第八章第八章 常用热固性树脂及塑料常用热固性树脂及塑料 什么是热固性塑料？什么是热固性塑料？ 一般具有刚性和硬度大、尺寸稳定性一般具有刚性和硬度大、尺寸稳定性好、耐热、耐燃、价格低廉等特性好、耐热、耐燃、价格低廉等特性 它有什么特性？它有什么特性？ 但由于成型加工效率低，远没有热塑但由于成型加工效率低，远没有热塑性塑料应用广泛性塑料应用广泛 第一节第一节 酚醛树脂及塑料酚醛树脂及塑料 酚酚醛醛树树脂脂（（PFPF））是是由由酚酚类类与与醛醛类类缩缩聚聚制制得得的的聚聚合合物物，，是是合合成成树树脂脂中中发发现现最最早早、、最最先先实实现现工工业业化化生生产产的的树树脂脂品品种种，，迄今已有近百年的历史迄今已有近百年的历史 由由于于它它原原料料易易得得，，合合成成简简便便，，价价格格低低廉廉，，制制成成的的酚酚醛醛塑塑料料具具有有良良好好的的电电性性能能、、力力学学性性能能、、耐耐热热性性能能和和化化学学稳稳定定性性，，因因而而，，在在塑塑料料生生产产中中至至今今仍仍占占有有相相当当重重要的地位。
要的地位 一、一、酚醛树脂的合成酚醛树脂的合成 用用碱碱（（NaOHNaOH等等））作作催催化化剂剂，，苯苯酚酚与与甲甲醛醛，，苯苯酚酚与与甲甲醛醛生生成成的的羟羟甲甲基基酚酚是是稳稳定定的的，，能能继继续生成二羟甲基酚和三羟甲基酚：续生成二羟甲基酚和三羟甲基酚： 然后，这些产物再缩聚，生成具有然后，这些产物再缩聚，生成具有游离羟甲基游离羟甲基(—(—CHCH2 2OH)OH)的的PFPF：： M=2～～5，，m+n=4～～10 该树脂称为该树脂称为甲阶甲阶PFPF，，能溶于酒精、能溶于酒精、丙酮及碱的水溶液中丙酮及碱的水溶液中 可进一步反应的羟甲基和反应活性可进一步反应的羟甲基和反应活性点，受热时逐步转变为点，受热时逐步转变为乙阶乙阶PFPF，，即不溶即不溶于碱液中，可部分或全部溶解于丙酮或于碱液中，可部分或全部溶解于丙酮或酒精中 若升高温度使反应继续进行则转变若升高温度使反应继续进行则转变为不溶不熔的体型结构的为不溶不熔的体型结构的丙阶丙阶PFPF 生产中使用的是哪一个阶级的生产中使用的是哪一个阶级的树脂？树脂？一般生产中使用的是一般生产中使用的是甲阶甲阶PFPF或乙阶或乙阶PFPF 二、酚醛树脂模塑粉的制备与应用二、酚醛树脂模塑粉的制备与应用 1、、酚醛树脂酚醛树脂( (酸法酸法) )模塑粉的制备模塑粉的制备 PF PF模塑粉又称压塑粉，其制备工艺如下：模塑粉又称压塑粉，其制备工艺如下：原、辅材料原、辅材料混合温度约为混合温度约为100100～～150℃150℃ 部分达到乙阶段部分达到乙阶段冷却冷却粉碎粉碎过筛过筛并批并批包装包装模塑粉模塑粉配方配方 2 2、模塑粉的性能和应用、模塑粉的性能和应用（（1 1）性能）性能 PFPF模模塑塑粉粉制制成成的的制制品品其其刚刚度度和和表表面面硬硬度度高高，，使使用用温温度度范范围围宽宽，，具具有有良良好好的的电电性性能能、、化化学学稳稳定定性性和和阻阻燃燃性性。
