酚醛树脂高性能化改性研究进展

时间：2025-04-09

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第’3卷第,期4560’3750,%))’年+月896:%))’热固性树脂!"#$%&’#(()*+,#’)*

酚醛树脂高性能化改性研究进展

伊廷会

（兵器工业五三研究所，山东济南!"##$%）

摘

要：介绍了酚醛树脂增韧、耐热改性研究及改性后的高性能酚醛树脂作为摩擦材料的应用。增韧改性方法

包括：橡胶改性，腰果壳油改性，热塑性树脂改性，桐油改性，新型固化剂改性，马来酰亚胺改性及腰果壳油!双马来酰亚胺复合改性；而耐热改性方法包括：胺类改性，硼酸改性，芳烃改性，钼改性，聚酰亚胺改性，磷改性，苯并噁嗪化合物改性及氰酸酯化改性。关键词：酚醛树脂；增韧；耐热性；改性中图分类号："#$%$&’

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!前言

酚醛树脂中加入内增韧物质，如使酚羟基醚化、在酚核间引入长的亚甲基链及其他柔性基团等；20用玻璃纤维、玻璃布及石棉等增强材料来改善脆性。这些方法虽然提高了韧性，耐热性等却下降了。为了使酚醛树脂的耐热性进一步提高，目前一直在探讨其改性方法，如增加酚醛中固化剂的添加量，严格成型条件或后固化条件的方法，或者导入亚胺环或三嗪环等刚性环结构的方法。这些方法虽然提高了耐热性，但韧性却又降低了。由此可见，很多情况下酚醛树脂的韧性和耐热性的提高是难以并存的。近年来，曾进行过在不降低酚醛树脂耐热性的前提下提高其韧性的探讨，如通过添加碳酸钙和粘土等无机填料来保持其耐热性；采用热塑性酚醛树脂六次甲基四胺固化体系，并对改性剂及酚醛固化物的结构进行设计，以同时提高酚醛树脂的韧性和耐热性，均取得了一定进展。"#!

橡胶改性酚醛树脂

橡胶增韧酚醛是最常见的增韧体系，国内外早有研究报导。多选用大分子丁腈、丁苯、天然橡胶对酚醛树脂增韧。从工艺角度看，橡胶增韧酚醛树脂属物理掺混改性，但在固化过程中存在着不同程度的接枝或嵌段共聚反应。以最常用的丁腈橡胶增韧酚醛树脂体系为例，不管酚醛树脂是热固性的还是热塑性的，在固化过程中都可能发生橡胶与树脂间的接枝反应，增韧效果除与酚醛橡胶间化学反应程度有关外，与两组分的相容性、共混物形态结构、共混比例等都有关系，橡胶增韧酚醛树脂效果显著，是兼顾增韧、耐热、价格等综合性能的最有

酚醛树脂是世界上最早实现工业化的合成树脂，迄今已有近百年的历史。由于其原料易得，价格低廉，生产工艺和设备简单，而且产品具有优异的机械性、耐热性、耐寒性、电绝缘性、尺寸稳定性、成型加工性、阻燃性及烟雾性，因此它已成为工业部门不可缺少的材料，具有广泛的用途。

但是，酚醛树脂结构上的薄弱环节是酚羟基和亚甲基容易氧化，耐热性受到影响。随着工业的不断发展，特别是各种车辆和机械使用工况条件及航空、航天和其它国防尖端技术的发展，对高性能摩擦材料提出了新的要求，如较高的热分解温度、良好的热恢复性能、足够的摩擦系数、较好的耐磨性能及较低的噪音等。用纯酚醛树脂作为摩擦材料，如高级轿车、摩托车刹车片和离合器片的基材，还不能满足这些要求。传统未改性的酚醛树脂脆性大、韧性差、耐热性不足，限制了高性能摩擦材料的开发，目前，高性能摩擦材料用酚醛树脂主要靠从国外进口。因此，为适应汽车、电子、航空、航天及国防工业等高新技术领域的需要，对酚醛树脂进行改性，提高其韧性及耐热性是酚醛树脂的发展方向。"

增韧改性的研究

普通酚醛树脂的脆性大，通常由其制得的摩擦材料硬度大、模量高、韧性差、易在界面上产生应力裂纹。提高酚醛树脂韧性的途径主要有如下几种：/0在酚醛树脂中加入外增韧物质，如天然橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶及热塑性树脂等；10在

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热固性树脂第$!卷

效途径之一。但若橡胶含量较高，也会影响耐热性。因此橡胶的加入量一般宜控制在!"#$%"。

向可熔性和线型酚醛树脂的混合物中加入含羧基的丁腈橡胶，因可熔性酚醛树脂中的羟甲基和丁腈橡胶中的丁二烯双键、羧基起反应，使酚醛树脂和丁腈橡胶之间由化学键而紧密联接，所以既能提高弯曲强度、拉伸强度，又能提高冲击强度及断裂延伸率，耐热性也有提高。表$是用丁腈橡胶及羧基丁腈橡胶增韧酚醛树脂所得固化物的性能。

表!

性

苯酚、甲醛在酸性条件下1<直接法将89:;、

缩合制成热塑性酚醛树脂，在六亚甲基四胺作用下经加热交联固化。表+是直接法改性酚醛摩擦材料制品的力学性能。

表"

名

#$%&改性酚醛树脂摩擦材料的力学性能

称

布氏硬度&=01+,!#5,.5,%#-,.

冲击强度（ )*+&’(

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89:;改性酚醛树脂