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1、酚醛树脂的调研报告姚雅雅（河北化工医药职业技术学院 方兴路88 号 050026）一.引言酚醛树脂也叫电木，又称电木粉，英文名称phenolic resin,简称PF,比重1.25T.30，是酚与 醛经聚合制得的合成树脂统称。原为无色或黄褐色透明物，因含有游离分子而呈微红色，市场 销售往往加着色剂而呈红、黄、黑、绿、棕、蓝等颜色，有颗粒、粉末状。耐弱酸和弱碱，遇 强酸发生分解，遇强碱发生腐蚀。不溶于水，溶于丙酮、酒精等有机溶剂中。对水、弱酸、弱 碱溶液稳定。由苯酚和甲醛在催化剂条件下缩聚、经中和、水洗而制成的树脂。因选用催化剂 的不同，可分为热固性和热塑性两类。主要包括：线型酚醛树脂、热固性酚
2、醛树脂和油溶性酚 醛树脂。二.酚醛树脂的性质（1）物理性质 物理性质：固体酚醛树脂为黄色、透明、无定形块状物质，因含有游离酚而呈微红色，市 场销售往往加着色剂而呈红、黄、黑、绿、棕、蓝等颜色，比重1.251.30。液体酚醛树脂为黄 色、深棕色液体。因选用催化剂的不同，可分为热固性和热塑性两类。（2）化学性质 对水、弱酸、弱碱溶液稳定。遇强酸发生分解，遇强碱发生腐蚀。不溶于水，溶于丙酮、 酒精等有机溶剂中。酚醛树脂工业的发展史用化学合成的方法得到并被实际应用的第一个合成高分子材料，是 美国Baekeland发明的酚醛树脂，至今已有百年历史。酚类化合物与醛类化合物缩聚反应得到的 产物称为酚醛树脂，
3、其中以苯酚和甲醛缩合聚合反应得到的酚醛树脂最重要，其工业产品产量 最大，用途最广。酚醛树脂具有价格低廉、力学性能和耐热性好、阻燃、燃烧发烟少的优良性 能，所以在国防、工农业、建筑、交通等领域得到广泛应用，但是也存在脆性大、收缩率高和 不耐碱等缺点。20世纪40年代后，合成酚醛树脂的方法趋于成熟并多元化，出现许多改性酚醛 树脂，综合性能明显提高，其也发展到航空航天工业。20世纪70年代出现许多热固性和热塑性 树脂，如乙烯基树脂、环氧树脂、聚酰亚胺、聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、 ABS 等，其量大、应用范围广，使酚醛树脂的发展受到一定限制。但是在这期间各国学者和企业 界仍然对酚醛树
4、脂进行深入研究，使酚醛树脂在化学合成、产品改性、树脂加工工艺和应用领 域都有长足的发展，逐步向高性能、专用化方向发展，并取得实效。20 世纪 80 年代以后，随着 经济繁荣、交通发达，建筑业兴旺，对酚醛树脂的社会需求明显增加，促使它在生产规模、品 种数量和质量性能等方面都逐年提高，近年来仍旧保持很好的发展态势。特别是欧洲、美国和 El 本在军事工业领域正在越来越多地研究应用高性能酚醛树脂复合材料。我国的酚醛树脂生产 已有 50 多年的历史，1946 年上海塑料厂开始有生产。建国后逐渐有几十家工厂陆续投入生产， 但是规模小，产品档次低，大部分只能生产普通型工业品。近 20 年随着我国经济的迅速发
5、展， 市场对各种类型酚醛树脂持续增长的需求，使得酚醛树脂在生产规模、应用领域和研究成果等 方面都稳定增长。酚醛树脂的产品结构调整正在进行，技术进步的力度加大，产品的技术含量 逐步增加。酚醛树脂作为三大热固性树脂之一，由于原料简单易得，树脂的机械强度高、耐高 温蠕变性优良、电绝缘性好、耐烧蚀、耐热性好、阻燃以及成型加工性好等优良性能，所以得 到广泛应用。四.酚醛树脂的应用树脂是高分子化合物，所以酚醛树脂具有高分子化合物的基本特点5 ，即分子量（相对分子 量）大，并且呈现多分散性；分子结构有多样性，在不同条件下可分别制成线型、支链型和网状 结构；酚醛树脂处于线型和支链型结构状态，具有可溶可熔可流动
6、的加工性，当转变为体型（三 向网状）结构状态，就固化定型且失去可溶可熔和加可工性；酚醛树脂如同所有高分子化合物一 样不能被加热蒸发，过高的温度只能使其裂解，甚至碳化。综上可知，即使是同一种类型的酚 醛树脂产品，其性能也可能是多变的。没有固化形成网状结构之前的酚醛树脂，其性能是不稳 定的，不能作为制品来使用，它对于酚醛树脂生产企业虽然是产品，但实际却是制造各种各样 有用材料或制品的中间品。因而酚醛树脂产品的性能，必然要与下游材料或制品的生产相适应 在各种实用性材料和制品结构中，绝大多数场合酚醛树脂都是起着粘结剂的作用，且在各种材 料和制品生产的最终，转变为网状结构。酚醛树脂特有的化学结构和大分子
