酚醛树脂改性及在超硬磨具中的应用研究现状_高翀
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酚醛树脂改性研究高美玲大学化学与化工学院摘要酚醛树脂在工业中应用广泛,但是普通的酚醛树脂脆性大,耐热性和韧性均有不足,因此限制了酚醛树脂在某些了领域的应用。
综述了近5年来酚醛树脂耐热性和增韧性的研究进展,简要归纳了各种方法的改性机理以及研究现状,最后对酚醛树脂改性方法的发展前景做出了展望。
关键词酚醛树脂改性耐热性增韧性Research of Modified Phenolic ResinGao MeilingChemistry Department of ShanDong UniversityAbstract Phenolic resin is widely used in industry.But the traditional phenolic resin is brittle, and imperfect in heat resistance and toughness,thus limiting the phenolic resin to be used in some areas. The modification methods for improvement of the heat resistance and toughness in the past five years are summarized.The mechanism and research status of various modified methods are summed up.Finally outlook about prospects of modified phenolic resin are made.Keywords modified phenolic resin heat resistance toughness目录:1……………………………引言2……………………………酚醛树脂改性研究进展2.1…………………………改善酚醛树脂的耐热性2.2…………………………改善酚醛树脂的韧性3……………………………结语4……………………………参考文献1. 引言酚醛树脂是酚类化合物和醛类化合物在酸性和碱性的条件下,发生缩聚反应生成的合成树脂,最早发现并成功实现商品化的合成树脂,距今已有100 多年的发展历史。
改性酚醛树脂复合材料的研究进展及应用综述了改性酚醛树脂复合材料的研究进展,重点介绍了我国改性酚醛树脂复合材料的研究进展及应用,最后指出了我国改性酚醛树脂复合材料今后的发展方向。
标签:酚醛树脂;改性;复合材料酚醛树脂(PF)由酚类(苯酚、甲酚、二甲酚和间苯二酚等)和醛类(甲醛、乙醛和糠醛等)在酸性或碱性催化剂作用下缩聚而成,是最早合成的热固性树脂。
普通酚醛树脂由于受分子结构的限制,热稳定性和残炭率较低,限制了其应用。
为了克服传统酚醛树脂脆性较大、交联度低、耐热性不佳、释放游离甲基和游离酚等缺陷,对酚醛树脂进行复合改性是常用的方法,以此获得性能优越的酚醛树脂复合材料,广泛应用于清漆、胶粘剂、涂料、模塑料、层压材料、泡沫材料、耐烧蚀材料等方面。
1.酚醛树脂的结构酚醛树脂的结构主要有线型酚醛树脂和甲阶酚醛树脂。
线型酚醛树脂在加热过程中逐渐软化,温度降至常温后又变硬,即在重复加热、冷却过程中重复塑化、硬化,表现出热塑性,而不具有热硬性。
甲阶酚醛树脂含有水分,为聚合度不大的线型分子混合物,溶于水、乙醇、丙酮等溶剂中,具有高温固化性,属可溶性热固性酚醛树脂。
