熱固性樹脂應用

熱固性樹脂多用縮聚（見聚合）法生產。常用熱固性樹脂有酚醛樹脂、脲醛樹脂、三聚氰胺－甲醛樹脂、環(huán)氧樹脂、不飽和樹脂、聚氨酯、聚酰亞胺等。熱固性樹脂主要用于制造增強塑料、泡沫塑料、各種電工用模塑料、澆鑄制品等，還有相當數(shù)量用于膠粘劑和涂料。

從發(fā)展看，熱固性樹脂還在進一步改進質量，研制新品種，以滿足新加工工藝開發(fā)的要求。用彈性體和熱塑性樹脂進行改性、開發(fā)注塑級熱固性模塑料以及反應注射成型用專用樹脂及配方，已受到很大重視。采用互穿聚合物網絡技術將為熱固性樹脂的合成開辟新途徑。

除不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂外，熱固性樹脂主要有以下品種。

一、三聚氰胺甲醛樹脂

三聚氰胺甲醛樹脂是由三聚氰胺和甲醛縮聚而成的熱固性樹脂。用玻璃纖維增強的三聚氰胺甲醛層壓板具有高的力學性能、優(yōu)良的耐熱性和電絕緣性及自熄性。

二、呋喃樹脂

由糠醛或糠醇本身進行均聚或與其它單體進行共縮聚而得到的縮聚產物，習慣上稱為呋喃樹脂。這類樹脂的品種很多，其中以糠醛苯酚樹脂、糠醛丙酮樹脂及糠醇樹脂較為重要。

（1）糠醛苯酚樹脂?？啡┛膳c苯酚縮聚生成二階熱固性樹脂，縮聚反應一般用堿性催化劑。常用的堿性催化劑有氫氧化鈉、碳酸鉀或基它堿土金屬的氫氧化物?？啡┍椒訕渲闹饕攸c是在給定的固化速度時有較長的流動時間，這一工藝性能使它適宜用作模塑料。用糠醛苯酚樹脂制備的壓塑粉特別適于壓制形狀比較復雜或較大的制品。模壓制品的耐熱性比酚醛樹脂好，使用溫度可以提高10～20℃，尺寸穩(wěn)定性、電性能也較好。

（2）糠醛丙酮樹脂?？啡┡c丙酮在堿性條件下進行縮合反應形成糠酮單體繽紛可與甲醛在酸性條件下進一步縮聚，使糠酮單體分子間以次甲基鍵連接起來，形成糠醛丙酮樹脂。

（3）糠醇樹脂?？反荚谒嵝詶l件下很容易縮聚成樹脂。一般認為，在縮聚過程中糠醇分子中的羥甲基可以與另一個分子中的α氫原子縮合，形成次甲基鍵，縮合形成的產物中仍有羥甲基，可以繼續(xù)進行縮聚反應，最終形成線型縮聚產物糠醇樹脂。

呋喃樹脂的性能及應用——未固化的呋喃樹脂與許多熱塑性和熱固性樹脂有很好的混容性能，因此可與環(huán)氧樹脂或酚醛樹脂混合來加以改性。固化后的呋喃樹脂耐強酸（強氧化性的硝酸和硫酸除外）、強堿和有機溶劑的侵蝕，在高溫下仍很穩(wěn)定。呋喃樹脂主要用作各種耐化學腐蝕和耐高濁的材料。

（1）耐化學腐蝕材料 呋喃樹脂可用來制備防腐蝕的膠泥，用作化工設備襯里或其它耐腐材料。

（2）耐熱材料 呋喃玻璃纖維增強復合材料的耐熱性比一般的酚醛玻璃纖維增強復合材料高，通?？稍?50℃左右長期使用。

（3）與環(huán)氧樹脂或酚醛樹脂混合改性 將呋喃樹脂與環(huán)氧樹脂或酚醛樹脂混和使用，可改進呋喃玻璃纖維增強復合材料的力學性能以及制備時的工藝性能。這類復合材料已廣泛用來制備化工反應器的攪拌裝置、貯槽及管道等化工設備。

