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酚醛树脂功能、特点、工艺、应 用、配方!酚醛树脂功能、特点、工艺、应用、配方！一、定义酚醛树脂也叫电木，又称电木粉原为无色或黄褐色透明物，市场销售往往加着 色剂而呈红、黄、黑、绿、棕、蓝等颜色，有颗粒、粉末状耐弱酸和弱碱，遇 强酸发生分解，遇强碱发生腐蚀不溶于水，溶于丙酮、酒精等有机溶剂中苯 酚醛或其衍生物缩聚而得中文名酚醛树脂化学式C7H6O2英文名PHENOL-FORMALDEHYDE RESIN分子量122.12134别称电木CAS登录号9003-35-4诞生1872 年二、主要性能固体酚醛树脂为黄色、透明、无定形块状物质，因含有游离酚而呈微红色，实体 的比重平均1.7左右，易溶于醇，不溶于水，对水、弱酸、弱碱溶液稳定由苯 酚和甲醛在催化剂条件下缩聚、经中和、水洗而制成的树脂因选用催化剂的不 同，可分为热固性和热塑性两类酚醛树脂具有良好的耐酸性能、力学性能、耐 热性能，广泛应用于防腐蚀工程、胶粘剂、阻燃材料、砂轮片制造等行业液体酚醛树脂为黄色、深棕色液体，如：碱性酚醛树脂主要做铸造黏结剂高温性能酚醛树脂最重要的特征就是耐高温性，即使在非常高的温度下，也能保持其结构 的整体性和尺寸的稳定性。

正因为这个原因，酚醛树脂才被应用于一些高温领域， 例如耐火材料，摩擦材料，粘结剂和铸造行业粘结强度酚醛树脂一个重要的应用就是作为粘结剂酚醛树脂是一种多功能，与各种各样 的有机和无机填料都能相容的物质设计正确的酚醛树脂，润湿速度特别快并 且在交联后可以为模具、耐火材料，摩擦材料以及电木粉提供所需要的机械强度， 耐热性能和电性能水溶性酚醛树脂或醇溶性酚醛树脂被用来浸渍纸、棉布、玻璃、石棉和其它类似 的物质，为它们提供机械强度，电性能等典型的例子包括电绝缘和机械层压制 造，离合器片和汽车滤清器用滤纸高残碳率在温度大约为1000°C的惰性气体条件下，酚醛树脂会产生很高的残碳，这有利于维持酚醛树脂的结构稳定性酚醛树脂的这种特性，也是它能用于耐火材料领 域的一个重要原因低烟低毒与其他树脂系统相比，酚醛树脂系统具有低烟低毒的优势在燃烧的情况下，用 科学配方生产出的酚醛树脂系统，将会缓慢分解产生氢气、碳氢化合物、水蒸气 和碳氧化物分解过程中所产生的烟相对少，毒性也相对低这些特点使酚醛树 脂适用于公共运输和安全要求非常严格的领域，如矿山，防护栏和建筑业等抗化学性 交联后的酚醛树脂可以抵制任何化学物质的分解。

例如汽油，石油，醇，乙二醇， 油脂和各种碳氢化合物因其抗化学稳定性，适合用于制作厨卫用具、饮用水净 化设备（酚醛碳纤维）、电木茶盘茶具、并广泛用于罐头及易拉罐（国家标准 GB 05009.069-2003）、液体容器等食品饮料包装材料中热处理热处理会提高固化树脂的玻璃化温度，可以进一步改善树脂的各项性能玻璃化 温度与结晶固体如聚丙烯的熔化状态相似酚醛树脂最初的玻璃化温度与在最初 固化阶段所用的固化温度有关热处理过程可以提高交联树脂的流动性促使反应 进一步发生，同时也可以除去残留的挥发酚，降低收缩、增强尺寸稳定性、硬度 和高温强度同时，树脂也趋向于收缩和变脆树脂后处理升温曲线将取决于树 脂最初的固化条件和树脂系统发泡性酚醛泡沫是由酚醛树脂通过发泡而得到的一种泡沫塑料与早期占市场主导地位 的聚苯乙烯泡沫、聚氯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫等材料相比，在阻燃方面它具有特 殊的优良性能其重量轻，刚性大，尺寸稳定性好，耐化学腐蚀，耐热性好，难 燃，自熄，低烟雾，耐火焰穿透，遇火无洒落物，价格低廉，是电器、仪表、建 筑、石油化工等行业较为理想的绝缘隔热保温材料，因而受到人们的广泛重视酚醛泡沫已成为泡沫塑料中发展最快的品种之一。