2.复合材料制备研究进展酚醛树脂反应活性低,固化反应放出缩合水,且必须在高温条件下才能进行固化,制约了其在复合材料领域的应用。
为弥补这一缺陷与不足,进一步提高其综合性能,在其分子链极性节点周围形成连接界面,使分子链间的键能增强,通常在酚醛树脂中引入高耐热性纳米材料,可提高其在高温下的质量保持率,降低其高温炭化率,从而使材料在高温下的基本性能得以提高。
酚醛树脂的耐热性和增韧改性主要是通过共混或化学反应来实现。
2.1化学改性制备酚醛树脂的化学改性是指应用化学反应改变苯酚甲醛树脂分子结构的一类改性方法,途径主要有:羟基醚化或环氧化、控制分子链交联状态的不均匀性及引进钼、硼、磷、有机硅等组分,可以提高树脂的耐热性尤其是瞬时耐高温的特性。
环氧综合性能良好,能兼顾热固性酚醛树脂和双酚的优势,提高材料的粘接性与耐热性,改善树脂脆性;有机硅的耐热性和耐潮性良好,与酚羟基发生化学反应,可增强酚醛树脂的耐热性与耐水性;硼元素能显著改善酚醛树脂的耐热性、耐瞬间高温性、耐烧蚀性,增强其力学性能。
酚醛树脂的冲击吸能性能研究及应用前景分析摘要:酚醛树脂是一种重要的高性能树脂材料,具有良好的力学性能和耐候性能,在工业生产和科学研究中得到广泛应用。
本文将重点研究酚醛树脂的冲击吸能性能,探讨其在汽车工业、航天工程、建筑工程等领域中的应用前景。
1. 引言酚醛树脂是一种由酚和醛反应生成的聚合物材料,具有优良的耐热性、耐候性和耐化学性能。
由于酚醛树脂具有良好的力学性能和较高的强度,因此被广泛应用于各个领域。
2. 冲击吸能性能研究冲击吸能是材料在受到外部冲击时能够吸收和消散能量的能力。
酚醛树脂作为一种高性能树脂材料,其冲击吸能性能受多种因素影响,包括材料本身的力学性能、材料的结构形式以及外部冲击条件等。
2.1 酚醛树脂的力学性能酚醛树脂具有较高的强度和硬度,其力学性能对冲击吸能性能起到重要影响。
研究表明,酚醛树脂的弯曲强度和冲击强度与材料的交联程度密切相关,交联程度越高,弯曲强度和冲击强度越高,冲击吸能性能也相应增强。
2.2 酚醛树脂的结构形式酚醛树脂的结构形式也对冲击吸能性能起到重要影响。
普通酚醛树脂为线性结构,具有较高的强度和硬度,但其冲击吸能性能较低。
而改性酚醛树脂通过添加填料或改变树脂的结构,能够增强其冲击吸能性能。
例如,添加弹性体填料可以提高酚醛树脂的韧性,从而增强其冲击吸能性能。
2.3 外部冲击条件外部冲击条件也对酚醛树脂的冲击吸能性能产生影响。
不同的冲击速度、不同的冲击载荷以及不同的冲击角度等因素都会影响酚醛树脂的吸能性能。
因此,在研究酚醛树脂的冲击吸能性能时,需要考虑不同的外部冲击条件,并进行相应的实验研究。
3. 应用前景分析酚醛树脂作为一种高性能树脂材料,在各个领域都有广阔的应用前景。
3.1 汽车工业酚醛树脂具有较高的力学性能和耐候性能,因此在汽车工业中有广泛应用。
例如,酚醛树脂可以用于汽车零部件的制造,如车身部件、内饰件等。
其冲击吸能性能优良,能够有效吸收和消散车辆发生碰撞时的冲击能量,提高车辆的安全性能。
酚醛树脂的改性研究与进展
摘要
本文主要介绍了酚醛树脂的改性研究及进展。
酚醛树脂具有优良的物
理性能,它是最常用的树脂之一、酚醛树脂可以改变性能及增强复合材料
性能,用于材料应用研究,特别是复合材料的研究。
本文详细介绍了酚醛
树脂改性的几种方法,以及改性后性能的改善,及由此带来的应用前景。
1.引言
酚醛树脂是一种重要的树脂,它以其优异的外观,高强度,高固化率,高耐热性和高耐湿性而闻名于世。
近年来,随着环境保护的发展,绿色环
保材料得到了广泛的应用。
酚醛树脂的绿色改性及性能改进,受到了很多
学者的关注,也受到了行业的广泛应用。
