酚醛树脂是人类最早合成的高分子品种，从1905年美国科学家“酚醛树脂之父”Dr．Leo -Backeland将酚醛树脂投入商业化生产至今，已有将近100年的历史。由于不饱和聚酯树脂、环氧树脂、糠醛树脂、聚氨酯等树脂的合成，限制了酚醛树脂的发展。然而，酚醛树脂的耐烧蚀性是其他树脂无可取代的。作为酚醛新发展的酚醛泡沫塑料具有制造工艺简单、价格便宜等特点。作为第三代保温材料的酚醛泡沫，与PS泡沫、PE泡沫、PU泡沫相比较，具有阻燃性能好、烟浓度和烟毒性低、燃烧时无熔化液滴落、热稳定性好、对化学试剂和有机溶剂有高的耐性，可广泛应用于绝缘材料，还可用于其他工业应用。 一、可发性酚醛树脂的合成
酚醛树脂分为热塑性酚醛树脂和热固性酚醛树脂。在酸性条件下，甲醛与苯酚的摩尔比为0．7～0．8，生成热塑性酚醛树脂，一般使用化学发泡剂。在碱性条件下，甲醛与苯酚摩尔比为1．2～1．5，生成甲阶酚醛树脂即热固性酚醛树脂，一般使用物理发泡剂。，不过，主要还是使用后者。 电容笔制作
合同比对可发性酚醛树脂是能溶解于乙醇、丙酮和碱的水溶液的单环酚醛预聚体的混合物，在适合的条件下形成更多的多环预聚体，结构复杂。苯酚和甲醛的反应不仅仅与介质的pH值有关，还与催化剂的种类和用量、甲醛和苯酚的物质的量之比及反应时间有关系。
在装有搅拌器、回流冷凝器、温度计的四口瓶中加入一定比例的苯酚、甲醛及20％的氢氧化钠水溶液，在70～90℃反应一段时间，冷却至室温，用盐酸中和，使反应溶液的pH值为7左右，减压蒸馏至所需粘度时冷却出料，得液体酚醛树脂。
二、酚醛树脂的发泡
酚醛泡沫是由酚醛树脂加入表面活性剂、发泡剂、固化剂等多种助剂经搅拌、发泡、熟化而成的泡沫塑料。如表1配方：
表1 典型的酚醛泡沫配方
原料 | 用量/g |
酚醛树脂 | 5O |
稳泡剂 | 安全绳网 2 |
泡沫调节剂 | l |
发泡剂 | 5 |
| |
1、固化剂
固化剂也称酸性催化剂。无机酸或有机酸都有利于树脂的交联固化，引起热量的增大，促进发泡剂汽化。固化剂的选择，对泡沫的结构和强度都有较大的影响。强无机酸腐蚀金属，多采用温和催化剂，如磷酸和苯磺酸。
2、表面活性剂
表面活性剂即气泡稳定剂。它能降低酚醛表面张力，产生的泡沫微细化、稳定化，泡沫均匀致密，防止发泡的薄气泡壁破裂，发生Marangoni效应。常用的表面活性剂如硅酮和吐温系列。
3、发泡剂
甲阶酚醛树脂含有l0 ～20％ 质量分数的水和少量游离甲醛，在发泡中可以起到发泡剂作用，但得到不规则大孔的泡沫，需加发泡剂。常用物理发泡剂为低沸点的挥发性液体如氢氟烃、二氯甲烷和正戊烷等。还有固体发泡剂，如铝粉、Na抗氧剂17902SO3等。
4、发泡工艺
酚醛泡沫塑料传统的生产工艺流程是间歇法，它由原材料高速混合，浇注入模发泡，模内固化成型，脱模后熟化等4个步骤组成。这种生产方式仅适合于小批量生产，产品质量欠稳定，生产环境也较差。如下方法：
先预热可发泡性酚醛树脂(30℃)，然后加入表面活性剂、发泡剂、改性剂搅拌1～3 min，加入固化剂，剧烈搅拌后倒入模具中(30～40℃)，在50~80℃下发泡即可得到产品。
近几年来为了适应石油化工管道保温及大规模建筑保温板的需求，先进的生产工艺已转向现场喷射发泡及连续化流程。现场喷射发泡特别适用于石油化工管道，在管道工程完成后，对管路进行外包覆达到保温的目的。其工艺流程如图1示。这种方法具有高效，不需模具，外形结构适应性强等特点。