加加入入的的填填料料和和助助剂剂的的品品种种及及数数量量不不同同，，其其性性能能之间有一定差异之间有一定差异 表表8-28-2给给出出了了几几种种PFPF模模塑塑材材料料及及制制品的性能比较品的性能比较 （（2 2））应用应用 PF PF模模压压塑料塑料的的种种类类：如：如电电气气类类、、绝缘绝缘类类、高、高频类频类、高、高电压类电压类、耐酸、耐酸类类、湿、湿热类热类、、耐耐热类热类、日用、日用类类等；等； 成型：需在成型：需在150150～～190℃190℃的温度及的温度及1515～～2020MPaMPa的压力下，采用模压法或铸压的压力下，采用模压法或铸压( (传递传递) )法成型；此外，经过特殊配方后法成型；此外，经过特殊配方后PFPF模塑模塑粉也可用特殊注射机进行注射成型粉也可用特殊注射机进行注射成型 制品：制品制品：制品主要用作主要用作电电器方面的器方面的绝缘绝缘件，也可用于制造日用品和机械零件等件，也可用于制造日用品和机械零件等 三、三、酚醛树脂层压塑料酚醛树脂层压塑料 1 1、层压塑料的概念、层压塑料的概念 层层压压塑塑料料是是由由碱碱法法酚酚醛醛树树脂脂浸浸渍渍过过的的片片状状填填料料经经干干燥燥、、加加热热、、加加压压固固化化所制成的板状或片状塑料制品。
所制成的板状或片状塑料制品 主主要要成成分分是是酚酚醛醛树树脂脂和和填填料料填填料料：：纸纸张张、、棉棉布布、、石石棉棉布布、、玻玻璃璃纤纤维维及及其其织物等 工业配件工业配件模压成型模压成型PFPF树脂树脂浸渍片状填料浸渍片状填料叠合叠合加热、加压加热、加压板、管、棒状板、管、棒状层压制品层压制品干燥干燥2、、酚醛树脂层压塑料的生酚醛树脂层压塑料的生 产产 3 3、层压塑料的性能与应用、层压塑料的性能与应用 （（1 1））性能特点性能特点 密度小密度小 力学力学强强度高度高 电电性能好性能好 热导热导率低、率低、 摩擦系数小摩擦系数小 易于机械加工易于机械加工 表表8-38-3列出了列出了PFPF层压层压制品的性能制品的性能 （（2 2）层压塑料的应用）层压塑料的应用①①玻璃布层压板是电器工业中的重要绝玻璃布层压板是电器工业中的重要绝缘材料，广泛地用于电机及电器设备；缘材料，广泛地用于电机及电器设备；②②布及木质层压板在机器制造业中，可布及木质层压板在机器制造业中，可制成无噪声齿轮、轴瓦及其它零件；制成无噪声齿轮、轴瓦及其它零件； ③ ③石棉层压板主要用作刹车片及离合器片石棉层压板主要用作刹车片及离合器片等；等； ④④以玻璃纤维织物为基材力学性能和耐以玻璃纤维织物为基材力学性能和耐热性好，可作为结构材料使用，用于飞热性好，可作为结构材料使用，用于飞机、汽车、船舶、电气等方面；机、汽车、船舶、电气等方面； 第二节第二节 不饱和聚酯树脂及塑料不饱和聚酯树脂及塑料一、不饱和聚酯树脂的概念一、不饱和聚酯树脂的概念 什么是饱和聚酯？什么是饱和聚酯？ 不饱和聚酯不饱和聚酯( (UP)UP)是指分子主链上是指分子主链上含有不饱和双键含有不饱和双键 的聚酯，由不饱和的聚酯，由不饱和及部分饱和二元酸与饱和二元醇缩及部分饱和二元酸与饱和二元醇缩聚而成，在缩聚反应结束后趁热加聚而成，在缩聚反应结束后趁热加入一定量交联单体配制成黏稠的液入一定量交联单体配制成黏稠的液体树脂。
