第七章-通用热固性塑料(教材)课件.ppt
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- 第七 通用 热固性 塑料 教材 课件
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1、高分子材料成型加工高分子材料成型加工11/30/2022材料与化学工程系材料与化学工程系高分子材料成型加工高分子材料成型加工11/30/2022材料与化学工程系材料与化学工程系高分子材料成型加工高分子材料成型加工11/30/2022材料与化学工程系材料与化学工程系高分子材料成型加工高分子材料成型加工11/30/2022材料与化学工程系材料与化学工程系酚醛树脂的合成和固化过程完全遵循体型缩聚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,所用催化剂的类型等),可以得到两的比例,所用催化剂的类型等),可以得到两类不同的
2、酚醛树脂:类不同的酚醛树脂:反应中,若醛的比例大于酚(反应中,若醛的比例大于酚(1.11.5:1),),采用碱性催化剂,则生成体型交联的聚合物,采用碱性催化剂,则生成体型交联的聚合物,即即热固性酚醛树脂热固性酚醛树脂;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),采用酸性催化剂时,则生成线型聚合物,即酸性催化剂时,则生成线型聚合物,即热塑性热塑性酚醛树脂酚醛树脂。高分子材料成型加工高分子材料成型加工11/30/2022材料与化学工程系材料与化学工程系高分子材料成型加工高分子材料成型加工11/30/2022材料与化学工程系材料与化学工程系 热塑性酚醛树脂中加入甲醛或
3、能产生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(也称甲醛的化合物,如六亚甲基四胺(也称为六次或乌洛托品),通过加热即可固为六次或乌洛托品),通过加热即可固化交联,形成三维网状体型结构的热固化交联,形成三维网状体型结构的热固性塑料。性塑料。热塑性酚醛树脂为淡黄色或微红色热塑性酚醛树脂为淡黄色或微红色的有毒脆性固体,常用作的有毒脆性固体,常用作PF模塑粉和模塑粉和PF泡沫塑料的原料。泡沫塑料的原料。高分子材料成型加工高分子材料成型加工11/30/2022材料与化学工程系材料与化学工程系高分子材料成型加工高分子材料成型加工11/30/2022材料与化学工程系材料与化学工程系 热固
4、性酚醛树脂可分为甲、乙、丙三个阶热固性酚醛树脂可分为甲、乙、丙三个阶段,甲阶段,甲阶PF为线型可溶可熔树脂,乙阶为线型可溶可熔树脂,乙阶PF为为少量交联的半可溶可熔树脂,丙阶少量交联的半可溶可熔树脂,丙阶PF为交联为交联网状结构的不溶不熔树脂。网状结构的不溶不熔树脂。一般合成的一般合成的PF树脂控制在甲阶或乙阶,以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,加工中加热保证在具体加工制品时可以流动,加工中加热即可固化。即可固化。热固性酚醛树脂为红褐色的有毒和强烈苯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、泡酚味的粘稠液体或脆性固体,常用于层压、泡沫及铸造
5、等制品的原料。沫及铸造等制品的原料。高分子材料成型加工高分子材料成型加工11/30/2022材料与化学工程系材料与化学工程系高分子材料成型加工高分子材料成型加工11/30/2022材料与化学工程系材料与化学工程系高分子材料成型加工高分子材料成型加工11/30/2022材料与化学工程系材料与化学工程系二、引进其它组分。引进与酚醛树脂发生化学二、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,分割或包围酚反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,羟基,使之丧失活性,从而达到改变固化速度,降低吸水性的目的降低吸水性的目的。高分子材料成型加工高分
6、子材料成型加工11/30/2022材料与化学工程系材料与化学工程系(2)环氧树脂改性)环氧树脂改性PF 将将40%热固性热固性PF与与60%二酚基丙烷二酚基丙烷型环氧树脂混合,环氧树脂中的环氧基团和型环氧树脂混合,环氧树脂中的环氧基团和羟基可与酚醛树脂中的羟甲基和酚羟基进行羟基可与酚醛树脂中的羟甲基和酚羟基进行化学反应,交联成复杂的体型结构化学反应,交联成复杂的体型结构,兼有环,兼有环氧树脂优良的粘结性和氧树脂优良的粘结性和PF优良的耐热性,同优良的耐热性,同时又克服时又克服PF的脆性。的脆性。高分子材料成型加工高分子材料成型加工11/30/2022材料与化学工程系材料与化学工程系高分子材料成
