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1、高分子材料成型加工高分子材料成型加工2022/10/9材料与化学工程系第七章通用热固性塑第七章通用热固性塑料温变英教材料温变英教材现在学习的是第1页，共82页1.1酚醛树脂及塑料的简介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（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）。酚醛树脂是第一个工业化的合成树脂品种。业化的合成树脂品种。现在学习的是第2页，共82页1.2 酚醛树脂酚醛树脂酚醛
2、树脂是以酚类单体和醛类单体在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酸性或碱性催化条件下经缩聚反应而制成的聚合物。成的聚合物。酚类主要为苯酚，其次为甲酚和二甲酚类主要为苯酚，其次为甲酚和二甲酚；醛类主要为甲醛，也可用糠醛及乙酚；醛类主要为甲醛，也可用糠醛及乙醛。醛。现在学习的是第3页，共82页酚醛树脂的合成和固化过程完全遵循体型缩聚反应的规酚醛树脂的合成和固化过程完全遵循体型缩聚反应的规律，控制不同的合成条件（如酚和醛的比例，所用催化律，控制不同的合成条件（如酚和醛的比例，所用催化剂的类型等），可以得到两类不同的酚醛树脂：剂的类型等），可以得到两类不同的酚醛树脂：反应
3、中，若醛的比例大于酚（反应中，若醛的比例大于酚（1.11.5:1），采用），采用碱性催化剂，则生成体型交联的聚合物，即碱性催化剂，则生成体型交联的聚合物，即热固性酚热固性酚醛树脂醛树脂；反应中，若醛的比例小于酚（反应中，若醛的比例小于酚（0.85：1），采用酸性），采用酸性催化剂时，则生成线型聚合物，即催化剂时，则生成线型聚合物，即热塑性酚醛树脂热塑性酚醛树脂。现在学习的是第4页，共82页1.2.1热塑性酚醛树脂热塑性酚醛树脂热塑性酚醛树脂为线型结构，可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剂，在加热条件下无
4、法进一步缩聚成体型结构，具有可溶可熔的特点。体型结构，具有可溶可熔的特点。现在学习的是第5页，共82页 热塑性酚醛树脂中加入甲醛或能产生甲醛热塑性酚醛树脂中加入甲醛或能产生甲醛的化合物，如六亚甲基四胺（也称为六次或乌的化合物，如六亚甲基四胺（也称为六次或乌洛托品），通过加热即可固化交联，形成三维洛托品），通过加热即可固化交联，形成三维网状体型结构的热固性塑料。网状体型结构的热固性塑料。热塑性酚醛树脂为淡黄色或微红色的热塑性酚醛树脂为淡黄色或微红色的有毒脆性固体，常用作有毒脆性固体，常用作PF模塑粉和模塑粉和PF泡沫泡沫塑料的原料。塑料的原料。现在学习的是第6页，共82页1.2.2热固性酚醛树脂
5、热固性酚醛树脂 热固性酚醛树脂分子链中存在较多未反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，不用再加固化应的羟甲基和活泼氢原子，不用再加固化剂，加热到剂，加热到170时就会发生交联反应，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。形成三维交联网状结构的不溶不熔产物。现在学习的是第7页，共82页 热固性酚醛树脂可分为甲、乙、丙三个阶段，甲热固性酚醛树脂可分为甲、乙、丙三个阶段，甲阶阶PF为线型可溶可熔树脂，乙阶为线型可溶可熔树脂，乙阶PF为少量交联为少量交联的半可溶可熔树脂，丙阶的半可溶可熔树脂，丙阶PF为交联网状结构的不为交联网状结构的不溶不熔树脂。溶不熔树脂。一般
6、合成的一般合成的PF树脂控制在甲阶或乙阶，以保树脂控制在甲阶或乙阶，以保证在具体加工制品时可以流动，加工中加热即证在具体加工制品时可以流动，加工中加热即可固化。可固化。热固性酚醛树脂为红褐色的有毒和强烈苯酚热固性酚醛树脂为红褐色的有毒和强烈苯酚味的粘稠液体或脆性固体，常用于层压、泡沫味的粘稠液体或脆性固体，常用于层压、泡沫及铸造等制品的原料。及铸造等制品的原料。现在学习的是第8页，共82页1.3 改性酚醛树脂改性酚醛树脂纯酚醛树脂的大分子主链中存在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，大量的芳环，加之固化后形成交联，其分子链刚性较大，性脆，机械强其分子链刚性较大，性脆，机