2.酚醛树脂的性质
酚醛树脂是一种液体状的树脂,它可以通过熔融,混合,成型等方式
加工成不同形状和不同性能的产品,具有很好的外观,高耐湿性,优良的
抗拉强度,耐老化,耐腐蚀,低收缩率和耐久耐用等特点,所以,它通常
用于制造复杂形状的小零件,如水泵,轴承,行星驱动器和飞机零件等。
3.酚醛树脂改性的方法。
酚醛树脂共混改性提升磨具磨削性能的研究陶洪亮,王林,罗浩川,周华(广东省奔朗新材料股份有限公司,佛山顺德 528313)Guangdong Monte -Bianco new material Co., Ltd, Shunde, 528313 摘要:本文研究了新型自固化酚醛树脂/酚醛树脂共混材料在金刚石磨具树脂结合剂方面的应用。
探讨了加入新型自固化酚醛树脂(Ba树脂)在磨削过程中提升酚醛树脂磨具磨削性能的作用机理;通过抗弯强度、洛氏塑料硬度、扫描电镜、热重分析、磨削等方法,分别对共混酚醛树脂磨具的力学性能、微观结构、热性能及磨削性能作了对比分析,并确定了新型Ba树脂的最佳投料量以及最适宜的固化条件,对工业生产具有一定的指导意义。
研究结果表明:在一定压力范围内,通过控制固化温度、时间等条件,采用新型Ba树脂与酚醛树脂共混结合剂,可以使磨具获得更好的磨削性能(更好的锋利度和磨耗比)。
关键词:酚醛树脂磨具磨削性能锋利度磨耗比新型Ba树脂0前言高分子新型复合材料替代原先的高能耗、高污染材料而出现,对实现经济绿色的可持续的增长具有重要意义,树脂作为一种重要的高分子材料,具有广泛的使用价值,随着我国建筑行业的快速发展,及节能减排方面的要求,树脂结合剂类磨具产品的需求也与日俱增。
在超硬材料磨具中,金刚石磨具行业中使用树脂类结合剂的百分比占各类结合剂总量的60%~70%,CBN磨具所使用的结合剂树脂结合剂所占比例也接近一半占到40%左右,而其中最主要的酚醛则占各类树脂结合剂约80%[1]。
酚醛树脂因为具有良好的抗冲强度、耐酸碱腐蚀性(相比金属保存容易)和出色的可加工性能,已经在超硬材料磨具行业中得到了十分广泛的应用;但受其结构的影响,酚醛树脂中的酚羟基和亚甲基容易被氧化,且分子链上的芳核仅由一个亚甲基相连而显脆性[2],在固化时有小分子放出等缺点,又往往使其使用受到限制[3];在本文中设计采用一种新型自固化酚醛树酯(Ba树脂),该树脂具有比普通酚醛树脂更好的耐热性,能在加热条件下自交联,并且可以与酚醛树脂或环氧树脂共混交联[3~4],所得材料具有良好的综合性能,具有较大的开发价值。
酚醛树脂在涂附磨具应用中的几个问题(共5则)第一篇:酚醛树脂在涂附磨具应用中的几个问题酚醛树脂在涂附磨具应用中的几个问题众所周知,酚醛树脂是最早工业化的合成树脂,从1872年德国化学家拜耳发现酚与醛的缩合反应至今,经过一百多年的研究和发展,成为当今最重要的三大合成树脂之一。
由于它原料易得,台成方便,再加上苯酚、甲醛的活性较大,可以发生许多化学反应,产生许多不同结构、不同性能的酚醛树脂,从而满足不同的使用要求。
不仅广泛应用于塑料、膜压制品、胶粘剂、涂料、绝缘材料等传统行业,而且作为瞬时耐高温和烧蚀的复合材料,用于航天工业和军事工业(空间飞行器、火箭、导弹等)。
酚醛树脂可根据其加热过程中有无化学反应分为热塑性和热固性树脂,又根据树脂的特性,分为水溶性和溶剂型酚醛树脂,而涂附磨具用的胶粘剂是用碱作催化剂而制备的水溶性热固性酚醛树脂。
随着苯酚与甲醛的配比以及催化剂的不同,可以制备出不同性能的树脂.以满足涂附磨具不同工序的各种要求。
