酚醛树脂的高性能化改性研究新进展

酚醛树脂 改性

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PLASTICSSCI1&TECHNOLOGYDecember2003

文章编号:100523360(2003)20620050205

塑料科技

酚醛树脂的高性能化改性研究新进展

赵小玲,齐暑华,杨辉,张剑

(西北工业大学化学工程系,陕西西安710072)

　　摘　要:　脂,纳米材料改性酚醛树脂等。

关键词:　酚醛树脂;增韧;;中图分类号::A

　　、耐热性能优

良、难燃等特点,,广泛用于制备玻璃钢、模塑料、涂料、粘合剂等。但是,酚醛树脂也存在着缺点,即酚羟基和亚甲基容易氧化,耐热性,耐氧化性受到影响;固化后的酚醛树脂因芳核间仅由亚甲基相连而显脆性。随着工业的不断发展,对高性能酚醛树脂提出了新的要求,用纯酚醛树脂已不能满足要求。为提高酚醛树脂的性能,扩大其适用范围,国内外酚醛树脂行业及塑料行业对酚醛树脂改性开展了大量的研究工作,提高其韧性和耐热性是酚醛树脂的发展方向。因此,作者对近几年来酚醛树脂在增韧及耐热性的研究进行了综述,其中包括了几种新的改性方法。

表1　定向玻璃纤维增强酚醛塑料的性能

性　　　能冲击强度/kJ.m-2

弯曲强度/MPa拉伸强度/MPa压缩强度/MPa表面电阻率/Ω体积电阻率/Ω cm

106Hz介电损耗角正切10Hz介电常数50Hz击穿电压/kV mm-1马丁耐热/℃

6

未改性酚醛树脂聚砜改性酚醛树脂

200.39616.06310.76144.426.8×10114.7×10110.04327.08

13.11>280

[4]

283.66821.12476.57151.446.08×10127.83×10120.02796.5416.07>300

1　酚醛树脂的增韧改性

1.1　聚砜改性酚醛树脂

聚砜作为一种耐高温,高强度的热塑性塑料,被

誉为“万用高效工程塑料”,具有优良的综合性能,如具有优良的电绝缘性能,耐热性能好,机械强度高,刚性好,有良好的尺寸稳定性和自熄性等。美国联合碳公司用双酚A型聚砜共混改性酚醛树脂,这种改性树脂制得摩擦材料,其制品在200～300℃下的摩擦系数始终稳定在0149～0153,平均磨耗量比未改性酚醛树脂降低了

[2][3]

24%。董瑞玲研究发现用8%的聚砜改性酚醛树脂玻纤增强模塑料具有优良的力学性能和电学性能,耐老化性能也有了一定的提高。其性能详见表1。

收稿日期:2003201206

[1]

西北工业大学齐暑华等人研制的聚砜改性酚醛树脂玻纤增强模塑料已成功用于宇航上,于2002年12月13日已通过了鉴定。该模塑料具有优良的力学性能,他们认为这是因为聚砜结构中有异丙撑基和醚键,异丙撑基为脂肪基,有一定的空间体积,可减少分子间的作用力,醚键两端的苯基可绕其内旋转,较异丙撑基更能增加分子链的柔顺性,两个基团的引入均有利于提高改性酚醛树脂的韧性。聚砜改性酚醛树脂玻纤增强模塑料的电学性能优于未改性酚醛树脂玻纤增强模塑料,而且耐热性也得到了一定的提高,这是因为聚砜结构中异丙撑基上两个无极性的甲基使得异丙撑基极性较小,向酚醛树脂中引入极性小的异丙撑基使改性酚醛树脂的吸湿性减小,电绝缘性能提高。聚砜就结构中的砜基与相邻的两个苯环组成高度共轭的二苯砜

酚醛树脂 改性

赵小玲,等　酚醛树脂的高性能化改性研究新进展51

结构,形成了一个十分稳固、刚硬、一体化的坚强体系,使得改性树脂能吸收大量热能和辐射能而不致于主链断裂,热稳定性提高,试验测得聚砜改性酚醛树脂玻纤增强模塑料,其马丁耐热温度高于300℃。

112　聚酰胺改性酚醛树脂

聚酰胺有较高的韧性和机械强度,与酚醛树脂之间发生共固化或形成部分互穿网络结构,以提高聚酰胺改性酚醛树脂的机械强度

[5～6]

。Yangy

[7～8]