7、械强度低，抗氧化性、高频绝缘性和耐度低，抗氧化性、高频绝缘性和耐电弧性较差，易吸水等，这些缺点电弧性较差，易吸水等，这些缺点可以通过改性方法克服。可以通过改性方法克服。现在学习的是第9页，共82页 PF分子链中留下的酚羟基容易吸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，造紫外光作用下生成醌或其它结构，造成颜色的不均匀变化成颜色的不均匀变化。酚醛树脂的具体改性方法酚醛树脂的具体改性方法：一、封锁酚羟基。采用二甲苯、二苯醚一、封锁酚羟基。采用二甲苯、二苯醚等
8、代替苯酚和甲醛缩聚，改性后的酚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、耐热性及醛树脂的耐水性、耐碱性、耐热性及电绝缘性能得到改善；电绝缘性能得到改善；现在学习的是第10页，共82页（1）聚乙烯醇缩醛改性）聚乙烯醇缩醛改性PFPF PFPF分子中的羟基与聚乙烯醇缩醛分子中的羟基分子中的羟基与聚乙烯醇缩醛分子中的羟基分子中的羟基与聚乙烯醇缩醛分子中的羟基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。可提高可发生化学反应，形成接枝共聚物。可提高可发生化学反应，形成接枝共聚物。可提高可发生化学反应，形成接枝共聚物。可提高PF对玻对玻璃纤维的粘合力，克服璃纤维的粘
9、合力，克服PFPF的脆性，提高的脆性，提高PF玻璃玻璃玻璃玻璃钢制品的力学强度。一般常用聚乙烯醇缩丁醛。钢制品的力学强度。一般常用聚乙烯醇缩丁醛。钢制品的力学强度。一般常用聚乙烯醇缩丁醛。钢制品的力学强度。一般常用聚乙烯醇缩丁醛。二、引进其它组分。引进与酚醛树脂发生化学反二、引进其它组分。引进与酚醛树脂发生化学反应或与它相容性较好的组分，分割或包围酚羟基，应或与它相容性较好的组分，分割或包围酚羟基，使之丧失活性，从而达到改变固化速度，降低吸使之丧失活性，从而达到改变固化速度，降低吸水性的目的水性的目的。现在学习的是第11页，共82页（2）环氧树脂改性）环氧树脂改性PF 将将40%热固性热固性P
10、F与与60%二酚基丙烷型环氧二酚基丙烷型环氧树脂混合，环氧树脂中的环氧基团和羟基可与酚醛树脂混合，环氧树脂中的环氧基团和羟基可与酚醛树脂中的羟甲基和酚羟基进行化学反应，交联成复树脂中的羟甲基和酚羟基进行化学反应，交联成复杂的体型结构杂的体型结构，兼有环氧树脂优良的粘结性和，兼有环氧树脂优良的粘结性和PF优良的耐热性，同时又克服优良的耐热性，同时又克服PF的脆性。的脆性。现在学习的是第12页，共82页（3）有机硅改性）有机硅改性PF 采用有机硅单体与酚醛树脂中的羟甲基采用有机硅单体与酚醛树脂中的羟甲基和酚羟基作用，以改进和酚羟基作用，以改进PF的耐热性、耐低的耐热性、耐低温性、耐水性、脆性和冲击
11、强度。温性、耐水性、脆性和冲击强度。用有机硅单体改性的用有机硅单体改性的PF复合材料可在复合材料可在200260范围内长时间工作，并可作为范围内长时间工作，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飞船等领域。如用三烷氧基硅烷改性的PF制成的玻璃钢在制成的玻璃钢在200下仍有良好的稳定性。下仍有良好的稳定性。现在学习的是第13页，共82页（4）聚酰胺改性）聚酰胺改性PF 用作改性的聚酰胺是一类羟甲基聚酰胺，用作改性的聚酰胺是一类羟甲基聚酰胺，利用羟甲基或活泼氢在合成利用羟甲基或活泼氢在合成PF过程中或在过程中或在PF固化过
12、程中发生反应形成化学键而达到改固化过程中发生反应形成化学键而达到改性的目的。可提高酚醛树脂的冲击韧性和粘性的目的。可提高酚醛树脂的冲击韧性和粘结性，改善树脂的流动性，并可保持酚醛树结性，改善树脂的流动性，并可保持酚醛树脂优点。脂优点。现在学习的是第14页，共82页1.4 酚醛塑料酚醛塑料酚醛塑料因具有优异的耐热性和较好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的性价比，至今仍具有其它通用塑料无法比拟的优点。比拟的优点。产量占塑料的产量占塑料的5，排第六，排第六位。位。目前，中国酚醛塑料生产量已居世界目前，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前列，
