1、酚醛樹(shù)脂的精細化研究

1.1、效率及穩定性的發(fā)展

隨著(zhù)酚醛樹(shù)脂生產(chǎn)技術(shù)的不斷完善，生產(chǎn)控制由判定反應程度及反應終點(diǎn)靠看、聽(tīng)、摸感判斷，經(jīng)驗主義的手動(dòng)間歇式生產(chǎn)，發(fā)展到先進(jìn)儀器在線(xiàn)控制生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品性能穩定的連續化生產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量更穩定，生產(chǎn)效率更高。

1.2、精細化加智能化的發(fā)展

隨著(zhù)MPC技術(shù)的運用，生產(chǎn)控制朝著(zhù)更加智能化的方向發(fā)展，MPC利用動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)模型預測了未來(lái)的反應熱量、估算冷卻表面的傳熱系數、精確控制甲醛加入速率和反應器溫度，確保將來(lái)的反應熱不會(huì )超過(guò)可用的冷卻能力、用動(dòng)力學(xué)模型預測最短的樹(shù)脂縮聚的終點(diǎn)?？梢苑€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)量參數的一致性、批次周期時(shí)間的變化越來(lái)越小、使用動(dòng)力學(xué)模型確定終點(diǎn)(截止點(diǎn))、無(wú)需從反應器中取樣品、操作員干預更少，自動(dòng)化程度更高等諸多好處，為產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的更加穩定提供智能化技術(shù)支持。圖3圣泉集團酚醛樹(shù)脂生產(chǎn)控制現場(chǎng);圖4圣泉集團生產(chǎn)的高穩定性酚醛樹(shù)脂GPC分布。

1.3、酚醛樹(shù)脂固化更加深入

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

2、酚醛樹(shù)脂的高性能化研究

酚醛樹(shù)脂作為重要的合成樹(shù)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(shù)脂本身的性能研究及作為復合材料應用時(shí)的綜合性能研究

2.1、酚醛樹(shù)脂的增韌研究

酚醛樹(shù)脂的增韌分為物理(混合型)增韌及化學(xué)(反應型)增韌，化學(xué)增韌通過(guò)化學(xué)反應將具有韌性的柔性長(cháng)鏈分子接枝到酚醛樹(shù)脂的主鏈上，使苯酚連接上柔性長(cháng)鏈，然后再與甲醛反應制得增韌改性的酚醛樹(shù)脂，機理：當酚醛樹(shù)脂受力發(fā)生龜裂時(shí)，這些柔性鏈能吸收部分能量，并使應力分散，降低樹(shù)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(lái)，高校在對酚醛樹(shù)脂增韌方面有了更深入的研究，其中沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)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)現離子液體的活性功能基團可以與PF 發(fā)生化學(xué)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(shù)脂的耐熱研究

材料切削時(shí)所做的功幾乎全部轉化成熱能，據資料報道，磨料磨具在磨削時(shí)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(shù)脂為粘結劑的樹(shù)脂磨具在中溫(250℃以下)有較好的強度保持性，高溫會(huì )導致樹(shù)脂軟化或者分解使其粘結力下降，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(shù)脂的耐熱研究比較重要。

無(wú)機材料改性：以硼、鉬改性酚醛樹(shù)脂為主?；驹砭褪窃跇?shù)脂分子結構中引入硼、鉬等元素，生成鍵能較高的B-O、O-Mo-O鍵，提高改性樹(shù)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(shù)脂的熱解過(guò)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(shù)脂的失重率達到100%，硼改性酚醛樹(shù)脂僅為67%，鉬改性酚醛樹(shù)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(guò)共混或者化學(xué)的方式與樹(shù)脂結合，達到改善酚醛樹(shù)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(shí)通常會(huì )進(jìn)行表面處理或者表面疏水化，以便能與酚醛樹(shù)脂作用。納米材料不同其改性樹(shù)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(guò)樹(shù)脂與其它特殊材料復配，在磨削過(guò)程中通過(guò)輔助材料的物理或化學(xué)變化，達到保護酚醛樹(shù)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(guò)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(shù)脂的氧化。

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