改性
PF是指通过
化学或物理方法,如共聚或机械混合,将酚醛树脂与其他化合物或聚合物相结合而获得的产物。常见的改性酚醛树脂种类包括
聚酰胺改性酚醛树脂、
双氰胺改性酚醛树脂、
环氧改性酚醛树脂、
聚乙烯醇缩醛改性酚醛树脂等。
改性酚醛树脂的物理性质得到了显著提升,包括冲击韧性、粘接性、机械强度、耐热性、阻燃性、尺寸稳定性、固化速度和成型工艺性等方面。这些改进使得改性酚醛树脂能够更好地适用于各种实际用途。
改性酚醛树脂被广泛应用于制备涂料、油墨和胶粘剂等领域。其中,工业上应用最多的改性
PF是聚乙烯醇缩醛改性酚醛树脂,它可以提高树脂对玻璃纤维的粘结力,改善酚醛树脂的脆性,增加
复合材料的力学强度,降低固化
速率,从而有利于降低成型压力。
酚醛树脂改性的主要目的是改进其脆性或其他物理性能,提高其对纤维增强材料的粘结性能,并改善复合材料的成型工艺条件。通常通过封锁酚
羟基或引进其他组分来实现改性。前者能防止酚羟基吸水导致的电性能、耐碱性和力学性能下降,后者则可通过化学反应或相容性好的组分来改变固化速度和吸水性。
聚乙烯醇缩醛改性
PF是一种常用的改性酚醛树脂,它能提高树脂对玻璃纤维的粘结力,改善酚醛树脂的脆性,增加
复合材料的力学强度,降低固化
速率,从而有利于降低成型压力。使用的酚醛树脂通常是用
氨水或
氧化镁作催化剂合成的
苯酚甲醛树脂。聚乙烯醇缩醛的加入降低了树脂
混合物中酚醛树脂的浓度,减缓了树脂的固化速率,使低压成型成为可能,但制品的耐热性有所降低。
聚酰胺改性酚醛树脂提高了酚醛树脂的冲击韧性和粘结性,并改善了树脂的流动性,但仍保持酚醛树脂的优点。用作改性的聚酰胺是一类羟
甲基聚酰胺,利用羟甲基或活泼氢在合成
没药树过程中或在树脂固化过程中发生反应形成
化学键而达到改性的目的。
环氧改性酚醛树脂是通过40%的一阶
热固性酚醛树脂和60%的二酚基丙烷型
ep混合物制成的
复合材料,兼具两种树脂的优点,改善各自缺点。这种改性是通过
PF中的羟甲基与环氧树脂中的
羟基及环氧基进行化学反应,以及酚醛树脂中的酚羟基与环氧树脂中的环氧基进行化学反应,最后交联成复杂的体型结构来达到的。
有机硅改性酚醛树脂通过使用有机硅
单体与酚醛树脂中的酚羟基或羟
甲基发生反应,改进酚醛树脂的耐热性和耐水性。采用不同的有机硅单体或其混合单体与酚醛树脂改性,可得不同性能的改性酚醛树脂,具有广泛的选择性。用有机硅改性酚醛树脂制备的
复合材料可在200~260℃下工作应用相当时间,并可作为瞬时耐高温材料,用作火箭、
导弹等烧蚀材料。
硼改性
PF在酚醛树脂的分子结构中引入了
无机化合物的硼元素,使其耐热性、瞬时耐高温性能和力学性能更为优良。硼酚醛树脂多用于火箭、导弹和空间飞行器等空间技术领域作为优良的耐烧蚀材料。
二甲基二氯硅烷苯改性酚醛树脂在酚醛树脂的分子结构中引入
疏水性结构的二甲
苯环,改性后的酚醛树脂的耐水性、耐碱性、耐热性及电绝缘性能得到改善。
二苯醚甲醛树脂是用二苯醚代替
苯酚和甲醛缩聚而成的,其玻璃纤维增强
复合材料具有优良的耐热性能,可用作H级绝缘材料,还具有良好的耐辐射性能,吸湿性也很低。
新酚醛树脂(xylok)为高分子化合物,是由苯酚和芳
烷基醚通过
羟醛缩合而产生的,具有良好力学性能、耐热性能,广泛应用于
金刚石制品、砂轮片制造等行业。新酚醛树脂粘结力强,
化学稳定性好,耐热性高,硬化时收缩小,制品尺寸稳定。粘结强度比酚醛树脂提高20%以上,耐热性提高100℃以上。新酚醛树脂制品可在250℃以下长期使用,制品耐湿耐碱。新酚醛树脂可做为金刚石砂轮的结合剂,使用方法为: 新酚醛树脂与酚醛树脂按1 :3混合使用不仅提高了酚醛树脂的强度,还提高了耐热性和磨削比单独使用新酚醛树脂寿命是酚醛树脂8倍。在生产工艺上比
PF制品强度高出约30%,磨削效果也有提高。
改性酚醛树脂在耐火材料特别是定性制品上的应用具有广阔前景。耐火材料酚醛树脂系列产品具有残碳率高、成型性能好、气孔率低、常温抗压高温抗折强度高等特点。然而,随着工业发展,普通酚醛树脂耐热性有限,与一些高性能聚合物相比,在相同温度下
热失重较大且高温
残炭率较低。因此,为了提高含炭耐火材料的质量,有必要开发新的酚醛
没药树产品,以提高树脂的热分解温度、抗氧化性能和残炭率。