用寿命。

4. 个人观点和总结在我看来,乳液法酚醛树脂作为一种重要的化学品,其合成和应用在工业领域具有重要的意义。

通过对乳液法酚醛树脂的深入了解,我们能够更好地利用这一材料的优异性能,推动摩阻材料等领域的发展。

我也希望未来能够进一步探索乳液法酚醛树脂的合成方法和应用领域,为工业界的发展贡献自己的力量。

通过本篇文章的撰写,我对乳液法酚醛树脂的合成及其在摩阻材料中的应用有了更深入的了解。

乳液法酚醛树脂作为一种重要的化学品,在工业领域具有广泛的应用前景,我相信未来会有更多的突破和创新。

感谢您的阅读!乳液法酚醛树脂是一种重要的聚合物材料,具有优异的性能和广泛的应用前景。

在工业领域,乳液法酚醛树脂被广泛应用于摩擦材料、密封材料、涂料、粘合剂等领域。

除了在摩阻材料中的应用,乳液法酚醛树脂还具有许多其他独特的特性和应用领域。

乳液法酚醛树脂在密封材料中的应用也非常广泛。

由于其优异的耐热性和耐磨性,乳液法酚醛树脂可以用于制备各种密封材料,如垫片、密封圈、密封胶等。

酚醛树脂合成全套资料

酚醛树脂合成全套资料

酚醛树脂合成全套资料酚醛树脂是一种常见的合成树脂,具有优异的性能和广泛的应用领域。

下面是一份酚醛树脂合成的全套资料,供参考。

一、酚醛树脂的概述酚醛树脂是一种由酚和醛通过缩聚反应形成的树脂,它具有优异的耐热性、耐化学性和机械性能,被广泛应用于胶粘剂、涂料、粘合剂、绝缘材料等领域。

二、酚醛树脂的合成1.原料准备:酚醛树脂的主要原料是酚和醛。

常用的酚有间甲酚、间甲酚等;常用的醛有甲醛、硫代甲醛等。

2.缩聚反应:将酚和醛按一定的摩尔比例混合,并加入一定量的缩聚催化剂(如氢氧化钠、氢氧化钾)进行缩聚反应。

反应条件一般为高温和高压,通常需要在150-200°C和10-20MPa下进行反应。

3.结晶和沉淀:将反应混合物冷却至室温,酚醛树脂会逐渐结晶和沉淀下来。

可以通过过滤或离心等方法将树脂固体分离出来。

4.清洗和干燥:将固体树脂用无水醇或其他溶剂进行清洗和去除残余的催化剂和杂质。

然后将树脂进行干燥,去除水分和溶剂。

三、酚醛树脂的性能调节酚醛树脂的性能可以通过以下几种方式进行调节:1.酚和醛的种类和摩尔比例:不同种类和比例的酚和醛会对酚醛树脂的性能产生影响。

2.缩聚反应的温度和压力:反应温度和压力的调节可以改变树脂的分子结构和分子量,从而改变其性能。

3.催化剂的种类和用量:不同种类和用量的催化剂会对缩聚反应速率和产物的性质产生影响。

4.添加剂的引入:可以通过添加填料、增塑剂、阻燃剂等添加剂来改善树脂的性能和成本效益。

四、酚醛树脂的应用领域酚醛树脂具有优异的性能和广泛的应用领域:1.胶粘剂:酚醛树脂可以作为胶粘剂用于制作家具胶合板、合成木材、胶合板等。

2.涂料:酚醛树脂可以作为涂料的主要成分,用于制作耐磨、耐腐蚀、耐高温的涂层。

3.粘合剂:酚醛树脂可以作为粘合剂用于制作复合材料、纤维增强材料等。

4.绝缘材料:酚醛树脂可以作为绝缘材料用于制作电器、电气设备的绝缘部件。

5.其他应用:酚醛树脂还可以用于制作齿轮、轴承、管道等工程塑料制品。

酚醛环氧树脂的合成工艺

酚醛环氧树脂的合成工艺

酚醛环氧树脂的合成工艺
酚醛环氧树脂是一种高性能的合成材料,具有优异的机械性能、耐热性、耐化学腐蚀性和电绝缘性能等特点,广泛应用于航空、航天、电子、汽车、建筑等领域。

