改性酚醛树脂途径有几何?

来源:    日期:2015-12-18    浏览次数4331

酚类和醛类的缩聚产物,通称为酚醛树脂,一般常指由苯酚和甲醛经缩聚反应,而得的合成树脂——它是最早合成的一类热固性树脂。据中国酚醛树脂网专家介绍,酚醛树脂虽然是最老的一类热固性树脂,但由于它原料易得、合成方便,以及酚醛树脂具有良好的机械强度和耐热性能,尤其具有突出的瞬时耐高温烧蚀性能,而且树脂本身又有广泛改性的余地,所以目前酚醛树脂仍广泛用于,制造玻璃纤维增强塑料、碳纤维增强塑料等复合材料。酚醛树脂复合材料尤其在宇航工业方面(空间飞行器、火箭、导弹等),作为瞬时耐高温和烧蚀的结构材料有着非常重要的用途。酚醛树脂的合成和固化过程,完全遵循体型缩聚反应的规律。控制不同的合成条件(如酚和醛的比例,所用催化剂的类型等),可以得到2类不同的酚醛树脂:一类称为热固性酚醛树脂,它是一种含有可进一步反应的羟甲基活性基团的树脂,如果合成瓜不加控制,则会使体型缩聚反应一直进行至形成不熔、不溶的具有三向网络结构的固化树脂,因此这类树脂又称为一阶树脂;另一类称为热塑性酚醛树脂,它是线型树脂,在合成过程中不会形成三向网络结构,在进一步的固化过程中必须加入固化剂,这类树脂又称为二阶树脂。这两类树脂的合成和固化原理并不相同,树脂的分子结构也不同。酚醛树脂改性的目的主要是:改进它脆性或其它物理性能,提高它对纤维增强材料的粘结性能,并改善复合材料的成型工艺条件等。 

酚醛树脂的改性过程、目标,一般通过哪些途径实现?据中国酚醛树脂网专家介绍,具体主要有有:一是封锁酚羟基,酚醛树脂的酚羟基在树脂制造过程中,一般不参加化学反应,在树脂分子链中留下的酚羟基容易吸水,使固化制品的电性能、耐碱性和力学性能下降,同时酚羟基易在热或紫外光作用下,生成醌或其它结构,造成颜色的不均匀变化;二是引进其它组分,引进与酚醛树脂发生化学反应,或与它相容性较好的组分,分隔或包围羟基从而达到改变固化速度,降低吸水性的目的,引进其它的高分子组分,则可兼具2种高分子材料的优点。首先是聚乙烯醇缩醛改性酚醛树脂――工业上应用得最多的是,用聚乙烯醇缩醛改性酚醛树脂,它可提高树脂对玻璃纤维的粘结力,改善酚醛树脂的脆性,增加复合材料的力学强度,降低固化速率从而有利于降低成型压力。用作改性的酚醛树脂通常是用氨水,或氧化镁作催化剂合成的苯酚甲醛树脂;用作改性的聚乙烯醇缩醛是,一个含有不同比例的羟基、缩醛基及乙酰基侧链的高聚物,据中国酚醛树脂网专家介绍,其性质取决于:聚乙烯醇缩醛的分子量;聚乙烯醇缩醛分子链中羟基、乙酰基和缩醛基的相对含量;所用醛的化学结构。由于聚乙烯醇缩醛的加入,使树脂混合物中酚醛树脂的浓度相应降低,减慢了树脂的固化速率,使低压成型成为可能,但是制品的耐热性有所降低。 

改进目的主要包括改善脆性或其它物理性能,提高它对纤维增强材料的粘结性能,并改善复合材料的成型工艺条件等。这方面改性其次是聚酰胺改性酚醛树脂。经聚酰胺改性的酚醛树脂,提高了酚醛树脂的冲击韧性和粘结性,并改善了树脂的流动性、仍保持酚醛树脂优点,用作改性的聚酰胺是一类羟甲基聚酰胺,利用羟甲基或活泼氢在合成树脂过程中,或在树脂固化过程中发生反应形成化学键而达到改性的目的。据中国酚醛树脂网专家介绍,其次是环氧改性酚醛树脂,用40%的一阶热固性酚醛树脂,和60%的二酚基丙烷型环氧树脂混合物,制成的复合材料可以兼具两种树脂的优点,改善它们各自的缺点,从而达到改性的目的;这种混合物具有环氧树脂优良的粘结性,改进了酚醛树脂的脆性,同时具有酚醛树脂优良的耐热性,改进了环氧树脂耐热性较差的缺点。这种改性是通过酚醛树脂中的羟甲基,与环氧树脂中的羟基及环氧基进行化学反应,以及酚醛树脂中的酚羟基,与环氧树脂中的环氧基进行化学反应,最后交联成复杂的体型结构来达到的。最后是有机硅改性酚醛树脂,有机硅树脂具有优良的耐热性和耐潮性,可以通过使用有机硅单体线性酚醛树脂中的酚羟基,或羟甲基发生反应来改进酚醛树脂的耐热性和耐水性。采用不同的有机硅单体或其混合单体与酚醛树脂改性,可得不同性能的改性酚醋树脂,具有广泛的选择性。

用有机硅改性酚醛树脂制备的复合材料,可在200~260℃下工作应用相当时间,并可作为瞬时耐高温材料,用作火箭、导弹等烧蚀材料。另外还有硼改性酚醛树脂。酚醛树脂虽然是最老的一类热固性树脂,但由于它原料易得、合成方便,以及良好的机械强度和耐热性能,尤其具有突出的瞬时耐高温烧蚀性能,而且本身又有广泛改性的余地,所以目前酚醛树脂仍广泛用,而改性则使它适应能力更强。据中国酚醛树脂网专家介绍,由于在酚醛树脂的分子结构中,引入了无机的硼元素,硼酚醛树脂比酚醛树脂的耐热性,瞬时耐高温性能和力学性能更为优良;硼改性酚醛树脂的耐热性、瞬时耐高温性、耐烧蚀性,从而比普通酚醛树脂好得多,它们多用于火箭、导弹,和空间飞行器等空间技术领域,以作为优良的耐烧蚀材料。据中国酚醛树脂网专家介绍,其它还有:二甲苯改性酚醛树脂,二甲苯改性酚醛树脂是在酚醛树脂的分子结构中,引入疏水性结构的二甲苯环,由此改性后的酚醛树脂的耐水性、耐碱性、耐热,及电绝缘性能得到改善;二苯醚甲醛树脂,二苯醚甲醛树脂是用二苯醚代替苯酚和甲醛缩聚而成的,二苯醚甲醛树脂的玻璃纤维增强复合材料具有优良的耐热性能,可用作H级绝缘材料,它还具有良好的耐辐射性能,吸湿性也很低。