酚醛树脂热失重曲线

酚醛树脂的固化与分解研究（热分析联用技术和气体分析）Anton Schranner, Stephan KnappeNETZSCH-Gerätebau GmbH, Selb/Germany编译：张红曾智强耐驰仪器（上海）有限公司引言酚醛树脂是一类应用极其广泛的热固性材料。

由于该材料的使用温度范围较宽，我们有必要对它在整个固化、使用温度范围中的热稳定性进行全面的探讨。

通常研究固化反应的手段包括差示扫描量热法（DSC）、介电固化监测法（DEA）等，但是酚醛树脂的固化反应生成了可挥发的产物（水、氨），因此热重分析（TG）也是一种有效的方法。

热重分析的另一优势在于可以精确地测量材料的热稳定性，例如分解温度等。

更进一步，我们将热重分析仪和傅立叶变换红外光谱仪（FTIR）相连接，则可以更准确地探讨酚醛树脂的固化及热分解反应。

测量原理▪应用领域：物质鉴定、质量控制和失效分析▪研究目的：使用TG-FTIR检测未固化酚醛树脂缩聚反应和分解过程▪仪器：TG 209 C Iris-FTIR VECTOR 22▪样品：酚醛树脂（粉末）实验条件▪样品质量： 8.383mg▪坩埚： Al2O3（敞口）▪气氛： N2（15ml/min），常压▪温度范围： 30～850℃▪升温速率： 10K/min▪ FTIR：光谱分辨率4cm-1，时间分辨率19s 结果与讨论图一未固化酚醛树脂的TG曲线。

失重信号和失重速率图一显示的是未固化酚醛树脂的热重实验曲线，温度范围从室温到850℃。

为了更好的分析酚醛树脂的热重曲线，我们将热重曲线分为两个部分：固化部分（室温到320℃）和分解部分（320℃～850℃）。

图二中的计算热流曲线（c-DTA）清楚的表明在148℃有一放热峰，这是酚醛树脂固化反应产生的放热效应。

常规的DSC实验可以证明酚醛树脂在密闭的高压坩埚中会以三步反应模式进行固化，而在敞口的坩埚中只会发生一步固化反应。

结合c-DTA的信息和热重曲线上的失重台阶，我们可以得到正如我们所预期的结论：酚醛树脂固化反应是一个缩聚反应。

酚醛树脂以酚类与醛类为原料，在催化剂作用下，缩聚而得到的树脂，统称为酚醛树脂。

酚醛树脂是应用于工业上最早的一种合成树脂。

由于它原材料来源丰富，合成工艺简单，成本较低，而且具有良好的化学性能、物理性能、力学性能和电气绝缘性能，具有广泛的用途。

它可以根据不同的使用要求，合成各种使用性能的酚醛树脂，例如，可制成耐热纤维、黏合剂、泡沫塑料等。

酚醛纤维酚醛纤维具有优异的阻燃、抗烧蚀、高热稳定性和吸声等特性，得到了广泛应用。

酚醛纤维是过量的苯酚与甲醛反应生成直线性酚醛树脂，酚醛树脂经熔融纺丝，在酸和醛的混合液中固化形成不溶不熔纤维。

纺出纤维的固化反应，就是此聚合物纤维原丝在酸催化作用下进一步同甲醛发生的加成缩合反应，生成亚甲基桥键-CH2-和亚甲基醚键-CH2OCH2-化合物。

(l)酚醛纤维的制备在草酸催化作用下，使过量苯酚与甲酸反应，合成直线形热塑性酚醛树脂；进一步分馏，制备出软化点130℃、数均分子量2000和游离酚含量小于0.3%的高纯可纺性热塑性酚醛树脂；再经熔融纺丝，纺制成平均直径1Oum的纤维；将初生纤维固定在石墨夹板上，浸入盛有甲醛和盐酸水溶液的固化液的反应器内，按一定的升温速率升温至95℃，进行固化反应，得到酚醛纤维。

