酚醛樹脂主要?jiǎng)澐譃閮煞N,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(yīng)用于拉擠成型復(fù)合材料的領(lǐng)域中有著獨(dú)特的優(yōu)勢,例如加工范圍寬、材料的各項(xiàng)性能優(yōu)異和耐熱性高等。因此,熱固性酚醛樹脂在拉擠成型復(fù)合材料的領(lǐng)域中是關(guān)鍵性的樹脂基體。根據(jù)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(zhì)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(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%氨水溶液,它是合成熱固性酚醛樹脂時(shí)最為常用的催化劑。氨催化合成的酚醛樹脂有著獨(dú)特的優(yōu)勢:氨水顯弱堿性,能夠緩慢催化反應(yīng)的進(jìn)行,因此能夠更好的控制反應(yīng)的進(jìn)行。另一方面,在脫水的階段中,殘留在合成產(chǎn)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(xué)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(yīng)至較大的分子量都不會(huì)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(shí)間短和縮合水含量少等的優(yōu)勢。但是在反應(yīng)的過程中,必須通入CO2氣體,反應(yīng)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(yōu)良的耐熱性、耐燒蝕性和熱穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)硼酚醛樹脂作為復(fù)合材料的基體材料時(shí),它的機(jī)械強(qiáng)度明顯的優(yōu)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(yīng)用。同時(shí),硼酸用量、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度和反應(yīng)摩爾比等都直接決定著硼酚醛樹脂復(fù)合材料制品的性能,殘留的硼酸也會(huì)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(shí)采用的催化劑為氫氧化鈉,其效果相對其他催化劑更為優(yōu)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(dǎo)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(shí),催化反應(yīng)過程過快,不易控制,容易造成樹脂凝膠。