三、聚丁二烯樹脂

聚丁二烯樹脂是一種分子量不高的液體，大分子主鏈上主要包含1，2-結構，又稱為1，2-聚丁二烯樹脂。這種樹脂的大分子鏈上具有很多乙烯基側鏈，所以，在游離基引發(fā)劑存在下，可進一步交聯(lián)成三向網絡結構的體型高聚物。

1，2-聚丁二烯樹脂可由丁二烯在烷基鋰、堿金屬（常用金屬鈉）或可溶性堿金屬復合物（如鈉-萘體系）引發(fā)劑引發(fā)下，按陰離子型聚合歷程合成。1，2-聚丁二烯樹脂大分子鏈完全由碳氫組成，因此樹脂固化后有優(yōu)良的電性能、彎曲強度較好、耐水性優(yōu)良。

四、有機硅樹脂

在有機硅聚合物中，具有實用價值和得到廣泛應用的主要是由有機硅單體（如有機鹵硅烷）經水解縮聚而成的主鏈結構為硅氧鍵的高分子有機硅化合物。這種主鏈由硅氧鍵構成，側鏈通過硅原子與有機基團相連的聚合物，稱為聚有機硅氧烷。

有機硅樹脂則是聚有機硅氧烷中一類分子量不高的熱固性樹脂。用這類樹脂制造的玻璃纖維增強復合材料，在較高的溫度范圍內（200～250℃）長時間連續(xù)使用后，仍能保持優(yōu)良的電性能，同時，還具有良好的耐電弧性能及憎水防潮性能。有機硅樹脂的性能如下：

（1）熱穩(wěn)定性。有機硅樹脂的Si-O鍵有較高的鍵能（363kJ/mol），所以比較穩(wěn)定，耐熱性和耐高溫性能均很高。一般說來其熱穩(wěn)定性范圍可達200～250℃，特殊類型的樹脂可以更高一些。

（2）力學性能。有機硅樹脂固化后的力學性能不高，若在大分子主鏈上引進氯代苯基，可提高力學性能。有機硅樹脂玻璃纖維層壓板的層間粘接強度較差，受熱時彎曲強度有較大幅度的下降。若在主鏈中引入亞苯基，可提高剛性、強度及使用溫度。

（3）電性能。有機硅樹脂具有優(yōu)良的電絕緣性能，它的擊穿強度、耐高壓電弧及電火花性能均較優(yōu)異。受電弧及電火花作用時，樹脂即使裂解而除去有機基團，表面剩下的二氧化硅同樣具有良好的介電性能。

（4）憎水性。有機硅樹脂的吸水性很低，水珠在其表面只能滾落而不能潤濕。因此，在潮濕的環(huán)境條件下，有機硅樹脂玻璃纖維增強復合材料仍能保持其優(yōu)良的性能。

（5）耐腐蝕性能。有機硅樹脂玻璃纖維增強復合材料可而濃度（質量）10%～30%硫酸、10%鹽酸、10%～15%氫氧化鈉、2%碳酸鈉及3%過氧化氫。醇類、脂肪烴和潤滑油對它的影響較小，但耐濃硫酸及某些溶劑（如四氯化碳、丙酮和甲苯）的能力較差。

熱固性樹脂在固化后，由于分子間交聯(lián)，形成網狀結構，因此剛性大、硬度高、耐溫高、不易燃、制品尺寸穩(wěn)定性好，但性脆。因而絕大多數(shù)熱固性樹脂在成型為制品前，都加入各種增強材料，如木粉、礦物粉、纖維或紡織品等使其增強，制成增強塑料。在熱固性樹脂中，加入增強材料和其他添加劑，如固化劑、著色劑、潤滑劑等，即能制成熱固性塑料，有的呈粉狀、粒狀，有的作成團狀、片狀，統(tǒng)稱模塑料。熱固性塑料常用的加工方法有模壓、層壓、傳遞模塑、澆鑄等，某些品種還可用于注射成型。

