酚醛树脂

非金属材料之酚醛树脂

作者署名：潘琦学号：1008031011 单位：合肥学院艺术设计系10级工业设计工科周杉学号：1008031012 单位：合肥学院艺术设计系10级工业设计工科

摘要：

我们这组研究的对象是酚醛树脂，本文综述了酚醛树脂系结合剂的发展状况、基本特性、合成及分类、固化机理基本应用及发展趋势等问题，并结合基本实例对其中一些问题进行了阐述。高分子材料与人类生活关系是最密切的，我们吃的各种食物，穿的各种衣物均为有机高分子材料，可以说，地球上自从有了有机体，有了生命，就有了高分子材料。通过这次课题的研究，我们对酚醛树脂有了更深层次的了解。在今后的生产生活中，我们会在产品设计方面能更好的利用该材料。

关键词：酚醛树脂热塑性酚醛树脂热固性酚醛树脂

Abstract:

Our group is defined as the study of the phenolic resin, this paper reviews the phenolic resin system bond development status, basic characteristics, synthesis and classification, the curing mechanism of the basic application and development trend, and combined with the basic instance of some of these issues is discussed. Through this topic research, we to phenolic resin have deeper understanding. In the future production and living, we will in the product design can make better use of the materials.

Keywords: phenolic resin thermoplastic phenol resin thermosetting phenolic resin

一、引言

随着钢铁工业的快速发展，与其相关的耐火材料也得到了迅猛发展，作为结合耐火骨料和粉料的结合剂在耐火材料的生产中占据了举足轻重的地位。考虑到焦油和沥青对环境的污染以及给人体带来的危害,目前,广泛采用酚醛树脂作为烧结剂。酚醛树脂由很多碳原子构成，在高温烧结时形成了强有力的碳结合特征，并和以石墨为主的各种主料结合性好、粘结力强、制品强度高，与焦油、沥青相比还具有热硬性、干燥强度大、固定碳率高等优点而作为含碳材料结合剂已在耐火材料行业，特别是定形制品中得到广泛应用。

二、酚醛树脂的定义：

酚类化合物与醛类化合物经缩聚而得到的树脂统称为酚醛树脂。其中以苯酚和甲醛缩聚而得得树脂最为重要，是目前应用最广泛得一类热固性树脂。

英文名称：phenol formaldehyde; 简称PF。

PF最初发现于1872年；但直到1910年，PF才工业化应用。

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。因选用催化剂的不同，可分为热固性和热塑性两类。

三、酚醛树脂的分类

根据所用原料成分，配比，催化剂及制造工艺不同，酚醛树脂分为三种：

(1)热固性酚醛树脂和热塑性酚醛树脂；

(2)液态酚醛树脂（可分为水溶性和醇溶性树脂）和固态酚醛树脂（有粒状，块状和粉状）；

(3)有高温固化型（固化温度130~150℃）；中温固化型（固化温度105~110℃）；常温固化型酚醛树脂（固化温度为20~30℃）。

此外还有各种改性酚醛树脂，如间苯二酸改性树脂，甲酚改性树脂，烷基酚醛树脂，密胺改性树脂，尿素改性树脂，沥青树脂和有机硅改性酚醛树脂等。

四、热塑性酚醛树脂和热固性酚醛树脂的反应条件

•热塑性酚醛树脂：甲醛：苯酚<1，酸性条件下反应：a）强酸——通用性PF树脂；b）弱酸——高邻位PF树脂。不含羟甲基，不能自固化，需要固化剂。

•热固性酚醛树脂：甲醛：苯酚>1，碱性条件下反应。含有可反应羟甲基，不需固化剂，加热就可以固化。

五、热塑性PF与热固性PF的性能比较

热塑性PF固化后得到的PF树脂热固性PF固化后得到的PF树脂拉伸强度、模量较高拉伸强度、模量较低

抗弯、抗冲击强度较低抗弯、抗冲击强度较高

耐热性较高，电性能差耐热性较差，电性能好

使用六次甲基四胺固化得到交联网络密度较大，较均匀。但体系中会残余较多的极性小分子。

通过分子上的活性羟甲基的反应交联固化得到的交联网络中缺陷较多。但体系中残余的极性小分子较少。

六、酚醛树脂的生产工艺

1-苯酚贮罐；2-甲醛贮罐；3-计量槽；4-冷凝器；5-反应釜；6-冷凝液贮罐；7-真空罐；8-树脂接受罐；9-树脂受器；10-碾碎机；11-冷却用移动盘；12-冷却输送带

七、酚醛树脂的性能特点

（1）力学性能特点

•强度和弹性模量高；

•使用温度高，长期高温使用强度保持率高；

•抗蠕变性好，尺寸稳定。

•质脆，抗冲击性能差，需加入填料改善；

•加入有机填充剂最高使用温度140oC；加入无机填料最高使用温度160oC；加入玻纤或石棉填充最高可达180oC。

（2）耐化学药品性优良

•耐有机溶剂和弱酸弱碱；

•不耐强酸、碱和强氧化剂。

（3）电绝缘性良好

⏹有较高的电阻率，但比很多热塑性塑料都低

⏹介电损耗大，不适合于高频。

⏹PF的电性能湿度影响大。

（4）其它性能

⏹PF阻燃性好，发烟量低；

⏹PF吸水率高，吸水后会导致制品膨胀，产生内应力，同时造成