13、国内市场消费量占全球市场的1/2。现在学习的是第15页，共82页酚醛塑料酚醛塑料:酚醛塑料是以酚醛树脂为基础，加酚醛塑料是以酚醛树脂为基础，加入填料和各种助剂，经一定成型工艺制入填料和各种助剂，经一定成型工艺制得的塑料。得的塑料。酚醛塑料常用作：酚醛塑料常用作：PF模塑料制品、模塑料制品、PF层压制品、层压制品、PF泡沫塑料制品、泡沫塑料制品、PF纤纤维制品、维制品、PF铸造制品、铸造制品、PF封装材料等封装材料等六种。六种。现在学习的是第16页，共82页1.4.1酚醛模塑料酚醛模塑料酚醛模塑料又称为酚醛压塑粉，以酚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、醛树脂为基
14、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。定加工工艺制成的粉状物料。现在学习的是第17页，共82页（1）酚醛模塑料的组成）酚醛模塑料的组成a.树脂树脂 选用热塑性选用热塑性PF或甲阶热固性或甲阶热固性PF粉粉末，占总质量的末，占总质量的3555，主要起粘合，主要起粘合作用，将其它组分粘接起来成为一个整体。作用，将其它组分粘接起来成为一个整体。树脂的性质在一定程度上决定制品的最终性树脂的性质在一定程度上决定制品的最终性能。能。现在学习的是第18页，共82页b.填料填料 填料是酚醛模塑料的重要组成填料是酚醛模塑料的重
15、要组成部分，加入量为部分，加入量为3060。填料的。填料的性质影响制品的机械强度、耐热性、电性质影响制品的机械强度、耐热性、电绝缘性和成本的高低，视制品的性能要绝缘性和成本的高低，视制品的性能要求而选用求而选用。现在学习的是第19页，共82页c.固化剂固化剂 选用热塑性选用热塑性PF时加入，常用时加入，常用六六亚甲基四胺亚甲基四胺，一般用量为树脂质量的，一般用量为树脂质量的1015，用量过多过少都不宜。，用量过多过少都不宜。d.增塑剂增塑剂 改善改善PF的可塑性及流动性，常的可塑性及流动性，常用内增塑剂为用内增塑剂为水水或或糠醛糠醛等，外增塑剂为等，外增塑剂为二二甲苯甲苯及及苯乙烯苯乙烯等。等
16、。现在学习的是第20页，共82页e.促进剂促进剂 常用促进剂为常用促进剂为氧化镁氧化镁或或氧化钙氧化钙等，等，加入量为树脂质量的加入量为树脂质量的2左右。左右。f.润滑剂润滑剂 常用的润滑剂有常用的润滑剂有硬脂酸锌硬脂酸锌、硬脂硬脂酸钡酸钡、硬脂酸镁硬脂酸镁、硬脂酸硬脂酸和和油酸等油酸等，加，加入量为树脂质量的入量为树脂质量的12左右。左右。g.其它添加剂其它添加剂 防霉剂、抗静电剂、阻燃剂防霉剂、抗静电剂、阻燃剂等等。现在学习的是第21页，共82页（2）酚醛模塑料的加工成型）酚醛模塑料的加工成型l压塑法压塑法 温度为温度为150190，压力为，压力为1030MPa。制品形状简单、厚壁时取温度
17、、。制品形状简单、厚壁时取温度、压力的下限；制品形状复杂、薄壁时取压力的下限；制品形状复杂、薄壁时取温度、压力的上限。温度、压力的上限。l注塑法注塑法 酚醛模塑料的注塑对原料、注塑机和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生产工艺参数的控制等均有特殊要求。现在学习的是第22页，共82页（3）酚醛模塑料的性能与应用）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。但一寸稳定性，使用温度范围宽。但一般为深色。般为深色。酚醛模塑料制品主要用作电器绝缘件、酚
18、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。日用品、汽车电器和仪表零件等。现在学习的是第23页，共82页1.4.2酚醛层合制品酚醛层合制品 酚醛层合制品是由填料浸渍碱法酚醛层合制品是由填料浸渍碱法酚醛树脂后，再将溶剂除去，然后经酚醛树脂后，再将溶剂除去，然后经加热加压（温度加热加压（温度155180，压力为，压力为512MPa）层压处理后固化成为层压）层压处理后固化成为层压板、管材或其它形状的制品。板、管材或其它形状的制品。现在学习的是第24页，共82页（1）酚醛层合制品的组成）酚醛层合制品的组成树脂树脂 选用热固性甲阶选用热固性甲阶PF乳液或乙醇乳液或乙醇溶液。溶液。基材基