本文将介绍酚醛环氧树脂的合成工艺。

酚醛环氧树脂的合成主要分为两个步骤:首先是酚醛树脂的合成,然后是环氧化反应。

酚醛树脂的合成通常采用酚和甲醛为原料,通过缩聚反应得到。

具体步骤如下:
1. 将酚和甲醛按一定比例混合,加入催化剂(如氢氧化钠)和溶剂(如水)。

2. 在一定的温度和压力下进行缩聚反应,生成酚醛树脂。

3. 对酚醛树脂进行后处理,如洗涤、干燥、研磨等,以获得所需的性能。

环氧化反应是将酚醛树脂中的酚环氧化,生成酚醛环氧树脂。

具体步骤如下:
1. 将酚醛树脂和环氧化剂(如环氧氯丙烷)按一定比例混合。

2. 在一定的温度和压力下进行环氧化反应,生成酚醛环氧树脂。

3. 对酚醛环氧树脂进行后处理,如洗涤、干燥、研磨等,以获得所
需的性能。

需要注意的是,酚醛环氧树脂的合成过程中需要控制反应条件,如温度、压力、催化剂种类和用量等,以获得所需的性能。

同时,还需要对合成产物进行严格的质量控制和检测,以确保产品质量。

酚醛环氧树脂的合成工艺是一个复杂的过程,需要掌握一定的化学知识和实验技能。

只有通过科学的合成工艺和质量控制,才能获得高性能的酚醛环氧树脂产品。

酚醛树脂及其合成

酚醛树脂及其合成

酚醛树脂及其合成
酚醛树脂是一种广泛应用于制作各种塑料和涂料的合成树脂。

酚醛树
脂的合成方法有多种,包括酚醛缩聚法和酚醛酸碱缩聚法等。

酚醛树脂的合成主要是通过酚和醛的缩聚反应生成,其最早的合成方
法是酚醛酸碱缩聚法。

首先,在碱性条件下,将酚和醛混合反应生成酚醛
酸型预聚体。

然后,在弱酸条件下,将酚醛酸型预聚体进行进一步的缩聚
反应,生成酚醛树脂。

酚醛缩聚法是另一种常用的合成方法。

在此方法中,使用酚和醛的缩
聚反应生成酚醛树脂。

这种方法的特点是操作简单,反应时间短,适用于
大量生产。

酚醛树脂的合成过程是一个复杂的化学反应链。

缩聚反应发生在活性
酚和缩聚剂的作用下。

在这个过程中,首先,活性酚作为缩聚剂的亲核试
剂与酚发生亲核取代反应。

然后,生成的活性酚与醛发生缩酮反应,形成
中间酚醛酸型预聚体。

最后,通过酚醛酸型预聚体的缩聚反应,形成酚醛
树脂。

酚醛树脂具有许多优良的性能,包括优异的机械强度、耐磨性、耐化
学性等。

它们还具有良好的耐温性能,在高温下保持较好的物理和化学性质。

因此,酚醛树脂被广泛应用于制造电器、汽车零部件、家具和建筑材
料等。

此外,酚醛树脂还可以用作涂料的成膜剂,提高涂料的附着力和耐
久性。

总之,酚醛树脂是一种重要的合成树脂,通过酚和醛的缩聚反应合成。

酚醛树脂具有许多优良的性能,并且可以广泛应用于制造塑料和涂料。


的合成方法有酚醛缩聚法和酚醛酸碱缩聚法等。

酚醛树脂的研究和应用在化学工业领域具有重要的意义。

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课程论文报告书题目:酚醛树脂的合成与应用学院:化学工程学院专业:材料化学班级:姓名:学号:2012年12 月28日摘要:本文介绍了酚醛树脂的合成的原料及其原理,并简单的阐述了酚醛树脂的应用及其以后的发展趋势关键词:酚醛树脂;合成;原理;应用;发展方向Abstract: This article introduced the phenolics synthesis raw material and the principle, and simple elaboration phenolics application and later trend of developmentkeyword: Phenolics; Synthesis; Principle; Using; Trend of development1 引言酚醛树脂是世界最早人工合成和工业化生产的一类合成树脂,其原料易得,生产工艺简单,综合性能优良,应用非常广泛,因此研究酚醛树脂的制备方法,具有很高的社会意义和经济价值。