1.酚醛树脂的特性合成树脂在除附磨具用粘结剂中占有主导的地位,而水溶性热固化酚醛树脂在各种树脂中占有绝对的地位,尤其是在高档涂附磨具的制造中占有80%以上的用量,这是由于它具有一系列独有的特性:①原材料价格便宜,生产制造工艺简单而成熟,具有很高的性价比;②刚性大,耐热性高,这是因为酚醛树脂由大量苯环组成,且交联成体型网络结构;③极性大,粘结力强,酚醛树脂固化后坚硬耐磨、机械强度高,与磨料和基材有超强的粘结力,甚至与金属都具有较好的粘结性能;④耐水、耐油、耐化学介质、耐霉菌、耐老化,制成的磨具可以在多种介质和气候下工作;⑤与多种填料和胶乳混溶性良好,与磨料和基材的浸润性好;⑥热固性树脂,不需添加固化剂和促进剂,操作简单,具有很好的可操作性。
当然,酚醛树脂也有缺陷:①固化周期长,固化温度高;②树脂固化后脆性人,剥离强度低;③固化时易起泡,固化后颜色变深,不能生产色洋鲜艳的磨具:④干燥同化时,游离有害气体挥发,对人体和环境有一定的危害;⑤储存周期有限,尤其受储存温度的影响较大。
关于酚醛树脂改性的研究摘要:酚醛树脂 (PF) 是世界上最早人工合成和工业化生产的一类合成树脂,其原料易得,生产工艺简单,综合性能优良,可用作模塑料、胶粘剂等,在国防、军工、农业等行业得到广泛应用。
PF 的不足之处是分子结构中含有酚羟基和亚甲基,易被氧化,影响其在高温条件下的使用。
如在磨具的高速磨削过程中,磨具会产生大量的热量,如果使用 PF 作为结合剂则易在高温高速运转过程中发生破裂,引起成本增加、器件受损甚至导致安全事故。
由于酚醛树脂的各项劣性,因此需要通过对其进行改性使其具备更好的物化性能,以用于日常的生产使用,因此本文对于各种不同材料对与酚醛树脂的改性进行研究报告。
关键词:酚醛树脂改性邻甲苯胺力学性能1.邻甲苯胺改性酚醛树脂的制备与性能1.1改性机理提高PF 的耐热性有许多途径,主要途径是对 PF进行改性,如有机硅改性、聚酰亚胺改性、硼酸改性、钼改性、聚砜改性及胺类改性等,由于苯胺基团与甲醛的反应速率过快,导致苯胺改性 PF 几乎全部为固体状的热塑性树脂,限制了苯胺改性PF的使用范围。
因此选用邻甲苯胺作为改性剂,在碱性条件下成功合成出一种新型的热固性苯胺类改性PF液。
可满足工业化生产的可行性。
其理论依据为邻甲苯胺苯环上的邻位氢被甲基所取代,与氨基产生空间位阻效应,降低了反应速率,延长了反应时间,避免了凝胶现象的发生。
1.2主要原料对于用邻甲苯胺改性酚醛树脂所用到的原料有苯酚,甲醛,邻甲苯胺以及氢氧化钡,其邻甲苯胺改性PF的合成配方见表1表1 .1邻甲苯胺改性PF合成配方配方编号苯酚用量/mol甲醛用量/mol邻甲苯胺用量/mol 氢氧化钡用量/mol1 1.00 1.20 0 4.71 20.95 1.20 0.05 4.71 30.90 1.20 0.10 4.71 40.85 1.20 0.15 4.71 50.80 1.20 0.20 4.7160.75 1.20 0.25 4.7170.70 1.20 0.30 4.711.3改性PF的分析改性PF的弯曲强度和缺口冲击强度均大于未改性PF,且都呈现出先增大后减小的趋势,邻甲苯胺物质的量分数为 10% 时,改性 PF 的弯曲强度和缺口冲击强度都达到最大值,分别为98.9 MPa和13.2 kJ/m2,未改性PF的弯曲强度和缺口冲击强度为48.6 MPa 和 4.0 kJ/m2 ,前者较后者分别提高了 103.5% 和 230%。
2023年酚醛树脂行业市场需求分析酚醛树脂是一种广泛应用于实际生产过程中的热固性树脂,具有良好的物理性能和机械性能,在一定的温度和压力条件下,可以形成高强度,高硬度和高刚度的物品。
由于具有优良的耐磨性、抗水性、耐化学性、耐高温性和耐应力龟裂等优点,因此在各种应用场合中都有广泛的应用。
