酚醛树脂成分及用途(钙粉的作用与用途)

酚醛树脂(PF)，英文名Phenolic resin，又称胶木，也称酚醛模塑料。酚醛树脂是一种黄色、透明、无定形的块状物质，因含有游离酚而略带红色，相对密度为1.25 ~ 1.30。酚醛树脂易溶于丙酮、乙醇等有机溶剂，但不溶于水。对水、弱酸和弱碱溶液稳定，但在强酸中分解，在强碱中腐蚀。市售产品通过添加色母或着色剂，有红色、黄色、黑色、绿色、棕色和蓝色，产品为颗粒或粉末形式。

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酚醛树脂的合成

1872年，德国化学家a·拜尔首先合成了酚醛树脂。1907年，比利时裔美国人贝克兰提出了加热固化酚醛树脂的方法，使酚醛树脂的工业化生产成为可能。1910年，德国柏林建成世界上第一座合成酚醛树脂的工厂，开启了人类合成高分子化合物的时代。

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酚醛树脂是由酚类(苯酚、甲酚、二甲酚、叔丁基苯酚、间苯二酚等)加成缩合而成的聚合物。)和醛类(甲醛、糠醛等。)在催化剂和固化剂的作用下。以苯酚和甲醛为原料，在酸或碱催化剂作用下，经加成缩聚、中和、水洗制得目标树脂。根据原料、催化剂、反应条件和反应体系的不同，可以制备不同的酚醛树脂，包括热固性树脂和热塑性树脂。酚醛树脂可以是黄色和深棕色液体。

酚醛树脂聚合物材料的特性

酚醛树脂是人类最早合成的高分子材料之一。因此，酚醛树脂具有高分子材料的基本特征。酚醛树脂材料的特点:1。相对分子量大，具有聚合物所需的分子量，分子量分布多分散；2.聚合物的分子结构多样，通过不同的反应条件可以制备线性、支化和网状结构；3.分子结构的多样性决定了聚合反应的不同性质和加工性能。其中，直链型和支链型是可加工的，目标树脂是可溶、可熔、可流动的，便于加工，网状结构失去加工性，但可根据具体产品形态在制备阶段进行加工改造；4.酚醛树脂不能用加热蒸馏等方法提纯。高温会导致树脂开裂，甚至碳化。

酚醛树脂聚合物材料的使用特性

1、耐高温

酚醛树脂最重要的特点是耐高温，即使在很高的温度下也能保持其结构完整性和尺寸稳定性。其中，耐高温的终极特性是抗瞬时高温烧蚀。

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酚醛树脂在200℃以下能稳定使用，超过200℃时明显氧化。30-360℃，进入热分解阶段；在60-900℃时，释放出一氧化碳、二氧化碳、H2O、苯酚等物质。通过化学改性，使用温度可以提高到更高。由于酚醛树脂的高温性能，特别是其抗瞬时高温烧蚀的性能，酚醛树脂被用于一些高温领域，如耐火材料、摩擦材料和粘合剂的铸造行业。

2、结合强度高

酚醛树脂的分子结构中含有酚羟基结构，与多种有机或无机填料相容，具有极快的润湿速率，是粘合剂的重要原料。同时，酚醛树脂经过热固性交联后，可以为主体材料提供所需的机械强度、耐热性和电气性能，因此备受青睐。

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所制备的水溶性树脂或酚醛树脂的醇溶性树脂可以用水和醇填充形成溶液，用于浸渍纸张、棉布、玻璃、石棉和其他类似物质，为其提供机械强度和电性能。典型的例子包括电绝缘和机械层压，离合器片和汽车过滤滤纸。

3.高碳残留率

残炭率:某种有机物质(通常是酚醛树脂及其衍生物)在一定高温下分解后剩余的重量占原物质重量的百分比。目前残炭率最高的有机材料是酚醛树脂及其衍生物。一般酚醛树脂残炭率在50%以上，特殊处理得到的酚醛树脂残炭率可达80%以上。

