酚醛树脂

  酚醛树脂,又称电木,酚与醛缩合聚合而生成的一类合成树脂,固化后是体型高分子。英文缩写为PF。是第一个合成的树脂。无色或黄褐色透明固体,耐热性、耐燃性、耐水性和绝缘性优良,耐酸性较好,耐碱性差,机械和电气性能良好,易于切割,分为热固性塑料和热塑性塑料两类。合成时加入不同组分,可获得功能各异的改性酚醛树脂,具有不同的优良特性,如耐碱性、耐磨性、耐油性、耐腐蚀性等。

简史

     1872年A.von拜耳在研究酚与醛的反应时得到一种树脂状物质,但当时未对它进一步研究。1905~1909年,L.H.贝克兰研究苯酚与甲醛用酸或碱催化的反应时发现:在酸催化条件下,当甲醛/苯酚(摩尔比)小于1时,可得热塑性产物,称为热塑性酚醛树脂,即线型酚醛树脂;当甲醛/苯酚(摩尔比)大于1时,在碱催化下起初得到甲阶段树脂,也称为热固性酚醛树脂,能溶于有机溶剂;进一步加热和反应,则得乙阶段树脂,也称半溶酚醛树脂,不溶但可溶胀,加热时不熔,但变软;再进一步反应则得不溶、不熔的体型结构的丙阶段树脂,也称不溶酚醛树脂。他首先将酚醛树脂用于塑料,并进行工业生产,使它成为第一个工业生产的合成高分子品种。由此创始了塑料工业。  

原料 

   除常用的苯酚和甲醛外,在酚类中还可用甲酚和其他烷基取代酚,以及双酚A和间苯二酚等;醛类还可用多聚甲醛和其他高级醛类,也可用糠醛。作涂料用的酚醛树脂,常用植物油类和松香等天然树脂进行改性。作胶粘剂用的酚醛树脂,常混以环氧树脂、聚乙烯醇缩醛、丁腈橡胶等进行改性,改进它的粘合性能,降低脆性。  

线型酚醛树脂

     结构式如下:         
n<10。它是一种固态树脂状物,不含能进一步缩聚的基团。需要再加固化剂和加热才能固化。常用的固化剂为六亚甲基四胺,固化温度为 150°C左右。它混以填料即是用于模压塑料的模塑粉,俗称电木粉,其模压制品称电木。  

热固性酚醛树脂 

   结构式如下:
式中m=0~2;l=0或1;k=0或1;n<10。它是一种粘稠树脂状物,常以它的酒精溶液或水溶液形式使用。它的羟甲基能进一步进行缩合聚合,因此不需要加其他固化剂即能固化。存放时也由于缩聚反应而使溶液粘度变大以至固化,因此不能长期存放。常用作催化剂的碱有氢氧化钠、氢氧化钡等。也常用氨水作催化剂,此时氨也参与反应,从而树脂中含有氮的化合物。  

·性质和应用

     酚醛树脂具有较好的绝缘、耐温和耐老化等性能,可作为模压塑料、层压塑料、涂料、胶粘剂等,广泛地用于电气和电子工业、木材工业,以及其他工业。酚醛树脂制成的增强塑料具有较好的耐烧蚀性能,所以近年来成为空间技术中重要的高分子材料。酚醛树脂也可制成耐温、耐燃的纤维。

制法

  苯酚甲醛在酸触媒或碱触媒条件下进行缩聚,生成酚醛树脂和。热塑性酚醛树脂需用乌洛托品作固化剂。
nC6H5OH + nHCHO → [C6H3OHCH2]n + nH2O