第十四章酚醛树脂概念.ppt

第十四章 酚醛树脂及塑料;简介;1872年，德国化学家拜耳（A. Baeyer）首先发现酚和醛在酸的存在下可以缩合得到无定形棕红色的不可处理的树枝状产物，但未开展研究； 1902年，布卢默（L. Blumer）用酒石酸作催化剂，得到了第一个商业化酚醛树脂，命名为Laccain，但没有形成工业化规模； 1905~1907年，酚醛树脂创始人美国科学家巴克兰（Backeland）对酚醛树脂进行了系统而广泛的研究，于1909年提出了关于酚醛树脂“加压、加热”固化的专利，实现了酚醛树脂的实用化，有人提议将此年定为酚醛树脂元年（或合成高分子元年）。; 酚醛树脂是酚类化合物成与醛类化合物在催化剂作用下经缩聚而得到的树脂的统称。 酚类主要是苯酚、甲酚、二甲酚、间苯二酚等 … 醛类主要是甲醛、乙二醛、糠醛等。 … ;一、酚醛树脂的合成与固化;;苯酚甲醛树脂的分类;3 酚醛树脂的合成原理;a）酸法（热塑性）酚醛树脂;;;;;酸法PF最常用固化剂----六亚甲基四胺;b）碱法（热固性）酚醛树脂合成原理;;缩聚反应的终点判断与控制 不同缩聚反应阶段的产物的性质特征不同，其应用也不同，因此需要判断缩聚反应的终点，并控制反应终点。;热固性酚醛树脂的固化;;;; (3) 热固化过程 用热固性酚醛树脂制备GFRP，常采用加压热固化的工艺。 因为固化过程中不断有挥发份，水份等产生，所以采用压力/温度配套使用。最终的固化温度一般控制在175℃左右。 层压：10～12MPa；模压：30～50MPa。 ;2．酸固化;3.固化树脂的结构;热塑性酚醛树脂的固化 ;可能有两种理论(反应)使酚醛固化，普遍承认的固化反应如下： hexa + 三个二阶树脂分子→hexa上任何一个N原子连接的三个化学键可依次打开，分别与三个二阶树脂的分子键相连接 ;;2．影响固化速率的因素;酚醛树脂的性能及应用;Ⅰ型甲阶酚醛树脂苯酚与甲醛摩尔比为6:7 Ⅱ型甲阶酚醛树脂苯酚与甲醛摩尔比为5:12 ;酚醛树脂模塑料及酚醛树脂SMC;1.模塑粉的组成;;;;;;2.酸法PF模塑粉的制备与成型;3.酸法PF模塑粉的性能与应用;（3）碱法酚醛树脂与层压塑料;;层压塑料的性能与应用： 在PF层压制品中应用较多的是层压板，特点是密度小、力学强度高、电性能好、热导率低、摩擦系数小、易于机械加工。 牛皮纸及玻璃布层压板----电机及电气设备；布及木制层压板----机器制造业；石棉层压板----刹车片及离合器片；以玻纤织物为基材的PF层压板----作为结构材料使用于飞机、船舶、电气等方面。;（4）酚醛泡沫塑料;; 酚醛树脂的改性;;;;聚乙烯醇缩醛的分子结构示意图：(聚乙烯醇在酸性条件下与醛缩合而成) 结构中含有不同比例的羟基，缩醛基和乙酰基侧链 R：与醛的种类有关，若是甲醛，则R为—H 聚乙烯醇：水溶性；聚乙烯醇缩醛化：为了防止被水溶解或溶胀 ;; （2）改性结果： a．接枝共聚物的形成，使热塑性聚乙烯醇缩醛，对热固性的酚醛树脂起到增韧作用 b．降低了树脂的固化速率，因此可降低成型压力 c．但是，制品的耐热性有所降低 (3) 用途 该改性树脂常用于制备玻璃纤维增强的模压塑料，层压塑料，注射用塑料等。;2．环氧改性酚醛树脂(引进其他组分);(2) 改性原理 酚醛树脂与环氧树脂之间的反应???要有以下两种： a．酚羟基的反应：酚醛树脂中的酚羟基与环氧树脂中的环氧基——醚化反应 ;b．羟甲基的反应：酚醛树脂中的羟甲基与环氧树脂中的羟基——脱水反应，形成醚键。酚醛树脂中的羟甲基与环氧树脂中的环氧基——开环反应;;3．有机硅改性酚醛树脂;;;4．硼酚醛树脂; 硼酸酚酯：不同反应程度的硼酸酚酯的混合物。 改性结果： 树脂分子中引入了柔性较大的—B—O—键，脆性有所改善，机械强度有所提高。酚羟基中的氢被硼取代，耐水性有所提高。固化物中含硼的三向交联结构，耐烧蚀性能和耐中子性能有所提高。强极性羟基中的氢被硼取代，；邻、对位反应活性下降，固化速率降低，可降低成型压力。 因此硼酚醛树脂比普通酚