19、材 片状的牛皮纸、石棉布、玻璃片状的牛皮纸、石棉布、玻璃布和棉布等。布和棉布等。现在学习的是第25页，共82页（2）酚醛层合制品的性能及应用）酚醛层合制品的性能及应用 酚醛层合制品相对密度小、吸水小、力学强酚醛层合制品相对密度小、吸水小、力学强度高、电绝缘性好、热导率低、摩擦系数小，度高、电绝缘性好、热导率低、摩擦系数小，可任意机械加工。可任意机械加工。酚醛层合制品主要用于印刷线路板及机酚醛层合制品主要用于印刷线路板及机械零件等。械零件等。现在学习的是第26页，共82页（1）酚醛泡沫塑料的组成）酚醛泡沫塑料的组成u酸法酚醛泡沫塑料酸法酚醛泡沫塑料 用热塑性用热塑性PF，加入发泡剂（如碳酸，加入
20、发泡剂（如碳酸氢钠）、固化剂（六甲基四胺）等，氢钠）、固化剂（六甲基四胺）等，加热到加热到100150时，树脂熔融，发时，树脂熔融，发泡剂开始分解或气化而鼓泡，同时树泡剂开始分解或气化而鼓泡，同时树脂缩聚而硬化形成泡沫塑料，即可制脂缩聚而硬化形成泡沫塑料，即可制成泡沫塑料成泡沫塑料。1.4.3酚醛泡沫塑料酚醛泡沫塑料现在学习的是第27页，共82页u碱法酚醛泡沫塑料碱法酚醛泡沫塑料 将热固性甲阶将热固性甲阶PF树脂与发泡液混合，树脂与发泡液混合，无需加热，靠发泡液与树脂反应热促使制无需加热，靠发泡液与树脂反应热促使制发泡剂分解而发泡，同时树脂缩聚而硬化发泡剂分解而发泡，同时树脂缩聚而硬化形成泡沫
21、塑料。形成泡沫塑料。发泡液由酸性固化剂（苯磺酸、酚磺发泡液由酸性固化剂（苯磺酸、酚磺酸等）、发泡剂（如偶氮化合物类）和表酸等）、发泡剂（如偶氮化合物类）和表面活性剂（如聚乙二醇等）组成。面活性剂（如聚乙二醇等）组成。现在学习的是第28页，共82页（2）酚醛泡沫塑料的特性）酚醛泡沫塑料的特性 酚醛泡沫塑料具有良好的耐酚醛泡沫塑料具有良好的耐热性、阻燃性、压缩强度，长期热性、阻燃性、压缩强度，长期使用温度为使用温度为130150，在，在200下开始发生热氧化降解，下开始发生热氧化降解，脆性较大。脆性较大。（3）酚醛泡沫塑料的应用）酚醛泡沫塑料的应用 酚醛泡沫塑料现在主要用作中央空调风管、酚醛泡沫塑
22、料现在主要用作中央空调风管、冷热输送管道、飞机、船舶、宾馆及娱乐包厢冷热输送管道、飞机、船舶、宾馆及娱乐包厢等隔热、隔音材料等。等隔热、隔音材料等。现在学习的是第29页，共82页1.4.4 改性酚醛塑料改性酚醛塑料PF树脂共混改性的目的：树脂共混改性的目的：改善其韧性，提高耐热性和粘结性能。改善其韧性，提高耐热性和粘结性能。PF树脂与塑炼后的丁腈橡胶或热塑性弹树脂与塑炼后的丁腈橡胶或热塑性弹性体、填料等各种助剂混合，得到抗冲性体、填料等各种助剂混合，得到抗冲击级酚醛塑料，可克服击级酚醛塑料，可克服PF的脆性，提高的脆性，提高其耐低温性能、冲击强度和韧性。所得其耐低温性能、冲击强度和韧性。所得混
23、合物呈以酚醛树脂为连续相，丁腈橡混合物呈以酚醛树脂为连续相，丁腈橡胶为分散相的胶为分散相的“海岛海岛”结构结构现在学习的是第30页，共82页热塑性热塑性PF树脂与树脂与PVC树脂以及其它各种树脂以及其它各种助剂（填料、固化剂、润滑剂、颜料等）助剂（填料、固化剂、润滑剂、颜料等）混合后再用双辊开炼机辊压，可制成耐混合后再用双辊开炼机辊压，可制成耐酸及耐水蒸气性能优良的增韧酚醛塑料。酸及耐水蒸气性能优良的增韧酚醛塑料。现在学习的是第31页，共82页热塑性热塑性PF树脂与树脂与CPE共混，加入合共混，加入合适的相容剂，可使适的相容剂，可使PF树脂的冲击强树脂的冲击强度大幅度提高。度大幅度提高。CPE
24、价格低，来源价格低，来源广，因此开发广，因此开发CPE增韧酚醛塑料有增韧酚醛塑料有着良好前景。着良好前景。现在学习的是第32页，共82页2.12.1氨基树脂及塑料的简介 氨基树脂是以含有氨基或酰胺基的单体如脲、三氨基树脂是以含有氨基或酰胺基的单体如脲、三聚氰胺及苯胺等与醛类单体如甲醛经缩聚反应而制成聚氰胺及苯胺等与醛类单体如甲醛经缩聚反应而制成的聚合物（的聚合物（AF），其中脲甲醛（脲醛）树脂（），其中脲甲醛（脲醛）树脂（UFUF）和三聚氰胺（蜜胺）甲醛树脂（和三聚氰胺（蜜胺）甲醛树脂（MFMF）最为常用。）最为常用。AFAF树脂是产量最大的热固性树脂品种。树脂是产量最大的热固性树脂品种。氨基
25、树脂的最大用途为刨花板和胶合板的粘合剂，氨基树脂的最大用途为刨花板和胶合板的粘合剂，其次为涂料和纤维，塑料制品仅占其次为涂料和纤维，塑料制品仅占1010左右。现在学习的是第33页，共82页2.2 脲醛树脂2.2.1 2.2.1 脲醛树脂的合成脲醛树脂的合成脲醛树脂是以脲和甲醛在脲醛树脂是以脲和甲醛在1 1：1.51.52 2的比例下经的比例下经缩聚反应而制成的聚合物。制造不同脲醛塑料的脲缩聚反应而制成的聚合物。制造不同脲醛塑料的脲醛树脂不同。醛树脂不同。用于泡沫塑料的脲醛树脂，要求聚合度高，树脂水溶液用于泡沫塑料的脲醛树脂，要求聚合度高，树脂水溶液的粘度高，反应程度大，甲醛的用量大，缩聚温度高