消费量不断增长，应用范围不断扩大，国内外研究和开发都相当活跃然而，酚醛泡沫最大的弱点是脆性大， 开孔率高，因此提高它的韧性是改善酚醛泡沫性能的关键技术三、合成工艺1、加成反应在适当条件下，一元羟甲基苯酚继续进行加成反应，就可生成二元及多元羟甲基苯酚OilCfGnli逬•锻旨号；巾劝-tCHiU―-2、缩合及缩聚反应缩合及缩聚反应，随反应条件的不同可以发生在羟甲基苯酚与苯酚分子之间，也 可发生在各个羟甲基苯酚分子之间严'll I^EIlUI1 「J 傅 I耳 Qb-kl!<-»<)1MI 1 Jl1PlT-価 ｛就I11 | v「* f f|! ■ 0* I i・「_!J ' iL&5用kb'ini iid-i r)H:」「71 小 t Z. • ., nl (v|j . n|nhiiH I

怎样认识加聚反应和缩聚反应加聚反应和缩聚反应是合成有机高分子的两种基本反应这两种反应虽然都由单 体(小分子)产生高聚物(大分子)的反应，但它们还是有着本质的区别 加聚反应是加成聚合反应的简称，是指以不饱和烃或含不饱和键的物质为单体， 通过不饱和键的加成，聚合成高聚物的反应例如，乙烯加聚成聚乙烯，是在适 当的温度、压强和催化剂存在的条件下，乙烯分子中的双键会断裂其中的一个键， 发生加成反应，使乙烯分子里的碳原子结合成为很长的键反应的产物是聚乙烯，它是一种相对分子质量很大的化合物，其分子组成可以表 示为(C2H4)n加聚反应根据参加反应的单体种类，又分为均聚反应和共聚反应仅由一种单体 发生的加聚反应叫做均聚反应，合成聚乙烯的反应就是均聚反应由两种以上单 体共同参加的聚合反应叫共聚反应例如，合成丁苯橡胶的反应即为共聚反应加聚反应的特点是：（1）单体必须是含有双键等不饱和键的化合物例如，氯乙烯、丙烯腈等含不 饱和键的物质，在一定条件下，都可以发生加聚反应2）加聚反应发生在不饱和键上3）发生加聚反应的过程中，没有副产物产生，得到高聚物的化学组成跟单体 的化学组成相同4）加聚反应生成的高聚物相对分子质量为单体相对分子质量的整数倍。

缩聚反应是缩合聚合反应的简称，是指单体之间相互作用生成高分子，同时还生 成小分子（如水、氨、卤化氢等）的聚合反应例如合成酚醛树脂的反应就是缩 聚反应合成酚醛树脂通常是以苯酚和甲醛为原料，在催化剂作用下，经缩聚反 应而得到缩聚反应根据参加反应的单体种数又分为共缩聚和均缩聚，由不同种单体参加的 缩聚反应称为共缩聚如酚醛树脂的合成反应就是共缩聚，它是由苯酚和甲醛两 种物质为单体的由同种单体进行的缩聚反应称为均缩聚如氨基酸聚合成多肽 的缩聚反应就属均缩聚缩聚反应的特点是：（1）单体不一定含有不饱和键，但必须含有两个或两个以上的反应基团（如 —OH、—COOH、—NH2、—X 等）2）缩聚反应的结果，不仅生成高聚物，而且还有副产物（小分子）生成3）所得高分子化合物的化学组成跟单体的化学组成不同 由上可见，加聚反应和缩聚反应的单体结构、反应机理、产物的化学组成都是截 然不同的四、工艺发展史1969 年，由美国金刚砂公司开发了以苯酚－甲醛树脂为原料制得的纤维，随后 由日本基诺尔公司投入生产现美国、苏联和中国也有生产酚醛树脂的生产至 今不衰，1984年世界总产量约1946kt，居热固性树脂的首位中国自20世纪40年代开始生产，1984年产量为77.6kt。

