试论酚醛树脂及其复合材料成型工艺的研究进展

谭小波

摘 要：酚醛树脂具有安全环保、低毒低烟等显著优势和特征，满足工业生产需要，得到越来越广泛的应用。文章介绍酚醛树脂及其复合材料成型工艺的研究进展，并对其发展做出展望，希望能为实际工作提供指导与借鉴。随着技术发展和科研工作的深入，酚醛树脂的性能会不断改进，在工业领域必将得到更为广泛的应用。

关键词：酚醛树脂；成型工艺；环氧树脂；挤拉成型

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.24.006

0 引言

酚醛树脂在工领域的应用历史已经超过100年，也是最早工业化的合成树脂。它的原材料容易获得，合成工艺简单，合成后性能良好，具有阻燃、低烟、低毒等特征，满足工业生产对材料的需要，其应用范围变得越来越广泛，受到人们普遍关注和重视。并且随着技术研究和进步，酚醛树脂的性能也不断改进，在工业领域得到更为有效的利用。

1 酚醛树脂研究进展

酚醛树脂的反应活性低，固化反应放出缩合水，并且必须在高温条件下才能进行固化，制约其在复合材料领域的应用。为弥补这种缺陷与不足，进一步提高其综合性能，人们加强相关研究工作，改进其韧性，提高其耐热和力学性能。并研制和开发新型酚醛树脂，为其推广和应用创造良好条件，具体来说，这些工艺技术主要体现在以下方面。

（1）聚乙烯醇缩醛和聚酰胺。聚乙烯醇缩醛在工业领域的应用非常广泛，有着显著的作用和效果，能确保酚醛树脂的脆性，提高与玻璃纤维的粘结力，增强复合材料的力学强度，降低成型压力，对该材料的推广应用具有重要影响。聚酰胺也是常用的材料类型，有利于增强酚醛树脂的冲击韧性和粘结性，利用过程中能发生反应形成化学键，实现改性的目的。渔竿等利用聚酰胺制成，可以提高力学性能，促进其作用有效发挥。

（2）环氧和有机硅。环氧的综合性能良好，能兼顾热固性酚醛树脂和双酚A型的优势，提高材料的粘结性与耐热性，改善树脂的脆性，通过化学反应交联成复杂体型结构，进而达到提高材料性能的目的。有机硅的耐热性和耐潮性良好，有机硅单体与酚羟基发生化学反应，增强酚醛树脂的耐热性与耐水性。所制成的复合材料综合性能良好，能在200-260℃的高温下工作较长时间，也可用于瞬间耐高温材料，满足工业生产需要。

（3）硼和橡胶。引入硼元素能显著改善酚醛树脂的耐热性、耐瞬间高温性、耐烧蚀性，增强其力学性能，在火箭、导弹、空间飞行器领域可作为耐烧蚀材料。最常见的是硼酸苯脂，分解峰温度高达625℃，有着良好的韧性和力学性能，弯曲强度可达420MPa，剪切强度达39.7MPa，同时还具有良好的耐水性。酚醛树脂中增加橡胶能有效提高其韧性，加入量通常为树脂质量的2%—10%，冲击韧性可达100%，可用于航空航天领域。

（4）烯丙基和酚醛氰酸脂。烯丙基通过不同官能团聚合实现固化，改进传统固化方式，热稳定性更好，残碳率更高，具有良好的耐高温性能。酚醛氰酸脂收缩率低，阻燃特性良好，在印刷电路板、电机绝缘配件、航空航天高性能结构复合材料领域有着广泛的应用。

（5）苯并噁嗪树脂和二甲苯。苯并噁嗪成型固化时不会释放小分子，改进成型工艺，制品孔隙率低，显著提高其性能。二甲苯引入流水性结构，也显著改善酚醛树脂的耐水性、耐碱性、耐热性、电绝缘性能。

（6）二苯醚甲醛树脂和双马来酰亚胺。二苯醚甲醛耐热性能、耐辐射性优良，吸湿性较低，可作H级绝缘材料。双马来酰亚胺耐高温性能，耐热性良好，热变形温度达273℃，玻璃化温度288℃。

2 酚醛树脂复合材料成型工艺的研究进展

传统酚醛树脂的应用范围广泛，成型方法多种多样，为促进其得到更好应用，复合材料界加强科学研究，重视酚醛玻璃钢的开发和应用，满足工业建设和发展需要。目前我国在这方面也取得一定进步，主要工艺包括以下种类，并且发展势头良好。

（1）RTM成型工艺。将玻璃纤维等放入模腔，用压力注入树脂胶液，然后固化，脱模成型制品。RTM要求树脂注射黏度为250-500mPa.s，以提高综合性能。目前其工艺需求主要来自军用产品，研究热点为开发专用改性酚醛树脂。酚醛RTM制品种类繁多，导弹鼻锥、汽车部件、油井管活塞等，能充分发挥其阻燃和耐高温、力学性能好的特点。很多公司还大力发展该工艺，制作军工产品，同时还对设备性能改进，生产酚醛玻璃钢制品。

（2）拉挤成型工艺。常用基体为不饱和聚酯树脂、乙烯基脂，拉挤成型工艺简单，增强材料种类繁多。实际工作面临的问题为反应放出水分问题、模具耐腐蚀问题、树脂固化和高黏度问题，要加强改进和完善，提升技术工艺水平，促进拉挤成型工艺性能变得更加良好。

（3）SMC/BMC模压成型工艺。将SMC/BMC模压料放入金属对模，在一定温度和压力下成型制品，研制的产品主要用于宇航、建筑、运输领域。随着技术发展和进步，整套工艺技术和制品被研发出来，包括专用树脂、模压工艺等也得到应用。

（4）其它成型工艺。例如，连续层压、纤维缠绕、预浸渍、低压模压、喷涂成型等，也是较为常见的工艺，并且各有自身特点和优势，满足产品制造需要，有着较为广泛的应用空间和发展潜力。

3 结束语

酚醛树脂在化工领域有着广泛的应用，满足工业领域建设和应用的需要，对推动工业发展，降低工业产品成本具有重要作用。随着技术发展与进步，酚醛树脂的性能将会进一步改善，新工艺和新产品将会不断被研制出来，在工业生产中会发挥更大的作用。

参考文献：

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