甲醛浓度、盐酸浓度、升温速率等因素对固化反应产生影响，最终影响酚醛纤维的性能。

(2)影响酚醛纤维性能的因素初生纤维的熔并温度随着甲醛浓度的增大而依次降低。

其原因在于甲醛与酚醛树脂具有良好的相容性，甲醛的浓度越高，对酚醛树脂的渗透性越强；甲醛对酚醛树脂有显著的溶胀作用，并使其在甲醛浓溶液中的熔点降低。

为提高+CH2OH在纤维内部的扩散速度，在+CH20H马初生纤维的液固反应体系中，选用高浓度的+CH30(18.5%)，即HCHO (37%)与HCl(37%)各50%相混合。

将初生纤维置于18.5%的盐酸溶液中，按10℃／h的速率升温至95℃，并在此温度下恒温2h。

初生纤维在反应结束后变成棕红色纤维，将此反应生成物用热台显微镜和IR进行分析，结果表明，初生纤维经盐酸处理后亚甲基-CH2-和酚羟基-OH吸收峰相对强度减少，出现了新的吸收峰芳香醚键C-O-C和芳香酮键C-C=O。

不同粘结剂的热失重温度粘结剂是一种用于连接或粘合材料的物质，可固化成强而稳定的结构。

不同类型的粘结剂具有不同的热失重温度，这是指在加热条件下，粘结剂开始分解并失去质量的温度。

热失重是一种常见的热分析技术，用于确定物质的热稳定性和热分解特性。

通过在控制温度下对样品进行加热，并监测样品质量的变化，可以获得样品的热失重曲线。

根据热失重曲线，可以确定材料的热失重温度和分解特性。

以下是几种常见粘结剂的热失重温度：1.聚乙烯（PE）：聚乙烯是一种常用的塑料材料，具有良好的抗拉强度和韧性。

根据不同的分子量和结晶度，聚乙烯的热失重温度在120-130℃之间。

2.聚氯乙烯（PVC）：聚氯乙烯是一种广泛应用于建筑、电力、农业和化工等领域的塑料材料。

PVC的热失重温度在170-200℃之间，具体取决于其聚合度和添加剂的类型。

3.聚丙烯（PP）：聚丙烯是一种热塑性塑料，具有良好的耐热性和机械性能，广泛应用于包装、医疗和汽车等领域。

聚丙烯的热失重温度在160-170℃之间。

4.聚酯（PET）：聚酯是一种重要的工程塑料，常见于瓶子、纤维和薄膜等应用。

聚酯的热失重温度在250-280℃之间。

5.硅橡胶：硅橡胶是一种耐高温、耐候性和耐化学腐蚀的弹性材料。

硅橡胶的热失重温度在～300℃之间。

6.聚乳酸（PLA）：聚乳酸是一种生物可降解的塑料，由可再生资源制成。

聚乳酸的热失重温度在200-220℃之间。

7.酚醛树脂（PF）：酚醛树脂是一种耐高温、良好电绝缘性的热固性塑料，广泛应用于电子和电气设备。

酚醛树脂的热失重温度在200-250℃之间。

8.环氧树脂（EP）：环氧树脂是一种优异的粘结剂材料，具有良好的耐火性能和粘接性能。

环氧树脂的热失重温度在～400℃之间。

以上是几种常见粘结剂的热失重温度范围。

需要注意的是，不同的粘结剂的热失重温度会受到多种因素的影响，例如材料的纯度、添加剂的类型和含量、环境条件等。

热失重温度是一项重要的物性参数，可用于评估材料的耐热性和稳定性。

CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2018年第37卷第6期·2316·化 工 进展酚醛树脂的改性及其浸渍石墨性能蒋凤易1，田蒙奎1，郝立通1，邵珠花1，杨颖2，罗祥丽2（1贵州大学化学与化工学院，贵州 贵阳 550025；2贵州兰鑫石墨机电设备制造有限公司，贵州 福泉550500） 摘要：为了解决酚醛树脂因浸渍石墨后黏度增大而失效的问题，以氯化锌作为催化剂，用糠醇对黏度过大的酚醛树脂进行改性。

并分别以失效酚醛树脂、普通酚醛树脂和改性酚醛树脂作为浸渍剂，在0.7MPa 、180℃的条件下对普通中密度石墨进行了4次浸渍固化操作，测试了浸渍剂的黏度变化并对浸渍固化后的石墨进行了微观结构、开孔气孔率、增重率、热重、抗压强度以及耐腐蚀性等表征分析。

