有機硅改性酚醛樹脂的研究

張蔓青

（旭有機材樹脂（南通）有限公司，江蘇南通 226017）

有機硅改性酚醛樹脂的研究

張蔓青

（旭有機材樹脂（南通）有限公司，江蘇南通 226017）

酚醛樹脂是目前應用最為廣泛的一種合成樹脂，近些年國內外對酚醛樹脂的研究也越來越普遍。對此，在對酚醛樹脂的分類進行介紹的基礎上，對有機硅改性酚醛樹脂的機理和方法進行了深入探討，以期對酚醛樹脂的應用給予一定的經驗借鑒。

有機硅；酚醛樹脂；機理；方法

在合成樹脂中，酚醛樹脂是發現最早的一種樹脂，并且在目前人們的生活中應用最為廣泛，但因為其熱分解溫度和抗氧化能力較差，因此許多耐火制品生產企業和一些科研院所把對酚醛樹脂結合劑的耐熱性進行改性作為了當前研究工作的重點內容。

1 酚醛樹脂的類別

酚醛樹脂有多種分類方法，可按照酚醛樹脂是否為線性縮聚物或高支化型縮聚物，將其劃分為熱固性和熱塑性酚醛樹脂兩大類，熱固性酚醛樹脂又可以稱為可溶酚醛樹脂，或者是一階酚醛樹脂，熱固性的酚醛樹脂合成條件為∶堿性催化劑、苯酚和甲醛等物質按一定的比例混合進行混合形成的，在熱固性酚醛樹脂中，含有可以進行進一步反應的羥甲基活化基團，在酸性條件或加熱條件下可以交聯固化；熱塑性的酚醛樹脂又名線型酚醛樹脂，這種樹脂是由pH值小于3的強酸催化劑、苯酚和甲醛經過適當的比例混合形成的，熱塑性的酚醛樹脂中需要加入固化劑才能夠形成具有立體三維網絡結構、不溶不熔的固化物。除上述兩種酚醛樹脂外，還有一種高鄰位酚醛樹脂，這種酚醛樹脂是在強酸和金屬離子的共同催化下形成的一種熱塑性酚醛樹脂，這類樹脂與其他熱塑性酚醛樹脂相比，具有易成型、固化速度快、適合注射成型等特點，同時在進行改性酚醛樹脂的研究中，這類樹脂常作為基體進行改性。

2 有機硅改性酚醛樹脂的機理與方法

2.1 共混改性酚醛樹脂

有機硅共混改性酚醛樹脂是指將酚醛樹脂和有機硅改性劑進行混合，并加以合適的固化劑而固化形成的一種樹脂，這種酚醛樹脂的形態結構和性能取決于其共混體系中的各個組分之間的相容性。由于酚醛樹脂和有機硅的溶度有較大的的差異，所以如果只是簡單的將兩者進行混合，就會因兩者接觸面之間的張力較大而呈現出分離狀結構，造成改性效果不佳的后果。因此，在進行酚醛樹脂和有機硅的改性時，可過增容結構或者是偶聯劑的加入來提高兩者的相容性。

在進行酚醛樹脂的共混改性時，主要有直接共混法、在體系中引入增容結構、在體系中添加偶聯劑等方法。在共混體系中引入具有較強極性的基團或者活性分子，利用其中存在的相互作用力使共混體系中各分子之間的物理或化學作用力增強，從而使述職各成分間的相容性增強。在實際的共混改性酚醛樹脂制備中，常用的增容劑或增容基團有丁腈橡膠分子、八氨基苯基倍半硅氧烷以及環氧基團等。上述增容劑或增容基團的引入不僅有效增強了酚醛樹脂和有機硅之間的物理作用和化學作用，還可以在一定程度上提高了共混改性酚醛樹脂的韌性和耐熱性，其熱分解溫度也有了較大的提高。

除增容結構外，在以上反應體系中引入偶聯劑也可以有效地改善酚醛樹脂的改性效果，在此不做贅述。

2.2 共聚改性酚醛樹脂

共聚改性是利用有機硅和酚醛樹脂中的活性基團間的化學反應，使兩者形成接枝或嵌段共聚物，通過有機硅和酚醛樹脂之間的穩定的化學鍵進行連接，從而有效地解決有機硅和酚醛樹脂之間的相容性問題。

通常以共聚形式進行酚醛樹脂改性時常選用帶有烴基、烷氧基的有機硅進行，因為有機硅中帶有的這些基團可以和酚醛樹脂上的烴基發生結合，形成穩定的化學鍵，使兩者之間可以穩定地結合。

有研究表明，利用帶有環氧基的有機硅進行酚醛樹脂的改性實驗，向其中加入一定量的八正丙基縮水甘油醚作為交聯劑，通過環氧基與烴基之間的反應在反應體系中引入有機硅，使有機硅與酚醛樹脂穩定結合。并且隨著交聯劑量的增加，改性酚醛樹脂的耐熱性可以有所提升，且其表面性能與疏水性增強。曾經有業內人士利用苯酚、甲醛和硼酸按照一定比例混合得到硼改性酚醛樹脂，這一改性酚醛樹脂中含有穩定的硼氧鍵和硅氧鍵，使該結構具有較強的穩定性，這樣的結構有效降低了改性樹脂的熱質量損失率，表明改性樹脂的耐熱性有了一定程度上的提高。

3 結論與思考

在科學技術不斷發展的前提下，高分子材料正逐漸向高性能化、復合化、精細化和功能化方向發展，其也在酚醛樹脂的改性過程中給予了一定的借鑒和指導，并為其改性方法和改性助劑的選擇指明了方向。在今后的酚醛樹脂研究中，其研究重點主要集中在以下兩方面∶一是在現有的酚醛樹脂改性技術基礎條件上，對其改性條件進行完善，同時致力于開發高性價比的產品，在提高改性樹脂性能的同時降低生產成本，以更好地適應市場的發展；二是從聚合物的結構、性能和工藝相關性角度進行考慮，開發多功能性的酚醛樹脂產品，進一步提高改性酚醛樹脂各成分之間的相容性和韌性，有效提高其耐熱性，使該有機材料在更多的領域得到應用。

[1] 劉成林，周傳健，趙新新，等.有機硅改性酚醛樹脂的研究進展[J].有機硅材料，2014，（5）∶395-402.

[2] 左小華，石華端，張世磊，等.有機硅改性熱塑性酚醛樹脂制備的研究[J].廣東化工，2011，（7）∶16-17.

Study on Silicone Modified Phenolic Resin

Zhang Man-qing

Phenolic resin is one of the most widely used synthetic resins in recent years.In this regard，this paper in the classification of phenolic resin，the mechanism and the method of silicone modified phenolic resin are discussed and the application of phenolic resin in order to give some experience.

silicone；phenolic resin；mechanism；method

TQ323.1

A

1003-6490（2017）02-0116-01

2017-02-15

張蔓青（1979—），女，助理工程師，主要研究方向為酚醛樹脂原料檢測、中控分析、廢水檢測、成品檢測。