三醛胶主要包括脲醛胶、酚醛胶和三聚氰胺甲醛胶。酚醛胶是指酚醛树脂胶水,其中酚醛树脂是最早的人工合成树脂,与其他树脂相比,酚醛树脂具有独特的耐热、耐腐蚀、耐摩擦、高强物理性能、低成本等优点。因此酚醛树脂具有广泛的应用,如在机械、汽车、电器等制作结构件,用作涂料、粘结剂,经过改性及复合之后的酚醛树脂,可以应用在宇航工业做耐高温材料。
改性酚醛树脂是目前酚醛行业的研究重点。因为酚醛树脂中酚羟基和羟甲基的存在会导致树脂脆性大,通过改性单体对酚醛树脂结构进行调整,增强酚醛树脂的物理(韧性)及化学性能(耐热)。
改性主要有以下途径:
1、酚羟基的醚化或酯化,环氧化的酚醛成为近年来的研究热点;
2、其它组分的引入,常见的有丁基橡胶、纳米材料、杂原子(P、S、N等)、有机硅等;
3、控制分子链交联的均匀性,一般采用含有长链的原料参与反应,如腰果酚改性酚醛树脂等。
酚醛树脂合成原理
酚醛树脂是酚类(苯酚、腰果酚、甲酚等)和醛类(甲醛、糠醛等)在酸或碱的存在下缩聚而成酚醛树脂,其合成途径大致如下:
△图1 酚醛树脂合成的两种不同路径
热固性酚醛树脂
热固性酚醛树脂在碱性条件下形成的,常用的催化剂有氢氧化钠、氨水等,甲醛过量时可以合成高度支链化的树脂,热固性酚醛可以在加热的条件下直接固化,酚醛树脂中羟甲基之间不断反应实现凝胶化,最终交联固化。
热塑性酚醛树脂
热塑性酚醛树脂是在酸性环境下(pH<3)缩聚生成的,常用的催化剂有对甲苯磺酸、硫酸等,此时苯酚过量时可以形成以亚甲基(-O-CH2-)连接的线型或者低支链化的树脂。线型酚醛树脂是可溶可熔的,加入多聚甲醛、六亚甲基四胺等固化剂可以使其固化。
酚醛树脂的合成单体分为以下两步:
△图2 甲醛与苯酚的加成反应
△图3 羟甲基酚间的缩聚反应
酚醛树脂的分析
改性单体的确定
热塑性及热固性酚醛树脂经过了一百多年的发展已经得到了广泛的应用,并形成了较成熟的工艺,随着科技的发展对酚醛树脂的性能提出更高的要求,酚醛树脂的改性是现阶段研究的重点。
微谱分析技术服务可以通过分析测试确定酚醛树脂的改性单体,及催化剂的种类,帮助优化改性酚醛树脂的性能,实现研发的本质突破。
游离单体含量的确定
随着人类环保意识的提高,对于酚醛树脂类胶黏剂可挥发有机物的要求逐渐提高,如何降低游离的苯酚和甲醛成为研究的热点,减少环境污染,控制苯酚和甲醛的反应摩尔比及加入甲醛捕捉剂等可以有效的降低游离单体。
微谱分析技术服务可以通过确定游离单体的含量,帮助改进产品的质控,确保性能最优的同时,降低可挥发物的含量,完成质控要求。