这篇文章将对酚醛树脂市场需求进行分析,包括市场规模、市场需求特点、行业竞争格局以及未来发展趋势。
市场规模在传统行业中,酚醛树脂已经被广泛地应用于木材加工、轮胎制造、电器组件制造等领域,并与其他有机物质复合后,可制成缓冲材料、阻燃材料等。
全球酚醛树脂市场规模庞大,市场对酚醛树脂的需求不断增长。
酚醛树脂在工业应用中占有重要地位,主要应用于家电、机械设备、电器元件、车辆制造、建筑材料等方面。
市场上酚醛树脂的种类较多,包括常规酚醛树脂、改性酚醛树脂、分散性酚醛树脂、耐热酚醛树脂等,各自在不同领域应用中均能发挥不同效果。
市场需求特点1.高强度、高硬度、高刚度等优点:酚醛树脂在一定的温度和压力条件下,可以形成高强度,高硬度和高刚度的物品。
2.高耐磨、抗水、耐化学品、耐高温和耐应力龟裂性能:这些性能使酚醛树脂在工业产品、电气产品、建筑材料等领域中有各种应用。
3.在良好的施工条件下制成:施工条件良好,可以靠硬度、强度等指标精细调整。
4.价格低廉:酚醛树脂技术相对成熟,取代传统材料是较为经济的选择。
行业竞争格局目前,国内外涂料市场处于竞争激烈的状态,但是随着市场逐渐成熟,行业巨头的数量也逐渐在增加,充分体现出行业市场的集中度在日益提高。
在全球酚醛树脂市场中,主要供应商有Hexion Inc.、UPC Technology Corporation、BASF SE、Formosa Chemicals & Fibre Corp.等,这些公司现在在全球市场上的市场份额大,竞争力较强。
未来发展趋势未来,随着各行业对酚醛树脂的需求不断增加,市场规模也将持续扩大。
酚醛树脂的可塑化性研究及在塑料制品中的应用酚醛树脂是一种具有良好机械性能和热稳定性的重要工程塑料,它具有广泛的应用前景。
然而,由于其质地较硬且不易加工,限制了其在塑料制品中的应用范围。
因此,研究酚醛树脂的可塑化性并探索其在塑料制品中的应用具有重要意义。
首先,我们需要了解什么是酚醛树脂的可塑化性。
可塑化性是指材料在特定条件下,通过添加引入塑化剂或处理改善其柔韧性、延展性和可加工性能的能力。
对于酚醛树脂来说,通过改进其可塑化性能,可以增加其弯曲强度、冲击强度和韧性,扩展其在实际应用中的用途。
酚醛树脂的可塑化主要采用两种方法,一种是通过添加塑化剂改善其可塑性能,另一种是通过改变树脂结构或加工条件来提高其可塑性能。
首先,我们来看一下添加塑化剂改善酚醛树脂的可塑性能。
塑化剂可以通过在酚醛树脂中引入活性基团,改变其分子结构,从而改善其可塑性。
常用的塑化剂包括邻苯二甲酸酯、邻苯二甲酸酯酐、磷酸酯等。
这些塑化剂可以与酚醛树脂发生反应,形成共价键,降低树脂分子链之间的交联作用强度,使酚醛树脂变得更加柔韧和可塑。
其次,改变酚醛树脂的分子结构或加工条件也是提高其可塑性的有效方法之一。
通过改变酚醛树脂的酚醛比例、酚醛缩合程度以及缩合物的分子量等因素,可以调整树脂分子链之间的交联结构,从而影响其柔韧性和可塑性。
此外,调整加工条件如温度、压力和时间等也可以有效地改变酚醛树脂的可塑性能,使其更易于加工。
在酚醛树脂的可塑化研究中,需要考虑的关键因素包括添加剂的类型、添加剂的用量、反应条件和反应时间等。
通过合理选择和控制这些因素,可以实现对酚醛树脂可塑化过程的有效控制,从而提高酚醛树脂的可塑化效果。
酚醛树脂的可塑化性研究不仅仅局限于研究其在实验室中的性能,更重要的是实现其在实际应用中的有效应用。
在塑料制品中,酚醛树脂的可塑化可以极大地扩展其应用领域。
例如,通过可塑化处理后的酚醛树脂可以制备耐热性能优异的电器配件、汽车零部件、工程塑料制品等。