1、酚醛樹脂的精細化研究

1.1、效率及穩(wěn)定性的發(fā)展

隨著酚醛樹脂生產(chǎn)技術的不斷完善，生產(chǎn)控制由判定反應程度及反應終點靠看、聽、摸感判斷，經(jīng)驗主義的手動間歇式生產(chǎn)，發(fā)展到先進儀器在線控制生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品性能穩(wěn)定的連續(xù)化生產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量更穩(wěn)定，生產(chǎn)效率更高。

1.2、精細化加智能化的發(fā)展

隨著MPC技術的運用，生產(chǎn)控制朝著更加智能化的方向發(fā)展，MPC利用動力學和熱力學模型預測了未來的反應熱量、估算冷卻表面的傳熱系數(shù)、精確控制甲醛加入速率和反應器溫度，確保將來的反應熱不會超過可用的冷卻能力、用動力學模型預測最短的樹脂縮聚的終點。可以穩(wěn)定一致地控制反應器溫度和反應速率、改善安全、提高產(chǎn)品質(zhì)量參數(shù)的一致性、批次周期時間的變化越來越小、使用動力學模型確定終點(截止點)、無需從反應器中取樣品、操作員干預更少，自動化程度更高等諸多好處，為產(chǎn)品生產(chǎn)過程的更加穩(wěn)定提供智能化技術支持。圖3圣泉集團酚醛樹脂生產(chǎn)控制現(xiàn)場;圖4圣泉集團生產(chǎn)的高穩(wěn)定性酚醛樹脂GPC分布。

1.3、酚醛樹脂固化更加深入

酚醛樹脂只有在形成交聯(lián)網(wǎng)狀(或稱體型)結(jié)構之后才具有優(yōu)良的使用性能，包括力學性能、電絕緣性能、化學穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性等。酚醛樹脂的固化就是使其轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)狀結(jié)構的過程，表現(xiàn)出凝膠化和固化的兩個階段，這一轉(zhuǎn)變不僅是物理過程，而且是一個化學過程，酚醛樹脂的固化是一個不可逆的過程，且酚醛樹脂不可能100%固化,固化度受溫度、時間等的影響，所以科學固化尤為重要。由于酚醛樹脂是縮聚反應，有低分子的釋放，科學固化是保證酚醛樹脂優(yōu)良性能的重要條件。現(xiàn)在研究酚醛的固化除了后期的性能檢測外，針對樹脂自身使用一些先進的手段來檢測表征，如流變儀、差式掃描量熱儀、TGA等。

2、酚醛樹脂的高性能化研究

酚醛樹脂作為重要的合成樹脂之一，其在應用中極少單獨使用，多與其它材料復合使用，其高性能化研究涉及到酚醛樹脂本身的性能研究及作為復合材料應用時的綜合性能研究

2.1、酚醛樹脂的增韌研究

酚醛樹脂的增韌分為物理(混合型)增韌及化學(反應型)增韌，化學增韌通過化學反應將具有韌性的柔性長鏈分子接枝到酚醛樹脂的主鏈上，使苯酚連接上柔性長鏈，然后再與甲醛反應制得增韌改性的酚醛樹脂，機理：當酚醛樹脂受力發(fā)生龜裂時，這些柔性鏈能吸收部分能量，并使應力分散，降低樹脂的模量，從而降低脆性，增韌改性常用改性劑有烷基酚、腰果油、桐油、尼龍、橡膠、PVB等改性。近年來，高校在對酚醛樹脂增韌方面有了更深入的研究，其中沈陽工業(yè)大學等用4 種自制的功能化離子液體氯代1-(2- 羥乙基)-3- 甲基咪唑([HeMIM]Cl)、氯代1- 羧乙基-3- 甲基咪唑鹽([CeMIM]Cl)、溴代1- 乙胺基-3- 甲基咪唑鹽([AeMIM]Br)、溴代1- 丁基-3-甲基咪唑鹽([BMIM]Br)改性PF，發(fā)現(xiàn)離子液體的活性功能基團可以與PF 發(fā)生化學反應，從而更好地增強增韌PF，降低游離醛含量。其中[AeMIM]Br 改性的酚醛性能最好。

2.2、酚醛樹脂的耐熱研究

材料切削時所做的功幾乎全部轉(zhuǎn)化成熱能，據(jù)資料報道，磨料磨具在磨削時只有10-20%左右的熱量被磨屑帶走，80-90%的熱量被傳入工件及磨具，而以酚醛樹脂為粘結(jié)劑的樹脂磨具在中溫(250℃以下)有較好的強度保持性，高溫會導致樹脂軟化或者分解使其粘結(jié)力下降，引起大量磨料脫落，對磨具的磨削效率及磨削比有較大的影響。所以對酚醛樹脂的耐熱研究比較重要。

無機材料改性：以硼、鉬改性酚醛樹脂為主。基本原理就是在樹脂分子結(jié)構中引入硼、鉬等元素，生成鍵能較高的B-O、O-Mo-O鍵，提高改性樹脂的熱分解溫度及耐熱性。研究表明，B-O鍵能為774KJ/mol，遠遠高于C-C鍵能345KJ/mol;鉬酚醛樹脂的熱解過程是一級反應，其熱分解活化能高達137.5KJ/mol。700℃下普通酚醛樹脂的失重率達到100%，硼改性酚醛樹脂僅為67%，鉬改性酚醛樹脂為30.3%。

有機材料改性：將具有高分解溫度、耐熱性等綜合性能良好的有機高分子材料通過共混或者化學的方式與樹脂結(jié)合，達到改善酚醛樹脂的目的，通常有聚酰亞胺、聚砜、有機硅、苯并噁嗪等。

納米材料改性：主要有納米TiO2、SiO2、碳納米管、銅和納米蒙脫土等，加入時通常會進行表面處理或者表面疏水化，以便能與酚醛樹脂作用。納米材料不同其改性樹脂的原理也不盡相同。

外保護法提高耐熱性：外保護法是通過樹脂與其它特殊材料復配，在磨削過程中通過輔助材料的物理或化學變化，達到保護酚醛樹脂的目的，比如金屬磨削中加入冰晶石及硫鐵礦粉等。其機理：(1)在磨削過程中容易融化;(2)由于冰晶石的融化吸收磨削熱量，降低了磨削表面溫度;(3)冰晶石融化后是一種很好的潤滑劑;(4)冰晶石融化后可以析出氟，有利于鋼的磨削與切割(5)硫鐵礦可以吸收氧減弱樹脂的氧化。

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