图1
三、酚醛泡沫改性预应力压浆
酚醛树脂泡沫存在延伸率低、脆性大、易掉粉、不耐弯曲等问题，限制了酚醛泡沫的应用，需对泡沫的进行增韧改性。
1、低温发泡
庄晓伟等人采用低温（40℃）发泡工艺制备酚醛泡沫材料，减少固化过程中酚醛树脂的酚羟基和亚甲基被氧化率，降低酚醛泡沫的表面脆性，制得新型低温发泡酚醛树脂泡沫材料。然而，40℃低温发泡工艺存在最大的问题是树脂发泡程度低、泡沫体密度大，导致隔热性能的下降和成本的增加。
2、聚氨酯改性
日本以聚氨酯为主要原料和改性酚醛树脂合成一种防火泡沫 ,它的表面脆性有改善,孔结构均匀。聚氨酯改性酚醛泡沫与传统酚醛泡沫发泡工艺相似,只是在发泡组分中多了一个预聚物组分。预聚物的作用是在酚醛刚性分子结构中引入了柔韧性极好的氨基甲酸酯链段,这种柔性链段的引入,从根本上改变了酚醛树脂交联的刚性分子结构,从而提高了泡沫制品的韧性,降低了脆性,改善了掉渣问题,与此同时引入了聚氨酯材料的特性。
3、聚乙烯醇改性
在酚醛树脂合成初期阶段加入聚乙烯醇，使其所含羟基与酚醛初期缩聚物中的羟甲基发生化学反应，形成接枝共聚物，实现了增韧效果。
四、应用
酚醛泡沫塑料发展初期仅限于简单造型的板、管制品，应用也只是限于保温材料。近年来为适应建筑和交通业的多样化要求，酚醛泡沫塑料又开发了多种类型夹心复合板。此外，还开发了与管配套的多种酚醛泡沫管件。
伴随人们生活的改善，花卉培植进入千家万户，由酚醛开孔泡沫塑料制成的绿栽培基应运而生，俗称“花泥”。“花泥”吸水性强，有一定保水性，耐水耐药液腐蚀，无味，不起尘，固根性好，所以目前产销量上升很快。生产“花泥”可采用问歇法生产，设备投资少，易推广。以酚醛泡沫塑料作为碳泡沫先驱是使其从一般材料向高性能功能材料发展的一个重要代表。碳泡沫具有导热系数低，密度小，比强度高，耐烧蚀性优等特点，因此在航空、航天、车船工业、电子通讯工业等被用作耐烧蚀的高性能保温材料。
目前酚醛泡沫主要用于以下几个方面：
(1)建筑业：酚醛泡沫防火性能优异、价廉、安全、轻质，在建筑业中应用前景十分诱人。如用于屋顶保温层、天花板、办公室隔板及隔音屏风。经玻璃纤维增强的酚醛泡沫可用做地板材料。隔热用酚醛泡沫塑料与钢、铝复合做成夹心板材，不但具有优异的隔热性能，而且保留了金属材料所特有的强度，广泛应用于厂房、冷库、易燃品仓库内外墙及吊顶。用玻璃纤维与丙烯酸乳胶做面，以酚醛泡沫做芯的夹层板材表面光滑柔软，可防潮、防水、隔热 。
(2)船舶建造业：用做渔船冷藏舱和液化天然气运输船的酚醛泡沫隔热材料在一196℃到室
温约200℃的温差下保持效果良好。同时可以减轻船体自重，增加承载能力。此外，由于海上火灾救助能力差，阻燃性及机械强度好的酚醛泡沫已被应用于英国防御体系中舰船及潜水艇的建造。
(3)石油化工业：由于酚醛泡沫导热系数低，防火性能及耐化学品性能好，可应用于石油化工的容器、设备和管道保温，还可用于蒸汽管道保温。
随着高科技产业、高端建筑及交通工具需求的增长，可以预言酚醛泡沫塑料这种具有卓越综合性能的轻体、隔热、耐燃材料将会越加引起人们的重视，人们将会不断地研究改进其生产技术并扩大其应用领域。
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