7、型加工高分子材料成型加工11/30/2022材料与化学工程系材料与化学工程系(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酰胺,利用羟甲基或活泼氢在合成PF过过程中或在程中或在PF固化过程中发生反应形成化固化过程中发生反应形成化学键而达到改性的目的。可提高酚醛树学键而达到改性的目的。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,并可保持酚醛树脂优点。动性,并可保持酚醛树脂优点。高分子材料成型加工高分子材料成型加工11/30/2022材料与化学工程系材料与化学工程系高分子材料成型
8、加工高分子材料成型加工11/30/2022材料与化学工程系材料与化学工程系高分子材料成型加工高分子材料成型加工11/30/2022材料与化学工程系材料与化学工程系高分子材料成型加工高分子材料成型加工11/30/2022材料与化学工程系材料与化学工程系(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粉末,占总质量的粉末,占总质量的3555,主要,主要起粘合作用,将其它组分粘接起来成为起粘合作用,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一个整体。树脂的性质在一定程度上决定制品的最终性能。定制品的最终性能。高分子材料成型加工高
9、分子材料成型加工11/30/2022材料与化学工程系材料与化学工程系高分子材料成型加工高分子材料成型加工11/30/2022材料与化学工程系材料与化学工程系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,常用六亚甲基四胺六亚甲基四胺,一般用量为树脂质量,一般用量为树脂质量的的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,的可塑性及流动性,常用内增塑剂为常用内增塑剂为水水或或糠醛糠醛等,外增塑等,外增塑剂为剂为二甲苯二甲苯及及苯乙烯苯乙烯等。等。高分子材料成型加工高分子材料成型加工11/30/2022材料与化学工程系材料与化学工
10、程系高分子材料成型加工高分子材料成型加工11/30/2022材料与化学工程系材料与化学工程系高分子材料成型加工高分子材料成型加工11/30/2022材料与化学工程系材料与化学工程系高分子材料成型加工高分子材料成型加工11/30/2022材料与化学工程系材料与化学工程系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,然法酚醛树脂后,再将溶剂除去,然后经加热加压(温度后经加热加压(温度155180,压力为压力为512MPa)层压处理后固层压处理后固化成为层压板、管材或其它形状的化成为层压板、管材或其它形状的制品。制品。高分子材料成
11、型加工高分子材料成型加工11/30/2022材料与化学工程系材料与化学工程系高分子材料成型加工高分子材料成型加工11/30/2022材料与化学工程系材料与化学工程系(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、摩学强度高、电绝缘性好、热导率低、摩擦系数小,可任意机械加工。擦系数小,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。高分子材料成型加工高分子材料成型加工11/30/2022材料与化学工程系材料与化学工程系1.4.3酚醛
12、泡沫塑料酚醛泡沫塑料高分子材料成型加工高分子材料成型加工11/30/2022材料与化学工程系材料与化学工程系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树脂与发泡液混树脂与发泡液混合,无需加热,靠发泡液与树脂反应热合,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,同时树脂缩促使制发泡剂分解而发泡,同时树脂缩聚而硬化形成泡沫塑料。聚而硬化形成泡沫塑料。发泡液由酸性固化剂(苯磺酸、酚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)磺酸等)、发泡剂(如偶氮化合物类)和表面活性剂(如聚乙二醇等)组成。和表面活性剂(如聚乙二醇等)组成。高分子材料成型加工高分子
13、材料成型加工11/30/2022材料与化学工程系材料与化学工程系 (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酚醛泡沫塑料现在主要用作中央空调风管、冷热输送管道、飞机、船舶、宾风管、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。馆及娱乐包厢等隔热、隔音材料等。高分子材料成型加工高分子材料成型加工11/30/2022材料与化学工程系材料与化学工程系高分子材料成型加工高分子材料成型加工11/30/2022材料与化学工程系材料与化学工程系热塑性热塑性PF树脂与树脂与PVC树脂以及其它各树脂以及其它各种助剂(填料、固化剂、润滑剂、颜种助剂(填料、固化剂、