熱固性樹脂其分子結構為體型，它包括大部分的縮合樹脂，熱固性樹脂的優(yōu)點是耐熱性高，受壓不易變形。其缺點是機械性能較差。熱固性樹脂有酚醛、環(huán)氧、氨基、不飽和聚酯以及硅醚樹脂等。

指在加熱、加壓下或在固化劑、紫外光作用下，進行化學反應，交聯(lián)固化成為不溶不熔物質的一大類合成樹脂。這種樹脂在固化前一般為分子量不高的固體或粘稠液體；在成型過程中能軟化或流動，具有可塑性，可制成一定形狀，同時又發(fā)生化學反應而交聯(lián)固化；有時放出一些副產物，如水等。此反應是不可逆的，一經固化，再加壓加熱也不可能再度軟化或流動；溫度過高，則分解或碳化。這也就是與熱塑性樹脂的基本區(qū)別。

固化和玻璃化是兩個完全不同的過程，熱固型樹脂固化溫度以上才能發(fā)生交聯(lián)反應，而玻璃態(tài)到高彈態(tài)轉變是相變問題。一個是化學過程、一個是物理過程，研究玻璃化的時候可以不理固化的問題。對應到工程上就是固化的時候看固化溫度，樹脂的最高工作溫度看玻璃化溫度。

熱固性塑料：以熱固性樹脂為主要成分，配合以各種必要的添加劑通過交聯(lián)固化過程成形成制品的塑料。在制造或成型過程的前期為液態(tài)，固化后即不溶不熔，也不能再次熱熔或軟化。常見的熱固性塑料有酚醛塑料、環(huán)氧塑料、氨基塑料、不飽和聚酯、醇酸塑料等。熱固性塑料與熱塑性塑料共同構成合成塑料中的兩大組成體系。熱固性塑料又分甲醛交聯(lián)型和其他交聯(lián)型兩種類型。熱固性塑料第一次加熱時可以軟化流動，加熱到一定溫度，產生化學反應一交聯(lián)反應而固化變硬，這種變化是不可逆的，此后，再次加熱時，已不能再變軟流動了。正是借助這種特性進行成型加工，利用第一次加熱時的塑化流動，在壓力下充滿型腔，進而固化成為確定形狀和尺寸的制品。

熱固性塑料特點是在一定溫度下，經一定時間加熱、加壓或加入硬化劑后，發(fā)生化學反應而硬化。硬化后的塑料化學結構發(fā)生變化、質地堅硬、不溶于溶劑、加熱也不再軟化，如果溫度過高則就分解。熱塑性塑料中樹脂分子鏈都是線型或帶支鏈的結構，分子鏈之間無化學鍵產生，加熱時軟化流動．冷卻變硬的過程是物理變化。甲醛交聯(lián)型塑料包括酚醛塑料、氨基塑料（如脲－甲醛－三聚氰胺－甲醛等）。其他交聯(lián)型塑料包括不飽和聚酯、環(huán)氧樹脂、鄰苯二甲二烯丙酯樹脂等。常用的熱固性塑料品種有酚醛樹脂、脲醛樹脂、三聚氰胺樹脂、不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、有機硅樹脂、聚氨酯等。

熱固性樹脂---酚醛樹脂,環(huán)氧樹脂(不飽和聚酯樹脂,有機硅樹脂)

