熱固性樹脂的原理與應用

熱固樹脂是一種高溫納米復合材料。在惡劣的高溫環(huán)境中，具有仍然能保持其物理特性的能力，其特點為抗化學腐蝕、防靜電、耐高溫、導熱低、阻燃、密度小等，現(xiàn)廣泛應用于電子制造焊接防護材料業(yè)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(chǎn)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。糠醛可與苯酚縮聚生成二階熱固生樹脂，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。糠醛苯酚樹脂的主要特點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。糠醛與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(chǎn)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(chǎn)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(shè)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休整使用，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(shè)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(jié)構(gòu)，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(cè)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(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)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(jīng)水解縮聚而成的主鏈結(jié)構(gòu)為硅氧鍵的高分子有機硅化合物。這種主鏈由硅氧鍵構(gòu)成，側(cè)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(nèi)（200～250℃）長時間連續(xù)使用后，仍能保持優(yōu)良的電性能，同時，還具有良好手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-鍵有較高的鍵能（363/），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(zhì)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。