14、润滑剂、颜料等)混合后再用双辊开炼机辊压,料等)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可制成耐酸及耐水蒸气性能优良的增韧酚醛塑料。韧酚醛塑料。高分子材料成型加工高分子材料成型加工11/30/2022材料与化学工程系材料与化学工程系高分子材料成型加工高分子材料成型加工11/30/2022材料与化学工程系材料与化学工程系高分子材料成型加工高分子材料成型加工11/30/2022材料与化学工程系材料与化学工程系高分子材料成型加工高分子材料成型加工11/30/2022材料与化学工程系材料与化学工程系高分子材料成型加工高分子材料成型加工11/30/2022材料与化学工程系材料与化学工程
15、系高分子材料成型加工高分子材料成型加工11/30/2022材料与化学工程系材料与化学工程系高分子材料成型加工高分子材料成型加工11/30/2022材料与化学工程系材料与化学工程系高分子材料成型加工高分子材料成型加工11/30/2022材料与化学工程系材料与化学工程系高分子材料成型加工高分子材料成型加工11/30/2022材料与化学工程系材料与化学工程系高分子材料成型加工高分子材料成型加工11/30/2022材料与化学工程系材料与化学工程系高分子材料成型加工高分子材料成型加工11/30/2022材料与化学工程系材料与化学工程系高分子材料成型加工高分子材料成型加工11/30/2022材料与化学工程
16、系材料与化学工程系高分子材料成型加工高分子材料成型加工11/30/2022材料与化学工程系材料与化学工程系高分子材料成型加工高分子材料成型加工11/30/2022材料与化学工程系材料与化学工程系高分子材料成型加工高分子材料成型加工11/30/2022材料与化学工程系材料与化学工程系高分子材料成型加工高分子材料成型加工11/30/2022材料与化学工程系材料与化学工程系高分子材料成型加工高分子材料成型加工11/30/2022材料与化学工程系材料与化学工程系高分子材料成型加工高分子材料成型加工11/30/2022材料与化学工程系材料与化学工程系高分子材料成型加工高分子材料成型加工11/30/202
17、2材料与化学工程系材料与化学工程系高分子材料成型加工高分子材料成型加工11/30/2022材料与化学工程系材料与化学工程系 尿素尿素+甲醛甲醛 苯酚苯酚+甲醛甲醛CH2NCONHCH2OHCH2OH 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
18、主要应用价格(固含量)价格(固含量)毒性问题毒性问题高分子材料成型加工高分子材料成型加工11/30/2022材料与化学工程系材料与化学工程系高分子材料成型加工高分子材料成型加工11/30/2022材料与化学工程系材料与化学工程系高分子材料成型加工高分子材料成型加工11/30/2022材料与化学工程系材料与化学工程系高分子材料成型加工高分子材料成型加工11/30/2022材料与化学工程系材料与化学工程系高分子材料成型加工高分子材料成型加工11/30/2022材料与化学工程系材料与化学工程系高分子材料成型加工高分子材料成型加工11/30/2022材料与化学工程系材料与化学工程系高分子材料成型加工高
19、分子材料成型加工11/30/2022材料与化学工程系材料与化学工程系高分子材料成型加工高分子材料成型加工11/30/2022材料与化学工程系材料与化学工程系高分子材料成型加工高分子材料成型加工11/30/2022材料与化学工程系材料与化学工程系C CH HC CH HO O高分子材料成型加工高分子材料成型加工11/30/2022材料与化学工程系材料与化学工程系高分子材料成型加工高分子材料成型加工11/30/2022材料与化学工程系材料与化学工程系CCH3CH3OCH2CHOHCH2OOCH2CHOCCH3CH3OCH2CHCH2OnCH2高分子材料成型加工高分子材料成型加工11/30/2022
20、材料与化学工程系材料与化学工程系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环氧树脂中含有环氧基团的物质的量(或克当量数)。量(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克当量环氧基的环氧树脂的克数。数。环氧值环氧值环氧当量环氧当量100 表征意义:反应活性,相对分子量
21、的大小表征意义:反应活性,相对分子量的大小高分子材料成型加工高分子材料成型加工11/30/2022材料与化学工程系材料与化学工程系 环氧当量的测定方法有化学分析法和光谱分析法。国际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、上通用的化学分析法有高氯酸法,其他的还有盐酸丙酮法、盐酸吡啶法和盐酸二氧六环法。盐酸吡啶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,用移液管加树脂置于具塞的三角烧瓶中,用移液
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