中文名稱

熱固性樹脂復合材料

英文名稱

thermosetting resin composite

定　　義

以熱固性樹脂為基體，纖維或其織物為增強體的復合材料。

應用學科

航空科技（一級學科），航空材料（二級學科）

第1章緒論

1.1熱固性樹脂基復合材料的發(fā)展概況

1.2熱固性樹脂基復合材料的分類與成型工藝

1.3熱固性樹脂基復合材料的性能

1.4熱固性樹脂基復合材料的應用

1.4.1熱固性樹脂基復合材料在國防、軍工及航空航天領域中的應用

1.4.2熱固性樹脂基復合材料在建筑工業(yè)中的應用

1.4.3熱固性樹脂基復合材料在化學工業(yè)中的應用

1.4.4熱固性樹脂基復合材料在交通運輸與能源工業(yè)中的應用

1.4.5熱固性樹脂基復合材料在機械電器工業(yè)中的應用

1.4.6熱固性樹脂基復合材料在電子工業(yè)中的應用

1.4.7熱固性樹脂基復合材料在醫(yī)療、體育、娛樂方面的應用

1.4.8熱固性樹脂基復合材料在農、林、牧、漁及食品業(yè)中的應用

1.5熱固性樹脂基復合材料的發(fā)展方向

參考文獻

第2章不飽和聚酯樹脂復合材料及其應用

2.1概述

2.1.1不飽和聚酯樹脂的概念及其特性

2.1.2國內外發(fā)展概況

2.1.3不飽和聚酯樹脂的技術進展

2.1.4不飽和聚酯樹脂的應用

2.2不飽和聚酯樹脂

2.2.1合成原理

2.2.2合成方法

2.2.3原料酸和醇對聚酯性能的影響

2.2.4不飽和聚酯樹脂的固化

2.2.5不飽和聚酯樹脂的品種及其改性

2.3聚酯模塑料

2.3.1片狀模塑料

2.3.2其他模塑料

2.4非增強型不飽和聚酯復合材料

2.4.1聚酯混凝土

2.4.2聚酯膩子

2.4.3人造石

參考文獻

第3章酚醛樹脂及其復合材料

3.1概述

3.1.1酚醛樹脂及其復合材料的發(fā)展簡史

3.1.2酚醛樹脂及其復合材料的性能和應用

3.2酚醛樹脂的分類、合成與固化

3.2.1熱塑性酚醛樹脂

3.2.2熱固性酚醛樹脂

3.2.3改性酚醛樹脂

3.2.4酚醛樹脂的應用

3.3酚醛樹脂復合材料

3.3.1酚醛泡沫材料

3.3.2酚醛摩擦復合材料

3.冀3酚醛燒蝕復合材料

3.3.4碳一碳復合材料

3.4酚醛復合材料的成型工藝

3.4.1酚醛模塑料

3.4.2酚醛層壓材料

3.4.3酚醛片狀模塑料

3.5酚醛樹脂及其復合材料的發(fā)展趨勢

3.5.1酚醛樹脂及其復合材料的最新發(fā)展

3.5.2酚醛樹脂及其復合材料的回收利用

參考文獻

第4章熱固性環(huán)氧樹脂復合材料及其應用

4.1概述

4.1.1環(huán)氧樹脂的定義

4.1.2環(huán)氧樹脂的性能及其應用特點

4.1.3環(huán)氧樹脂的主要應用領域

4.2熱固性環(huán)氧樹脂

4.2.1熱固性環(huán)氧樹脂的分類

4.2.2熱固性環(huán)氧樹脂的合成

4.2.3熱固性環(huán)氧樹脂的改性

4.2.4熱固性環(huán)氧樹脂的固化

4.2.5新型耐熱、耐濕熱固性環(huán)氧樹脂

4.3熱固性環(huán)氧樹脂復合材料的應用

4.3.1熱固性環(huán)氧樹脂在灌封復合材料中的應用

4.3.2熱固性環(huán)氧樹脂在絕緣復合材料中的應用

4.3.3熱固性環(huán)氧樹脂在混凝土復合材料中的應用

4.3.4熱固性環(huán)氧樹脂在液晶復合材料中的應用

4.3.5熱固性環(huán)氧樹脂在納米復合材料中的應用

