《酚醛樹脂膠黏劑》ppt課件

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1、第三章酚醛樹脂膠黏劑酚醛樹脂是酚類與醛類在催化劑作用下形成樹脂的統(tǒng)，它是工業(yè)化最早(1910年,德國Bakelite)的合成高分子材料。酚類主要是苯酚、甲酚、二甲酚、間苯二酚等…醛類主要是甲醛、乙二醛、糠醛等?！拍顓^(qū)別：PhenolicresinVs.Phenol-formaldehyderesin1酚醛樹脂簡(jiǎn)介UF與PF的對(duì)比（性質(zhì)差別的緣由）膠種UFPF尿素+甲醛苯酚+甲醛一般或較差優(yōu)異一般或較差優(yōu)異無色-乳黃紅色-棕紅<100oC>120oC較快很慢一般或較差優(yōu)異室內(nèi)粘接室外為主3000RMB7500RMB游離甲醛游離酚原料主要結(jié)構(gòu)耐熱、耐老化耐（沸）水性顏色固化溫度固化速度耐霉

2、性主要應(yīng)用價(jià)格（固含量）毒性問題苯酚甲醛樹脂的分類分為線型PF和體型PF，又稱之為熱塑性PF和熱固性PF。分為甲階（A-stage）PF，乙階（B-stage）PF和丙階（C-stage）PF。分為低溫固化PF（<120oC）、中溫固化PF（120-160oC）和高溫固化PF（>160oC）分為液體、粉末、膠膜分為水溶性、醇溶性、固體例如，用途分類，….分子結(jié)構(gòu)：反應(yīng)階段：固化溫度：使用形態(tài)：溶解性：其它分類：2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

3、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。2.1熱固性酚醛樹脂合成原理與脲醛樹脂類似，熱固性PF樹脂的制備過程也分為加成反應(yīng)和縮聚反應(yīng)兩個(gè)階段。1）加成反應(yīng)其加成反應(yīng)過程是在堿性催化劑作用下（反應(yīng)溫度65oC左右)，甲醛在苯酚的鄰對(duì)位進(jìn)行加成反應(yīng)，形成羥甲基苯酚的過程，如下：討論：1）苯酚鄰位加成和對(duì)位加成的幾率，及其產(chǎn)物在后續(xù)反應(yīng)的活性(F/Pmoleratio:2.1)；2）為什么甲醛只在苯酚的鄰對(duì)位進(jìn)行加成？堿性條件下，甲醛只在苯酚的鄰對(duì)位進(jìn)行加成的機(jī)制。在堿性條件下加熱苯酚，苯酚與催化劑

4、NaOH作用，形成苯氧負(fù)離子：苯氧負(fù)離子的三種共振式，表明苯氧負(fù)離子是一個(gè)親核試劑，進(jìn)攻甲醛的C=O：最適宜苯酚-甲醛加成反應(yīng)的溫度是65oC，特征是放熱明顯（1mol苯酚與1mol甲醛的反應(yīng)熱為105kJ），因此這是制備PF樹脂最危險(xiǎn)的步驟之一。2）縮聚反應(yīng)對(duì)于工業(yè)制備熱固性PF樹脂，鑒于多方面因素（降低毒性、降低成本等）考慮，其F/P的摩爾比都小于3。例如，當(dāng)F/P=2.5時(shí)，其加成反應(yīng)產(chǎn)物的組成有哪些？當(dāng)F/P=2.5時(shí)，通過加成反應(yīng)，體系的主要產(chǎn)物為三羥甲基苯酚和二羥甲基苯酚，以及少量的一羥甲基苯酚、游離苯酚和甲醛。當(dāng)加成反應(yīng)結(jié)束時(shí)，通過升高溫度并增加催化劑NaOH的濃度，體系就

5、進(jìn)入縮聚階段。其主要的縮聚反應(yīng)有哪些？討論：3）縮聚反應(yīng)中，鄰、對(duì)位羥甲基活性對(duì)比？縮聚反應(yīng)中，鄰對(duì)位羥甲基活性對(duì)比（哪個(gè)是主導(dǎo)反應(yīng)？）：如縮聚反應(yīng)不斷進(jìn)行，最終形成交聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)：討論：4）縮聚反應(yīng)的終點(diǎn)判斷與控制縮聚反應(yīng)的終點(diǎn)判斷與控制不同縮聚反應(yīng)階段的產(chǎn)物的性質(zhì)特征不同，其應(yīng)用也不同，因此需要判斷縮聚反應(yīng)的終點(diǎn)，并控制反應(yīng)終點(diǎn)。甲階酚醛樹脂：乙階酚醛樹脂：丙階酚醛樹脂：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(dòng)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，通過粘度控制反應(yīng)終點(diǎn)。是甲階酚醛樹脂進(jìn)一步縮聚得到含支鏈的、不溶但可熔的

6、聚合物，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，通過測(cè)定反應(yīng)程度控制終點(diǎn)。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。2.2熱塑性酚醛樹脂合成原理在酸性催化劑作用下，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?yàn)榧兹┯昧坎蛔?，只能生成線型熱塑性酚醛樹脂。＋CH2O2.3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(duì)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(diǎn)多

7、為活性較差的鄰位。催化劑：二價(jià)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。3影響酚醛樹脂質(zhì)量的因素3.1原料熱固性酚醛樹用的酚脂必須含三官能團(tuán)，因?yàn)橛腥齻€(gè)反應(yīng)點(diǎn)，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