酚醛樹脂主要劃分為兩種,一種是熱塑性的酚醛樹脂,它的固化是添加固化劑六亞甲基四胺后固化;另一種是熱固性的酚醛樹脂,它的固化是在室溫或高溫下自固化。將熱固性的酚醛樹脂應用于拉擠成型復合材料的領域中有著獨特的優勢,例如加工范圍寬、材料的各項性能優異和耐熱性高等。因此,熱固性酚醛樹脂在拉擠成型復合材料的領域中是關鍵性的樹脂基體。根據不同種類的酚和醛、兩者不同的摩爾比、不同催化劑的種類和含量,可合成適合各種性質和多種用途的酚醛樹脂。普遍用于合成熱固性酚醛樹脂的催化劑有氫氧化鈉、氫氧化鋇、氫氧化銨和碳酸鈉等堿性催化劑。常見的酚醛樹脂有以下幾種:
(1)氨酚醛樹脂
NH4OH普遍是質量分數為25%氨水溶液,它是合成熱固性酚醛樹脂時最為常用的催化劑。氨催化合成的酚醛樹脂有著獨特的優勢:氨水顯弱堿性,能夠緩慢催化反應的進行,因此能夠更好的控制反應的進行。另一方面,在脫水的階段中,殘留在合成產物中的氨水催化劑能夠極其簡單的除去,故樹脂的介電性能和力學性能較好。除此之外,合成過程中,樹脂可幾乎立即失去水溶性,反應至較大的分子量都不會凝膠,而是生成黃色樹脂及苯并噁嗪。
(2)鋇酚醛樹脂
鋇酚醛樹脂的合成是采用氫氧化鋇作為催化劑,通常被稱為“低壓酚醛樹脂”。采用的氫氧化鋇催化劑的用量通常在1.0%~2.0%,合成的鋇酚醛樹脂具有低粘度、凝膠時間短和縮合水含量少等的優勢。但是在反應的過程中,必須通入CO2氣體,反應不易操作,生成的BaCO3沉淀,過濾后方可除去,不易除去殘留的BaCO3。
(3)硼酚醛樹脂
硼酚醛樹脂相較于其它種類的酚醛樹脂,它具有優良的耐熱性、耐燒蝕性和熱穩定性等優點。同時硼酚醛樹脂作為復合材料的基體材料時,它的機械強度明顯的優于其它的酚醛樹脂。但是制備硼酚醛樹脂的過程中,合成工藝不易控制和硼酸的利用率低一直阻礙著硼酚醛樹脂廣泛的應用。同時,硼酸用量、反應時間、反應溫度和反應摩爾比等都直接決定著硼酚醛樹脂復合材料制品的性能,殘留的硼酸也會決定著制品的使用性能。因此,如何解決硼酸利用率的問題還有待研究和解決。
(4)普通酚醛樹脂
目前制備普通酚醛樹脂時采用的催化劑為氫氧化鈉,其效果相對其他催化劑更為優秀。但是為了除去殘余的氫氧化鈉,合成的過程中須加入酸中和氫氧化鈉,導致生成的氯化鈉殘留在樹脂中,直接影響著樹脂的介電性能。同時,催化反應過程過快,不易控制,容易造成樹脂凝膠。