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简单介绍一下酚醛树脂的发展历程

作者:鑫明胶木粉 时间:2019-10-31 16:28:15   tags: 酚醛树脂 


1、前世的回首


酚醛树脂最先由德国科学家Bayer,在1872年通过甲醛和苯酚反应制得。


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1907年比利时裔美国人贝克兰提出酚醛树脂加热固化法,使酚醛树脂实现工业化生产


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在合成树脂胶粘剂领域中,酚醛树脂以其良好的耐候性、耐水性、耐温性以及粘合强度高等特点,在涂料、摩擦材料、绝缘材料、模塑料等方面得到广泛的应用。


2、今生的发展


为了克服酚醛树脂固有的缺陷,进一步提高酚醛树脂的性能和应用范围,满足高新技术发展的需要,许多科研工作者对酚醛树脂进行了大量的研究,改性酚醛树脂的韧性、提高力学性能和耐热性能、改善工艺性能


2.1、酚醛树脂的改性


2.1.1 改善脆性


一般通过加入外增韧物质或内增韧物质来改善韧性。常用的外增韧物质有:天然橡胶、丁腈橡胶及热塑性树脂;内增韧方法有:使酚羟基醚化、在酚核间引入长亚甲基链及其他柔性基团或者采用玻璃纤维、玻璃布、石棉等改善酚醛树脂的脆性。


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2.1.2 提高耐热性


在酚醛树脂中引入芳环(如甲苯、二甲苯、萘等)或者三聚氰胺、焦煤油、硼化物、有机硅树脂、钼等,可以提高整个大分子链的稳定性和耐热性。此外,还有利用碳化硼、纳米铜、纳米二氧化硅等纳米材料提高酚醛树脂的耐热性,下图为钼改性酚醛树脂后的热分析图


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2.1.3 减少甲醛释放量


使用木质素、间苯二酚、腰果油以及紫胶等物质部分代替苯酚合成改性酚醛树脂胶粘剂,或者改善合成工艺,可以减少甲醛释放量,降低生产成本,同时保护环境。


2.1.4 其他改性


还有一些特殊的改性方法,如:造纸废液改性,钼改性酚醛树脂、三元共混改性酚醛树脂、纳米铜改性酚醛树脂、煤焦油改性酚醛树脂、聚乙烯一乙烯醉改性酚醛树脂、含炔基酚醛树脂、等


2.2、酚醛树脂的应用


由于酚醛树脂较强的耐水性、耐热性、胶粘强度大等优异性能,被大量用于胶合板中,同时酚醛树脂是世界上最早实现工业化生产的合成树脂之一。目前对酚醛树脂的改性研究更加深入,其合成机理成熟,且合成原料不仅局限于苯酚和甲醛,还可以利用木质素、腰果油等原材料,使其合成材料更加广泛。在美国、英国等国家木材胶粘剂的用量中,酚醛树脂胶粘剂的使用量远大于脲醛树脂胶粘剂的使用量。在国内,木材使用酚醛树脂胶粘剂的比例较低,因此对胶合板和酚醛树脂的市场情况进行了调研。下图为我国胶合板产量


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根据统计,木材用胶粘剂的计算依据为普通胶合板中室内施用脲醛树脂胶(UF),用量为55kg/m3(100%计),室外(主要是混凝土模板用胶合板)施用酚醛树脂胶(PF),用量为71.5kg/m(3100%计)。根据以往经验估算,约10%左右用在室外,90%左右用在室内。我国胶合板用熟树脂的消费量如下图所示


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2016年我国酚醛树脂的年产量为101.8万吨,上海、浙江、江苏、福建是酚醛树脂产量高的企业集中地,主要有济南圣泉集团股份有限公司、上海欧亚合成材料有限公司、上海双树塑料厂等。2005-2017年我国酚醛树脂的产量如图所示


简单介绍一下酚醛树脂的发展历程


酚醛树脂主要应用于酚醛模塑料、木材加工、摩擦材料、耐火绝热隔热材料、涂料等领域。国内酚醛树脂消费情况如表所示


简单介绍一下酚醛树脂的发展历程



3、来世的展望


近年来,随着对酚醛树脂研究的更加深人,使得酚醛树脂的许多性能得到改善,也使得酚醛树脂胶粘剂的应用范围更加广泛。相信人们对酚醛树脂胶粘剂改性的不断深入,相应的改性品种也会层出不穷,从而使得酚醛树脂胶粘剂的应用领域不断得到扩展。酚醛树脂广泛应用在木材加工和胶合板领域外,在耐火、绝热隔热材料的使用比例较高。因此,高剪切应力与耐热性是酚醛树脂广泛用于复合材料与电子工业的主要研究方向。游离醛、酚含量低,甚至无游离醛、酚的酚醛树脂胶粘剂依然是后续研究与工业化应用过程中在环保方面更高的要求。