结果表明，当酚醛树脂、糠醇和ZnCl 2的质量比为100∶40∶2时，改性酚醛树脂的黏度适中，浸渍石墨的耐高温性能最好；并且使用改性酚醛树脂浸渍的石墨具有更好的填孔效率，只需要2次浸渍就能达到最好的浸渍效果，与失效酚醛树脂浸渍的石墨相比增重率提高了2%，抗压强度和耐碱性也有一定提升。

关键词：改性酚醛树脂；失效酚醛树脂；浸渍石墨中图分类号：TQ050.4 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2018）06–2316–07 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2017-1504Modification of phenolic resin and its performance in impregnatinggraphiteJIANG Fengyi 1，TIAN Mengkui 1，HAO Litong 1，SHAO Zhuhua 1，YANG Ying 2，LUO Xiangli 2（1College of Chemistry and Chemical Engineering ，Guizhou University ，Guiyang 550025，Guizhou ，China ；2GuizhouLanxin Graphite Electrical Equipment Manufacturing Co.，Ltd.，Fuquan 550500，Guizhou ，China ）Abstract ：In order to solve the problem that the phenolic resin become invalid due to the viscosity increase after impregnation of graphite, the phenolic resin of high viscosity was modified by furfurylalcohol with ZnCl 2 as catalyst ．By using ineffective ，normal and modified phenolic resin respectively as the impregnants ，the general medium-density graphite was impregnated and cured for four times under 0.7MPa and 180℃．The viscosity changes of the impregnants were tested and the microstructures ，porosity ，weight gain ，thermogravimetry ，compressive strength and the corrosion resistance of the impregnated and cured graphite were analyzed ．The results showed that the viscosity of modified phenolic resin was moderate and the high temperature resistance of the impregnated graphite was best when the mass ratio of phenolic resin ，furfuryl alcohol and ZnCl 2 was 100∶40∶2．What’s more ，the graphites impregnated only 2 times by the modified phenolic resin performed the best ，and the rate of weight increased by 2% compared with that impregnated by the ineffective phenoli cresin ，and the compressive strength and alkali resistance were also improved ．Key words ：modified phenolic resin ；ineffective phenolic resin ；impregnated graphite第一作者：蒋凤易（1992—），男，硕士研究生，从事化工机械设备检测方面的研究。

聚醚醚酮改性酚醛树脂热解动力学研究吴利敏;齐暑华;刘乃亮;理莎莎【摘要】The behavior of thermal decomposition of poly（ether ether ketone）（PEEK） modifiedphenolic resin was investigated. TG curves of PEEK modified PF could be divided into three stages. The thermal decomposition data were analyzed by Kissinger, Ozawa, and Crane equations. The obtained activation energy, pre-exponential factor, and reaction order of the thermal decomposition were 561 kJ/mol,1.06×10^35s^-1, 0. 9648, respectively.%利用热失重分析仪对聚醚醚酮（PEEK）改性酚醛树脂（PF）的热解过程进行了分析，并根据热失重曲线的特点，将树脂的热解过程分为3个阶段。

结果表明，随着升温速率的增大，PEEK改性PF出现延迟分解的现象；根据Kissinger法、Ozawa法和Crane法建立了热解动力学模型，得出热解活化能为561kJ／mol，指前因子为1．06×10^35s^-1，反应级数为0．9648（近似于1级反应）。

【期刊名称】《中国塑料》【年(卷),期】2011(025)009【总页数】4页(P21-24)【关键词】酚醛树脂;聚醚醚酮;热解;动力学【作者】吴利敏;齐暑华;刘乃亮;理莎莎【作者单位】西北工业大学理学院应用化学系,陕西西安710129;西北工业大学理学院应用化学系,陕西西安710129;西北工业大学理学院应用化学系,陕西西安710129;西北工业大学理学院应用化学系,陕西西安710129【正文语种】中文【中图分类】TQ323.1酚类与醛类化合物通过缩聚得到的树脂统称为PF，其中由苯酚和甲醛经缩聚而得的树脂是目前应用最广泛的一类PF。

