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酚醛及其改性泡沫材料
????????【中塑在線訊】日前介紹兩種酚醛泡沫的制備：一種是用加熱方法制備酚醛泡沫，另一種是尿素改性酚醛泡沫的制備。用加熱方法制備的酚醛泡沫，其性能比常溫發(fā)泡有很大改觀：泡沫的壓縮強(qiáng)度較常溫發(fā)泡提高一倍左右，吸水率降至原來的一半，導(dǎo)熱系數(shù)由原來的0。033W/mk降至0。028W/mk，泡沫很均勻、細(xì)膩。尿素改性酚醛泡沫，其性能介于加熱發(fā)泡和常溫發(fā)泡兩種酚醛泡沫之間，但可降低成本。兩者在管道保溫領(lǐng)域都有很廣闊的應(yīng)用市場(chǎng)。酚醛泡沫由于價(jià)廉，是目前國(guó)外合成泡沫中發(fā)展較快的品種，近年來消費(fèi)量迅速增長(zhǎng)、應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。1968年以前世界消費(fèi)量還不到1000噸，而到1986年已達(dá)成40000 噸，90年代預(yù)計(jì)達(dá)到85000噸。酚醛泡沫已成為“保溫材料新的候補(bǔ)者”。專家運(yùn)用加熱發(fā)泡工藝制備酚醛泡沫，使泡沫比常溫發(fā)泡均勻、細(xì)膩、便于施工和生產(chǎn)，泡沫主要性能均有較大的提高，總之酚醛泡沫的優(yōu)異性能，為在管道上的應(yīng)用提供了廣泛的應(yīng)用前景。
????????一、前言
????????酚醛泡沫由于價(jià)廉，是目前國(guó)外合成泡沫中發(fā)展較快的品種。近年來消費(fèi)量迅速增長(zhǎng)，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。1968年以前世界消費(fèi)量還不到1000t，而到 1986年已達(dá)成40000t，90年代預(yù)計(jì)達(dá)到85000t，酚醛泡沫已成為“保溫材料新的候補(bǔ)者”。酚醛泡沫具有許多優(yōu)點(diǎn):(1)導(dǎo)熱系數(shù)一般為 0.02～0.04W/mk，接近于PU硬泡，優(yōu)于目前建筑業(yè)中廣泛使用的PS泡沫;(2)長(zhǎng)期使用溫度一般可達(dá)140～160℃;(3)氧指數(shù)一般為 35～50%，而PU硬泡一般為25～28;(4)成本低廉，工程造價(jià)比聚氨酯低30%～50%。近年來國(guó)外對(duì)其原料、工藝及設(shè)備都進(jìn)行了大量的研究工作，并已制得具有高強(qiáng)度、可忽略的酸性、沒有悶火燃燒性及較低導(dǎo)熱系數(shù)的泡沫，有力地促進(jìn)了酚醛泡沫在各領(lǐng)域的應(yīng)用。
????????最初酚醛泡沫的生產(chǎn)工藝是常溫發(fā)泡，就是酚醛樹脂與固化劑混合、倒入模具后，不需要加熱就直接發(fā)泡成型，這一工藝的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、方便，可在現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡但也存在不足：發(fā)泡誘導(dǎo)時(shí)間短，大的模具來不及充模，酸多、泡沫性能差。隨著生產(chǎn)工藝的不斷完善，我們嘗試用加熱發(fā)泡的方法制備酚醛泡沫，并為降低成本，開始研制尿素改性酚醛泡沫(采用加熱發(fā)泡)。用加熱方法制備的酚醛泡沫除外觀光滑，泡沫體細(xì)密外，其各方面性能也都較常溫發(fā)泡有很大的提高。下面具體介紹該產(chǎn)品的制備情況。
????????二、試制
????????1、原料來源及規(guī)格
????????苯酚：分折純，北京化學(xué)試劑二廠產(chǎn)，含量大于95%，無色針狀結(jié)晶體。
????????甲醛：分析純，北京化工三廠產(chǎn)，含量36%～38%，無色透明液體，有刺激性氣味。
????????尿素：分析純，南京棲霞山化肥廠產(chǎn)，含量99%，無色結(jié)晶或白色小球狀固體。
????????催化劑：苯磺酸及各種無機(jī)酸。
????????表面活性劑：烷基酚聚氧乙烯醚類。
????????發(fā)泡劑：復(fù)合發(fā)泡劑。
????????2、樹脂的合成工藝及泡沫的制備
????????(1)可發(fā)性樹脂的合成(見圖1)
????????(2)樹脂發(fā)泡(見圖2)
????????3、泡沫性能測(cè)試
????????表觀密度：測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)ASTMDl662
????????壓縮強(qiáng)度：測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)ISOR844
????????測(cè)定儀器：萬能材料試驗(yàn)機(jī)，ISTRONll85型;英國(guó)ISTRON公司制造。
????????吸水率：測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)ISODPl707
????????導(dǎo)熱系數(shù)：平板直接法
????????熱穩(wěn)定性：選取泡沫試樣準(zhǔn)確稱重，測(cè)定其體積然后置于烘箱中，于145℃保溫經(jīng)過一段時(shí)間后冷卻至室溫，測(cè)定其體積和重量計(jì)算其變化。
????????三、結(jié)果和討論
????????加熱發(fā)泡是這樣一個(gè)過程，將樹脂和各種助劑(表面活性劑、發(fā)泡劑、固化劑)充分地混合均勻后，倒人模具后將模具放人預(yù)先調(diào)好溫度的烘箱中，待一定時(shí)間泡沫固化完全后取出、脫模，就可以得到表面光滑、泡孔均勻、細(xì)膩的酚醛泡沫制品了。
????????從這個(gè)過程可以看出加熱發(fā)泡不象常溫發(fā)泡那樣匆忙，它是在一定溫度下經(jīng)過一段時(shí)間熟化，緩慢、均勻地從可發(fā)性逐步形成泡沫體的。從性能上表現(xiàn)出在同樣的容重下，加熱發(fā)泡的泡沫壓縮強(qiáng)度明顯高于常溫發(fā)泡的泡沫強(qiáng)度，吸水率顯著下降、各種性能均有提高。
????????加熱發(fā)泡工藝由于時(shí)間上比較從容，所以在實(shí)際應(yīng)用中比較好掌握，在發(fā)泡過程中也可以用機(jī)械攪拌代替人工攪拌，這對(duì)減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、提高產(chǎn)品質(zhì)量大有好處。
