第八章热固性塑料

1、 第八章第八章 常用热固性树脂及塑料常用热固性树脂及塑料 什么是热固性塑料？什么是热固性塑料？ 一般具有刚性和硬度大、尺寸稳定性一般具有刚性和硬度大、尺寸稳定性好、耐热、耐燃、价格低廉等特性。好、耐热、耐燃、价格低廉等特性。 它有什么特性？它有什么特性？ 但由于成型加工效率低，远没有热塑但由于成型加工效率低，远没有热塑性塑料应用广泛。性塑料应用广泛。 第一节第一节 酚醛树脂及塑料酚醛树脂及塑料 酚醛树脂（酚醛树脂（PFPF）是由酚类与醛类缩是由酚类与醛类缩聚制得的聚合物，是合成树脂中发现最聚制得的聚合物，是合成树脂中发现最早、最先实现工业化生产的树脂品种，早、最先实现工业化生产的树脂品种，迄今

2、已有近百年的历史。迄今已有近百年的历史。 由于它原料易得，合成简便，价格由于它原料易得，合成简便，价格低廉，制成的酚醛塑料具有良好的电性低廉，制成的酚醛塑料具有良好的电性能、力学性能、耐热性能和化学稳定性，能、力学性能、耐热性能和化学稳定性，因而，在塑料生产中至今仍占有相当重因而，在塑料生产中至今仍占有相当重要的地位。要的地位。一、一、酚醛树脂的合成酚醛树脂的合成 用碱（用碱（NaOHNaOH等）作催化剂，苯酚与甲醛，等）作催化剂，苯酚与甲醛，苯酚与甲醛生成的羟甲基酚是稳定的，能继苯酚与甲醛生成的羟甲基酚是稳定的，能继续生成二羟甲基酚和三羟甲基酚：续生成二羟甲基酚和三羟甲基酚：OHCH2HCH

3、OHOCH2OHOHCH2OHOHOHOHOHOHCH2OHCH2OHOHOHOHOHCH2HCHOHOCH2OHOHOHOHOHCH2OHCH2 然后，这些产物再缩聚，生成具有然后，这些产物再缩聚，生成具有游离羟甲基游离羟甲基(CHCH2 2OH)OH)的的PFPF： O HC H2H C H2O HnO HC H2mO HM=25，m+n=410 该树脂称为该树脂称为甲阶甲阶PFPF，能溶于酒精、能溶于酒精、丙酮及碱的水溶液中。丙酮及碱的水溶液中。 可进一步反应的羟甲基和反应活性可进一步反应的羟甲基和反应活性点，受热时逐步转变为点，受热时逐步转变为乙阶乙阶PFPF，即不溶即不溶于碱液中，可

4、部分或全部溶解于丙酮或于碱液中，可部分或全部溶解于丙酮或酒精中。酒精中。 若升高温度使反应继续进行则转变若升高温度使反应继续进行则转变为不溶不熔的体型结构的为不溶不熔的体型结构的丙阶丙阶PFPF。 生产中使用的是哪一个阶级的生产中使用的是哪一个阶级的树脂？树脂？一般生产中使用的是一般生产中使用的是甲阶甲阶PFPF或乙阶或乙阶PFPF二、酚醛树脂模塑粉的制备与应用二、酚醛树脂模塑粉的制备与应用 1、酚醛树脂酚醛树脂( (酸法酸法) )模塑粉的制备模塑粉的制备 PF PF模塑粉又称压塑粉，其制备工艺如下：模塑粉又称压塑粉，其制备工艺如下：原、辅材料原、辅材料混合温度约为混合温度约为10010015

5、0150 部分达到乙阶段部分达到乙阶段冷却冷却粉碎粉碎过筛过筛并批并批包装包装模塑粉模塑粉配方配方2 2、模塑粉的性能和应用、模塑粉的性能和应用（1 1）性能）性能 PF PF模塑粉制成的制品其刚度和表面模塑粉制成的制品其刚度和表面硬度高，使用温度范围宽，具有良好的硬度高，使用温度范围宽，具有良好的电性能、化学稳定性和阻燃性。加入的电性能、化学稳定性和阻燃性。加入的填料和助剂的品种及数量不同，其性能填料和助剂的品种及数量不同，其性能之间有一定差异。之间有一定差异。 表表8-28-2给出了几种给出了几种PFPF模塑材料及制模塑材料及制品的性能比较。品的性能比较。 （2 2）应用应用 PF PF模

6、压塑料模压塑料的的种类：如电气类、绝缘种类：如电气类、绝缘类、高频类、高电压类、耐酸类、湿热类、类、高频类、高电压类、耐酸类、湿热类、耐热类、日用类等；耐热类、日用类等； 成型：需在成型：需在150150190190的温度及的温度及15152020MPaMPa的压力下，采用模压法或铸压的压力下，采用模压法或铸压( (传递传递) )法成型；此外，经过特殊配方后法成型；此外，经过特殊配方后PFPF模塑粉模塑粉也可用特殊注射机进行注射成型。也可用特殊注射机进行注射成型。 制品：制品制品：制品主要用作电器方面的绝缘主要用作电器方面的绝缘件，也可用于制造日用品和机械零件等。件，也可用于制造日用品和机械零

7、件等。 三、三、酚醛树脂层压塑料酚醛树脂层压塑料 1 1、层压塑料的概念、层压塑料的概念 层压塑料是由碱法酚醛树脂浸渍过层压塑料是由碱法酚醛树脂浸渍过的片状填料经干燥、加热、加压固化的片状填料经干燥、加热、加压固化所制成的板状或片状塑料制品。所制成的板状或片状塑料制品。 主要成分是酚醛树脂和填料。填料：主要成分是酚醛树脂和填料。填料：纸张、棉布、石棉布、玻璃纤维及其纸张、棉布、石棉布、玻璃纤维及其织物等。织物等。工业配件工业配件模压成型模压成型PFPF树脂树脂浸渍片状填料浸渍片状填料叠合叠合加热、加压加热、加压板、管、棒状板、管、棒状层压制品层压制品干燥干燥2、酚醛树脂层压塑料的生酚醛树脂层压

