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西北工大環氧酚醛樹脂體系研究進展

日期：2007-12-20

    環氧樹脂本身是一種熱塑性高分子預聚物，單獨存在幾乎沒有使用價值，只有加入固化劑使之交聯形成網狀立體結構，才能體現出各項優良性能，因此環氧樹脂的應用及固化產物的性能對固化劑的依賴性很大。    熱塑性酚醛樹脂(Novolac resin)和甲階熱固性酚醛樹脂(Resol resin)均可作為環氧樹脂的固化劑，目前開發應用較多的是熱塑性酚醛樹脂，在涂料、粘結、層壓、澆鑄等方面已有廣泛的應用。國內目前環氧樹脂/novolac樹脂體系的研究，得到較大重視并有較快進展，其中西北工業大學理學院應用化學系的專家，最近采用動態DSC方法研究了相關材料對雙酚F酚醛(BPFN)體系固化反應的影響。
    西北工大主要研究了促進劑種類、促進劑用量，對溴化環氧樹脂A80/novolac、A80/線形雙酚A酚醛(BPAN)和A80/線形雙酚F酚醛(BPFN)體系固化反應的影響。研究結果表明：DMP-30、六次甲基四胺(HMTA)和2-甲基咪唑(2-MZ)對A80/三種線形酚醛體系的固化均有促進作用。隨溫度升高凝膠時間取對數的曲線線性下降；隨促進劑用量增大，凝膠時間取對數一溫度曲線向低溫方向平移；以2-MZ(0.1份)作為促進劑，三種線形酚醛固化A80體系的固化反應放熱峰的峰頂溫度均為155℃左右，其中A80/BPFN體系的固化溫度范圍較寬約55℃，在150℃條件下2小時可固化完全。熱塑性酚醛樹脂(Novolac resin)和甲階熱固性酚醛樹脂(Resol resin)，主要包括：苯酚型酚醛樹脂，鄰甲酚型酚醛樹脂，線形雙酚A酚醛樹脂(BPAN)。

    采用線形雙酚A酚醛樹脂作固化劑，可以很好地解決雙氰胺固化環氧樹脂混融性差以及出現茶色斑點和一般酚醛樹脂固化環氧樹脂變色等不足；其板材不僅具有高的耐熱性和尺寸穩定性，在高溫變色性、介電性能和耐離子遷移性方面，也有明顯的改善。另一種類型是雙酚F酚醛樹脂(BPFN)，由于雙酚A分子中的異丙基結構限制了鏈的旋轉，因而使分子的剛性較大，可能會導致體系的耐沖擊性能較差，如果將異丙基的結構換成亞甲基的結構，鏈段的旋轉將不受限制、鏈的剛性降低，有利于耐沖擊性能的提高。最后的結果與討論，主要針對EB454A80/酚類固化劑凝膠特性的研究、DSC對A80/酚醛樹脂固化劑固化反應的研究、A80/酚類固化劑樹脂澆鑄體性能的研究進行：DMP-30、HMTA、2-MZ對三種線形酚醛/A80環氧體系的固化均有促進作用，隨溫度升高凝膠時間對數線性下降，隨促進劑加入量增大凝膠時間對數-溫度曲線向低溫方向平移；以2-MZ(0.1份)作為促進劑，3種線形酚醛固化A80體系的固化溫度范圍均為150℃附近，其中BPFN/A80體系的固化溫度范圍較寬約55℃，在150℃條件下2h可固化完全。

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