A. 呋喃樹脂的固化
呋喃樹脂的固化過程十分復雜。目前認為,呋喃樹脂的固化是由於呋喃環中的共軛雙鍵打開而交聯形成體型結構所致。此外,呋喃樹脂的側鏈中的其它活性基團在固化過程中可能也參與交聯反應。
實際上,呋喃樹脂的固化劑都是酸性物質。一般酚醛樹脂的固化劑也可作呋喃樹脂的固化劑,例如:苯磺醯氯、對甲苯磺醯氯、硫酸乙酯、磷酸和對甲苯磺酸等。與酚醛樹脂不同的是呋喃樹脂對固化劑的酸度要求更高,例如呋喃樹脂適用的硫酸乙酯的配比是:98%的硫酸:無水乙醇=2:1。上述化合物作為呋喃樹脂的固化劑的一個嚴重的缺點是樹脂與固化劑反應的放熱量大,配製後的適用期短,操作不便,且固化反應激烈,放出較多水分易形成氣泡,使固化後的製品抗滲性變差、脆性增大,因此要採用玻璃纖維增強就有困難。
目前,已開發了新型的呋喃樹脂固化劑,基本上解決了上述問題。這不但使呋喃樹脂能與環氧樹脂和不飽和聚酯樹脂一樣。可用來製作玻璃鋼,而且又改善了呋喃樹脂製品的力學性能。一般這些固化劑均和各廠生產的呋喃樹脂配套使用,或與填料混合在一起出售。
盡管新型固化劑改善了呋喃樹脂的固化工藝性能,但與環氧樹脂和不飽和聚酯樹脂相比,呋喃樹脂的固化工藝仍是比較差的,如凝膠時間較長,完全固化所需的時間更長,這給要在室溫下較快速固化帶來了困難。有時,為保證製品質量,不得不使製品在低於100°C。
B. 呋喃樹脂塗料的簡介
呋喃樹脂為棕紅色、琥珀色粘稠液體,微溶於水,易溶於酯、酮等有機溶劑,是鑄造工業理想的砂(型)芯粘結劑。其特點是砂(型)芯精度好、強度高、氣味小、抗吸濕、潰散性好及砂可回收再用等優點。 由糠醛或糠醇本身進行均聚或與其它單體進行共縮聚而得到的縮聚產物,習慣上稱為呋喃樹脂。這類樹脂的品種很多,其中以糠醛苯酚樹脂、糠醛丙酮樹脂及糠醇樹脂較為重要。 (1)糠醛苯酚樹脂。糠醛可與苯酚縮聚生成二階熱固生樹脂,縮聚反應一般用鹼性催化劑。常用的鹼性催化劑有氫氧化鈉、碳酸鉀或基它鹼土金屬的氫氧化物。糠醛苯酚樹脂的主要特點是在給定的固化速度時有較長的流動時間,這一工藝性能使它適宜用作模塑料。用糠醛苯酚樹脂制備的壓塑粉特別適於壓制形狀比較復雜或較大的製品。模壓製品的耐熱性比酚醛樹脂好,使用溫度可以提高10~20℃,尺寸穩定性、電性能也較好。 (2)糠醛丙酮樹脂。糠醛與丙酮在鹼性條件下進行縮合反應形成糠酮單體繽紛可與甲醛在酸性條件下進一步縮聚,使糠酮單體分子間以次甲基鍵連接起來,形成糠醛丙酮樹脂。 (3)糠醇樹脂。糠醇在酸性條件下很容易縮聚成樹脂。一般認為,在縮聚過程中糠醇分子中的羥甲基可以與另一個分子中的α氫原子縮合,形成次甲基鍵,縮合形成的產物中仍有羥甲基,可以繼續進行縮聚反應,最終形成線型縮聚產物糠醇樹脂。 呋喃樹脂的性能及應用——未固化的呋喃樹脂與許多熱塑性和熱固性樹脂有很好的混容性能,因此可與環氧樹脂或酚醛樹脂混合來加以改性。固化後的呋喃樹脂耐強酸(強氧化性的硝酸和硫酸除外)、強鹼和有機溶劑的侵蝕,在高溫下仍很穩定。呋喃樹脂主要用作各種耐化學腐蝕和耐高濁的材料。 (1)耐化學腐蝕材料呋喃樹脂可用來制備防腐蝕的膠泥,用作化工設備襯里或其它耐腐材料。 (2)耐熱材料呋喃玻璃纖維增強復合材料的耐熱性比一般的酚醛玻璃纖維增強復合材料高,通常可在150℃左右長期使用。 (3)與環氧樹脂或酚醛樹脂混合改性將呋喃樹脂與環氧樹脂或酚醛樹脂混休整使用,可改進呋喃玻璃纖維增強復合材料的力學性能以及制備時的工藝性能。這類復合材料已廣泛用來制備化工反應器的攪拌裝置、貯槽及管道等化工設備。
C. 什麼是呋喃樹脂有什麼用途作用是什麼
呋喃樹脂是一類分子結構中含呋喃環的熱固性樹脂。在酸鹼催化劑的存在下,由糠醛、糠醇或其他起始原料,通過縮聚反應製得。其主要產品包括糠醇樹脂及其改性品種,如糠醇-糠醛樹脂、糠醇改性脲醛樹脂、糠醇-甲醛樹脂等,還有糠醛-丙酮樹脂、糠醛-苯酚樹脂等。
呋喃樹脂固化時收縮小,固化物為不溶不熔的黑色脆性固體。其耐熱性和耐腐蝕性均優於酚醛樹脂和環氧樹脂。糠醇樹脂是呋喃樹脂最主要的品種,由糠醇在酸性催化劑存在下,於90~100℃縮聚至所需程度,再用氫氧化鈉溶液中和後,經真空脫水製得。通過改變反應條件,可製得粘稠狀液體或可熔脆性固體樹脂。在中性條件下,樹脂十分穩定,貯存期可達幾年。遇強酸則迅速轉化為不溶不熔的固體,因此樹脂酸化後能室溫固化。
糠醇樹脂和糠醇-甲醛樹脂主要用於製造以石英、炭黑、石墨等為填料的耐化學腐蝕膠泥和可低壓成型的石棉增強設備。糠醇改性的脲醛樹脂是由甲醛和尿素在鹼性催化劑存在下製成二甲醇脲,經乙醇醚化後,再用糠醇進行醚交換而製得,可用作膠粘劑和傢具填縫膠。
糠醛-丙酮樹脂是由糠醛和丙酮在鹼催化劑作用下製成預縮聚物,使用時加入對甲苯磺酸等催化劑而交聯固化。其耐熱性可達300℃,並具有良好的耐化學腐蝕性能,主要用於以石英等為填料的防腐蝕膠泥和製造以玻璃纖維、石棉纖維增強的防化學腐蝕設備。
此外,糠醛-苯酚樹脂是用糠醛和苯酚為原料,在苯酚過量的條件下,用鹼(除氨外)作催化劑,經縮聚而得,也是一種熱塑性酚醛樹脂。它可用作膠粘劑和流動性好的壓塑粉。