熱固型塑料熱固性塑料的固化反應(yīng)的類型

熱固性聚合物的固化反應(yīng)有兩種基本類型:

①固化過(guò)程中有小分子如NH₃或H₂O析出，即固化過(guò)程是由縮合反應(yīng)進(jìn)行的。這時(shí)，成型多應(yīng)在高壓條件下進(jìn)行，以使小分子化合物逸出而不聚集成氣孔，造成制件缺陷。但是在低溫、固化反應(yīng)較慢的情況下也可選用常壓成型，此時(shí)小分子緩慢擴(kuò)散蒸發(fā)而不致形成氣孔。

②固化過(guò)程是依聚合機(jī)理進(jìn)行的，無(wú)小分子物析出，這時(shí)就不必慮及使小分子物逸出的措施。

熱固性塑料成型加工的共同特點(diǎn)是，所用原料都是分子量較低的液態(tài)黏稠流體，脆性固態(tài)的預(yù)聚體或中間階段的縮聚體，其分子內(nèi)含有反應(yīng)活性基團(tuán)，為線型或支鏈結(jié)構(gòu)。在成型為塑料制品過(guò)程中同時(shí)發(fā)生固化反應(yīng)，由線型或支鏈型低聚物轉(zhuǎn)變成體型聚合物。這類聚合物不僅可用來(lái)制造熱固性塑料制品，還可做黏合劑和涂料，并且都要經(jīng)過(guò)固化過(guò)程才能生成堅(jiān)韌的涂層和發(fā)揮黏層作用。熱固性塑料成型的一般方法是模壓、層壓及澆鑄，有時(shí)亦可采用注射成型及其他成型方法。

熱固性塑料的基本組分是體型結(jié)構(gòu)的聚合物，且大都含有填料。熱固性塑料較熱塑性塑料耐熱好、剛性大、制品尺寸穩(wěn)定性好。

1、酚醛(PF)塑料及其建筑制品。酚類化合物和醛類化合物縮聚而成的聚合物稱為酚醛樹(shù)脂，其中主要是苯酚和甲醛的縮聚物。將熱固性酚醛樹(shù)脂加入木粉填料可模壓成電I器材“電木”。

2.聚酯(UP)塑料及其建筑制品。聚酯樹(shù)脂是多元酸和二元醇縮聚成的線形初聚物，在固化前是高黏度的液體，加人固化促進(jìn)劑后固化交聯(lián)形成體型結(jié)構(gòu)。聚酯樹(shù)脂的優(yōu)點(diǎn)是加工方便，可在室溫不加壓或低壓下固化成型，主要用于制作玻璃纖維增強(qiáng)塑料、涂料和聚酯裝飾板等。

3. 環(huán)氧(EP)塑料及其建筑制品。環(huán)氧樹(shù)脂大多是由雙酚和環(huán)氧氯丙烷縮聚而成。在未固化前是高黏度液體或脆性固體，易溶于丙酮或二甲苯等溶劑,其最大的特點(diǎn)就是與各種材料均有很強(qiáng)的黏結(jié)力，主要用于制作玻璃纖維增強(qiáng)塑料(即用于人造大理石和人造瑪瑙)，另一重要的用途是做黏合劑。

4.有機(jī)硅(Si)塑料及其建筑制品。有機(jī)硅分子主鏈為硅氧鏈,由于硅的存在使其具有耐高溫、耐水、耐候的特點(diǎn)。有機(jī)硅憎水、透明,可用作防水及防潮涂層，并在許多防水材料中用作為憎水劑。有機(jī)硅塑料的主要特點(diǎn)是不燃，介電性能優(yōu)異，耐水，常做防水材料，耐高溫，可在250攝氏度以下長(zhǎng)期使用。

5.聚甲基丙烯酸甲酯(俗稱有機(jī)玻璃) 。聚甲基丙烯酸甲酯是透明(不僅透過(guò)可見(jiàn)光還透過(guò)紫外線)的，有機(jī)物透光率高達(dá)92%，而且重量輕，多制成扁材或塊體，可做透光的維護(hù)結(jié)構(gòu)，也可制成管子。

以酚類化合物與醛類化合物縮聚而得的樹(shù)脂稱為酚醛樹(shù)脂，其中主要是苯酚與甲醛縮聚物(PF)。酚醛塑料于1909 年即開(kāi)始工業(yè)生產(chǎn)，歷史最為悠久。當(dāng)前酚醛樹(shù)脂世界總產(chǎn)量占合成聚合物的4%~6%，居第六位。近些年國(guó)外發(fā)展了酚醛樹(shù)脂的改性聚合物樹(shù)脂，它是苯酚與二甲氧基對(duì)二甲苯的縮聚物。

最常用的酚醛樹(shù)脂單體是苯酚和甲醛，其次是，甲酚、二甲酚、糠醛等。根據(jù)催化劑是酸性或堿性的不同、苯酚/甲醛的比例不同，可生成熱塑性或熱固性樹(shù)脂。熱塑性酚醛樹(shù)脂需以酸類為催化劑，酚與醛的比例大于1(6/5或7/6)，即在酚過(guò)量的情況下生成；若甲醛過(guò)量，則生成的線型低聚物容易被甲醛交聯(lián)。熱塑性酚醛樹(shù)脂為松香狀，性脆，可溶、可熔，溶于丙酮、醚類、酯類等。若甲醛過(guò)量，以酸或喊為催化劑，或甲醛雖不過(guò)量，但以堿為催化劑時(shí)都生成熱固性酚醛樹(shù)脂。

熱塑性酚醛樹(shù)脂與熱固性酚醛樹(shù)脂能相互轉(zhuǎn)化。熱塑性樹(shù)脂用甲醛處理后可轉(zhuǎn)變成熱固性樹(shù)脂，熱固性樹(shù)脂在酸性介質(zhì)中用苯酚處理可變成熱塑性酚醛樹(shù)脂，熱固性酚醛樹(shù)脂,由于縮聚反應(yīng)推進(jìn)程度的不同，相應(yīng)的樹(shù)脂性能亦不同?？蓪⑵浞譃槿齻€(gè)階段：甲階樹(shù)脂，能溶于乙醇、丙酮及堿的水溶液中，加熱后可轉(zhuǎn)變成乙階和丙階樹(shù)脂；乙階樹(shù)脂，不溶于堿液但可全部或部分地溶于乙醇及丙酮中，加熱后轉(zhuǎn)變成丙階；丙階樹(shù)脂為不溶不熔的體型聚合物。 2100433B

第一次加熱時(shí)可以軟化流動(dòng)，加熱到一定溫度，產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)一交聯(lián)固化而變硬，這種變化是不可逆的，此后，再次加熱時(shí)，已不能再變軟流動(dòng)了。正是借助這種特性進(jìn)行成型加工，利用第一次加熱時(shí)的塑化流動(dòng)，在壓力下充滿型腔，進(jìn)而固化成為確定形狀和尺寸的制品。這種材料稱為熱固性塑料。

熱固性塑料的樹(shù)脂固化前是線型或帶支鏈的，固化后分子鏈之間形成化學(xué)鍵，成為三維的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，不僅不能再熔觸，在溶劑中也不能溶解。

主要用于隔熱、耐磨、絕緣、耐高壓電等在惡劣環(huán)境中使用的塑料，大部分是熱固性塑料，最常用的應(yīng)該是炒鍋鍋把手和高低壓電器。

常用的熱固性塑料品種有酚醛樹(shù)脂、脲醛樹(shù)脂、三聚氰胺樹(shù)脂、不飽和聚酯樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、有機(jī)硅樹(shù)脂、聚氨酯等。