❶ 酚醛樹脂的結構式
酚醛樹脂
酚醛樹脂是指酚與醛在酸性或鹼性催化劑存在下縮聚而成的樹脂性聚合物的總稱。通常指的是從苯酚或其同系物 (如甲酚、二甲酚等) 與甲醛縮合得到的樹脂。按所用原料的種類和配比以及催化劑類型的不同,可分為熱塑性和熱固性兩類樹脂。熱塑性酚醛樹脂,是線性樹脂,受熱時僅熔化,而不能變為不溶不熔狀態,但加入固化劑 (如六次甲基四胺) 後則能轉變為熱固性。它以二官能或三官能酚為原料,在酸性溶液中和酚的摩爾用量大於醛的摩爾用量時生成的。熱固性酚醛樹脂是高度網狀聚合物,受熱時變為不溶不熔狀態。它以三官能的酚為原料,在鹼性溶液中和醛過量的情況下生成的。酚醛樹脂耐熱、耐酸和耐鹼。用以制粘合劑、塗料、耐酸膠泥和酚醛塑料等。
【產品特性】
酚醛樹脂制備所用的酚有苯酚、甲酚、二甲酚、間苯二酚,常用苯酚; 醛類則有甲醛、糠醛等。以苯酚一甲醛樹脂最為重要。根據催化劑的酸鹼性以及酚與醛的配比不同,所得產物的結構、性能有很大差異,因而使用方法也不同。如採用酸性催化劑,且酚過量,得到的是可溶可熔的線型酚醛樹脂,用以製造酚醛模塑粉(俗稱電木粉)。配製模塑粉時必須加入適量填充劑、潤滑劑、著色劑、固化劑,此為二步法。如用鹼性催化劑,且甲醛過量,控制分子量為300~700,可獲得溶於有機溶劑的樹脂,使用時不必添加固化劑,只要加熱即可轉變為熱固性塑料,所以稱為一步法。酚醛層壓樹脂、粘合樹脂、鑄型樹脂都由一步法製得。
酚醛樹脂是熱固性樹脂的最大品種,與其他熱固性樹脂相比,酚醛樹脂的優點: ①固化時不需要加入催化劑、促進劑,只需加熱、加壓。② 固化後密度比聚酯樹脂小,機械強度、耐化學腐蝕及耐濕性良好。③熱強度高,變形傾向小。缺點是: 脆性大,顏色深,固化速度慢,貯存期短,加工成型壓力高。
❷ 電木的酚醛樹脂
酚類和醛類的縮聚產物通稱為酚醛樹脂,一般常指由苯酚和甲醛經縮聚反應而得的合成樹脂,它是最早合成的一類熱固性樹脂。
酚醛樹脂雖然是最老的一類熱固性樹脂,但由於它原料易得,合成方便,以及酚醛樹脂具有良好的機械強度和耐熱性能,尤其具有突出的瞬時耐高溫燒蝕性能,而且樹脂本身又有廣泛改性的餘地,所以酚醛樹脂仍廣泛用於製造玻璃纖維增強塑料、碳纖維增強塑料等復合材料。酚醛樹脂復合材料尤其在宇航工業方面(空間飛行器、火箭、導彈等)作為瞬時耐高溫和燒蝕的結構材料有著非常重要的用途。
酚醛樹脂的合成和固化過程完全遵循體型縮聚反應的規律。控制不同的合成條件(如酚和醛的比例,所用催化劑的類型等),可以得到兩類不同的酚醛樹脂:一類稱為熱固性酚醛樹脂,它是一種含有可進一步反應的羥甲基活性基團的樹脂,如果合成時不加控制,則會使體型縮聚反應一直進行至形成不熔、不溶的具有三向網路結構的固化樹脂,因此這類樹脂又稱為一階樹脂;另一類稱為熱塑性酚醛樹脂,它是線型樹脂,在合成過程中不會形成三向網路結構,在進一步的固化過程中必須加入固化劑,這類樹脂又稱為二階樹脂。這兩類樹脂的合成和固化原理並不相同,樹脂的分子結構也不同。
改性酚醛樹脂
酚醛樹脂改性的目的主要是改進它脆性或其它物理性能,提高它對纖維增強材料的粘結性能並改善復合材料的成型工藝條件等。改性一般通過下列途徑:
①封鎖酚羥基。酚醛樹脂的酚羥基在樹脂製造過程中一般不參加化學反應。在樹脂分子鏈中留下的酚羥基容易吸水,使固化製品的電性能、耐鹼性和力學性能下降。同時酚羥基易在熱或紫外光作用下生成醌或其它結構,造成顏色的不均勻變化。