酚醛树脂因其具有较高的力学强度,耐热性好,难燃、低毒、低发烟,可与其他多聚物共混,实现高性能化而广泛应用于航空航天、汽车、电子、机械、交通运输等国民经济各个领域。

近年来科研人员对酚醛树脂本身的脆性和力学性能进行改进,在下游产品应用新工艺,使酚醛树脂基复合材料有了更大的发展。

随着电子产业的迅速成长,高纯度及改性酚醛树脂也在半导体封装材料、印制电路基板材料和光刻胶领域发挥着越来越重要的作用。

现代酚醛泡沫反应机理和生产工艺的不断创新,使酚醛泡沫材料应用于民用建筑、采矿等新领域。

各种改性酚醛树脂作为增粘、增硬、补强材料,也不断地应用于橡胶工艺的改进之中1。

2酚醛树脂的历史20世纪50年代是酚醛树脂高速发展的阶段,新的应用领域有涂料、油漆、铸造和航空航天等,国际酚醛树脂的产量达到20万t。

上世纪80年代,酚醛树脂、新型酚醛复合材料系统应用于建筑、运输等领域。

1997年后全球经济发展的低潮期,全球酚醛树脂生产装置的开工率不足65%,但总的市场消费量仍旧维持在300万t以上。

20世纪末到21世纪初,在全球经济快速发展的带动下,汽车工业、冶金、电子消费产品迅速发展,促进了酚醛树脂在铸造、耐火材料、电工电子材料等领域的全新发展。

国外酚醛树脂的应用已涉及木材粘结、模塑料、铸造造型材料、耐火材料、轮胎橡胶、摩擦材料、磨具磨料、电子封装材料、浸渍层压材料、纤维增强复合材料、酚醛泡沫塑料等领域,应用于工业、民用、交通、建筑、采矿、石油和天然气开采、航空航天、核工业等科技范围。

全世界的酚醛树脂产量也由20世纪50年代的约20万t发展到2006年的401.5万t。

预计今后几年全球酚醛树脂行业将以7%的速度增长2。

3酚醛树脂的特点酚醛树脂是一种以酚类化合物与醛类化合物经缩聚而制得的一大类合成树脂。

所用酚类化合物主要是苯酚、其他还可以用甲酚、混合酚、壬基酚、辛基酚、二甲酚、腰果酚、芳烷基酚、双酚A或几种酚的混合物的;所用醛类化合物主要是甲醛,其他还常用多聚甲醛、糠醛、乙醛或几种醛的混合物。

生产酚醛树脂,根据所采用原料反应官能度、酚与醛的摩尔比及合成反应催化剂(反应物系PH值)的不同又分为热塑性酚醛树脂和热固性酚醛树脂两大类产品,前者在无固化剂下具有热可塑性,后者则不需固化剂也具有自固化特性(甚至于常温环境)。

酚醛树脂是被人类最早合成的一种树脂。

树脂是高分子化合物,所以酚醛树脂具有高分子化合物的基本特点,即:(1)分子量(相对分子质量)大,且呈现多分散性;(2)分子结构有多样性,在不同条件下可分别制成线型、支链型、网状结构;(3)酚醛树脂处于线型、支链型结构状态,具有可溶可熔可流动的可加工性,当转变为体型(三向网状)结构状态,就固化定型且失去可溶可熔和可加工性;(4)酚醛树脂如同所有高分子化合物一样不能被加热蒸发,过高温度只能使其裂解,甚至炭化。

综上可知,即使同一类型酚醛树脂产品,其性能也可多变的。

没有固化形成网状结构之前的酚醛树脂,其性能是不稳定的,不能作为制品来使用,它对于酚醛树脂生产企业虽然是产品,但实际却是制造各种各样有用材料或制品的中间品。

因而酚醛树脂产品的性能,必然要与其下游材料或制品的生产相适应3。

4 酚醛树脂合成原理介绍根据高分子化合物合成的基本原理,只有原料的反应官能度为2时才能形成线型大分子,而若要形成支链以及体型(网状)结构高分子,原料的官能团必须大于2。

