酚醛樹脂發(fā)泡增韌劑
? ? ? ? 酚醛樹脂架構(gòu)上的薄弱點(diǎn)是酚羥基和亞甲基易氧化。其泡沫延伸率低,質(zhì)脆,硬度大,不經(jīng)變形。這極大影響了酚醛泡沫的使用,因此 對泡沫的增韌是極為重要的。酚醛泡沫的增韌,能夠利用下面2種路徑完成:①在體系添加外增韌劑,利用共混的形式實(shí)現(xiàn)增韌的目地,一般用相容型增韌劑ST-1;②利用甲階酚醛樹脂與增韌劑的化學(xué)作用,實(shí)現(xiàn)增韌的目地;
1、添加外增韌劑
這類改性形式需要樹脂和增韌體系須具備相應(yīng)的混溶性,才可以改進(jìn)其脆化,提升柔韌性和抗壓能,可依據(jù)溶解度參數(shù)δ預(yù)測有機(jī)化合物中間的混溶性。這類改性形式的使用一般是按以下方法完成。最先合出普通的甲階酚醛樹脂,隨后在體系內(nèi)添加改性劑,脫水,發(fā)泡。這類改性劑常見的有三種。
第一種是橡膠彈性體改性劑。橡膠增韌酚醛樹脂屬物理摻混改性,但因?yàn)閺椥泽w一般含有活性的端基(如羧基、羥基等)和雙鍵,能與甲階酚醛樹脂中的羥甲基產(chǎn)生各種程度上的接?;蚯抖喂簿鄯磻?yīng)。在樹脂固化及發(fā)泡環(huán)節(jié)中這類橡膠類彈性體段一般能從基體中析出,在物理上產(chǎn)生海島兩相架構(gòu)。這類橡膠增韌的熱固性樹脂及泡沫的斷裂韌性相比未增韌的樹脂及泡沫有較大幅的提升。常見的橡膠有丁腈、丁苯、天然橡膠和端羧基丁腈橡膠以及他含有活性基團(tuán)的橡膠。第二種是熱塑性樹脂。用以酚醛泡沫改性的有聚乙烯醇,聚乙二醇等。聚乙烯醇分子中的羥基有可能與酚醛縮聚物中的羥甲基產(chǎn)生化學(xué)作用,產(chǎn)生接枝共聚物。聚乙烯醇改性酚醛樹脂可提升泡沫的壓縮強(qiáng)度。據(jù)資料報(bào)導(dǎo),泡沫壓縮強(qiáng)度與聚乙烯醇的添加量有關(guān)系。添加聚乙烯醇的量太少,壓縮強(qiáng)度提升不顯著;添加太多量的聚乙烯醇會造成黏鍋,使反映無法持續(xù)完成。聚乙烯醇的添加量為苯酚質(zhì)量的l.5-3%比較適合。第三種是小分子化學(xué)物質(zhì)如乙二醇。乙二醇增韌泡沫是合出酚醛樹脂后,按相應(yīng)占比添加乙二醇混和均衡,逐個添加穩(wěn)定劑、發(fā)泡劑、均泡劑,攪拌均勻,隨后添加固化劑,猛烈攪勻,快速倒進(jìn)準(zhǔn)備好的模具中團(tuán)模發(fā)泡,待其固化徹底后脫模便可。
2、化學(xué)增韌甲階酚醒樹脂
這類改性形式需要樹脂和增韌體系須具備相應(yīng)的混溶性,才可以改進(jìn)其脆化,提升柔韌性和抗壓能,可依據(jù)溶解度參數(shù)δ預(yù)測有機(jī)化合物中間的混溶性。這類改性形式的使用一般是按以下方法完成。最先合出普通的甲階酚醛樹脂,隨后在體系內(nèi)添加改性劑,脫水,發(fā)泡。這類改性劑常見的有三種。
