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酚醛樹脂所用固化劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2017-7-17 23:24:28 |
本文介紹酚醛樹脂所用固化劑。
酚和醛在合成反應(yīng)設(shè)備中，通過加成和適當(dāng)縮聚反應(yīng)所得到的樹脂，通常都是分子量不高的低聚物和各種羥甲基酚的混合體系，雖然Novolaks及Resoles結(jié)構(gòu)上是有差異的，但從物性上它們均應(yīng)為可溶及可熔。
這樣的可溶、可熔性使得它們便于浸漬填充增強材料制成各種類型的塑料用于生產(chǎn)形態(tài)及性能多種多樣的塑料制品，也便于用作黏結(jié)劑、成模劑、功能性助劑等應(yīng)用于耐火材料、鑄造造型材料、摩擦材料、涂料、電子封裝材料等多種府用領(lǐng)域。
然而，酚醛樹脂只有在形成交聯(lián)網(wǎng)狀(或稱體型)結(jié)構(gòu)之后才具有優(yōu)良的使用性能，包括力學(xué)性能、電絕緣性能、化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性等。
酚醛樹脂的固化就是使其轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的過程，表現(xiàn)出凝膠化和完全固化的兩個階段，這一轉(zhuǎn)變不僅是物理過程，更要強調(diào)的是，這是一個化學(xué)過程。所以酚醛樹脂的固化絕不是熔體冷卻到熔點以下的一般意義上的固化，而是高分子化學(xué)概念上的由線(支)型分子交聯(lián)(cure)成網(wǎng)狀分子導(dǎo)致失去可溶、可熔性的固化。
酚醛樹脂固化后，在獲得優(yōu)良物理性質(zhì)的同時，又失去了可溶、可熔性，不再有可加工性。因而其固化過程必然應(yīng)在以酚醛樹脂(Novolaks或Resoles)為黏結(jié)劑組成的塑料、油漆涂料及各種各樣工程材料的使用或成型過程中完成。
正由于酚醛樹脂的固化過程本質(zhì)上是一種化學(xué)反應(yīng)過程，所以表現(xiàn)出以下一些特點：
(1)樹脂在固化前的結(jié)構(gòu)因素(組成、分子量大小、反應(yīng)官能度等)影響顯著；
(2)固化反應(yīng)受催化劑、酚醛樹脂所用固化劑、樹脂pH值等的影響顯著；
(3)固化過程有熱效應(yīng)；
(4)固化速率受溫度、壓力的影響顯著；
(5)固化過程有副產(chǎn)物(如水、甲醛等)產(chǎn)生；
(6)固化反應(yīng)是不可逆過程。
二乙基甲苯二胺產(chǎn)品物理指標(biāo)
外觀（室溫下）： 淡黃色至棕色透明液體
沸點,(℃)： 308
密度(g/cm3)at(20℃)： 1.02
凝固點(℃)： -8
閃點,TCC，(℃)： 135
粘度,Cps at（20℃） 280
（25℃） 155
異氰酸酯當(dāng)量： 89.5
環(huán)氧樹脂當(dāng)量： 44.3
熱塑性酚醛樹脂固化。Novolak型樹脂的結(jié)構(gòu)，n一般為4～12，其值大小與起始反應(yīng)原料中苯酚過量多少及反應(yīng)時間有關(guān)。工業(yè)生產(chǎn)的此類樹脂視應(yīng)用領(lǐng)域不同而控制掌握n的大小，也就是分子量的大小。例如當(dāng)竹值平均為5時，其平均分子量(Mn)約在500左右。
Novolak型樹脂合成的基本條件之一是在摩爾比上，苯酚過量，甲醛不足，所以它的結(jié)構(gòu)中基本不會有未反應(yīng)的羥甲基存在，這樣Novolaks就不可能自行發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)而固化。但是這樣樹脂結(jié)構(gòu)中的酚核還有未反應(yīng)的活化點，只要補充甲醛，在加熱條件下就可進行交聯(lián)反應(yīng)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)并固化。
為使Novolak型樹脂交聯(lián)固化，酚醛樹脂所用固化劑最常見的是六亞甲基四胺(烏洛托品)，其他還可用多聚甲醛、Resole型酚醛樹脂、苯胺。
六亞甲基四胺(HMTA)是氨與甲醛的加成物，它在超過100℃下發(fā)生分解，形成二甲醇胺并釋放出甲醛和氨，從而與線型酚醛樹脂分子反應(yīng)，發(fā)生交聯(lián)。
用HMTA作為Novolak固化劑的固化反應(yīng)歷程至今未研究清楚，不過也有一些初步的研究成果。
(1)HMTA加入到含少量游離酚(約5%)及少于1%水分的Novolak中，加熱后HMTA中任何一個氮原子上連接的三個化學(xué)鍵可依次打開與三個Novolak樹脂分子上的活性點反應(yīng)，導(dǎo)致它們的交聯(lián)：
(2)上述交聯(lián)結(jié)構(gòu)僅是過渡狀態(tài)，在進一步的加熱交聯(lián)過程中，繼續(xù)分解，最后有NH。放出。并有少量的氮保留在交聯(lián)固化的樹脂結(jié)構(gòu)中。
(3)交聯(lián)過程中可能有多種鄰位(o位)和對位(p位)的中間結(jié)構(gòu)。
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