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酚醛树脂及塑料

2017-10-28 15:05:43

若升高温度使反应继续进行则转变為(wèi)不溶不熔的體(tǐ)型结构的丙阶PF,不含或很(hěn)少含能(néng)被丙酮抽提出来的低分(fēn)子。因而,在塑料件加工(gōng)厂生产(chǎn)中(zhōng),通过控制反应温度来控制各种反应速率,使反应在丙阶段前停止下来,合成适合于各种用(yòng)途的體(tǐ)型PF。如反应控制在甲阶段,可(kě)制得水溶性的PF,用(yòng)于胶接木(mù)材、制造胶合板等。若反应控制在乙阶段,可(kě)用(yòng)作(zuò)清漆、涂层等。
 
PE是热固性树脂,合成反应完全遵循體(tǐ)型缩聚的反应规律。為(wèi)了能(néng)形成體(tǐ)型结构的聚合物(wù),所使用(yòng)的酚和醛两类单體(tǐ)的官能(néng)度总数不应小(xiǎo)于5.常用(yòng)的甲醛表现為(wèi)2管能(néng)度,苯酚与甲醛反应主要发生在邻位和对位,可(kě)视作(zuò)3官能(néng)度的单體(tǐ)。此外,酚醛塑料的合成中(zhōng)有(yǒu)时还用(yòng)到糠醛和甲苯醛等。
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当用(yòng)碱作(zuò)催化剂,苯酚与甲醛摩尔比為(wèi)0.8:1时,苯酚与甲醛生成的羟甲基酚是稳定的,能(néng)继续生成二羟甲基酚和三羟甲基酚,然后,这些产(chǎn)物(wù)再缩聚,生成具(jù)有(yǒu)游离羟甲基的PF。该树脂称為(wèi)甲阶PF,能(néng)溶于酒精(jīng)、丙酮及碱的水溶液中(zhōng)。由于它含有(yǒu)较多(duō)的可(kě)进一步反应的羟甲基和反应活性点,受热时逐步转变為(wèi)乙阶PF,不溶于碱液中(zhōng),可(kě)部分(fēn)或全部溶解于丙酮或酒精(jīng)中(zhōng)。
 
PF的合成与所使用(yòng)的催化剂类型、苯酚与甲醛的比例均有(yǒu)很(hěn)大关系,通过控制这两个因素,可(kě)获得两类不同的PF。一类是在酸性催化剂存在下,由过量苯酚与甲醛缩聚而制得的酸法PF,又(yòu)称為(wèi)線(xiàn)型PF或热塑性PF,在进一步的固化过程中(zhōng)必须加入固化剂;另一类是碱法PF,它是碱性催化剂存在下,由过量甲醛与苯酚缩聚而制得的热固性PF,又(yòu)称體(tǐ)型PF。这两类树脂的合成和固化原理(lǐ)不同,分(fēn)子结构和用(yòng)途也不同。
 
缩聚反应制得的線(xiàn)型PF分(fēn)子中(zhōng)不存在自身能(néng)进一步反应的基团,即使在加热条件下也不能(néng)形成體(tǐ)型结构。但是,由于其分(fēn)子中(zhōng)尚有(yǒu)未反应的活性点,一旦补充加入可(kě)与之反应的单體(tǐ),则缩聚反应可(kě)继续进行,直到转变成體(tǐ)型结构為(wèi)止。因而,这种線(xiàn)型PF通常需加入固化剂制成酚醛塑料粉,供成型加工(gōng)使用(yòng)。
 
酚醛树脂是由酚类与酚类缩聚制得的聚合物(wù),是合成树脂中(zhōng)发现最早、最先实现工(gōng)业化生产(chǎn)的树脂品种,迄今已有(yǒu)近百年的历史。由于原料易得,合成简便,价格低廉,制成的酚醛塑料具(jù)有(yǒu)良好的電(diàn)性能(néng)、力學(xué)性能(néng)、耐热性能(néng)和化學(xué)稳定性,因而,在塑料生产(chǎn)中(zhōng)至今仍占有(yǒu)相当重要的地位。尤其是改性和成型加工(gōng)技(jì )术的进步,使这一古老的树脂品种不断有(yǒu)新(xīn)的发展,出现了适应于注塑成型的快速固化PF及其他(tā)众多(duō)的改性新(xīn)品种。
 
六亚甲基四胺是酸法PF最常用(yòng)的固化剂。它是氨与甲醛的加成物(wù),外观為(wèi)白色晶體(tǐ),在温度超过100℃时会发生分(fēn)解,从而与塑料件加工(gōng)PF发生反应。尽管六亚甲基四胺与PF的固化机理(lǐ)尚待研究,但一般认為(wèi)固化时六亚甲基四胺中(zhōng)任何一个氮原子上连接的三个化學(xué)键可(kě)依次打开,与三个線(xiàn)型PF分(fēn)子链上活性点反应,形成交联结构。
 
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