有机硅改性酚醛树脂的制备及其性能研究文献综述

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1、文献综述有机硅改性酚醛树脂的制备及其性能研究一、前言部分酚醛树脂是世界上最早实现工业化的合成树脂，经历了100多年的历史，酚醛树脂的显著特征是价格低廉、耐热、耐烧蚀、阻燃、燃烧发烟少等，广泛用作模塑料、胶粘剂、涂料等。但是，酚醛树脂结构上的酚羟基和亚甲基容易氧化，耐热性受到影响。因此，随着工业的不断发展，为适应汽车、电子、航空、航天及国防工业等高新技术领域的需要，对酚醛树脂进行改性，提高其韧性及耐热性是酚醛树脂的发展方向[1]。酚醛树脂分为两种类型，线型酚醛树脂和可熔酚醛树脂。线型酚醛树脂在无固化剂存在时一般不能固化，可以在熔融状态下用热塑性弹性体

2、对其进行改性。相对于线型酚醛树脂而言，可熔酚醛树脂只能通过加热来固化，导致很难得到它与其它热塑性塑料的共混物。但它有很多活泼的羟基，可以通过与聚氨酯和丁腈橡胶等发生化学反应来改性[2]。普通酚醛树脂的脆性大，由其制得的材料硬度大、模量高、韧性差、易在界面上产生应力裂纹，这在一定程度上限制了其广泛应用，故需要对酚醛树脂进行增韧改性，以扩大其适用范围。因此，酚醛树脂的增韧改性一直是酚醛树脂研究领域的重要课题。二、主题部分目前，提高酚醛树脂韧性的途径有很多，一般将增韧方法分为外增韧和内增韧。不同的增韧方法增韧的机理不同，可根据树脂本身的结构特点以及应用的

3、要求选择不同的增韧方法。2．1酚醛树脂的外增韧外增韧是在酚醛树脂合成后，加入增韧剂进行改性。增韧剂可以是橡胶类或热塑性树脂和有机硅等。2．1．1橡胶改性酚醛树脂橡胶增韧PF是最常见的增韧体系，从工艺角度看，橡胶增韧PF属物理掺混改性，但在固化过程中可能发生橡胶与PF间的接枝反应，增韧效果除了与PF/橡胶间的化学反应程度有关外，还与两组分的相容性、共混物的形态结构和共混比例等有关。橡胶增韧PF效果显著，但若橡胶含量较高时，也会影响其耐热性。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系

4、。李新明等[3]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%，6当进一步增加丁腈橡胶用量时，冲击强度进一步增加。银贵晨[4]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。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。2．1．2热塑性树脂改性酚醛树脂热固性酚醛树脂是一种含有可进一步反应的羟甲基

5、活性基团的树脂，该树脂在加热或在酸性条件下就可交联固化生成不熔、不溶的共混物。而热塑性酚醛树脂本身是稳定的，未固化前是一种低聚物，需要借助固化剂才能进行固化反应，形成体型结构。从提高抗冲击韧性角度出发，热塑性酚醛较热固性酚醛有利，因为可通过控制固化剂的用量控制固化树脂的交联[5]。用热塑性树脂与酚醛树脂共混，也是一种简单易行的增韧途径。聚氨酯弹性体为改性单元，对酚醛树脂进行增韧改性，以期改善其作为树脂磨具粘结剂的使用性能。通过对不同聚氨酯含量的改性酚醛树脂粉的耐热性能、拉伸强度、弯曲强度、硬度、切削性能等进行测定，得到以下实验结果：聚氨酯含量为20

6、%的改性酚醛树脂的拉伸强度比未改性酚醛树脂提高了19%，弯曲强度提高了16%，硬度也提高了一个等级，达到Q级。在改性酚醛树脂作为树脂切割片结合剂的应用研究中，发现以聚氨酯含量为20%的改性酚醛树脂为结合剂的树脂切割片的自锐性得到大幅度提高，切削速度提高了2．7倍[6]。在酚醛树脂的固化过程中，若加入聚乙烯醇，则聚乙烯醇上的羟基就会和酚醛缩聚物上的羟甲基进行反应，形成接枝共聚物。蒋德堂等在研制新型HF-I环氧改性酚醛树脂时，加入了聚乙烯醇改性剂，结果表明，该改性剂的加入，提高了树脂的粘接力，改善了酚醛树脂的脆性，降低固化速率，从而降低成型压力，对酚醛

7、树脂起到了增韧作用。但是使用量不宜过高，否则会影响其强度[7]。最近Parameswaran等[8]研究了不饱和聚酯改性酚醛树脂，结果表明所有不饱和聚酯改性材料的冲击强度(106～134J／m)均比未改性酚醛树脂的冲击强度(47J／m)提高一倍半以上，并且拉伸强度也得到明显提高。张剑等[9]对聚苯醚改性环保型酚醛树脂进行了研究，聚苯醚改性的酚醛树脂可将酚醛树脂在600℃时的残余量提高25％，改性后的酚醛树脂的磨损质量损失降低16．8％，拉伸强度、弯曲强度和冲击强度均比未改性显著提高。2．1．3纳米材料改性酚醛树脂目前可用于改性PF的纳米材料主要有纳

8、米TiO2、纳米SiO2、碳纳米管和纳米蒙脱土(MMT)等。纳米材料的不同，改性PF6的机理也不同。前三者主要利用纳米材料