体树脂不饱和双键不饱和双键 聚酯玻璃钢占不饱和聚酯树脂总产量的聚酯玻璃钢占不饱和聚酯树脂总产量的70%70%～～80%80% 涂涂 料料粘接剂粘接剂 胶胶 泥泥黏稠的液状黏稠的液状不饱和聚酯不饱和聚酯树脂树脂 玻璃纤维增强塑料制品玻璃纤维增强塑料制品俗称聚酯玻璃钢俗称聚酯玻璃钢 玻璃钢是玻璃纤维与一种或数玻璃钢是玻璃纤维与一种或数种热固性或热塑性树脂复合而成的种热固性或热塑性树脂复合而成的纤维增强塑料材料纤维增强塑料材料 聚酯玻璃钢具有优异的力学性聚酯玻璃钢具有优异的力学性能、防蚀性能，质轻，成型加工方能、防蚀性能，质轻，成型加工方便，可代替金属应用于汽车、航空、便，可代替金属应用于汽车、航空、造船、化工、建筑等方面造船、化工、建筑等方面 二、不饱和聚酯的合成和固化二、不饱和聚酯的合成和固化1 1、、合成合成不饱和二元酸不饱和二元酸饱和二元酸饱和二元酸苯乙苯乙烯烯、、阻聚阻聚剂剂 二元醇二元醇 不锈钢反应釜不锈钢反应釜,170170～～210℃210℃缩聚反应缩聚反应 1000～～7000左右左右稀释釜，搅拌均匀稀释釜，搅拌均匀 ，， 90℃，稀释，稀释冷却过滤冷却过滤一定黏度的液体树脂一定黏度的液体树脂 2、、固化固化（（1 1）固化）固化的概念的概念 UPUP树树脂脂固固化化即即通通过过固固化化剂剂引引发发分分子子结结构构中中的的双双键键与与可可聚聚合合的的苯苯乙乙烯烯交交联联单单体体进进行行自自由由基基型型共共聚聚反反应应，，使使线线型型不不饱饱和和聚聚酯酯分分子子链链交交联联成成具具有有三三维维网网状状结结构构的体型分子，此的体型分子，此过过程即程即为为固化。
固化 一一般般，，UPUP的的固固化化过过程程也也就就是是其其成成型型过过程程，，通通过过固固化化成成型型可可制制得得多多种种UPUP塑塑料料制品 过过氧化二异丙苯氧化二异丙苯（（2 2）固化成型过程）固化成型过程一定黏度的液体树脂一定黏度的液体树脂固固 化化 剂剂 热固化体系热固化体系 过氧化环己酮过氧化环己酮/ /环烷酸钴环烷酸钴室温固化体系室温固化体系压制成型制品压制成型制品浇铸成型制品浇铸成型制品玻璃玻璃钢钢制品制品 三、三、不不饱饱和聚和聚酯酯性能和应用性能和应用1 1、性能、性能 纯纯UPUP树树脂透明性好，易着色，脂透明性好，易着色，刚刚度、度、硬度和硬度和电电性能亦性能亦较较好 UP UP配方中加入各种填料和增配方中加入各种填料和增强强材料，材料，性能性能有有很大很大变变化UPUP玻璃玻璃钢钢力学力学强强度度高于高于铝铝合金，有些接近于合金，有些接近于钢钢材，而其材，而其密度密度仅为钢仅为钢材的材的1/51/5～～1/41/4，因而，可，因而，可代替金属用作承代替金属用作承强强结结构材料构材料 2、、应应用用 UP UP玻璃玻璃钢钢：桌椅、船、建筑板材、：桌椅、船、建筑板材、飞飞机部件、各种板材、汽机部件、各种板材、汽车车、工、工业电业电器部件等器部件等 ；； 浇铸制品：刀把、伞柄、标本、浇铸制品：刀把、伞柄、标本、钮扣、浇铸水晶石板、水晶桌面、墙钮扣、浇铸水晶石板、水晶桌面、墙面、地面的装饰，具有施工简便、装面、地面的装饰，具有施工简便、装饰性好、耐磨耐蚀的特点。
饰性好、耐磨耐蚀的特点。