7、交联网状结构赋予 了它许多优良性能6。五. 酚醛树脂的性质（1）.卓越的粘结性交联固化的酚醛树脂由于性脆，强度低，单独使用几乎没有可能。以酚醛树脂为粘结剂， 与各种填料或增强材料结合制成的多种多样复合型材料却有着优良的物理、化学性能和使用性 能。酚醛树脂卓越的粘附性首选源于其大分子结构上的大量极性基团，极性强是促成其对材料 浸润、粘附的有利因素。当酚醛树脂复合型材料加工成型为最终制品后，其中酚醛树脂粘结剂 已经转变为交联网状结构并固化，得以保证粘结界面的稳定和持久。（2）优良的耐热性酚醛树脂固化后依靠其芳香环结构和高交联密度的特点而具有优良的耐热性。酚醛树脂在200C以下基本是稳定的，一般可在
8、不超过180C条件下长期使用。六.酚树脂的应用领域同用酚醛树脂中的热塑性酚醛树脂主要用于制造模塑粉，也用于制造层压塑料、铸造 造型材料、清漆和胶粘剂等。通用热固性酚醛树脂主要用于制造层压塑料、浸渍成型材料、涂 料、各类用途粘结剂等，少量用于模塑粉。高性能酚醛树脂除在上述领域中提升各种材料和制 品的性能外，还开辟或扩大了许多新的应用领域，主要用于钢铁及有色金属冶炼的耐火材料， 用于航天工业的耐烧蚀材料，用于高速交通工具的摩擦制动材料，用于电子工业的电子封装材 料，用于建筑及交通工具的耐燃保温泡沫材料等领域7。酚醛粉状模塑料是由酚醛树脂粉与各种粉状填充料混配而成的一类复合材料，经热压成型 传递成型
9、或注塑成型可制成分别适合于各工业领域的制件及生活用品。酚醛模塑料粉在受热、 受压的成型过程中发生交联反应而固化。成型品尺寸稳定，机械强度高，有较高的耐热性、电 绝缘性、耐化学腐蚀性，且价格低，所以制品应用范围广，种类繁多。七.酚醛树脂的研究酚醛树脂的生产和使用会给环境带来一定程度的污染，影响整个生态环境，然而注意或加 强治理污染，包括废水处理和废旧酚醛树脂产品及其复合材料的循环利用，可使酚醛树脂健康 而快速发展。(1)不含甲醛的环保型新酚醛树脂新酚醛树脂(xylok )为高分子化合物，是由苯酚和芳烷基醚通过缩合反应而产生的，新酚醛树 脂具有良好力学性能、耐热性能，广泛应用于金刚石制品、砂轮片制
10、造等行业.新酚醛树脂粘结 力强，化学稳定性好，耐热性高，硬化时收缩小，制品尺寸稳定。粘结强度比酚醛树脂提高 20% 以上，耐热性提高100C以上。新酚醛树脂制品可在250C下长期使用，制品耐湿耐碱。新酚醛 树脂可做为金刚石砂轮的结合剂,使用方法为: 新酚醛树脂与酚醛树脂按 1：3 混合使用，不仅提 高了酚醛树脂的强度，还提高了耐热性和磨削比。如单独使用新酚醛树脂，砂轮的寿命是酚醛 树脂8倍，在生产工艺上比酚醛树脂制品强度高出约30%，磨削效果也有提高【8-10】。参考文献：1李晓林，罗朝霞，张立群.热固性酚醛树脂的合成与性能研究J.热固性树脂.2007； 22(2):2730.2倪礼忠，周权.
11、高性能树脂基复合材料M.上海:华东理工人学出版社.2010, 36-37.陈精明，敖文亮，吴晓卫,朱文元.甲阶酚醛树脂的合成研究进展J.热固性脂.2004,19(6):31徐文凤.苯酚与甲醛加成反应机理理论研究D.云南大学硕士研究生学位论文.2012.5Klamt, A. Conductor-like Screening Model for Real Solvents: A New Approach to theQuantitative Calculation of Solvation PhenomenaJ. J. Phys. Chem. 1995, 99: 2224-2235.6 薛斌，张兴林.酚醛树脂的现代应用及发展趋势.热固性树脂.2007.22(4)：4750.7 唐路林，李乃宁，吴培熙.高性能酚醛树脂及其应用技术M.北京:化学工业出版社，2007:12.8 朱永茂.20042005年国外酚醛树脂及塑料工业进展J热固性树脂.2006,21(3):29 34.9 诸德棋.国内酚醛树脂及塑料工业现状和发展方向.热固性树脂. 2004.19(1):4244.10 唐路林，李乃宁，吴培熙.高性能酚醛树脂及其应用技术M.北京:化学工业出版社.2007:915.
