三聚氰胺甲醛树脂合成工艺优化及改性应用研究

摘要

酚醛树脂性能优良,是一种与各种各样的有机和无机填料都能相容的多功能物质。由于酚醛树脂结构上的酚羟基和亚甲基很容易被氧化,使得酚醛树脂产品的机械强度和耐热性降低,所以纯的酚醛树脂已经不能满足现代工业的要求。将酚醛树脂和其他一些具有优良性能的聚合物共混,利用不同聚合物之间性能的互补可以有效改善酚醛树脂的物理、化学和机械性能。本研究通过改性三聚氰胺甲醛树脂与酚醛树脂的共混,提高其贮存稳定性、黏性和韧性,从而提高酚醛树脂的机械性能。
　　 实验首先对三聚氰胺甲醛树脂的合成工艺进行优化。考察反应物料的配比、羟甲基化反应温度、羟甲基化反应时间以及醚化反应温度四个可变因素,设计正交实验,并对反应体系pH值进行单因素考察。最终优化得到的工艺条件为:反应物物质的量的比为1:5:5;羟甲基化反应pH值为8.0～9.0,反应温度为85℃,反应时间为30min;醚化反应pH值为5.0～5.5,反应温度为50℃。
　　 在此基础上采用聚乙二醇对其改性,以动力粘度作为改性树脂的质量指标,考察聚乙二醇的最佳加入条件以及加入量。由单因素考察实验可知,聚乙二醇改性树脂实验的最优工艺条件为:在合成三聚氰胺甲醛树脂的优化工艺条件下,羟甲基化反应进行10min时,加入聚乙二醇2.3％,尿素1.4%(两者均按占三聚氰胺和甲醛总质量的百分比计)。
　　 最后将改性三聚氰胺甲醛树脂替代15%的酚醛树脂,进行酚醛树脂砂轮应用实验。用改性和未改性的酚醛树脂分别制作砂轮,对比两组树脂砂轮产品的回转强度、静平衡试验以及磨削比。实验结果显示,回转强度提高了4.91%,标准等级由合格变为优等;允许的最大静不平衡数值由9变为6,等级也由良好变为优等;磨削比由7提高至8.5,等级从合格变为优等。