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酚醛树脂具有良好的黏结性、耐热性、抗烧蚀性等
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2025-1-15 10:19:42
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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,密度为1.25~1.30g/cm3。酚醛树脂具有良好的黏结性、耐热性、抗烧蚀性、阻燃性能等。
①黏结性。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。以酚醛树脂为黏结剂,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性能、化学性能和使用性能。酚醛树脂卓越的黏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、黏附的有利因素。当酚醛树脂复合型材料加工成型为最终制品后,其中酚醛树脂黏结剂已经转变为交联网状结构并固化,得以保证黏结界面的稳定和持久。
②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,即使在非常高的温度下,也能保持其结构的整体性和尺寸的稳定性。酚醛树脂在200 ℃以下基本是稳定的,一般可在不超过180 ℃条件下长期使用。因此,酚醛树脂被应用于一些高温领域,如耐火材料、摩擦材料、黏结剂和铸造行业。
③抗烧蚀性。在温度大约为1000 ℃的惰性气体条件下,酚醛树脂会产生很高的残炭,独特的抗烧蚀性酚醛树脂交联网状结构有高达80%左右的理论含碳率,在无氧气氛下的高温热解残炭率通常在55%~75%。酚醛树脂在更高温度下热降解时吸收大量的热能,同时形成具有隔热作用且强度较高的炭化层,当用于航天飞行器的外部结构时,在其返回地面穿过大气之际,酚醛树脂的热降解高残炭特性就起到了独特的抗烧蚀性作用和对航天飞行器的保护作用。
④阻燃性。酚醛树脂制成的泡沫塑料以及酚醛树脂基复合材料有极高的利用价值,这是因为酚醛树脂有良好的阻燃性。大多数高分子树脂都是易燃的,需要加入阻燃剂才能达到阻燃效果。但是酚醛树脂是少有的例外,它不必添加阻燃剂便可达到阻燃要求,且具有低烟释放、低烟毒性等特征,其燃烧发烟起始温度在500 ℃以上,而且表征发烟程度的最大消光系数为0.02。
⑤低烟低毒。与其他树脂系统相比,酚醛树脂系统具有低烟低毒的优势。在燃烧的情况下,酚醛树脂将会缓慢分解产生氢气、碳氢化合物、水蒸气和碳氧化物。分解过程中所产生的烟相对少,毒性也相对低。这些特点使酚醛树脂适用于公共运输和安全要求非常严格的领域,如矿山、防护栏和建筑业等。
⑥化学性质。酚醛树脂对水、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,热塑性酚醛树脂溶于丙酮、酒精等有机溶剂中。交联后的酚醛树脂可以抵制很多化学物质的分解。例如汽油、石油、醇、乙二醇和各种碳氢化合物。
⑦高弹性模量。酚醛在普通塑料中具有最高的弹性模量,具有良好的电绝缘性质。它可与任何增强材料配合,可以用纸增强、布增强、玻璃纤维增强,甚至还有用芳香尼龙增强的。用石棉、金属粉增强的酚醛用于汽车的刹车片和离合器片。酚醛在机械行业中有广泛的应用,可制成任何形式的标准件如棒、板、带、片、齿轮、凸轮等。酚醛具有极高的压缩强度,高达215 MPa。另一个主要用途是线路板,有一系列不同的增强材料满足不同线路板的需求。
⑧加工形式多样。酚醛树脂的一大优点是可制成B阶(段)树脂。B阶树脂是尚未固化的树脂,分子链仍为线形。这使得酚醛树脂可以像热塑性树脂那样进行预浸,再进行成型加工。但是在加热加压条件下固化,就成为不溶不熔的固体。
酚醛树脂
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