A. 呋喃树脂的固化
呋喃树脂的固化过程十分复杂。目前认为,呋喃树脂的固化是由于呋喃环中的共轭双键打开而交联形成体型结构所致。此外,呋喃树脂的侧链中的其它活性基团在固化过程中可能也参与交联反应。
实际上,呋喃树脂的固化剂都是酸性物质。一般酚醛树脂的固化剂也可作呋喃树脂的固化剂,例如:苯磺酰氯、对甲苯磺酰氯、硫酸乙酯、磷酸和对甲苯磺酸等。与酚醛树脂不同的是呋喃树脂对固化剂的酸度要求更高,例如呋喃树脂适用的硫酸乙酯的配比是:98%的硫酸:无水乙醇=2:1。上述化合物作为呋喃树脂的固化剂的一个严重的缺点是树脂与固化剂反应的放热量大,配制后的适用期短,操作不便,且固化反应激烈,放出较多水分易形成气泡,使固化后的制品抗渗性变差、脆性增大,因此要采用玻璃纤维增强就有困难。
目前,已开发了新型的呋喃树脂固化剂,基本上解决了上述问题。这不但使呋喃树脂能与环氧树脂和不饱和聚酯树脂一样。可用来制作玻璃钢,而且又改善了呋喃树脂制品的力学性能。一般这些固化剂均和各厂生产的呋喃树脂配套使用,或与填料混合在一起出售。
尽管新型固化剂改善了呋喃树脂的固化工艺性能,但与环氧树脂和不饱和聚酯树脂相比,呋喃树脂的固化工艺仍是比较差的,如凝胶时间较长,完全固化所需的时间更长,这给要在室温下较快速固化带来了困难。有时,为保证制品质量,不得不使制品在低于100°C。
B. 呋喃树脂涂料的简介
呋喃树脂为棕红色、琥珀色粘稠液体,微溶于水,易溶于酯、酮等有机溶剂,是铸造工业理想的砂(型)芯粘结剂。其特点是砂(型)芯精度好、强度高、气味小、抗吸湿、溃散性好及砂可回收再用等优点。 由糠醛或糠醇本身进行均聚或与其它单体进行共缩聚而得到的缩聚产物,习惯上称为呋喃树脂。这类树脂的品种很多,其中以糠醛苯酚树脂、糠醛丙酮树脂及糠醇树脂较为重要。 (1)糠醛苯酚树脂。糠醛可与苯酚缩聚生成二阶热固生树脂,缩聚反应一般用碱性催化剂。常用的碱性催化剂有氢氧化钠、碳酸钾或基它碱土金属的氢氧化物。糠醛苯酚树脂的主要特点是在给定的固化速度时有较长的流动时间,这一工艺性能使它适宜用作模塑料。用糠醛苯酚树脂制备的压塑粉特别适于压制形状比较复杂或较大的制品。模压制品的耐热性比酚醛树脂好,使用温度可以提高10~20℃,尺寸稳定性、电性能也较好。 (2)糠醛丙酮树脂。糠醛与丙酮在碱性条件下进行缩合反应形成糠酮单体缤纷可与甲醛在酸性条件下进一步缩聚,使糠酮单体分子间以次甲基键连接起来,形成糠醛丙酮树脂。 (3)糠醇树脂。糠醇在酸性条件下很容易缩聚成树脂。一般认为,在缩聚过程中糠醇分子中的羟甲基可以与另一个分子中的α氢原子缩合,形成次甲基键,缩合形成的产物中仍有羟甲基,可以继续进行缩聚反应,最终形成线型缩聚产物糠醇树脂。 呋喃树脂的性能及应用——未固化的呋喃树脂与许多热塑性和热固性树脂有很好的混容性能,因此可与环氧树脂或酚醛树脂混合来加以改性。固化后的呋喃树脂耐强酸(强氧化性的硝酸和硫酸除外)、强碱和有机溶剂的侵蚀,在高温下仍很稳定。呋喃树脂主要用作各种耐化学腐蚀和耐高浊的材料。 (1)耐化学腐蚀材料呋喃树脂可用来制备防腐蚀的胶泥,用作化工设备衬里或其它耐腐材料。 (2)耐热材料呋喃玻璃纤维增强复合材料的耐热性比一般的酚醛玻璃纤维增强复合材料高,通常可在150℃左右长期使用。 (3)与环氧树脂或酚醛树脂混合改性将呋喃树脂与环氧树脂或酚醛树脂混休整使用,可改进呋喃玻璃纤维增强复合材料的力学性能以及制备时的工艺性能。这类复合材料已广泛用来制备化工反应器的搅拌装置、贮槽及管道等化工设备。
C. 什么是呋喃树脂有什么用途作用是什么
呋喃树脂是一类分子结构中含呋喃环的热固性树脂。在酸碱催化剂的存在下,由糠醛、糠醇或其他起始原料,通过缩聚反应制得。其主要产品包括糠醇树脂及其改性品种,如糠醇-糠醛树脂、糠醇改性脲醛树脂、糠醇-甲醛树脂等,还有糠醛-丙酮树脂、糠醛-苯酚树脂等。
呋喃树脂固化时收缩小,固化物为不溶不熔的黑色脆性固体。其耐热性和耐腐蚀性均优于酚醛树脂和环氧树脂。糠醇树脂是呋喃树脂最主要的品种,由糠醇在酸性催化剂存在下,于90~100℃缩聚至所需程度,再用氢氧化钠溶液中和后,经真空脱水制得。通过改变反应条件,可制得粘稠状液体或可熔脆性固体树脂。在中性条件下,树脂十分稳定,贮存期可达几年。遇强酸则迅速转化为不溶不熔的固体,因此树脂酸化后能室温固化。
糠醇树脂和糠醇-甲醛树脂主要用于制造以石英、炭黑、石墨等为填料的耐化学腐蚀胶泥和可低压成型的石棉增强设备。糠醇改性的脲醛树脂是由甲醛和尿素在碱性催化剂存在下制成二甲醇脲,经乙醇醚化后,再用糠醇进行醚交换而制得,可用作胶粘剂和家具填缝胶。
糠醛-丙酮树脂是由糠醛和丙酮在碱催化剂作用下制成预缩聚物,使用时加入对甲苯磺酸等催化剂而交联固化。其耐热性可达300℃,并具有良好的耐化学腐蚀性能,主要用于以石英等为填料的防腐蚀胶泥和制造以玻璃纤维、石棉纤维增强的防化学腐蚀设备。
此外,糠醛-苯酚树脂是用糠醛和苯酚为原料,在苯酚过量的条件下,用碱(除氨外)作催化剂,经缩聚而得,也是一种热塑性酚醛树脂。它可用作胶粘剂和流动性好的压塑粉。