第一種是橡膠彈性體改性劑。橡膠增韌酚醛樹脂屬物理摻混改性,但因?yàn)閺椥泽w一般含有活性的端基(如羧基、羥基等)和雙鍵,能與甲階酚醛樹脂中的羥甲基產(chǎn)生各種程度上的接?;蚯抖喂簿鄯磻?yīng)。在樹脂固化及發(fā)泡環(huán)節(jié)中這類橡膠類彈性體段一般能從基體中析出,在物理上產(chǎn)生海島兩相架構(gòu)。這類橡膠增韌的熱固性樹脂及泡沫的斷裂韌性相比未增韌的樹脂及泡沫有較大幅的提升。常見的橡膠有丁腈、丁苯、天然橡膠和端羧基丁腈橡膠以及他含有活性基團(tuán)的橡膠。第二種是熱塑性樹脂。用以酚醛泡沫改性的有聚乙烯醇,聚乙二醇等。聚乙烯醇分子中的羥基有可能與酚醛縮聚物中的羥甲基產(chǎn)生化學(xué)作用,產(chǎn)生接枝共聚物。聚乙烯醇改性酚醛樹脂可提升泡沫的壓縮強(qiáng)度。據(jù)資料報(bào)導(dǎo),泡沫壓縮強(qiáng)度與聚乙烯醇的添加量有關(guān)系。添加聚乙烯醇的量太少,壓縮強(qiáng)度提升不顯著;添加太多量的聚乙烯醇會造成黏鍋,使反映無法持續(xù)完成。聚乙烯醇的添加量為苯酚質(zhì)量的l.5-3%比較適合。第三種是小分子化學(xué)物質(zhì)如乙二醇。乙二醇增韌泡沫是合出酚醛樹脂后,按相應(yīng)占比添加乙二醇混和均衡,逐個添加穩(wěn)定劑、發(fā)泡劑、均泡劑,攪拌均勻,隨后添加固化劑,猛烈攪勻,快速倒進(jìn)準(zhǔn)備好的模具中團(tuán)模發(fā)泡,待其固化徹底后脫模便可。
2、化學(xué)增韌甲階酚醒樹脂
化學(xué)增韌改性方法是在合成甲階樹脂時添加改性劑,利用酚羥基和羥甲基的化學(xué)反應(yīng)接枝上柔性鏈,因此獲得內(nèi)增韌的改性甲階樹脂,這類改性方法較共混方法的功效好些。聚氨酯改性酚醛泡沫是一類非常好的化學(xué)增韌方法,日本、美國已開展了系列產(chǎn)品科學(xué)研究,獲得了很好的成效。從選用的方法看有以下2種方法:①以糠醇樹脂、芳胺多元醇等做為聚氨酯組分中的多羥基化合物,將酚醛樹脂、多異氰酸酯(MDI、PAPI)和以上各類多元醇混和,添加發(fā)泡劑等改性劑開展復(fù)合發(fā)泡。②聚醚、聚酯多元醇和異氰酸酯合成末端為一NCO基團(tuán)的預(yù)聚體,再與酚醛樹脂、發(fā)泡改性劑混和,開展復(fù)合發(fā)泡。
在聚氨酯改性酚醛泡沫制取環(huán)節(jié)中,不管選用哪種改性方法,其反應(yīng)機(jī)理是相同的。具體有二種反應(yīng)產(chǎn)生,①異氰酸酯基團(tuán)和組分中的多羥基化合物的羥基開展交聯(lián)或擴(kuò)鏈反應(yīng);②異氰酸酯基團(tuán)和甲階酚醛樹脂中的羥甲基開展交聯(lián)反應(yīng)。二種反應(yīng)的效果是在酚醛剛性分子結(jié)構(gòu)中導(dǎo)入了柔韌性鏈段,從本質(zhì)上更改了酚醛樹脂的剛性分子結(jié)構(gòu),因此提升了泡沫制品的韌性,減低了脆化;另外導(dǎo)入了聚氨酯的性能,如提升閉孔率,減低吸水能力,促進(jìn)固化反應(yīng)速率,成型快,也提升了成品的強(qiáng)度。
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標(biāo)簽:聚合物