塑料材料第3章 通用热固性塑料.ppt

热固性塑料 是指经加热或其它方法如辐射、催化等固化成型后不能再加热软化而重复加工的一类塑料。其树脂在加工前为线性或带支链的预聚体，加工中发生化学交联反应使制品内部成为三维网状结构，具有不溶、不熔的特点。 1.1酚醛树脂及塑料的简介 酚醛树脂是以酚类单体和醛类单体经缩聚反应而制成的聚合物，其中以苯酚与甲醛为原料缩聚而成的酚醛树脂最为常用（Phenol-Formaldehyde, PF）。酚醛树脂是第一个工业化的合成树脂品种。 1.2 酚醛树脂 酚醛树脂是以酚类单体和醛类单体在酸性或碱性催化条件下经缩聚反应而制成的聚合物。 酚类主要为苯酚，其次为甲酚和二甲酚；醛类主要为甲醛，也可用糠醛及乙醛。 1.2.1热塑性酚醛树脂 热塑性酚醛树脂为线型结构，可反复地熔化和重新凝固，若不加固化剂，在加热条件下无法进一步缩聚成体型结构，具有可溶可熔的特点。 1.2.2热固性酚醛树脂 热固性酚醛树脂分子链中存在较多未反应的羟甲基和活泼氢原子，不用再加固化剂，加热到170℃时就会发生交联反应，形成三维交联网状结构的不溶不熔产物。   1. 3 改性酚醛树脂 纯酚醛树脂的大分子主链中存在大量的芳环，加之固化后形成交联，其分子链刚性较大，性脆，机械强度低，抗氧化性、高频绝缘性和耐电弧性较差，易吸水等，这些缺点可以通过改性方法克服。 PF分子链中留下的酚羟基容易吸水，使固化制品的电性能、耐碱性和力学性能下降。同时酚羟基易在热或紫外光作用下生成醌或其它结构，造成颜色的不均匀变化 。 酚醛树脂的具体改性方法： 一、封锁酚羟基。采用二甲苯、二苯醚等代替苯酚和甲醛缩聚，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； （1）聚乙烯醇缩醛改性PF PF分子中的羟基与聚乙烯醇缩醛分子中的羟基可发生化学反应，形成接枝共聚物。可提高PF对玻璃纤维的粘合力，克服PF的脆性，提高PF玻璃钢制品的力学强度。一般常用聚乙烯醇缩丁醛。 （3）有机硅改性PF 采用有机硅单体与酚醛树脂中的羟甲基和酚羟基作用，以改进PF的耐热性、耐低温性、耐水性、脆性和冲击强度。 用有机硅单体改性的PF复合材料可在200－260℃范围内长时间工作，并可作为瞬时耐高温材料，用于火箭、导弹、宇宙飞船等领域。如用三烷氧基硅烷改性的PF制成的玻璃钢在200℃下仍有良好的稳定性。 1.4 酚醛塑料 酚醛塑料因具有优异的耐热性和较好的性价比，至今仍具有其它通用塑料无法比拟的优点。产量占塑料的5％，排第六位。 目前，中国酚醛塑料生产量已居世界前列，国内市场消费量占全球市场的1/2。 ? 酚醛塑料: 酚醛塑料是以酚醛树脂为基础，加入填料和各种助剂，经一定成型工艺制得的塑料。 酚醛塑料常用作：PF模塑料制品、PF层压制品、PF泡沫塑料制品、PF纤维制品、PF铸造制品、PF封装材料等六种。 1.4.1酚醛模塑料 酚醛模塑料又称为酚醛压塑粉，以酚醛树脂为基础，加入粉状填料、固化剂、润滑剂、着色剂和增塑剂等添加剂，经一定加工工艺制成的粉状物料。 b. 填料 填料是酚醛模塑料的重要组成部分，加入量为30％－60％。填料的性质影响制品的机械强度、耐热性、电绝缘性和成本的高低，视制品的性能要求而选用。 促进剂 常用促进剂为氧化镁或氧化钙等，加入量为树脂质量的2％左右。 润滑剂 常用的润滑剂有硬脂酸锌、硬脂酸钡、硬脂酸镁、硬脂酸和油酸等，加入量为树脂质量的1％－2％左右。 其它添加剂 防霉剂、抗静电剂、阻燃剂等。 （2）酚醛模塑料的加工成型 压塑法 温度为150－190℃，压力为10－30MPa。制品形状简单、厚壁时取温度、压力的下限；制品形状复杂、薄壁时取温度、压力的上限。 注塑法 酚醛模塑料的注塑对原料、注塑机和生产工艺参数的控制等均有特殊要求。 （3）酚醛模塑料的性能与应用 酚醛模塑料制品具有良好的力学强度、耐化学腐蚀性、电绝缘性和尺寸稳定性，使用温度范围宽。但一般为深色。 酚醛模塑料制品主要用作电器绝缘件、日用品、汽车电器和仪表零件等。 （1）酚醛层合制品的组成 树脂 选用热固性甲阶PF乳液或乙醇溶液。 基材