酚醛树脂的合成原料是酚与醛。

由于醛类的反应官能度为2,所以酚的官能度就起了决定性作用。

酚醛树脂的合成反应分为两步,首先是苯酚与甲醛的加成反应,随后是缩合及缩聚反应。

即:加成反应和缩合及缩聚反应。

5酚醛树脂合成酚醛树脂合成反应分为两步,首先是苯酚与甲醛的加成反应,随后是缩合及缩聚反应。

缩聚反应是指单体间相互反应,生成高分子化合物同时生成小分子的聚合反应。

酚醛树脂是由苯酚和甲醛在催化剂条件下缩聚而成。

反应机理是苯酚羟基邻位上的两个氢原子比较活泼,与甲醛基上的氧原子结合为水分子,其余部分连接起来成为高分子化合物——酚醛树脂。

反应的方程式可以表示为:如果采用不同的催化剂,苯酚羟基对位上的氢原子也可以和甲醛进行缩聚,使分子链之间发生交联,生成体型酚醛树脂,如图:而体型酚醛树脂绝缘性很好,是用作电木的原料。

另外,以玻璃纤维作骨架,以酚醛树脂为肌肉,组合固化制成复合材料即玻璃钢。

6酚醛树脂的应用4通用酚醛树脂中的热塑性酚醛树脂(Novolacs)主要用于制造模塑粉,也用于制造层压塑料、铸造造型材料、清漆和胶黏剂等。

通常热固性酚醛树脂(Resoles)主要用于制造层压塑料、浸渍成型材料、涂料、各类用途黏结剂等,少量用于模塑粉。

高性能酚醛树脂除在上述领域中提升各种材料或制品的性能外,还开辟或扩大了许多新的应用领域,主要是用于钢铁及有色金属冶炼的耐火材料,用于航天工业的耐烧蚀材料,用于高速交通工具的摩擦制动材料,用于电子工业的电子封装材料,用于建筑及交通工具的耐燃保温泡沫材料等领域。

以下对酚醛树脂下游材料及制品以及相关应用领域分别给以简介。

6.1 粉状模塑料模塑料是由酚醛树脂粉与各种粉状填充料混配而成的一类复合材料[7],经热压成型、传递成型或塑成型可制成分别适用于各工业领域的制件及生活日用品。

生产粉状酚醛树脂塑料是酚醛树脂的一项主要用途。

树脂大多采用固体热塑性酚醛树脂,也有少量用热固性酚醛树脂者。

其性能主要随树脂类别、型号以及填料种类而异。

酚醛模塑粉在受热、受压的成型过程中发生交联反应而固化,成型品尺寸稳定,机械强度高,有较高的耐热性、电绝缘性、乃化学腐蚀性,且价格较低,所以制品应用范围广,种类繁多。

6.2酚醛层压塑料酚醛层压塑料制品通常包括层压板、层压管、层压棒以及覆铜层压板。

这些型材因电绝缘性优良,力学性能和耐热性能都较好,又易进行二次加工(锯、钻、等机加工),所以大多用于电气及电子工业,制成绝缘板、绝缘管、电容器管、电子仪器底板等,覆铜板则专用于电子线路板(印刷线路板)。

层压塑料的填充增强材料有大片纸、棉布、玻璃布,特殊需要时也有用碳纤维织物的。

树脂则多采用液态热固性酚醛树脂。

6.3酚醛造型材料属铸造需要模型,最佳造型材料是覆膜砂。

覆膜砂就是在硅砂粒表面包覆一层树脂的产物。

酚醛树脂用于覆膜砂生产已有多年历史,但近年来高性能酚醛树脂的应用才封号地满足了造型的要求,所以酚醛树脂覆膜砂是最好的、也是用量最多的铸造用造型材料。

用于生产覆膜砂的酚醛主要有两类,一类是固体粉末和液体,加入固化剂,加热而固化,用于壳型黏结剂和热芯盒树脂砂;另一类是液体,在加热或特殊催化条件下可室温固化,为自硬型树脂砂6.4酚醛隔热、隔音材料酚醛泡沫塑料是近年来产量迅速上升的一类隔热、隔音材料,其特殊优点在于耐燃、燃烧少烟,烟的毒性很低,强度高,耐化学腐蚀性高,这些特点正是以往应用较多的聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯泡沫塑料所欠缺的。

