酚醛树脂发展史[一]
全球涂料网讯:酚醛树脂作为三大热固性树脂之一,应用面广、量大,发展历史悠久。早在1872年西德化学家拜耳(A.Baeyer)首先发现酚和醛在酸存在下可以缩合得到结晶的产物(作中间体或药物合成原料)及无定型的、棕红色的、不可处理的树脂状产物,但当时对这种树脂状产物未曾展开研究。随后,化学家克莱堡(Kleeberg,1891年)和史密斯(Smith,1899年)再次对苯酚与甲醛的缩合反应进行了研究。
克莱堡在学术刊物上详细发表了在浓盐酸存在下酚醛的反应,发现反应生成物不结晶,不易精制,但易成为不溶不融物,于是他研究在五倍子酸存在下甲醛与多元酚的反应,发现生成结晶化合物。史密斯从克莱堡的反应中得到启示,认为苯酚与甲醛缩合反应可得到某种可成型的化合物,并使原来过分激烈的反应趋于平稳,即把酚和醛的缩合反应在甲醛等溶剂中进行,同时在稀盐酸代替浓盐酸作为反应催化剂,以乙醛或多聚甲醛代替甲醛,控制反应在100℃以下进行,然后在12-30h内蒸出反应物中的溶剂,得到片状或块状硬化物,再通过切削加工成各种形状的制品,但树脂收缩易变形,还无法达到实用。
(酚醛树脂具有阻燃性)
进入20世纪后,各国化学家对苯酚.甲醛缩合反应越来越感兴趣,1902年布卢默(L Blumer)用酒石酸作催化剂,用40%的甲醛溶液与苯酚进行反应,把得到的油状物注入温水中,同时加入少量的氨水,并加热除去过量的苯酚、甲醛,得到树脂状物质,成为第一种商业化酚醛树脂,命名为Laccain。1903年卢格特(A.Lugt)用40%甲醛溶液与同份量的苯酚混合,以盐酸、硫酸或草酸作催化剂制得树脂,并指出还可以加入樟脑、橡胶、甘油等来改善其表面硬度。人们也发现在较低温度下全球涂料网文酚醛缩合经过长时间变化,可以克服温度过高和水分蒸发过快而产生多孑L结构的缺点,以制得铸塑制品,但变化时间很长,因而缺乏实际应用价值。因此,当时研究重点只是用酚醛树脂作为虫胶的代用品,用于油漆,称为“清漆树脂’’,但没有形成工业化规模。至此,酚醛树脂作为材料还未有突破性进展,这是因为酚醛树脂易碎,在固化过程中放出水分等易使制件出现多孔,龟裂等问题。
20世纪40年代后,随着合成方法的进一步成熟及多元化(改进),出现了许多改性酚醛树脂,综合性能不断提高,其应用也发展到宇航工业刚。美、苏50年代就开始将酚醛复合材料用于空间飞行器、火箭、导弹和超音速飞机的部件, 也作耐瞬时高温和耐烧蚀材料。60~70年代出现了多种热固性和热塑性树脂, 如乙烯基树脂、环氧树脂、聚酰亚胺、PE、PP、PVC、PC、ABS等。它们具有优良的性能,其使用几乎占据整个塑料领域,使酚醛树脂的应用和发展受到限制。
20世纪80年代初,发达国家经济繁荣、交通发达、建设昌盛,但火灾事故频繁发生,80-85%的人员致死和致伤是由着火时产生的浓烟和毒气所致,因此各国政府在建筑、运输等领域对材料提出严格的阻燃、低火焰或发烟、低毒等要求,酚醛树脂正是此类材料因而受到重视。(待续)(来源:全球涂料网)
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