酚醛树脂热降解过程中的结构变化陈鸯飞1,陈智琴2,肖绍懿1,刘洪波1,3(11湖南大学材料科学与工程学院,湖南长沙410082;21江西科技师范学院江西省材料表面工程重点实验室,江西南昌330013)摘　要:采用综合热分析对比研究了自制酚醛树脂和商业酚醛树脂的热降解过程,利用固体核磁共振和红外光谱技术研究了热降解过程中树脂结构的变化规律以期指导成炭率高、热稳定性高的新型酚醛树脂的合成。

结果表明:酚醛树脂的热降解过程可分为3个阶段:首先是醚键以及未反应的羟甲基等端基的热降解;其次是亚甲基热解断裂为甲基;然后是酚羟基发生脱水环化成炭。

其中亚甲基的热解对酚醛树脂的热稳定性及高温下的成炭性能有着至关重要的作用。

固体核磁共振比红外光谱更直接,更清晰地反应出酚醛树脂在热降解过程中的结构变化。

关键词:酚醛树脂;热降解;结构变化中图分类号:TQ32311　文献标识码:A 文章编号:1002-7432(2008)04-004-05The structural changes of phenolic resin during thermal degradationCHE N Y ang -fei 1,CHE N Zhi -qin 2,XI AO Shao -yi 1,LI U H ong -bo1,3(11College o f Materials Science and Engineering ,Hunan Univer sity ,Changsha 410082,China ;21Jiangxi K ey Laboratory o f Sur f ace Engineering ,Jiangxi Scienceand Technology Normal Univer sity ,Nanchang 330013,China )Abstract :The self -made and commercial phenol -formaldehyde type resins (PFR )were studied by therm o gravimetric analysis (TG A )1Their structural changes during thermal degradation were investigated by fourier -trans form in frared(FTIR )and s olid -state 13C nuclear magnetic res onance (13C -NMR )spectroscopy to guide the synthesis of novel phenol 2ic resin with high char yield and thermal stability 1The results showed that the degradation process of PFR could be divid 2ed into three stages 1E ther bonds and unreacted terminal hydroxymethyl groups of the cured resin degradated in the first stage 1In the second stage ,methylene bridges decom posed into methyl groups then yielded both phenol and cres ol ho 2m olog 1Cyclodehydration and forming char of phenolic hydroxyl occurred in the third stage 1The thermal stability and char yield of PFR were depended on the degradation process of methylene bridges 1The structural changes of phenolic resin during thermal degradation could be observed m ore directly and clearly by 13C -NMR than FTIR 1K eyw ords :phenol -formaldehyde resins ;thermal degradation ;structural change 【收稿日期】2008-01-24;【修回日期】2008-02-21【基金项目】国家973项目(2006C B00903)【作者简介】陈鸯飞(1981—),男,湖南邵阳人,博士研究生,主要研究方向为复合材料。

酚醛树脂的耐热研究
材料切削时所做的功几乎全部转化成热能，据资料报道，磨料磨具在磨削时只有10-20%左右的热量被磨屑带走，80-90%的热量被传入工件及磨具，而以酚醛树脂为粘结剂的树脂磨具在中温（250℃以下）有较好的强度保持性，高温会导致树脂软化或者分解使其粘结力下降，引起大量磨料脱落，对磨具的磨削效率及磨削比有较大的影响。

所以对酚醛树脂的耐热研究比较重要。

无机材料改性：以硼、钼改性酚醛树脂为主。

基本原理就是在树脂分子结构中引入硼、钼等元素，生成键能较高的B-O、O-Mo-O键，提高改性树脂的热分解温度及耐热性。

研究表明，B-O键能为774KJ/mol，远远高于C-C键能345KJ/mol;钼酚醛树脂的热解过程是一级反应，其热分解活化能高达137.5KJ/mol。

700℃下普通酚醛树脂的失重率达到100%，硼改性酚醛树脂仅为67%，钼改性酚醛树脂为30.3%。

有机材料改性：将具有高分解温度、耐热性等综合性能良好的有机高分子材料通过共混或者化学的方式与树脂结合，达到改善酚醛树脂的目的，通常有聚酰亚胺、聚砜、有机硅、苯并噁嗪等。