2017-10-21 00:57:01

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热固性树脂(thermosetting resin),是指树脂加热后产生化学变化,逐渐硬化成型,再受热也不软化,也不能溶解的一种树脂。该刊被以下数据库收录:CA 化学文摘(美)(2011)、CSCD 中国科学引文数据库来源期刊(2013-2014年度)(含扩展版),核心期刊:中文核心期刊(2011)、中文核心期刊(2008),期刊荣誉:Caj-cd规范获奖期刊。

基本信息

  • 中文名

    热固性树脂

  • 外文名

    Thermosetting Resin

  • 主办单位

    天津市合成材料工业研究所

  • 创刊时间

    1986

  • 出版周期

      双月

  • 国内刊号

    CN:   12-1159/TQ

  • 国际刊号

    ISSN: 1002-7432

  • 邮发代号

    6-154

折叠 编辑本段 原理介绍

热固性树脂其分子结构为体型,它包括大部分的缩合树脂,热固性树脂的优点是耐热性高,受压不易变形。其缺点是机械性能较差。热固性树脂有酚醛、环氧、氨基、不饱和聚酯以及硅醚树脂等。

指在加热、加压下或在固化剂、紫外光作用下,进行化学反应,交联固化成为不溶不熔物质的一大类合成树脂。这种树脂在固化前一般为分子量不高的固体或粘稠液体;在成型过程中能软化或流动,具有可塑性,可制成一定形状,同时又发生化学反应而交联固化;有时放出一些副产物,如水等。此反应是不可逆的,一经固化,再加压加热也不可能再度软化或流动;温度过高,则分解或碳化。这也就是与热塑性树脂的基本区别。

在塑料工业发展初期,热固性树脂所占比例很大,一般在50%以上。随着石油化工的发展,热塑性树脂产量剧增,到80年代,热固性树脂在世界合成树脂总产量中仅占10%~20%。

折叠 编辑本段 主要特点

热固性树脂在固化后,由于分子间交联,形成网状结构,因此刚性大、硬度高、耐温高、不易燃、制品尺寸稳定性好,但性脆。因而绝大多数热固性树脂在成型为制品前,都加入各种增强材料,如木粉、矿物粉、纤维或纺织品等使其增强,制成增强塑料。在热固性树脂中,加入增强材料和其他添加剂,如固化剂、着色剂、润滑剂等,即能制成热固性塑料,有的呈粉状、粒状,有的作成团状、片状,统称模塑料。热固性塑料常用的加工方法有模压、层压、传递模塑、浇铸等,某些品种还可用于注射成型

折叠 编辑本段 设备制备

热固性树脂多用缩聚(见聚合)法生产。常用热固性树脂有酚醛树脂脲醛树脂三聚氰胺-甲醛树脂、环氧树脂、不饱和树脂、聚氨酯、聚酰亚胺等。热固性树脂主要用于制造增强塑料、泡沫塑料、各种电工用模塑料、浇铸制品等,还有相当数量用于胶粘剂和涂料。

从发展看,热固性树脂还在进一步改进质量,研制新品种,以满足新加工工艺开发的要求。用弹性体和热塑性树脂进行改性、开发注塑级热固性模塑料以及反应注射成型用专用树脂及配方,已受到很大重视。采用互穿聚合物网络技术将为热固性树脂的合成开辟新途径。

折叠 编辑本段 分类

除不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂外,热固性树脂主要有以下品种。

一、三聚氰胺甲醛树脂

三聚氰胺甲醛树脂是由三聚氰胺和甲醛缩聚而成的热固性树脂。用玻璃纤维增强的三聚氰胺甲醛层压板具有高的力学性能、优良的耐热性和电绝缘性及自熄性。

二、呋喃树脂

由糠醛或糠醇本身进行均聚或与其它单体进行共缩聚而得到的缩聚产物,习惯上称为呋喃树脂。这类树脂的品种很多,其中以糠醛苯酚树脂、糠醛丙酮树脂及糠醇树脂较为重要。

(1)糠醛苯酚树脂。糠醛可与苯酚缩聚生成二阶热固性树脂,缩聚反应一般用碱性催化剂。常用的碱性催化剂有氢氧化钠、碳酸钾或基它碱土金属的氢氧化物。糠醛苯酚树脂的主要特点是在给定的固化速度时有较长的流动时间,这一工艺性能使它适宜用作模塑料。用糠醛苯酚树脂制备的压塑粉特别适于压制形状比较复杂或较大的制品。模压制品的耐热性比酚醛树脂好,使用温度可以提高10~20℃,尺寸稳定性、电性能也较好。

