酚醛树脂发泡增韧剂
酚醛树脂架构上的薄弱点是酚羟基和亚甲基易氧化。其泡沫延伸率低,质脆,硬度大,不经变形。这极大影响了酚醛泡沫的使用,因此 对泡沫的增韧是极为重要的。酚醛泡沫的增韧,能够利用下面2种路径完成:①在体系添加外增韧剂,利用共混的形式实现增韧的目地,一般用相容型增韧剂ST-1;②利用甲阶酚醛树脂与增韧剂的化学作用,实现增韧的目地;
1、添加外增韧剂
这类改性形式需要树脂和增韧体系须具备相应的混溶性,才可以改进其脆化,提升柔韧性和抗压能,可依据溶解度参数δ预测有机化合物中间的混溶性。这类改性形式的使用一般是按以下方法完成。最先合出普通的甲阶酚醛树脂,随后在体系内添加改性剂,脱水,发泡。这类改性剂常见的有三种。
第一种是橡胶弹性体改性剂。橡胶增韧酚醛树脂属物理掺混改性,但因为弹性体一般含有活性的端基(如羧基、羟基等)和双键,能与甲阶酚醛树脂中的羟甲基产生各种程度上的接校或嵌段共聚反应。在树脂固化及发泡环节中这类橡胶类弹性体段一般能从基体中析出,在物理上产生海岛两相架构。这类橡胶增韧的热固性树脂及泡沫的断裂韧性相比未增韧的树脂及泡沫有较大幅的提升。常见的橡胶有丁腈、丁苯、天然橡胶和端羧基丁腈橡胶以及他含有活性基团的橡胶。第二种是热塑性树脂。用以酚醛泡沫改性的有聚乙烯醇,聚乙二醇等。聚乙烯醇分子中的羟基有可能与酚醛缩聚物中的羟甲基产生化学作用,产生接枝共聚物。聚乙烯醇改性酚醛树脂可提升泡沫的压缩強度。据资料报导,泡沫压缩強度与聚乙烯醇的添加量有关系。添加聚乙烯醇的量太少,压缩強度提升不显著;添加太多量的聚乙烯醇会造成黏锅,使反映无法持续完成。聚乙烯醇的添加量为苯酚质量的l.5-3%比较适合。第三种是小分子化学物质如乙二醇。乙二醇增韧泡沫是合出酚醛树脂后,按相应占比添加乙二醇混和均衡,逐个添加稳定剂、发泡剂、均泡剂,搅拌均匀,随后添加固化剂,猛烈搅匀,快速倒进准备好的模具中团模发泡,待其固化彻底后脱模便可。
2、化学增韧甲阶酚醒树脂
这类改性形式需要树脂和增韧体系须具备相应的混溶性,才可以改进其脆化,提升柔韧性和抗压能,可依据溶解度参数δ预测有机化合物中间的混溶性。这类改性形式的使用一般是按以下方法完成。最先合出普通的甲阶酚醛树脂,随后在体系内添加改性剂,脱水,发泡。这类改性剂常见的有三种。
第一种是橡胶弹性体改性剂。橡胶增韧酚醛树脂属物理掺混改性,但因为弹性体一般含有活性的端基(如羧基、羟基等)和双键,能与甲阶酚醛树脂中的羟甲基产生各种程度上的接校或嵌段共聚反应。在树脂固化及发泡环节中这类橡胶类弹性体段一般能从基体中析出,在物理上产生海岛两相架构。这类橡胶增韧的热固性树脂及泡沫的断裂韧性相比未增韧的树脂及泡沫有较大幅的提升。常见的橡胶有丁腈、丁苯、天然橡胶和端羧基丁腈橡胶以及他含有活性基团的橡胶。第二种是热塑性树脂。用以酚醛泡沫改性的有聚乙烯醇,聚乙二醇等。聚乙烯醇分子中的羟基有可能与酚醛缩聚物中的羟甲基产生化学作用,产生接枝共聚物。聚乙烯醇改性酚醛树脂可提升泡沫的压缩強度。据资料报导,泡沫压缩強度与聚乙烯醇的添加量有关系。添加聚乙烯醇的量太少,压缩強度提升不显著;添加太多量的聚乙烯醇会造成黏锅,使反映无法持续完成。聚乙烯醇的添加量为苯酚质量的l.5-3%比较适合。第三种是小分子化学物质如乙二醇。乙二醇增韧泡沫是合出酚醛树脂后,按相应占比添加乙二醇混和均衡,逐个添加稳定剂、发泡剂、均泡剂,搅拌均匀,随后添加固化剂,猛烈搅匀,快速倒进准备好的模具中团模发泡,待其固化彻底后脱模便可。
2、化学增韧甲阶酚醒树脂
化学增韧改性方法是在合成甲阶树脂时添加改性剂,利用酚羟基和羟甲基的化学反应接枝上柔性链,因此获得内增韧的改性甲阶树脂,这类改性方法较共混方法的功效好些。聚氨酯改性酚醛泡沫是一类非常好的化学增韧方法,日本、美国已开展了系列产品科学研究,获得了很好的成效。从选用的方法看有以下2种方法:①以糠醇树脂、芳胺多元醇等做为聚氨酯组分中的多羟基化合物,将酚醛树脂、多异氰酸酯(MDI、PAPI)和以上各类多元醇混和,添加发泡剂等改性剂开展复合发泡。②聚醚、聚酯多元醇和异氰酸酯合成末端为一NCO基团的预聚体,再与酚醛树脂、发泡改性剂混和,开展复合发泡。
在聚氨酯改性酚醛泡沫制取环节中,不管选用哪种改性方法,其反应机理是相同的。具体有二种反应产生,①异氰酸酯基团和组分中的多羟基化合物的羟基开展交联或扩链反应;②异氰酸酯基团和甲阶酚醛树脂中的羟甲基开展交联反应。二种反应的效果是在酚醛刚性分子结构中导入了柔韧性链段,从本质上更改了酚醛树脂的刚性分子结构,因此提升了泡沫制品的韧性,减低了脆化;另外导入了聚氨酯的性能,如提升闭孔率,减低吸水能力,促进固化反应速率,成型快,也提升了成品的強度。