生产方法常用的原料为 苯酚、间苯二酚、间甲酚、二甲酚、对叔丁基或对苯基酚和甲醛、糠醛等生产 过程包括缩聚和脱水两步按配方将原料投入反应器并混合均匀，加入催化剂， 搅拌，加热至55〜65°C，反应放热使物料自动升温至沸腾此后，继续加热保 持微沸腾（96〜98C ）至终点，经减压脱水后即可出料开发成功连续缩聚生产 酚醛树脂新工艺影响树脂合成和性能的主要因素为酚与醛的化学结构、摩尔比 和反应介质的pH酚与醛的摩尔比大于或等于1时，初始产物为一羟甲基酚,， 缩聚时生成线型树脂；小于 1 时，生成多羟甲基酚衍生物，形成的缩聚树脂可交 联固化反应介质的pH小于7时，生成的羟甲基酚很不稳定，易缩聚成线型树 脂；pH大于7时，缩聚缓慢，有利于多羟甲基酚衍生物的生成生产热塑性酚 醛树脂常用盐酸、磷酸、草酸作催化剂（见酸碱催化剂）使介质pH为0.5〜1.5为避免剧烈沸腾，催化剂可分次加入沸腾反应时间一般为3〜6h脱水可在常 压或减压下进行，最终脱水温度为140〜160C，树脂分子量为500〜900生产 热固性酚醛树脂可用氢氧化钠、氢氧化钡、氨水和氧化锌作催化剂，沸腾反应时 间1〜3h，脱水温度一般不超过90 C，树脂分子量为500〜1000。

强碱催化剂有 利于增大树脂的羟甲基含量和与水的相溶性氨催化剂能直接参加树脂化反应， 相同配方制得的树脂分子量较高，水溶性差氧化锌催化剂能制得贮存稳定性好 的高邻位结构酚醛树脂五、应用酚醛树脂主要用于制造各种塑料、涂料、胶粘剂及合成纤维等压塑粉生产模压制品的压塑粉是酚醛树脂的主要用途之一采用辊压法、螺旋挤出法和 乳液法使树脂浸渍填料并与其他助剂混合均匀，再经粉碎过筛即可制得压塑粉 常用木粉作填料，为制造某些高电绝缘性和耐热性制件，也用云母粉、石棉粉、 石英粉等无机填料压塑粉可用模压、传递模塑和注射成型法制成各种塑料制品 热塑性酚醛树脂压塑粉主要用于制造开关、插座、插头等电气零件，日用品及其 他工业制品热固性酚醛树脂压塑粉主要用于制造高电绝缘制件增强酚醛塑料 以酚醛树脂（主要是热固性酚醛树脂）溶液或乳液浸渍各种纤维及其织物，经干 燥、压制成型的各种增强塑料是重要的工业材料它不仅机械强度高、综合性能 好，而且可进行机械加工以玻璃纤维、石英纤维及其织物增强的酚醛塑料主要 用于制造各种制动器摩擦片和化工防腐蚀塑料；高硅氧玻璃纤维和碳纤维增强的 酚醛塑料是航天工业的重要耐烧蚀材料酚醛涂料以松香改性的酚醛树脂、丁醇醚化的酚醛树脂以及对叔丁基酚醛树脂、对苯基酚 醛树脂均与桐油、亚麻子油有良好的混溶性，是涂料工业的重要原料。

前两者用 于配制低、中级油漆，后两者用于配制高级油漆酚醛胶热固性酚醛树脂也是胶粘剂的重要原料单一的酚醛树脂胶性脆，主要用于胶合 板和精铸砂型的粘结以其他高聚物改性的酚醛树脂为基料的胶粘剂，在结构胶 中占有重要地位其中酚醛-丁腈、酚醛-缩醛、酚醛-环氧、酚醛-环氧-缩醛、酚 醛-尼龙等胶粘剂具有耐热性好、粘结强度高的特点酚醛-丁腈和酚醛-缩醛胶粘 剂还具有抗张、抗冲击、耐湿热老化等优异性能，是结构胶粘剂的优良品种酚醛纤维 主要以热塑性线型酚醛树脂为原料，经熔融纺丝后浸于聚甲醛及盐酸的水溶液中 作固化处理，得到甲醛交联的体型结构纤维为提高纤维强度和模量，可与5%〜 10%聚酰胺熔混后纺丝这类纤维为金黄或黄棕色纤维，强度为11.5〜 15.9cN/dtex，抗燃性能突出，极限氧指数为34,瞬间接触近7500°C的氧-乙炔火 焰，不熔融也不延燃，具有自熄性，还能耐浓盐酸和氢氟酸，但耐硫酸、硝酸和 强碱的性能较差主要用作防护服及耐燃织物或室内装饰品，也可用作绝缘、隔 热与绝热、过滤材料等，还可加工成低强度、低模量碳纤维、活性炭纤维和离子 交换纤维等防腐蚀材料热固性酚醛树脂在防腐蚀领域中常用的几种形式：酚醛树脂涂料；酚醛树脂玻璃 钢、酚醛-环氧树脂复合玻璃钢。