(2)糠醛丙酮树脂。糠醛与丙酮在碱性条件下进行缩合反应形成糠酮单体缤纷可与甲醛在酸性条件下进一步缩聚,使糠酮单体分子间以次甲基键连接起来,形成糠醛丙酮树脂。

(3)糠醇树脂。糠醇在酸性条件下很容易缩聚成树脂。一般认为,在缩聚过程中糠醇分子中的羟甲基可以与另一个分子中的α氢原子缩合,形成次甲基键,缩合形成的产物中仍有羟甲基,可以继续进行缩聚反应,最终形成线型缩聚产物糠醇树脂。

呋喃树脂的性能及应用--未固化的呋喃树脂与许多热塑性和热固性树脂有很好的混容性能,因此可与环氧树脂或酚醛树脂混合来加以改性。固化后的呋喃树脂耐强酸(强氧化性的硝酸和硫酸除外)、强碱和有机溶剂的侵蚀,在高温下仍很稳定。呋喃树脂主要用作各种耐化学腐蚀和耐高浊的材料。

(1)耐化学腐蚀材料 呋喃树脂可用来制备防腐蚀的胶泥,用作化工设备衬里或其它耐腐材料。

(2)耐热材料 呋喃玻璃纤维增强复合材料的耐热性比一般的酚醛玻璃纤维增强复合材料高,通常可在150℃左右长期使用。

(3)与环氧树脂或酚醛树脂混合改性 将呋喃树脂与环氧树脂或酚醛树脂混和使用,可改进呋喃玻璃纤维增强复合材料的力学性能以及制备时的工艺性能。这类复合材料已广泛用来制备化工反应器的搅拌装置、贮槽及管道等化工设备。

三、聚丁二烯树脂

聚丁二烯树脂是一种分子量不高的液体,大分子主链上主要包含1,2-结构,又称为1,2-聚丁二烯树脂。这种树脂的大分子链上具有很多乙烯基侧链,所以,在游离基引发剂存在下,可进一步交联成三向网络结构的体型高聚物。

1,2-聚丁二烯树脂可由丁二烯在烷基锂、碱金属(常用金属钠)或可溶性碱金属复合物(如钠-萘体系)引发剂引发下,按阴离子型聚合历程合成。1,2-聚丁二烯树脂大分子链完全由碳氢组成,因此树脂固化后有优良的电性能、弯曲强度较好、耐水性优良。

四、有机硅树脂

在有机硅聚合物中,具有实用价值和得到广泛应用的主要是由有机硅单体(如有机卤硅烷)经水解缩聚而成的主链结构为硅氧键的高分子有机硅化合物。这种主链由硅氧键构成,侧链通过硅原子与有机基团相连的聚合物,称为聚有机硅氧烷。

有机硅树脂则是聚有机硅氧烷中一类分子量不高的热固性树脂。用这类树脂制造的玻璃纤维增强复合材料,在较高的温度范围内(200~250℃)长时间连续使用后,仍能保持优良的电性能,同时,还具有良好的耐电弧性能及憎水防潮性能。有机硅树脂的性能如下:

(1)热稳定性。有机硅树脂的Si-O键有较高的键能(363kJ/mol),所以比较稳定,耐热性和耐高温性能均很高。一般说来其热稳定性范围可达200~250℃,特殊类型的树脂可以更高一些。

