酚醛树脂简介

1、酚醛树脂简介酚醛树脂酚类化合物与醛类化合物缩聚而得的树脂为酚醛树脂。其中以苯酚和甲醛缩聚而得的酚醛树脂最为重要。酚醛树脂综合性能优良，是一种人工合成的最古老树脂，拥有近百年的使用历史。早在1872年德国化学家拜耳（A,Baeyer）首先发现了酚和醛在酸的存在下反应可以得到结晶的产物，但当时没有对其开展研究。接着化学家克莱堡（W,Kleeberg,1891）和史密斯（A,Smg1899）对这个反应进行了研究。进入20世纪，1902年布卢默（B.Blumer）合成了第一个商业化酚醛树脂，命名为Laccain。然而直到19051907,被称为酚醛树脂创始人的美国化学家巴克兰（L.H.Baekelan

2、d）才对酚醛树脂进行了系统而广泛的研究，并于1907年申请了关于酚醛树脂“加压、加热”固化的专利，而且于1910年10月10日成立了Bakelite公司。巴克兰的功绩不仅首次合成了交联的聚合物，而且发现了树脂的模压过程，实现了酚醛树脂的实用化，这对酚醛树脂的生产和应用起了很重大的作用。因此此年（1910年）定为酚醛树脂元年（或者合成高分子元年），巴克兰被成为酚醛树脂之父。由于酚醛树脂原料易得，价格低廉，生产工艺和设备简单，而且制品具有优异的机械性能、耐热性、耐寒性、电绝缘性、尺寸稳定性、成型加工性、阻燃性及低烟雾性，因此其成为工业部门不可缺少的材料，具有广泛的用途。酚醛树脂的合成、固化及其改进

3、酚醛树脂是由酚类和醛类在酸性或碱性催化剂作用下合成的缩合物。主要的原料是苯酚和甲醛，止匕外，酚类还有甲酚、二甲酚、多元酚、乙基苯酚、苯基苯酚、丁基苯酚、戊基苯酚、双酚A、间苯二酚等；醛类还有乙醛、多聚甲醛、糠醛等。影1酚醛树脂合成和决定树脂性能的因素有：原料化学结构和单体官能度、酚醛摩尔比、催化剂的性质和反应介质的PH值。各种酚和醛按其化学结构不同，其所固有的官能度和反应能力也不同。属于线性（热塑性）的酚醛树脂是由三官能度及双官能度的酚和醛作用生成的，如：苯酚，令口、对甲酚，1,2,3二甲酚，1,2,5-二甲酚和1,3,4二甲酚。而属于甲阶热固性的酚醛树脂是由三官能度的酚和醛作用生成的，如苯酚

4、，问一甲酚，3,5二甲酚，问一苯二酚等。酚/醛摩尔比小于1,并用碱催化生成热固性树脂；酚/醛摩尔比大于1,并用酸催化，则生成热塑性树脂。其反应关系如图1.1:酚醛合成必需在催化剂存在下进行，用甲醛溶液和等体积的苯酚混合，溶液的PH值为3.0-3.1,把此混合物加热到沸腾，在数周内并未观察有任何反应发生。因此PH3.0-3.1时，被成为中性点。若在上述混合物中加入酸或碱，使PH值小于3.0或大于3.1时，反应就立刻发生。因此，当酚/醛摩尔比大于1,且在强酸条件下可合成一般的热塑性树脂；但在中等酸条件下（PH=4-7）时可合成高邻位线性树脂；而当酚/醛摩尔比小于1,且在碱性条件下时可合成热固性酚醛

5、树脂。苯酚+甲醛PH7加热酚/醛=1:1.52.0PH|2MO-CH2-oh+H+HM2+M图1.8高邻位酚醛树脂反应历程图酚醛树脂固化方式有:(1)热固化热固化是亚甲基键和醴键同时生成，但二者比例与树脂中羟甲基的数目、酸碱性、固化温度和苯环上活泼氢的多少有关。醴键在温度160C时,脱去由一分子甲醛转变为次甲基键(2)酸固化在树脂中加入适当的酸类固化剂，可以达到低温固化的目的。固化反应主要形成次甲基键。通用酸类固化剂有盐酸、磷酸、对甲苯磺酸、苯酚磺酸(3)碱固化为了控制固化反应顺利进行，用一种或几种较弱或较强的碱性催化剂。通用的碱性固化剂有NaOHBa(OH)2、MgO、氨水等，此外还用六次甲基四胺直接固化酚醛树脂。(4)其他固化方式酚醛