26、；的粘度高，反应程度大，甲醛的用量大，缩聚温度高；用于模塑粉的脲醛树脂，要求粘度低，缩聚度小，相应用于模塑粉的脲醛树脂，要求粘度低，缩聚度小，相应的反应程度低，甲醛的用量小，缩聚温度也相对较低；的反应程度低，甲醛的用量小，缩聚温度也相对较低；用于层压塑料的脲醛树脂，聚合度和粘度要求介于前用于层压塑料的脲醛树脂，聚合度和粘度要求介于前两者之间。两者之间。现在学习的是第34页，共82页2.2.2脲醛树脂的固化脲醛树脂的固化是在加热到脲醛树脂的固化是在加热到130130160160下，下，树脂分子链中的羟甲基与另一分子链中氮原子上的活泼树脂分子链中的羟甲基与另一分子链中氮原子上的活泼氢反应生成次甲基
27、键；或者分子链中羟甲基之间的相互氢反应生成次甲基键；或者分子链中羟甲基之间的相互反应形成甲醚键，而甲醚键在加热时不稳定，易脱去甲反应形成甲醚键，而甲醚键在加热时不稳定，易脱去甲醛并形成次甲基键；进一步缩聚形成交联结构。醛并形成次甲基键；进一步缩聚形成交联结构。为加快反应速度，可加入固化剂如硫酸锌、磷酸三为加快反应速度，可加入固化剂如硫酸锌、磷酸三丁酯、氨基磺酸铵、草酸二乙酯。丁酯、氨基磺酸铵、草酸二乙酯。脲醛粘合剂固化时常用铵盐如氯化铵作固化剂。脲醛粘合剂固化时常用铵盐如氯化铵作固化剂。现在学习的是第35页，共82页2.3 脲醛塑料2.3.1脲醛模塑粉 脲醛模塑料又称为压缩粉和电压粉，以脲醛树
28、脂为基础，加入填料、固化剂及润滑剂等添加剂，经一定加工工艺制成的粉状物料。日本为最大的海外生产商。（1 1）脲醛模塑料的组成A A、树脂树脂 选用低聚合度、低粘度的脲醛树脂，易于浸渍填料和其它组分，主要起粘合作用。现在学习的是第36页，共82页B B、填料填料 填料是脲醛模塑料的重要组成部分，加入量为填料是脲醛模塑料的重要组成部分，加入量为25253535。加入填料可改善制品的耐热性、尺寸稳定性及。加入填料可改善制品的耐热性、尺寸稳定性及刚性等和降低成本。常用的填料有玻璃纤维、木粉、云母等。刚性等和降低成本。常用的填料有玻璃纤维、木粉、云母等。C C、固化剂固化剂 在模塑温度下加快固化反应速度
29、。常用磷酸三在模塑温度下加快固化反应速度。常用磷酸三甲酯、氨基磺酸铵、草酸、邻苯二甲酸和苯甲酸等，一般用甲酯、氨基磺酸铵、草酸、邻苯二甲酸和苯甲酸等，一般用量为总物料质量的量为总物料质量的0.20.22 2，在常温下不起或少起作，在常温下不起或少起作用，在加热时可分解产生能加快固化反应速度的酸性用，在加热时可分解产生能加快固化反应速度的酸性物质。物质。D D、稳定剂稳定剂 可与少量分解的固化剂反应，提高模塑粉的贮可与少量分解的固化剂反应，提高模塑粉的贮存期。常用稳定剂为六次甲基四胺及碳酸铵等，加入量为存期。常用稳定剂为六次甲基四胺及碳酸铵等，加入量为物料总量的物料总量的0.20.22 2左右。
30、左右。现在学习的是第37页，共82页E E、润滑剂润滑剂 增加物料的流动性，并使物料易于脱模。常用的润滑增加物料的流动性，并使物料易于脱模。常用的润滑剂有硬脂酸盐和无机酸酯类如硬脂酸甘油酯、硬脂酸剂有硬脂酸盐和无机酸酯类如硬脂酸甘油酯、硬脂酸环己酯等，加入量为物料总量的环己酯等，加入量为物料总量的0.10.11.51.5左右。左右。F F、增塑剂增塑剂 只在高聚合度树脂模塑粉中加入，可提高其流动性，改善产只在高聚合度树脂模塑粉中加入，可提高其流动性，改善产品的韧性和冲击强度。常用内增塑剂为缩水甘油醚品的韧性和冲击强度。常用内增塑剂为缩水甘油醚a-a-甲甲苯基醚等。加入量为物料总量的苯基醚等。加
31、入量为物料总量的5 51515左右。左右。GG、着色剂着色剂 无机颜料用量一般为物料总量的无机颜料用量一般为物料总量的0.50.55 5左右；有机左右；有机颜料用量一般为物料总量的颜料用量一般为物料总量的0.010.010.50.5左右。左右。现在学习的是第38页，共82页（2）脲醛模塑料的加工成型A A、压制法:一般加工结构简单的制品。一般加工结构简单的制品。工艺条件为：工艺条件为：预热温度为预热温度为70-8070-80，模压温度为，模压温度为135-140135-140，压力为压力为24-25MPa24-25MPa，时间为时间为1-2min1-2min。厚制品宜用低温长时间；厚制品宜用低
