酚醛树脂性能综述

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，

脲醛，再接着是硅树脂，以及更新的基体 角度看，最重要的仍然是前三种：酚醛、 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。由苯酚和甲醛在催接着是不饱和聚酯、 从实用的 环氧和不饱 硝嚴纤堆索 O

I 环氮 ABS I 尼龙

聚醛般一醜亚眩 I

热塑果氨醴

聚苯一一酰眩

案補讽

I

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，日用品及其他工业制品。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

（204C）。，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200C以下基本是稳定的，一般可在不超过180C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。

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1000C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沱间。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。