參考文獻

第5章熱固性聚酰亞胺樹脂復合材料

5.1熱固性聚酰亞胺樹脂

5.1.1熱固性聚酰亞胺樹脂的合成原理

5.1.2熱固性聚酰亞胺的近期發(fā)展

5.1.3熱固性聚酰亞胺在復合材料中的應用

5.2纖維增強熱固性聚酰亞胺復合材料

5.2.1玻璃纖維增強熱固性聚酰亞胺復合材料

5.2.2碳纖維增強熱固性聚酰亞胺復合材料

5.2.3PMR15纖維增強復合材料

5.2.4耐高溫聚酰亞胺纖維增強復合材料

5.2.5碳纖維增強熱固性聚酰亞胺復合材料在航空航天領域中的應用

5.3聚酰亞胺樹脂無機納米復合材料

5.3.1聚酰亞胺/黏土納米復合材料

5.3.2聚酰亞胺/二氧化硅納米復合材料

5.4聚酰亞胺樹脂自潤滑復合材料

5.4.1聚酰亞胺自潤滑復合材料常用的添加劑

5.4.2聚酰亞胺自潤滑復合材料的研究進展

參考文獻

第6章熱固性雙馬來酰亞胺樹脂復合材料及其應用

6.1概述

6.1.1雙馬來酰亞胺的概念

6.1.2雙馬來酰亞胺的合成與性能

6.2雙馬來酰亞胺樹脂的改性

6.2.1擴鏈增韌

6.2.2烯丙基化合物的增韌

6.2.3橡膠的增韌

6.2.4熱塑性樹脂的增韌

6.2.5環(huán)氧樹脂的增韌

6.2.6合成新型單體

6.2.7雙馬來酰亞胺的工藝改性

6.3雙馬來酰亞胺樹脂復合材料

6.3.1雙馬來酰亞胺復合材料的性能

6.3.2玻璃纖維增強雙馬來酰亞胺復合材料

6.3.3雙馬來酰亞胺樹脂復合材料的應用

參考文獻

第7章氰酸酯樹脂復合材料及其應用

7.1概述

7.1.1氰酸酯樹脂的概念和特點

7.1.2氰酸酯樹脂的發(fā)展和應用’

7.2氰酸酯樹脂

7.2.1氰酸酯樹脂的合成原理

7.2.2氰酸酯樹脂的固化反應

7.2.3氰酸酯樹脂的改性

7.3氰酸酯樹脂及其復合材料的應用

7.3.1氰酸酯樹脂復合材料在高性能印刷電路板中的應用

7.3.2氰酸酯樹脂復合材料在雷達天線罩中的應用

7.3.3氰酸酯樹脂復合材料在導彈材料中的應用

7.3.4氰酸酯樹脂在宇航復合材料中的應用

參考文獻

第8章有機硅樹脂及其復合材料的應用

8.1概述

8.1.1有機硅的發(fā)展簡史

8.1.2有機硅化合物的命名

8.2有機硅樹脂

8.2.1有機硅樹脂的定義及性能

8.2.2有機硅樹脂的分類及制備

8.2.3有機硅樹脂復合材料

8.2.4有機硅樹脂在復合材料中其他方面的應用

8.3硅橡膠

8.3.1硅橡膠的定義及性能

8.3.2硅橡膠在復合材料中的應用

8.4硅烷偶聯(lián)劑

8.4.1硅烷偶聯(lián)劑的定義

8.4.2硅烷偶聯(lián)劑的結構特征及偶聯(lián)機理

8.4.3硅烷偶聯(lián)劑的主要品種及物理性能

8.4.4選用硅烷偶聯(lián)劑的一般原則

8.4.5硅烷偶聯(lián)劑的使用

8.4.6應用領域

8.5有機硅脫模劑

8.5.1概述

8.5.2有機硅脫模劑的品種及產品形態(tài)

8.5.3脫模劑的制法

8.5.4脫模劑在復合材料中的應用

參考文獻

第9章其他熱固性樹脂及其復合材料

9.1三聚氰胺甲醛樹脂及其復合材料

9.1.1概述

9.1.2三聚氰胺甲醛樹脂的合成與固化

9.1.3三聚氰胺甲醛樹脂及其復合材料的應用

9.2苯并環(huán)丁烯樹脂及其復合材料

9.2.1概述

9.2.2苯并環(huán)丁烯樹脂

9.2.3苯并環(huán)丁烯樹脂及其復合材料的應用

參考文獻2100433B