32、温长时间；薄制品宜用高温短时间。薄制品宜用高温短时间。B B、注塑法:一般生产结构复杂的制品。一般生产结构复杂的制品。工艺条件：工艺条件：料筒温度后段为料筒温度后段为45-5545-55，前段温度为，前段温度为75-10075-100，喷嘴温，喷嘴温度度85-11085-110，模具温度为模具温度为140-150140-150，注塑压力为注塑压力为98-180MPa98-180MPa。现在学习的是第39页，共82页 氨基塑料氨基塑料氨基塑料是以氨基树脂为基础，加入填料和各种助剂，氨基塑料是以氨基树脂为基础，加入填料和各种助剂，经一定成型工艺制得的热固性塑料。具有良好的力学强度经一定成型工艺制得
33、的热固性塑料。具有良好的力学强度和电绝缘性，坚硬，耐刮伤，无色半透明，可制成色彩鲜和电绝缘性，坚硬，耐刮伤，无色半透明，可制成色彩鲜艳的各种塑料制品。广泛用于餐具、日用、建筑、电器绝艳的各种塑料制品。广泛用于餐具、日用、建筑、电器绝缘及装饰面板等。缘及装饰面板等。有机纤维增强的氨基模塑料，适用于要求冲击性有机纤维增强的氨基模塑料，适用于要求冲击性能较高、耐磨性好、耐热性好和颜色鲜艳的又必须是能较高、耐磨性好、耐热性好和颜色鲜艳的又必须是由热固性塑料制造的低压电器绝缘结构件；同时，也由热固性塑料制造的低压电器绝缘结构件；同时，也适用于对绝缘材料的游离氨和游离甲醛含量有要求的适用于对绝缘材料的游离
34、氨和游离甲醛含量有要求的低压电器绝缘结构件，以防止绝缘材料对银触头的腐低压电器绝缘结构件，以防止绝缘材料对银触头的腐蚀。蚀。现在学习的是第40页，共82页（3）脲醛模塑料的性能与应用脲醛模塑料制品的色泽鲜艳，光泽如玉，耐油、弱酸及有机溶剂，表面硬度高，无臭无味。脲醛模塑料在脲醛模塑料在0左右拉伸和冲击性能最好，随温度左右拉伸和冲击性能最好，随温度升高性能迅速下降。压缩和蠕变性能在室温时最好。升高性能迅速下降。压缩和蠕变性能在室温时最好。使用温度范围较宽。使用温度范围较宽。脲醛模塑料电绝缘性优良，耐电弧性好，可用于低频电绝缘材料，但电性能受温度和湿度的影响较大。脲醛模塑料制品主要用作色泽鲜艳的日
35、用品、装脲醛模塑料制品主要用作色泽鲜艳的日用品、装饰品及低频电绝缘零件等。饰品及低频电绝缘零件等。现在学习的是第41页，共82页2.3.2脲醛层压塑料脲醛层压塑料是由填料浸渍脲醛树脂水溶液后再脲醛层压塑料是由填料浸渍脲醛树脂水溶液后再将水除去后经加热加压（温度将水除去后经加热加压（温度150150，压力为，压力为1012MPa）固化，再保压冷却至）固化，再保压冷却至50以下成为层压制品。（1 1）脲醛层压塑料的组成）脲醛层压塑料的组成树脂树脂 选用三聚氰胺改性的脲醛树脂水溶液。选用三聚氰胺改性的脲醛树脂水溶液。基材基材 片状的棉织品和玻璃布等。片状的棉织品和玻璃布等。（2 2）脲醛层压塑料的应
36、用）脲醛层压塑料的应用脲醛层压塑料主要用于桌椅面板、船舱、家具、脲醛层压塑料主要用于桌椅面板、船舱、家具、图版和建筑装饰材料等。图版和建筑装饰材料等。现在学习的是第42页，共82页2.3.3 脲醛泡沫塑料脲醛泡沫塑料以机械发泡为主。脲醛泡沫塑料以机械发泡为主。树脂：脲树脂：脲 100100份，浓度为份，浓度为300g/L300g/L的甲醛水溶的甲醛水溶 液液 300300份份,甘油增塑甘油增塑剂剂2020份；份；发泡液：二丁基萘碳酸钠发泡液：二丁基萘碳酸钠 1010份，间苯二酚份，间苯二酚 1010份，磷酸份，磷酸1515份，水份，水6565份；份；树脂与发泡液的比例为：树脂与发泡液的比例为：
37、5 5：2 2脲醛泡沫塑料质轻，相对密度不及软木的十分之一，导热率低，脲醛泡沫塑料质轻，相对密度不及软木的十分之一，导热率低，具有耐腐蚀性，价廉。但强度低，压缩强度仅为具有耐腐蚀性，价廉。但强度低，压缩强度仅为0.025-0.05MPa0.025-0.05MPa，冲击性能差，对水及水气的作用不稳定。冲击性能差，对水及水气的作用不稳定。主要用作隔热、隔音材料等。一般在现场边施工边发泡。主要用作隔热、隔音材料等。一般在现场边施工边发泡。现在学习的是第43页，共82页2.4 三聚氰胺甲醛树脂（蜜胺树脂MF）2.4.1 三聚氰胺甲醛树脂的合成三聚氰胺甲醛树脂是在弱碱条件下，以三聚氰胺和甲醛经缩聚反应而