②引進其它組分。引進與酚醛樹脂發生化學反應或與它相容性較好的組分,分隔或包圍羥基,從而達到改變固化速度,降低吸水性的目的。引進其它的高分子組分,則可兼具兩種高分子材料的優點。
1、聚乙烯醇縮醛改性酚醛樹脂 工業上應用得最多的是用聚乙烯醇縮醛改性酚醛樹脂,它可提高樹脂對玻璃纖維的粘結力,改善酚醛樹脂的脆性,增加復合材料的力學強度,降低固化速率從而有利於降低成型壓力。用作改性的酚醛樹脂通常是用氨水或氧化鎂作催化劑合成的苯酚甲醛樹脂。用作改性的聚乙烯醇縮醛是一個含有不同比例的羥基、縮醛基及乙醯基側鏈的高聚物,其性質取決於:①聚乙烯醇縮醛的分子量;②聚乙烯醇縮醛分子鏈中羥基、乙醯基和縮醛基的相對含量;③所用醛的化學結構。由於聚乙烯醇縮醛的加入,使樹脂混合物中酚醛樹脂的濃度相應降低,減慢了樹脂的固化速率,使低壓成型成為可能,但製品的耐熱性有所降低。
2、聚醯胺改性酚醛樹脂 經聚醯胺改性的酚醛樹脂提高了酚醛樹脂的沖擊韌性和粘結性,並改善了樹脂的流動性,仍保持酚醛樹脂優點。用作改性的聚醯胺是一類羥甲基聚醯胺,利用羥甲基或活潑氫在合成樹脂過程中或在樹脂固化過程中發生反應形成化學鍵而達到改性的目的。
3、環氧改性酚醛樹脂 用40%的一階熱固性酚醛樹脂和60%的二酚基丙烷型環氧樹脂混合物製成的復合材料可以兼具兩種樹脂的優點,改善它們各自的缺點,從而達到改性的目的。這種混合物具有環氧樹脂優良的粘結性,改進了酚醛樹脂的脆性,同時具有酚醛樹脂優良的耐熱性,改進了環氧樹脂耐熱性較差的缺點。這種改性是通過酚醛樹脂中的羥甲基與環氧樹脂中的羥基及環氧基進行化學反應,以及酚醛樹脂中的酚羥基與環氧樹脂中的環氧基進行化學反應,最後交聯成復雜的體型結構來達到的。
4、有機硅改性酚醛樹脂 有機硅樹脂具有優良的耐熱性和耐潮性。可以通過使用有機硅單體線性酚醛樹脂中的酚羥基或羥甲基發生反應來改進酚醛樹脂的耐熱性和耐水性。
採用不同的有機硅單體或其混合單體與酚醛樹脂改性,可得不同性能的改性酚醋樹脂,具有廣泛的選擇性。用有機硅改性酚醛樹脂制備的復合材料可在200~260℃下工作應用相當時間,並可作為瞬時耐高溫材料,用作火箭、導彈等燒蝕材料。
5、硼改性酚醛樹脂 由於在酚醛樹脂的分子結構中引入了無機的硼元素,硼酚醛樹脂比酚醛樹脂的耐熱性,瞬時耐高溫性能和力學性能更為優良。硼改性酚醛樹脂的耐熱性、瞬時耐高溫性、耐燒蝕性比普通酚醛樹脂好得多。它們多用於火箭、導彈和空間飛行器等空間技術領域作為優良的耐燒蝕材料。
6、二甲苯改性酚醛樹脂 二甲苯改性酚醛樹脂是在酚醛樹脂的分子結構中引入疏水性結構的二甲苯環,由此改性後的酚醛樹脂的耐水性、耐鹼性、耐熱性及電絕緣性能得到改善。
7、二苯醚甲醛樹脂 二苯醚甲醛樹脂是用二苯醚代替苯酚和甲醛縮聚而成的,二苯醚甲醛樹脂的玻璃纖維增強復合材料具有優良的耐熱性能,可用作H級絕緣材料,它還具有良好的耐輻射性能,吸濕性也很低。
❸ 酚醛樹脂膠粘劑的作用是什麼
以酚類與醛類在一定條件下反應的聚合物為主體材料的膠粘劑。酚類物質主要是苯酚,還包括甲酚、二甲酚、特丁基酚和苯基苯酚等;醛類物質主要是甲醛,有時也包括間苯二酚和糠醛。酚醛樹脂的正式名稱是苯酚—甲醛樹脂,其平均分子量不大。有水溶性、醇溶性、油溶性和乳液等幾種。一般呈液態,也有粉狀固態的。
酚醛樹脂是第一個人工合成的樹脂。1872年拜耳(A.von Bayer)發現苯酚與甲醛在酸催化下能生成樹脂。1883年邁克爾(A.Michael)報告鹼亦可催化得樹脂。1907年貝克蘭(L.H.Baekeland)獲得熱壓工藝專利,推動了酚醛樹脂的應用。1909年酚醛樹脂用作木材塗料。1910年酚醛紙質層壓板製成。1915年有了酚醛纖維板的專利。此後,酚醛樹脂的理論研究和實際應用都得到了很大發展。