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惰性气体，当温度为1000℃时，酚醛树脂会产生很高的残炭率，有利于保持酚醛树脂的结构稳定性，也是酚醛树脂广泛应用于耐火材料领域的重要原因。

4、耐酸碱，耐药性强

酚醛树脂虽然耐强酸强碱，但弱酸弱碱也可以接受。同时酚醛树脂交联后能抵抗任何化学物质的分解。例如汽油、石油、酒精、乙二醇和各种碳氢化合物。

5.低烟无毒

酚醛树脂燃烧过程中，燃烧系统只产生氢气、碳氢化合物、水蒸气和碳氧化物，不含二恶英等有毒物质。酚醛树脂在高温下分解产生的烟量比较少，所以酚醛树脂是低毒物质。

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鉴于酚醛树脂的安全特性，酚醛树脂材料也广泛应用于安全要求严格的领域，如矿山、围栏、建筑行业等。

酚醛树脂的改性方向

1.热处理:热处理可以提高固化树脂的玻璃化转变温度，改善树脂的各项性能。酚醛树脂经热处理后，可提高交联树脂的流动性，使反应进一步进行。同时可以去除残留的挥发酚，降低收缩率，提高尺寸稳定性、硬度和高温强度。同时，树脂也倾向于收缩和变脆。

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2.聚乙烯醇缩醛改性酚醛树脂:可以提高树脂对玻璃纤维的附着力，改善酚醛树脂的脆性，增加复合材料的机械强度，降低固化速度，从而有助于降低成型压力。改性酚醛树脂的性能取决于:1)聚乙烯醇缩醛的分子量；2)聚乙烯醇缩醛分子链中羟基、乙酰基和缩醛基的相对含量；3)所用醛的化学结构。

3.聚酰胺改性酚醛树脂:改性聚酰胺是羟甲基聚酰胺的一种，它所含的羟甲基或活性氢在树脂合成或固化过程中形成化学键，达到改性的目的。该改性酚醛树脂具有较高冲击韧性、粘结性和加工流动性，并保持了酚醛树脂的优点。

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4.环氧改性酚醛树脂:改性是通过酚醛树脂中的羟甲基与环氧树脂中的羟基、环氧基发生化学反应，酚醛树脂中的酚羟基与环氧树脂中的环氧基发生化学反应，最终交联成复合体结构。改性后的树脂具有优异的粘结性和耐热性，同时也增强了树脂的脆性。

5.有机硅改性酚醛树脂:利用有机硅单体与线型酚醛树脂中的酚羟基或羟甲基反应，提高酚醛树脂的耐热性和耐水性。改性后，复合材料的工作温度提高到200 ~ 260℃，是一种瞬时耐高温材料，可用作火箭和导弹的烧蚀材料。

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6.硼改性酚醛树脂:在改性树脂中引入无机硼，提高树脂的耐热性、耐瞬时高温性、力学性能和耐烧蚀性。可作为火箭、导弹和空飞行器技术领域的优良抗烧蚀材料。

7.二甲苯改性酚醛树脂或二苯醚甲醛树脂:二甲苯改性酚醛树脂是在酚醛树脂的分子结构中引入具有疏水结构的二甲苯环，以提高树脂的耐水性、耐碱性、耐热性和电绝缘性；用二苯醚代替苯酚和甲醛缩合甲醛树脂。二苯醚甲醛树脂玻璃纤维增强复合材料具有优异的耐热性，可用作H级绝缘材料，还具有良好的耐辐射性和低吸湿性。

酚醛树脂的应用领域

酚醛树脂具有良好的耐酸性、力学性能和耐热性，广泛应用于涂料、防腐工程、胶粘剂、阻燃材料和砂轮制造等行业。

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酚醛树脂涂料由酚醛树脂及其改性产品组成，包括醇溶性、松香改性和纯酚醛树脂涂料。其特点是耐磨、防水、防潮、耐酸碱腐蚀、绝缘性好、干燥快。广泛用于木材、家具、建筑、船舶、机械和电机等的涂装。