38、制成的聚合物不同MF对三聚氰胺甲醛树脂的要求不同。uu粘合剂用MF树脂控制三聚氰胺与甲醛的摩尔比为1：2-3，在80-100，PH值为8.0条件下进行缩聚；现在学习的是第44页，共82页uu模塑粉用MF树脂树脂控制三聚氰胺与甲醛的摩尔比为1 1：2 23 3，PHPH值为值为7 78，在8080左右反应至所需缩聚程度。最后反应体系用三乙醇胺等调解至强碱性（PH值为1010），以增加贮存的稳定性。），以增加贮存的稳定性。uu层压塑料用层压塑料用MFMF树脂控制三聚氰胺与甲醛的摩尔比为控制三聚氰胺与甲醛的摩尔比为1 1：23，在，在80、PHPH值大于7 7条件下缩聚至一定程度，反应结束后维持PH
39、值在8.510.0之间。之间。现在学习的是第45页，共82页2.4.2三聚氰胺甲醛树脂的固化MFMF树脂的固化是在加热到树脂的固化是在加热到130130150150下，使树下，使树脂分子链中的羟甲基与另一分子链中氮原子上的活泼氢脂分子链中的羟甲基与另一分子链中氮原子上的活泼氢反应生成次甲基键，或者分子链中羟甲基之间的相互反反应生成次甲基键，或者分子链中羟甲基之间的相互反应形成甲醚键，而甲醚键在加热时不稳定，易脱去甲醛应形成甲醚键，而甲醚键在加热时不稳定，易脱去甲醛并形成次甲基键；再进一步缩聚形成交联结构。并形成次甲基键；再进一步缩聚形成交联结构。无需加入固化剂。少量酸性催化剂可加快固化反应无需
40、加入固化剂。少量酸性催化剂可加快固化反应速度。速度。现在学习的是第46页，共82页2.5三聚氰胺甲醛塑料2.5.1三聚氰胺甲醛模塑料MF模塑料又称为压缩粉或蜜胺粉，以弱碱性的模塑料又称为压缩粉或蜜胺粉，以弱碱性的MFMF树脂为基础，加入填料、稳定剂及润滑剂等添加树脂为基础，加入填料、稳定剂及润滑剂等添加剂，经一定加工工艺制成的粉状物料。剂，经一定加工工艺制成的粉状物料。（1）MF模塑料的组成A、树脂 选用弱碱性的选用弱碱性的MF树脂树脂B、填料 常用的填料有常用的填料有a-a-纤维素、二氧化硅、木粉、棉等。现在学习的是第47页，共82页（2）MF模塑料的加工成型a、压制法:一般加工结构简单的制
41、品。工艺条件为：温度为工艺条件为：温度为145-165145-165，压力为，压力为25-35MPa，时间，时间为为1min/mm1min/mm。B B、注塑法:一般生产结构复杂的制品。工艺条件：料筒温度后段为60-80，前段温度为90-90-110110，模具温度为，模具温度为170170。现在学习的是第48页，共82页（3 3）MFMF模塑料的性能与应用模塑料的性能与应用MFMF模塑料在许多方面优于脲醛模塑粉。吸水性较低；耐果汁、饮料等水溶液的污染性强；表面硬度高；着色范围广；耐电弧性和耐刮刻性较好；耐热性与脲醛模塑粉相当；MFMF模塑料在潮湿和高温下电绝缘性优良；但价格稍高。MF模塑料制
42、品主要用作各种餐具、钟表外壳、炊具把手及电气绝缘零件等。现在学习的是第49页，共82页性能UFMF密度，g/cm3吸水率，%收缩率，%拉西格流动性，mm马丁耐热，冲击强度，kJ/m2弯曲强度，MPa1.50.50.61751008.01001.50.150.4-0.5110-1191307.088现在学习的是第50页，共82页UFUF与与PFPF的对比（性质差别的缘由）的对比（性质差别的缘由）尿素尿素+甲醛甲醛 苯酚苯酚+甲醛甲醛 一般或较差一般或较差 优异优异 一般或较差一般或较差 优异优异 无色无色-乳黄乳黄 红色红色-棕红棕红 120oC 较快较快 很慢很慢 一般或较差一般或较差 优异优
43、异 室内粘接室内粘接 室外为主室外为主 3000RMB 7500RMB 游离甲醛游离甲醛 游离酚游离酚 原料原料主要结构主要结构耐热、耐老化耐热、耐老化耐（沸）水性耐（沸）水性颜色颜色固化温度固化温度固化速度固化速度耐霉性耐霉性主要应用主要应用价格（固含量）价格（固含量）毒性问题毒性问题现在学习的是第51页，共82页现在学习的是第52页，共82页现在学习的是第53页，共82页现在学习的是第54页，共82页现在学习的是第55页，共82页现在学习的是第56页，共82页现在学习的是第57页，共82页现在学习的是第58页，共82页第三节环氧树脂及塑料第三节环氧树脂及塑料简介：简介：1940年前后有瑞士
44、的汽巴公司年前后有瑞士的汽巴公司（CIBA）和美国的）和美国的SHELL公司开始工业公司开始工业化生产，早期主要用于胶粘剂和涂料方化生产，早期主要用于胶粘剂和涂料方面，现在的用途十分广泛。面，现在的用途十分广泛。环氧树脂的种类很多，且在不断地发展，环氧树脂的种类很多，且在不断地发展，因此，明确地进行分类是困难的。按化学因此，明确地进行分类是困难的。按化学结构分类在类推固化树脂的化学及机械性结构分类在类推固化树脂的化学及机械性能研究等方面是便利的。能研究等方面是便利的。现在学习的是第59页，共82页3.1.环氧树脂的定义与特征 定义：环氧树脂是指分子中含有两个或两个以上环氧基团的一类有机高分子化
