酚醛樹脂的合成與應用
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- 酚醛樹脂的合成與應用酚醛樹脂是世界最早人工合成和工業化生產的一類合成樹脂,其原料易得,生產工藝簡單,綜合性能優良,應用非常廣泛,因此研究酚醛樹脂的制備方法,具有很高的社會意義和經濟價值。
酚醛樹脂因其具有較高的力學強度,耐熱性好,難燃、低毒、低發煙,可與其他多聚物共混,實現高性能化而廣泛應用于航空航天、汽車、電子、機械、交通運輸等國民經濟各個領域。近年來科研人員對酚醛樹脂本身的脆性和力學性能進行改進,在下游產品應用新工藝,使酚醛樹脂基復合材料有了更大的發展。隨著電子產業的迅速成長,高純度及改性酚醛樹脂也在半導體封裝材料、印制電路基板材料和光刻膠領域發揮著越來越重要的作用。現代酚醛泡沫反應機理和生產工藝的不斷創新,使酚醛泡沫材料應用于民用建筑、采礦等新領域。各種改性酚醛樹脂作為增粘、增硬、補強材料,也不斷地應用于橡膠工藝的改進之中[ 董建娜,陳立新,梁濱,孔嬌月,趙慧欣,梁鳳飛. 水溶性酚醛樹脂的研究及其應用進展. 中國膠粘劑. 2009年10月,18(10)]。
2酚醛樹脂的歷史
20世紀50年代是酚醛樹脂高速發展的階段,新的應用領域有涂料、油漆、鑄造和航空航天等,國際酚醛樹脂的產量達到20萬t。上世紀80年代,酚醛樹脂、新型酚醛復合材料系統應用于建筑、運輸等領域。1997年后全球經濟發展的低潮期,全球酚醛樹脂生產裝置的開工率不足65%,但總的市場消費量仍舊維持在300萬t以上。20世紀末到21世紀初,在全球經濟快速發展的帶動下,汽車工業、冶金、電子消費產品迅速發展,促進了酚醛樹脂在鑄造、耐火材料、電工電子材料等領域的全新發展。
國外酚醛樹脂的應用已涉及木材粘結、模塑料、鑄造造型材料、耐火材料、輪胎橡膠、摩擦材料、磨具磨料、電子封裝材料、浸漬層壓材料、纖維增強復合材料、酚醛泡沫塑料等領域,應用于工業、民用、交通、建筑、采礦、石油和天然氣開采、航空航天、核工業等科技范圍。全世界的酚醛樹脂產量也由20世紀50年代的約20萬t發展到2006年的401.5萬t。預計今后幾年全球酚醛樹脂行業將以7%的速度增長[ 張興林,唐路林,薛斌. 酚醛樹脂產品應用及發展趨勢. 2006年全國絕緣材料與絕緣技術專題研討會論文集. 2006年10月·桂林]。
3酚醛樹脂的特點
酚醛樹脂是一種以酚類化合物與醛類化合物經縮聚而制得的一大類合成樹脂。所用酚類化合物主要是苯酚、其他還可以用甲酚、混合酚、壬基酚、辛基酚、二甲酚、腰果酚、芳烷基酚、雙酚A或幾種酚的混合物的;所用醛類化合物主要是甲醛,其他還常用多聚甲醛、糠醛、乙醛或幾種醛的混合物。生產酚醛樹脂,根據所采用原料反應官能度、酚與醛的摩爾比及合成反應催化劑(反應物系PH值)的不同又分為熱塑性酚醛樹脂和熱固性酚醛樹脂兩大類產品,前者在無固化劑下具有熱可塑性,后者則不需固化劑也具有自固化特性(甚至于常溫環境)。
酚醛樹脂是被人類最早合成的一種樹脂。樹脂是高分子化合物,所以酚醛樹脂具有高分子化合物的基本特點,即:(1)分子量(相對分子質量)大,且呈現多分散性;(2)分子結構有多樣性,在不同條件下可分別制成線型、支鏈型、網狀結構;(3)酚醛樹脂處于線型、支鏈型結構狀態,具有可溶可熔可流動的可加工性,當轉...