认为酚羟

基与酰胺基团间的氢键能促进酚醛树脂和聚酰胺的相互溶混,通过适当地改变聚酰胺结构,可以控制两者混溶程度。以一定量的甲醛,处理聚酰胺,可获得羟甲基聚酰胺性能好,粘附性能高,-应固化,采用聚酰胺(的制造已获得了良好的效果,聚酰胺分子中含有酰胺基,可以与酚醛树脂中的羟甲基发生化学反应,从而改善了酚醛树脂的冲击韧性和粘接性,并改善了树脂的流动性,仍保持了酚醛树脂的优点。改性前酚醛树脂的冲击强度,拉伸强度分别为315～415kJΠm,7～11MPa,而改性后分别达到5～12kJΠm,15～20MPa。西

2

2

[9]

具有优异耐热性及机械强度的树脂。同时采用腰果壳

油和双马来酰亚胺树脂改性酚醛树脂,这种新型的改性树脂既引进了双马来酰亚胺树脂的优良性能,又具有腰果壳油改性酚醛树脂的优点,所以改性树脂的综合性能优于其他改性树脂,是一种性能更好的摩擦材

[13]

料的基体树脂。张垣等人用双马来酰亚胺与腰果壳油加成反应,,脂400℃,,使材料。

114　橡胶改性酚醛树脂

橡胶增韧酚醛是最常见的增韧体系。橡胶增韧酚醛树脂属物理掺混改性,但在固化过程中有着不同程度的接枝或嵌段共聚反应,橡胶的加入量一般控制在6%～15%。向可溶性和线型酚醛树脂的混合物中加入含羧基的丁腈橡胶,因可溶性酚醛树脂中的羟甲基和丁腈橡胶中的丁二烯双键、羧基起反应,使酚醛树脂和丁腈橡胶之间由化学键而紧密联接,所以既能提高酚醛树脂的力学性能,也能提高其耐热性。除了丁腈橡胶外,含有活性基团的橡胶,如环氧基液体丁二烯橡胶,羧基丙烯酸橡胶,环氧羧基丁腈加成物都可以增韧酚醛树脂,且增韧效果显著。同时,由于改性体系交联

密度的增加,耐热性也提高。特别在液体橡胶增韧体系中,由于液体橡胶容易形成海岛结构,即酚醛树脂形成连续相,橡胶形成分散相,这是一种理想的增韧体

[14]

系。李新明等人通过丁腈橡胶与酚醛树脂共聚反应,发现当丁腈橡胶用量仅为2%时,就可以使酚醛树脂的冲击强度提高100%,当进一步增加丁腈橡胶用

[15]

量时,冲击强度进一步增加。银贵晨采用丁腈橡胶改性酚醛树脂,可以大大改善酚醛树脂的冲击强度。含有活性端基的热塑性弹性体对于改善酚醛树脂的力学性能更加有效。如利用液体羧基丁腈橡胶和环氧化酚醛改性酚醛树脂制备胶粘剂可以改善高温力学性[16]

能。

北工业大学齐暑华等人

[10]

采用分子结构中含有酰胺

基基团的耐磨树脂B共缩聚改性酚醛树脂。他们认为共缩聚改性酚醛树脂,可以使耐磨树脂B羟甲基化,羟甲基化可以使耐磨树脂B与酚醛树脂之间能够接枝共聚,相容性增加,因此,耐磨树脂B能均匀地以颗粒状分散于酚醛树脂中,颗粒的粒径小,两相的界面模糊,界面强度高

[11]

。这样的微观结构更有利于酚醛

2

树脂的增韧。其改性酚醛树脂用玻纤,棉纤,棉布增强后冲击强度分别为387148,78143,34150kJ/m,其中棉纤,棉布增强改性的酚醛塑料已成功用于某型号飞机结构件滑轮,于2002年12月13日已顺利通过了鉴定。

113　腰果壳油(CNSL)/双马来酰亚胺(BMI)改

性酚醛树脂

　　腰果壳油

[12]

的主要结构是在苯酚的间位上带一

115　环氧树脂改性酚醛树脂

酚醛树脂酚核上的酚羟基和羟甲基与环氧树脂中

的环氧基及羟基反应,形成复杂交联的体型结构。因在酚醛树脂上接上了环氧树脂,增长了链段,降低了固化产物的交联密度,使分子的柔韧性增加,此外,环氧的羟基和醚键还改善了酚醛树脂的粘接性。蒋德堂等

个15个碳的单烯或双烯烃长链,因此CNSL既有酚类化合物的特性,又有脂肪族化合物的柔性,用 …… 此处隐藏：8716字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……