纺织加工常用树脂.ppt

纺织加工上常用的树脂 夏燕茂 简介 简要的介绍几种纺织加工中常用树脂的加工方法、加工设备和在纺织中的应用。 树脂是一种来自多种植物，特别是松柏类植物的烃（碳氢化合物）类的分泌物。因为它特殊的化学结构，以及可以作为乳胶漆和胶合剂等材料作使用，因此被重视其价值。它是多种高分子化合物的混合物，所以有不同的熔点。树脂本身只有天然树脂这一种，但随着化工的发展，有很多由人工合成的聚合物产生，当中有些聚合物的化学性质及物理性质会和天然树脂很相似，因此，聚合物会被称为合成树脂。 早在1872年德国化学家拜耳(A.Bayer)首先发现苯酚与甲醛在酸性条件下加热时能迅速结成红褐色硬块或粘稠物，但因它们无法用经典方法纯化而停止实验。20世纪以后，苯酚已经能从煤焦油中大量获得，甲醛也作为防腐剂大量生产，因此二者的反应产物更加引人关注，希望开发出有用的产品，尽管先后有许多人为之花费了巨大劳动，但都没有达到预期结果。 1904年，贝克兰和他的助手也开展这项研究，最初目的只是希望能制成代替天然树脂的绝缘漆，经过三年的艰苦努力，终于在1907年的夏天，不仅制出了绝缘漆，而且还制出了真正的合成可塑性材料，它就是人们熟知的“电木”“胶木”或酚醛树脂。一经问世，很快厂商发现，它不但可以制造多种电绝缘品，而且还能制日用品，爱迪生(T.Edison)用于制造唱片，不久又在广告中宣称：已经用它制出上千种产品，于是一时间把贝克兰的发明誉为20世纪的“炼金术”。 树脂分类 树脂有天然树脂和合成树脂之分。天然树脂是指由自然界中动植物分泌物所得的无定形有机物质，如松香、琥珀、虫胶等。合成树脂是指由简单有机物经化学合成或某些天然产物经化学反应而得到的树脂产物。 合成树脂分类 按树脂合成反应分类 按此方法可将树脂分为加聚物和缩聚物。 加聚物是指由加成聚合反应制得的聚合物，其链节结构的化学式与单体的分子式相同，如聚苯乙烯、聚四氟乙烯等。 缩聚物是指由缩合聚合反应制得的聚合物，其结构单元的化学式与单体的分子式不同，如酚醛树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂等。 按树脂分子主链组成分类 按此方法可将树脂分为碳链聚合物、杂链聚合物和元素有机聚合物。 碳链聚合物是指主链全由碳原子构成的聚合物，如聚乙烯、聚苯乙烯等。 杂链聚合物是指主链由碳和氧、氮、硫等两种以上元素的原子所构成的聚合物，如聚甲醛、聚酰胺、聚砜、聚醚等。 元素有机聚合物是指主链上不一定含有碳原子，主要由硅、氧、铝、钛、硼、硫、磷等元素的原子构成，如有机硅。 按树脂性质分类 热固性树脂(玻璃钢一般用这类树脂)：不饱和聚酯、乙烯基酯、环氧、酚醛、双马来酰亚胺、聚酰亚胺树脂等。 热塑性树脂：聚丙烯、聚碳酸酯、尼龙、聚醚醚酮等。 酚醛树脂 概述 由苯酚和甲醛经缩聚反应而得到的。酚醛树脂是最早被合成的热固性树脂。酚醛树脂出于具有良好的力学性能和耐热性能，尤其具有突出的瞬时耐高温烧蚀性能，以及树脂本身又有广泛的改性余地。所以酚醛树脂被广泛用于制造玻璃纤维增强塑料、酚醛树脂复合材料在宇航工业中用于空间飞行器、火箭、导弹等方面，作为瞬时耐高温和耐烧蚀结构材料起看重要作用。 酚醛树脂的合成和固化过程完全按体型缩聚反应的规律进行。控制不同的合成条件(如酚与醛的比例、所用催化利的类型等)，可以得到两类不同的酚醛树脂。一类称为热固性酚醛树脂，它是含有可进一步反应的羟甲基活性基团的树脂，如果合成反应不加控制，会形成不溶不熔的具有三维网络结构的固化树脂，这类树脂又称一阶树脂。另一类称为热塑性酚醛树脂，它是线型树脂，进一步反应不会形成三维网络结构的树脂．要加人固化剂后才能进一步反应形成具有三维网络结构的固化树脂．这类树脂又称二阶树脂。这两类树脂的合成与固化原理并不相同，聚合物的分子结构也不同。 酚醛树脂的合成原理 酚醛树脂是由酚(如苯酚、甲酚等)和醛(如甲醛、乙醛等)在酸或碱催化剂存在下合成的聚合物。为了能合成体型结构的聚合物，两种单体的官能度总数应不小5。 在酚醛树脂合成中，苯酚为三官能度的单体。甲醛为二官能度的单体。碳链较长的甲醛同系物，较难与酚类合成热固性树脂但不饱和醛例外。 苯酚与甲醛反应时，由于存在着酚羟基，按其加成取代反应位置的规则，甲醛是在酚羟基的邻、对位进行加成反应。而酚羟基不参与和甲醛的反应。 （1）热固性酚醛树脂[resol]合成原理 热固性酚醛树脂的缩聚反应一般是在碱性条件下进行的，常用催化剂为氢氧化钠、氨水、氢氧化钡等。甲醛和苯酚的物质的量之比一般控制在1.1—1.5之间。用氢氧化钠为催化利时，总的反应过程可分为两步。 (1)甲醛与苯酚的加成反应 ,生成多种羟甲酚,形成了—元酚醇和多元酚醇的混合物。 （2）羟甲基酚的缩聚反应 。有下列两种可能的缩聚反应。 虽然上述两种反应都有可能发生，但在加热和碱性催化条件下，醚键不稳定，所以