《酚醛樹脂膠黏劑》PPT課件

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1、酚醛樹脂膠黏劑酚醛樹脂（PF樹脂）是酚類與醛類在催化劑作用下形成樹脂的統(tǒng)稱。它是工業(yè)化最早的合成高分子材料。酚類主要是苯酚、甲酚、間苯二酚、單寧等，醛類主要是甲醛、糠醛等。用于膠黏劑的酚醛樹脂通常是苯酚與甲醛經(jīng)縮聚反應(yīng)而得到的樹脂。酚醛樹脂膠黏劑的特點優(yōu)點：1.優(yōu)異的膠接強(qiáng)度；2.較好的耐熱、耐老化性；3.能耐水、耐化學(xué)介質(zhì)和耐霉菌，特別是耐沸水性能；4.尺寸穩(wěn)定性好；5.電絕緣性能優(yōu)良。缺點：1.脆性大；2.固化時間較長，固化溫度高。1酚醛樹脂的合成原理在酚醛樹脂的合成中，根據(jù)原料的化學(xué)結(jié)構(gòu)、酚和醛的用量（摩爾比）以及介質(zhì)的pH值的不同，所生成的樹脂有兩種類

2、型，即熱塑性酚醛樹脂和熱固性酚醛樹脂。熱固性酚醛樹脂是在堿性催化劑作用下苯酚與甲醛以摩爾比小于1的情況下反應(yīng)制成。熱塑性酚醛樹脂是在酸性催化劑作用下苯酚與甲醛以摩爾比大于1的情況下反應(yīng)制成。1.1熱固性酚醛樹脂合成原理甲階酚醛樹脂在堿性催化劑作用下苯酚與過量的甲醛反應(yīng)生成甲階酚醛樹脂。由于酚羥基的影響，使酚核上的鄰位和一個對位活化。這些活性位置當(dāng)受到甲醛的進(jìn)攻時生成鄰位或?qū)ξ坏牧u甲基酚。＋CH2O羥甲基酚除了能與苯酚反應(yīng)外，還可繼續(xù)與甲醛反應(yīng)而生成多羥甲基酚。＋＋H2O＋CH2OCH2O羥甲基酚與苯酚作用或相互之間發(fā)生反應(yīng)生成線型結(jié)構(gòu)的酚醛樹脂。＋＋H2O－C

3、H2O甲階酚醛樹脂：為線型結(jié)構(gòu)，分子量較低，具有可溶可熔性，并具有較好的流動性和濕潤性，能滿足膠接和浸漬工藝的要求，因此一般合成的酚醛樹脂膠粘劑均為此階段的樹脂。乙階酚醛樹脂：是指甲階酚醛樹脂經(jīng)加熱進(jìn)一步縮聚得到。樹脂的分子量約為1000左右，聚合度為6～7，是不溶不熔的高分子物質(zhì)。乙階酚醛樹脂可部分地溶于丙酮及乙醇等溶劑，并具有溶脹性，加熱可軟化，可拉伸成絲，冷卻后即變成脆性的樹脂。丙階酚醛樹脂：是乙階酚醛樹脂繼續(xù)反應(yīng)縮聚而得到的最終產(chǎn)物。此階段的樹脂為不溶不熔的體型結(jié)構(gòu)，具有很高的機(jī)械強(qiáng)度和極高的耐水性及耐久性。1.2熱塑性酚醛樹脂合成原理在酸性催化劑作用

4、下，苯酚過量情況下，苯酚與甲醛反應(yīng)生成雙羥基苯甲烷的中間體。雙羥基苯甲烷繼續(xù)與苯酚、甲醛作用，但因為甲醛用量不足，只能生成線型熱塑性酚醛樹脂。＋CH2O1.3高鄰位熱固性酚醛樹脂合成原理在一般的酸、堿催化下，苯酚的對位具有比鄰位更高的反應(yīng)活性，故此無論在熱固性的甲階酚醛樹脂或線型樹脂中余下的反應(yīng)活性點多為活性較差的鄰位。催化劑：二價金屬離子高鄰位熱固性酚醛樹脂比一般熱固性甲階酚醛樹脂固化速度快，貯存穩(wěn)定性好。金屬離子在溶液中的交換速率和生成絡(luò)合離子的不穩(wěn)定性是決定金屬離子催化劑是加速還是抑制酚與醛反應(yīng)的關(guān)鍵。2影響酚醛樹脂質(zhì)量的因素一、原料熱固性酚醛樹用的酚脂

5、必須含三官能團(tuán)，因為有三個反應(yīng)點，才能形成體型的結(jié)構(gòu)，得到不溶(熔)的熱固性樹脂。雙官能團(tuán)的酚，不能形成體型交聯(lián)結(jié)構(gòu)，只能生成熱塑性的線型樹脂。不同的酚類與甲醛的反應(yīng)活性不同。各種酚的反應(yīng)活性酚類比較速率（以苯酚為1）3,5二甲酚7.75間甲酚2.882,3,5三甲酚1.49苯酚1.003,4二甲酚0.832,5二甲酚0.71對甲酚0.35鄰羥苯甲醇0.34鄰甲酚0.262,6二甲酚0.16二、酚與甲醛的摩爾比只有當(dāng)酚與醛的物質(zhì)的量的比小于1時，才能形成一定數(shù)量的多羥甲基酚，由多羥甲基酚進(jìn)一步反應(yīng)形成的線型結(jié)構(gòu)樹脂在膠合時才能形成體型結(jié)構(gòu)的樹脂，而用作膠黏劑的

6、酚醛樹脂均為熱固性樹脂，一般物質(zhì)的量的比的范圍為苯酚：甲醛＝1：(1.4～2.5)。三羥甲基酚的含量平均分子量游離酚、游離醛含量三、催化劑酚醛樹脂的形成必須在酸或堿的催化下進(jìn)行。當(dāng)苯酚與甲醛的摩爾比大于1（即苯酚過量），在強(qiáng)酸性（pH＜3）條件下可合成熱塑性酚醛樹脂；同樣同樣當(dāng)苯酚與甲醛的摩爾比大于1，在二價金屬離子催化劑作用下可合成高鄰位酚醛樹脂；當(dāng)苯酚與甲醛的摩爾比小于1（即甲醛過量），在堿性（pH＞7）條件下可合成熱固性酚醛樹脂。(1)催化劑對反應(yīng)速度的影響酚與醛的反應(yīng)速度與反應(yīng)介質(zhì)pH值有很大關(guān)系，當(dāng)pH值為4～5時，pH值的變化對反應(yīng)速蔓的影響很小；

7、pH值小于4時，反應(yīng)為酸催化類型，反應(yīng)速度與H+的濃度成正比，即與pH值成反比；pH值大于5時，反應(yīng)為堿催化類型，反應(yīng)速度與OH—的濃度成正比，即與pH值成正比。（2）催化劑對樹脂性質(zhì)的影響堿性催化劑有利于形成多羥甲基酚，因而也就有利于形成熱固性樹脂。酸性催化劑則易于促使羥甲基酚形成亞甲基型化合物，當(dāng)苯酚與醛的物質(zhì)的量的比為1或大于l時，就形成熱塑性樹脂。(3)催化劑種類和用量的影響堿性催化劑：熱固性酚醛樹脂都用堿性催化劑，常用的堿性催化劑有氫氧化鈉、氫氧化鈣、氫氧化鋇、氫氧化銨等。前兩種多用于制造熱固性的水溶性酚醛樹脂，氫氧化鋇多用制造冷固性的水(醇)溶性酚

8、醛樹脂，氫氧化銨則用于制造醇溶性酚醛樹