(2)力学性能。有机硅树脂固化后的力学性能不高,若在大分子主链上引进氯代苯基,可提高力学性能。有机硅树脂玻璃纤维层压板的层间粘接强度较差,受热时弯曲强度有较大幅度的下降。若在主链中引入亚苯基,可提高刚性、强度及使用温度。

(3)电性能。有机硅树脂具有优良的电绝缘性能,它的击穿强度、耐高压电弧及电火花性能均较优异。受电弧及电火花作用时,树脂即使裂解而除去有机基团,表面剩下的二氧化硅同样具有良好的介电性能。

(4)憎水性。有机硅树脂的吸水性很低,水珠在其表面只能滚落而不能润湿。因此,在潮湿的环境条件下,有机硅树脂玻璃纤维增强复合材料仍能保持其优良的性能。

(5)耐腐蚀性能。有机硅树脂玻璃纤维增强复合材料可而浓度(质量)10%~30%硫酸、10%盐酸、10%~15%氢氧化钠、2%碳酸钠及3%过氧化氢。醇类、脂肪烃和润滑油对它的影响较小,但耐浓硫酸及某些溶剂(如四氯化碳、丙酮和甲苯)的能力较差。

折叠 编辑本段 期刊信息

《热固性树脂》期刊由天津市合成材料工业研究所主办,全国环氧树脂行业协作组和天津市胶粘剂研究会协办,面向国内外公开发行的技术性刊物。全面报道不饱和聚酯、酚醛树脂、氨基树脂、聚氨脂树脂、有机硅树脂、光固化树脂和其他具有网络结构的聚合物、固化物、复合物及其相关的原料、助剂、制成品和阻燃材料等内容。

折叠 编辑本段 图书信息

书 名:热固性树脂

作 者:(瑞士)里森,陆立明译

出版社:东华大学出版社

出版时间: 2009-3-1

ISBN: 978781 1114584

开本: 16开

定价: 85.00 元

本书是《热分析应用手册系列丛书》之《热固性树脂》分册。全书共分四个部分:第一部分为全面的评述和对常用于热固性树脂表征的分析技术的扼要说明;第二部分论述各个热固性树脂的化学性能和讨论这些材料的用途。这部分是供热固性聚合物领域的新人和期望学习更多热固性树脂性能和应用的人们使用的;第三部分讨论可用不同热分析技术研究的性能和效应;第四至第九部分集中于实际例子。按照树脂体系类型被细分。应用实例描述了在热固性树脂的生命周期中可被研究、测试或只是检查的不同性能。与其他分册一样,本书以中英文对照方式出版,读者可以阅读中文,同时可对照原著。无论对热分析工作者,还是热分析学习者,应该都有帮助和裨益。

折叠 内容简介

《热分析应用手册系列丛书》之《热固性树脂》分册通过大量实例全面深入地介绍和讨论了热分析在热固性树脂方面的应用。主要内容:热分析技术DSC、TMDSC、TGA、TMA和DMA等简介;热固性树脂的结构、性能和应用;热固性树脂的基本热效应;环氧树脂、不饱和聚酯树脂、酚醛树脂、丙烯酸类树脂、聚氨酯树脂等的热分析一固化反应(等温固化、光固化、后固化、反应动力学等)、玻璃化转变(Tg与固化度、Tg的各种测试法、固化反应中的玻璃化、凝胶化、时间一温度转换图等)、填料和增强纤维等的影响、印制线路板分析(Tg、分层、老化)、缩聚、加聚、层压板、黏合剂……

折叠 图书目录

应用一览表(第一至第三章)

应用一览表(第四至第九章)

1.热分析概论

1.1 差示扫描量热法(DSC)

1.1.1 常规

1.1.2 温度调制

1.1.2.1 ADSC

1.1.2.2 IsoStep

1.1.2.3 TOPEMTM

1.2 热重分析(TGA)

1.3 热机械分析(TMA)

1.4 动态热机械分析(DMA)

1.5 与TGA的同步测量

1.5.1 同步DSC和差热分析(DTA,SDTA)

1.5.2 逸出气体分析(EGA)

.................

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