45、合物，除个别外，它们的相对分子量都很小。一般在350500之间。结构特点：分子链中含有活泼的环氧基团。环氧基团可以位于分子链的末端、中间、或成环状结构。现在学习的是第60页，共82页按化学结构分类按化学结构分类按化学结构分类按化学结构分类:(1)(1)缩水甘油醚类缩水甘油醚类缩水甘油醚类缩水甘油醚类,其中的双酚其中的双酚A缩水甘油醚树脂简称为缩水甘油醚树脂简称为双酚双酚AA型环氧树脂，是应用最广泛的环氧树脂型环氧树脂，是应用最广泛的环氧树脂型环氧树脂，是应用最广泛的环氧树脂型环氧树脂，是应用最广泛的环氧树脂.双酚双酚双酚双酚F型型环氧树酯环氧树酯、双酚、双酚SS型环氧树酯型环氧树酯；氢化双酚；
46、氢化双酚A型环氧型环氧型环氧型环氧树脂；树脂；树脂；树脂；酚醛型环氧树脂；肪族缩水甘油醚树酯；酚醛型环氧树脂；肪族缩水甘油醚树酯；酚醛型环氧树脂；肪族缩水甘油醚树酯；酚醛型环氧树脂；肪族缩水甘油醚树酯；溴代溴代溴代溴代环氧树脂环氧树脂环氧树脂环氧树脂(2)(2)缩水甘油酯类：缩水甘油酯类：邻苯二甲酸二缩水甘油酯等。邻苯二甲酸二缩水甘油酯等。（3 3）缩水甘油胺类（缩水甘油胺类（4 4）脂环族环氧树脂脂环族环氧树脂脂环族环氧树脂脂环族环氧树脂(5)(5)环氧化环氧化环氧化环氧化烯烃类烯烃类烯烃类烯烃类(6)新型环氧树脂：海因环氧树脂、酰亚胺环新型环氧树脂：海因环氧树脂、酰亚胺环氧树脂氧树脂现在学
47、习的是第61页，共82页双酚双酚A型环氧树脂型环氧树脂现在学习的是第62页，共82页3.2 环氧树脂的命名方法环氧树脂的命名方法1.1.代号与型号代号与型号 主要有主要有E E、F F、R R（二氧化双环戊二烯环氧）等。（二氧化双环戊二烯环氧）等。型号型号“E-51”E-51”表征的意义。表征的意义。2.2.主要指标主要指标 环氧值或环氧当量。环氧值或环氧当量。环氧值：环氧值：100g100g环氧树脂中含有环氧基团的物质的量环氧树脂中含有环氧基团的物质的量（或克当量数）。（或克当量数）。环氧当量：含有环氧当量：含有1 1克当量环氧基的环氧树脂的克数。克当量环氧基的环氧树脂的克数。环氧值环氧值环
48、氧当量环氧当量100 表征意义：反应活性，相对分子量的大小表征意义：反应活性，相对分子量的大小现在学习的是第63页，共82页 环氧当量的测定方法有化学分析法和光谱分析法。国际上通环氧当量的测定方法有化学分析法和光谱分析法。国际上通用的化学分析法有高氯酸法，其他的还有盐酸丙酮法、盐酸吡啶用的化学分析法有高氯酸法，其他的还有盐酸丙酮法、盐酸吡啶法和盐酸二氧六环法。法和盐酸二氧六环法。盐酸丙酮法方法简单，试剂易得，使用方便。其方法是：盐酸丙酮法方法简单，试剂易得，使用方便。其方法是：准确称量准确称量0.51.5g0.51.5g树脂置于具塞的三角烧瓶中，用移液管加入树脂置于具塞的三角烧瓶中，用移液管加
49、入20mL20mL的盐酸丙酮溶液（的盐酸丙酮溶液（1mL1mL相对密度相对密度1.191.19的盐酸溶于的盐酸溶于40mL40mL丙酮中），丙酮中），加塞摇荡，使树脂完全溶解，在阴凉处放置加塞摇荡，使树脂完全溶解，在阴凉处放置1 1小时，盐酸与环氧基小时，盐酸与环氧基作用生成了氯醇，之后加入甲基红指示剂作用生成了氯醇，之后加入甲基红指示剂3 3滴，用滴，用0.1mol/L 0.1mol/L 的的NaOHNaOH溶液滴定过量的盐酸至红色褪去变成黄色时为终点。同样操作，溶液滴定过量的盐酸至红色褪去变成黄色时为终点。同样操作，不加树脂，做一空白试验。由树脂消耗的盐酸的量即可计算出不加树脂，做一空白试
50、验。由树脂消耗的盐酸的量即可计算出树脂的环氧当量。树脂的环氧当量。现在学习的是第64页，共82页国家国家统统一型号一型号旧牌号旧牌号规规 格格软软化点化点/(或黏度或黏度/Pas)/Pas)环环氧氧值值eq/100geq/100g有机有机氯氯mol/100gmol/100g无机无机氯氯mol/100gmol/100g挥发挥发分分/%/%双双酚酚A A型型E-54E-54616616（6868）0.550.560.550.560.020.020.0010.00122E-51E-51618618（2.52.5）0.480.540.480.540.020.020.0010.00122619619液体