在特别强调生产、生活安全,注重环境保护等应用条件的要求下,需要隔热或隔音的场所,酚醛泡沫塑料受到重点户大量选用成为必然。

酚醛泡沫或夹层酚醛泡沫结构材料在高层建筑保温结构、文娱体育场馆装饰板、车辆厢体内壁板、化工车间及管道隔热层等领域已获得广泛应用。

6.5木制品黏结剂及其他专用型黏结剂木制品黏结剂主要用于胶木板、刨花板、纤维板和装饰板。

酚醛类木制品黏结剂比另一主要竞争品的脲醛树脂木制品黏结剂有黏结强度高、耐湿性好、含甲醛较少等优点。

在此领域消耗的酚醛树脂量占酚醛树脂总产量的很大份额,如2004年在我国的用量比为16%。

用作木制品黏结剂的酚醛树脂有水溶性、醇溶性的热固性酚醛树脂,它们大多用氨水为催化剂合成。

也有用氢氧化钡催化并经减压脱水制成的常温固化剂型酚醛树脂黏结剂用于木制品加工。

此外,环氧改性酚醛树脂、聚乙烯醇改性酚醛树脂、丁腈胶改性酚醛树脂配制的黏结剂多具有一定的专用性。

6.6耐火材料结合剂耐火材料及耐火制品(耐火砖、耐火容器等)广泛用于金属冶炼工业、水泥工业、陶瓷工业。

结合剂是生产耐火材料不可缺少的组分,它起到将耐火性物质颗粒料及粉料胶结到一起的作用,且在遭受高温后仍能起到黏结作用。

酚醛树脂用作耐火材料结合剂的优点有:胶黏性好,工艺性好;高温炭化后的残碳率高,一般达55%~70%;比传统的焦油沥青类结合剂更环保;突出的高温黏结强度。

为生产各种耐火制品,常需选用高性能酚醛树脂作为结合剂,性能指标颇为严格。

如水分含量和游离甲醛含量通常要低于3%,甚至低于1.0%;制造不同耐火材料要求数值的粘度范围严且窄;残碳率必须高于40%~45%等。

由于金属冶炼工业,尤其钢铁工业的迅猛发展,耐火材料需求大增,导致酚醛树脂在此领域应用量逐年上升,并成为高性能酚醛树脂的最主要的市场之一。

7 今后发展方向1)研制用于SMC、拉挤等高活性酚醛树脂,并开发SMC体系(包括固化、增稠系统及反应机理);2)研究玻璃纤维、碳纤维、芳纶、混杂纤维的复合技术及工艺;3)高性能酚醛树脂及其复合材料(如酚醛FRP)的开发;4)开发在建筑、交通运输、采矿等方面的应用。

8 发展现状及结构调整方向国内酚醛树脂的开发与应用也取得了一系列成果。

北京化工大学等开发了采用纳米材料增强酚醛树脂的技术;北京化工研究院等采用液态丁腈橡胶改性酚醛树脂,当丁腈橡胶的用量仅为2% 时,可使酚醛塑料的冲击强度提高1 倍;武汉科学院研制出一种以钼酚醛树脂为基体的摩擦材料,具有良好的热稳定性;河北科技大学优化酚醛泡沫塑料的配方,研制的泡沫材料耐燃、烟少、不吸湿,尤其适用于石油化工管道的保温、保冷。

近年来我国电子电气产业和汽车、炊具制造业对酚醛材料的需求强劲,国外一些酚醛厂商看好中国市场,纷纷进入中国独资办厂。

日本松下电工在上海建立了热固性树脂厂,年产酚醛树脂3500t,已于2002年投产;日本住友化学在苏州建设的6000t酚醛树脂材料厂最近已投产。

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