1、堿性酚醛樹(shù)脂的合成
酚醛樹(shù)脂是由苯環(huán)、酚羥基(或酚羥基負(fù)離 子)、羥甲基(鄰位或?qū)ξ?、亞甲基橋(或少量亞甲基醚橋)組成的一種聚合物。一般由苯酚和甲醛在堿性催化劑的作用下,經(jīng)縮合反應(yīng)得到。 這一聚合反應(yīng)分兩步進(jìn)行,首先苯酚和甲醛進(jìn)行 加成反應(yīng)及苯酚羥甲基化;然后,羥甲基化的苯 酚進(jìn)行脫水縮合,隨著脫水反應(yīng)程度的加深,樹(shù) 脂的相對(duì)分子質(zhì)量逐漸增大[s】。通常情況下,在較高pH值、溫度60℃左右,主要發(fā)生的是加成反 應(yīng)。實(shí)際加成反應(yīng)中鄰位羥甲基較對(duì)位羥甲基生 成速率要大得多。在縮聚反應(yīng)中,對(duì)羥甲基酚 較鄰羥甲基酚活潑,因此對(duì)位的羥甲基易進(jìn)行反 應(yīng),使酚醛樹(shù)脂分子中主要留下鄰位的羥甲基。
在甲階酚醛樹(shù)脂的合成過(guò)程中,一般甲醛 的用量比苯酚大,對(duì)于CO:硬化的酚醛樹(shù)脂,甲 醛與苯酚的摩爾比為1.6~2.5。保持足夠的甲醛 用量可以提高甲階酚醛樹(shù)脂中的羥甲基含量,但 用量太大反而使羥甲基含量下降,同時(shí)還會(huì)使游 離甲醛的含量升高。使用的堿性催化劑可以是 Na2C03、KOH、NaOH、氨水等。
CO:硬化堿性酚醛樹(shù)脂粘結(jié)劑系統(tǒng)是化工合 成酚醛樹(shù)脂后添加特定交聯(lián)劑的一種環(huán)保型鑄造用粘結(jié)劑。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期、大量的實(shí)驗(yàn)研究,已經(jīng)得 到比較優(yōu)化的樹(shù)脂合成工藝和配方。特別是通過(guò) 對(duì)樹(shù)脂改性察配方的改進(jìn),粘結(jié)劑酶性能有了較 大的提高,從而使粘結(jié)劑有了更為廣闊的應(yīng)用前 景。樹(shù)脂合成比較完善的工藝為堿性法分段升 濕漬定合成工藝。此工藝選擇分段升溫,甲醛滴 定,將交聯(lián)劑放在樹(shù)脂合成以后加入,使苯酚與 甲醛反應(yīng)更加充分,這樣可以大大提高原料的利 耀率,并且使穗脂的性能扁時(shí)達(dá)到*好。
另外,國(guó)內(nèi)外一些研究人員也對(duì)甲基酚醛樹(shù) 脂粘結(jié)劑的合成工藝進(jìn)行了一些新的嘗試,也得 到了不錯(cuò)的結(jié)果。黎鋼等吲通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比,發(fā)現(xiàn) 采用兩步堿催化法合成工藝制備的水溶性酚醛樹(shù) 脂,可以有效地提高甲階酚醛的羥甲基化程度,加速酚醛的縮聚反應(yīng),從而縮短酚醛樹(shù)脂膠粘的固化時(shí)間和降低固化溫度。另外,先在2.5~3.0 鵑高摩爾比下反應(yīng)到一定程度,然后再添加苯酚使甲醛與苯酚的摩爾比降至1.8~2.0,這樣合成的 酚醛樹(shù)脂膠粘劑不但游離醛含量低,而且固化也 迅速。桂敏娟等結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際,分析了影響 酚醛樹(shù)脂結(jié)合劑黏度的幾個(gè)因素,從而很好地控 制了粘結(jié)劑的黏度,使之更加適合生產(chǎn)使用。
2、堿性酚醛樹(shù)脂的改性
為了克服酚醛樹(shù)脂固有的缺陷,進(jìn)一步提高酚醛樹(shù)脂的性能,滿(mǎn)足高新技術(shù)發(fā)展的需要,人們對(duì)酚醛樹(shù)脂進(jìn)行了大量的研究。改進(jìn)酚醛樹(shù)脂的韌性、提高力學(xué)性能和耐熱性能、改善工藝性能成為研究的重點(diǎn)。今年來(lái)國(guó)內(nèi)相繼開(kāi)發(fā)出一系列新型酚醛樹(shù)脂,用合成樹(shù)脂改性酚醛樹(shù)脂是其重要途徑。通過(guò)改進(jìn)樹(shù)脂結(jié)構(gòu),增加樹(shù)脂中活性基團(tuán)含 量來(lái)提高和改善粘結(jié)性;或利用其它化合物合成 具有特殊結(jié)構(gòu)和組成的樹(shù)脂,也是改藩其粘結(jié)性 的有效方法。常用的改性方法是利用苯酚的~系 列衍生物與甲醛反應(yīng)。