有机硅改性酚醛树脂的研究

张蔓青

（旭有机材树脂（南通）有限公司，江苏南通 226017）

有机硅改性酚醛树脂的研究

张蔓青

（旭有机材树脂（南通）有限公司，江苏南通 226017）

酚醛树脂是目前应用最为广泛的一种合成树脂，近些年国内外对酚醛树脂的研究也越来越普遍。对此，在对酚醛树脂的分类进行介绍的基础上，对有机硅改性酚醛树脂的机理和方法进行了深入探讨，以期对酚醛树脂的应用给予一定的经验借鉴。

有机硅；酚醛树脂；机理；方法

在合成树脂中，酚醛树脂是发现最早的一种树脂，并且在目前人们的生活中应用最为广泛，但因为其热分解温度和抗氧化能力较差，因此许多耐火制品生产企业和一些科研院所把对酚醛树脂结合剂的耐热性进行改性作为了当前研究工作的重点内容。

1 酚醛树脂的类别

酚醛树脂有多种分类方法，可按照酚醛树脂是否为线性缩聚物或高支化型缩聚物，将其划分为热固性和热塑性酚醛树脂两大类，热固性酚醛树脂又可以称为可溶酚醛树脂，或者是一阶酚醛树脂，热固性的酚醛树脂合成条件为∶碱性催化剂、苯酚和甲醛等物质按一定的比例混合进行混合形成的，在热固性酚醛树脂中，含有可以进行进一步反应的羟甲基活化基团，在酸性条件或加热条件下可以交联固化；热塑性的酚醛树脂又名线型酚醛树脂，这种树脂是由pH值小于3的强酸催化剂、苯酚和甲醛经过适当的比例混合形成的，热塑性的酚醛树脂中需要加入固化剂才能够形成具有立体三维网络结构、不溶不熔的固化物。除上述两种酚醛树脂外，还有一种高邻位酚醛树脂，这种酚醛树脂是在强酸和金属离子的共同催化下形成的一种热塑性酚醛树脂，这类树脂与其他热塑性酚醛树脂相比，具有易成型、固化速度快、适合注射成型等特点，同时在进行改性酚醛树脂的研究中，这类树脂常作为基体进行改性。

2 有机硅改性酚醛树脂的机理与方法

2.1 共混改性酚醛树脂

有机硅共混改性酚醛树脂是指将酚醛树脂和有机硅改性剂进行混合，并加以合适的固化剂而固化形成的一种树脂，这种酚醛树脂的形态结构和性能取决于其共混体系中的各个组分之间的相容性。由于酚醛树脂和有机硅的溶度有较大的的差异，所以如果只是简单的将两者进行混合，就会因两者接触面之间的张力较大而呈现出分离状结构，造成改性效果不佳的后果。因此，在进行酚醛树脂和有机硅的改性时，可过增容结构或者是偶联剂的加入来提高两者的相容性。

在进行酚醛树脂的共混改性时，主要有直接共混法、在体系中引入增容结构、在体系中添加偶联剂等方法。在共混体系中引入具有较强极性的基团或者活性分子，利用其中存在的相互作用力使共混体系中各分子之间的物理或化学作用力增强，从而使述职各成分间的相容性增强。在实际的共混改性酚醛树脂制备中，常用的增容剂或增容基团有丁腈橡胶分子、八氨基苯基倍半硅氧烷以及环氧基团等。上述增容剂或增容基团的引入不仅有效增强了酚醛树脂和有机硅之间的物理作用和化学作用，还可以在一定程度上提高了共混改性酚醛树脂的韧性和耐热性，其热分解温度也有了较大的提高。

除增容结构外，在以上反应体系中引入偶联剂也可以有效地改善酚醛树脂的改性效果，在此不做赘述。

2.2 共聚改性酚醛树脂

共聚改性是利用有机硅和酚醛树脂中的活性基团间的化学反应，使两者形成接枝或嵌段共聚物，通过有机硅和酚醛树脂之间的稳定的化学键进行连接，从而有效地解决有机硅和酚醛树脂之间的相容性问题。

通常以共聚形式进行酚醛树脂改性时常选用带有烃基、烷氧基的有机硅进行，因为有机硅中带有的这些基团可以和酚醛树脂上的烃基发生结合，形成稳定的化学键，使两者之间可以稳定地结合。

有研究表明，利用带有环氧基的有机硅进行酚醛树脂的改性实验，向其中加入一定量的八正丙基缩水甘油醚作为交联剂，通过环氧基与烃基之间的反应在反应体系中引入有机硅，使有机硅与酚醛树脂稳定结合。并且随着交联剂量的增加，改性酚醛树脂的耐热性可以有所提升，且其表面性能与疏水性增强。曾经有业内人士利用苯酚、甲醛和硼酸按照一定比例混合得到硼改性酚醛树脂，这一改性酚醛树脂中含有稳定的硼氧键和硅氧键，使该结构具有较强的稳定性，这样的结构有效降低了改性树脂的热质量损失率，表明改性树脂的耐热性有了一定程度上的提高。

3 结论与思考

在科学技术不断发展的前提下，高分子材料正逐渐向高性能化、复合化、精细化和功能化方向发展，其也在酚醛树脂的改性过程中给予了一定的借鉴和指导，并为其改性方法和改性助剂的选择指明了方向。在今后的酚醛树脂研究中，其研究重点主要集中在以下两方面∶一是在现有的酚醛树脂改性技术基础条件上，对其改性条件进行完善，同时致力于开发高性价比的产品，在提高改性树脂性能的同时降低生产成本，以更好地适应市场的发展；二是从聚合物的结构、性能和工艺相关性角度进行考虑，开发多功能性的酚醛树脂产品，进一步提高改性酚醛树脂各成分之间的相容性和韧性，有效提高其耐热性，使该有机材料在更多的领域得到应用。

[1] 刘成林，周传健，赵新新，等.有机硅改性酚醛树脂的研究进展[J].有机硅材料，2014，（5）∶395-402.

[2] 左小华，石华端，张世磊，等.有机硅改性热塑性酚醛树脂制备的研究[J].广东化工，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

张蔓青（1979—），女，助理工程师，主要研究方向为酚醛树脂原料检测、中控分析、废水检测、成品检测。