8、塑料的生 产产 3 3、层压塑料的性能与应用、层压塑料的性能与应用 （1 1）性能特点性能特点 密度小密度小 力学强度高力学强度高 电性能好电性能好 热导率低、热导率低、 摩擦系数小摩擦系数小 易于机械加工。易于机械加工。 表表8-38-3列出了列出了PFPF层压制品的性能。层压制品的性能。 （2 2）层压塑料的应用）层压塑料的应用玻璃布层压板是电器工业中的重要绝玻璃布层压板是电器工业中的重要绝缘材料，广泛地用于电机及电器设备；缘材料，广泛地用于电机及电器设备；布及木质层压板在机器制造业中，可布及木质层压板在机器制造业中，可制成无噪声齿轮、轴瓦及其它零件；制成无噪声齿轮、轴瓦及其它零件； 石棉

9、层压板主要用作刹车片及离合器片石棉层压板主要用作刹车片及离合器片等；等； 以玻璃纤维织物为基材力学性能和耐以玻璃纤维织物为基材力学性能和耐热性好，可作为结构材料使用，用于飞热性好，可作为结构材料使用，用于飞机、汽车、船舶、电气等方面；机、汽车、船舶、电气等方面； 第二节第二节 不饱和聚酯树脂及塑料不饱和聚酯树脂及塑料一、不饱和聚酯树脂的概念一、不饱和聚酯树脂的概念 什么是饱和聚酯？什么是饱和聚酯？ 不饱和聚酯不饱和聚酯( (UP)UP)是指分子主链上是指分子主链上含有不饱和双键含有不饱和双键 的聚酯，由不饱和的聚酯，由不饱和及部分饱和二元酸与饱和二元醇缩及部分饱和二元酸与饱和二元醇缩聚而成，在

10、缩聚反应结束后趁热加聚而成，在缩聚反应结束后趁热加入一定量交联单体配制成黏稠的液入一定量交联单体配制成黏稠的液体树脂。体树脂。不饱和双键不饱和双键聚酯玻璃钢占不饱和聚酯树脂总产量的聚酯玻璃钢占不饱和聚酯树脂总产量的70%70%80%80% 涂涂 料料粘接剂粘接剂 胶胶 泥泥黏稠的液状黏稠的液状不饱和聚酯不饱和聚酯树脂树脂 玻璃纤维增强玻璃纤维增强塑料制品塑料制品俗称聚酯玻璃钢俗称聚酯玻璃钢 玻璃钢是玻璃纤维与一种或数玻璃钢是玻璃纤维与一种或数种热固性或热塑性树脂复合而成的种热固性或热塑性树脂复合而成的纤维增强塑料材料。纤维增强塑料材料。 聚酯玻璃钢具有优异的力学性聚酯玻璃钢具有优异的力学性能、

11、防蚀性能，质轻，成型加工方能、防蚀性能，质轻，成型加工方便，可代替金属应用于汽车、航空、便，可代替金属应用于汽车、航空、造船、化工、建筑等方面。造船、化工、建筑等方面。二、不饱和聚酯的合成和固化二、不饱和聚酯的合成和固化1 1、合成合成不饱和二元酸不饱和二元酸饱和二元酸饱和二元酸苯乙烯苯乙烯、阻聚剂阻聚剂 二元醇二元醇 不锈钢反应釜不锈钢反应釜,170170210210缩聚反应缩聚反应 10007000左右左右稀释釜，搅拌均匀稀释釜，搅拌均匀 ， 90，稀释，稀释冷却过滤冷却过滤一定黏度的液体树脂一定黏度的液体树脂2、固化固化（1 1）固化）固化的概念的概念 UP UP树脂固化即通过固化剂引发

12、分子树脂固化即通过固化剂引发分子结构中的双键与可聚合的苯乙烯交联单结构中的双键与可聚合的苯乙烯交联单体进行自由基型共聚反应，使线型不饱体进行自由基型共聚反应，使线型不饱和聚酯分子链交联成具有三维网状结构和聚酯分子链交联成具有三维网状结构的体型分子，此过程即为固化。的体型分子，此过程即为固化。 一般，一般，UPUP的固化过程也就是其成型的固化过程也就是其成型过程，通过固化成型可制得多种过程，通过固化成型可制得多种UPUP塑料塑料制品。制品。过氧化二异丙苯过氧化二异丙苯（2 2）固化成型过程）固化成型过程一定黏度的液体树脂一定黏度的液体树脂固固 化化 剂剂 热固化体系热固化体系 过氧化环己酮过氧化

13、环己酮/ /环烷酸钴环烷酸钴室温固化体系室温固化体系压制成型制品压制成型制品浇铸成型制品浇铸成型制品玻璃钢玻璃钢制品制品三、三、不饱和聚酯不饱和聚酯性能和应用性能和应用1 1、性能、性能 纯纯UPUP树脂透明性好，易着色，刚度、树脂透明性好，易着色，刚度、硬度和电性能亦较好。硬度和电性能亦较好。 UP UP配方中加入各种填料和增强材料，配方中加入各种填料和增强材料，性能性能有有很大变化。很大变化。UPUP玻璃钢力学强度玻璃钢力学强度高于铝合金，有些接近于钢材，而其高于铝合金，有些接近于钢材，而其密度仅为钢材的密度仅为钢材的1/51/51/41/4，因而，可，因而，可代替金属用作承强结构材料代替金属用作承强