反應機理
苯酚與甲醛的反應,由於催化劑的不同和反應體系pH值的高低,反應有下列類型:
強酸催化
甲醛的水溶液是平衡體系,內含甲醛單體和甲醛水化物甲二醇的縮合物。在酸性溶液里,甲二醇第一步生成羥基甲叉陽碳離子,然後與苯酚反應,生成羥甲基酚,這一步反應緩慢。在酸性條件下,生成的羥甲基酚很快與另一個苯酚分子作用,就開始縮合反應,分子鏈逐步加長為線性樹脂,所以強酸催化的苯酚—甲醛反應相當激烈。方程式如下:
❹ 酚醛樹脂的製取和性質
1、熱塑性酚醛樹脂。採用甲醛和苯酚,在酸性條件下反應(PH小於3),生成線性酚醛樹脂;
2、熱固性酚醛樹脂。採用甲醛和苯酚,在鹼性條件下反應,常用催化劑有氫氧化鈉、氨水、氫氧化鋇等,固化後生成體形酚醛樹脂。
性質:
主要用於生產壓塑粉、層壓塑料;製造清漆或絕緣、耐腐蝕塗料;製造日用品、裝飾品;製造隔音、隔熱材料等。它是由苯酚和甲醛在催化劑和一定溫度等條件下縮聚、經中和、終止反應而製成的樹脂。因選用催化劑的不同,可分為熱固性和熱塑性兩類。酚醛樹脂具有良好的力學性能、耐熱性能,廣泛應用於防腐蝕工程、膠粘劑、阻燃材料、砂輪片製造等行業。
圖1:酚醛樹脂結構示意圖
C6H5O-CH2(C6H4O-CH2-)nC6H5O
❺ 酚醛樹脂:固化劑
多年前我生產酚醛樹脂玻璃纖維模壓料。是熱固性酚醛樹脂,使用的固化劑是六次甲基四胺。現在資料不在身邊,不能說出具體數據。如有需要可以繼續討論,其他方式也可以。 你是用酚醛樹脂做發泡材料,應該說熱固性的。反應到終點粘度大增加溶劑用量,發泡劑用量也適當調一下。
❻ 線性和體型酚醛樹脂在制備方法的差別
線性和體型酚醛樹脂在制備方法的差別:酚醛樹脂是由苯酚、甲醛經聚合縮聚而成。甲階酚醛樹脂的聚合度比較低,一般都是些二聚體,三聚體,是分子量比較低的高分子。根據不同的使用要求,可以控制進而反應變成乙階、丙階。
線性酚醛樹脂是相對於體型而言,苯酚甲醛合成初期有臨、間、對三個活潑位,用催化劑可以控制只在其中一位進行合成,進而在合成的位置上縮聚就形成線性酚醛樹脂。
制備方法
酚酚醛樹脂是由苯酚和甲醛聚合得到。在強鹼催化作用下,聚合產物為甲階酚醛樹脂,甲醛與苯酚摩爾比為1.2~3.0:1。甲醛用36~50%的水溶液,催化劑為1~5%的NaOH或Ca(OH)2,在80~95℃加熱反應3h就得到預聚物。為了防止反應過頭和凝膠化,要真空快速脫水。預聚物為固體或液體,分子為一般500~5000,呈微酸性,其水溶性與分子量和組成有關。
❼ 製造酚醛樹脂的化學反應方程式是什麼啊
是苯酚負離子,O上的負電荷共軛到苯環上,在O的鄰位形成碳負離子進攻甲醛的碳專原子,因為羰基中O的電負性很屬強,導致碳顯正性;
溶液中的H+在與之前甲醛上的已形成的羥基中的O結合,然後另外一個苯酚的鄰位又有碳負離子了,進攻甲醛的C,然後甲醛上的H2O脫掉,重復以上過程,形成酚醛樹脂;
產物為;-[-苯酚-CH2-]-n
❽ 線型酚醛樹脂的介紹
英文名:linear phenolic resin也稱線性酚醛樹脂。沒有添加固化笑扮劑攔升旁時,能夠溶解於有機溶劑,加熱能夠熔融,且長期加熱也不會固化。在加入固化劑如六亞甲基四胺(也簡橡稱烏洛托品)後才可固化,成為不溶不融的固化樹脂1。