[科普中国]-热固型塑料

第一次加热时可以软化流动，加热到一定温度，产生化学反应一交链固化而变硬，这种变化是不可逆的，此后，再次加热时，已不能再变软流动了。正是借助这种特性进行成型加工，利用第一次加热时的塑化流动，在压力下充满型腔，进而固化成为确定形状和尺寸的制品。这种材料称为热固型塑料。热固性塑料的基本组分是体型结构的聚合物，所以一-般都是刚性的，而且大都含有填料。工业上重要的品种有酚醛塑料、氨基塑料、环氧塑料、不饱和聚酯塑料及有机硅塑料等。

塑料成型的特点热固性塑料成型加工的共同特点是，所用原料都是分子量较低的液态黏稠流体，脆性固态的预聚体或中间阶段的缩聚体，其分子内含有反应活性基团，为线型或支链结构。在成型为塑料制品过程中同时发生固化反应，由线型或支链型低聚物转变成体型聚合物。这类聚合物不仅可用来制造热固性塑料制品，还可做黏合剂和涂料，并且都要经过固化过程才能生成坚韧的涂层和发挥黏层作用。热固性塑料成型的一般方法是模压、层压及浇铸，有时亦可采用注射成型及其他成型方法。1

热固性塑料的固化反应的类型热固性聚合物的固化反应有两种基本类型:

①固化过程中有小分子如NH3或H2O析出，即固化过程是由缩合反应进行的。这时，成型多应在高压条件下进行，以使小分子化合物逸出而不聚集成气孔，造成制件缺陷。但是在低温、固化反应较慢的情况下也可选用常压成型，此时小分子缓慢扩散蒸发而不致形成气孔。

②固化过程是依聚合机理进行的，无小分子物析出，这时就不必虑及使小分子物逸出的措施。1

热固性塑料的类型热固性塑料的基本组分是体型结构的聚合物，且大都含有填料。热固性塑料较热塑性塑料耐热好、刚性大、制品尺寸稳定性好。

1、酚醛(PF)塑料及其建筑制品。酚类化合物和醛类化合物缩聚而成的聚合物称为酚醛树脂，其中主要是苯酚和甲醛的缩聚物。将热固性酚醛树脂加入木粉填料可模压成电I器材“电木”。

2.聚酯(UP)塑料及其建筑制品。聚酯树脂是多元酸和二元醇缩聚成的线形初聚物，在固化前是高黏度的液体，加人固化促进剂后固化交联形成体型结构。聚酯树脂的优点是加工方便，可在室温不加压或低压下固化成型，主要用于制作玻璃纤维增强塑料、涂料和聚酯装饰板等。

3. 环氧(EP)塑料及其建筑制品。环氧树脂大多是由双酚和环氧氯丙烷缩聚而成。在未固化前是高黏度液体或脆性固体，易溶于丙酮或二甲苯等溶剂,其最大的特点就是与各种材料均有很强的黏结力，主要用于制作玻璃纤维增强塑料(即用于人造大理石和人造玛瑙)，另一重要的用途是做黏合剂。

4.有机硅(Si)塑料及其建筑制品。有机硅分子主链为硅氧链,由于硅的存在使其具有耐高温、耐水、耐候的特点。有机硅憎水、透明,可用作防水及防潮涂层，并在许多防水材料中用作为憎水剂。有机硅塑料的主要特点是不燃，介电性能优异，耐水，常做防水材料，耐高温，可在250摄氏度以下长期使用。

5.聚甲基丙烯酸甲酯(俗称有机玻璃) 。聚甲基丙烯酸甲酯是透明(不仅透过可见光还透过紫外线)的，有机物透光率高达92%，而且重量轻，多制成扁材或块体，可做透光的维护结构，也可制成管子。

酚醛塑料以酚类化合物与醛类化合物缩聚而得的树脂称为酚醛树脂，其中主要是苯酚与甲醛缩聚物(PF)。酚醛塑料于1909 年即开始工业生产，历史最为悠久。当前酚醛树脂世界总产量占合成聚合物的4%~6%，居第六位。近些年国外发展了酚醛树脂的改性聚合物树脂，它是苯酚与二甲氧基对二甲苯的缩聚物。

最常用的酚醛树脂单体是苯酚和甲醛，其次是，甲酚、二甲酚、糠醛等。根据催化剂是酸性或碱性的不同、苯酚/甲醛的比例不同，可生成热塑性或热固性树脂。热塑性酚醛树脂需以酸类为催化剂，酚与醛的比例大于1(6/5或7/6)，即在酚过量的情况下生成；若甲醛过量，则生成的线型低聚物容易被甲醛交联。热塑性酚醛树脂为松香状，性脆，可溶、可熔，溶于丙酮、醚类、酯类等。若甲醛过量，以酸或喊为催化剂，或甲醛虽不过量，但以碱为催化剂时都生成热固性酚醛树脂。

热塑性酚醛树脂与热固性酚醛树脂能相互转化。热塑性树脂用甲醛处理后可转变成热固性树脂，热固性树脂在酸性介质中用苯酚处理可变成热塑性酚醛树脂，热固性酚醛树脂,由于缩聚反应推进程度的不同，相应的树脂性能亦不同。可将其分为三个阶段：甲阶树脂，能溶于乙醇、丙酮及碱的水溶液中，加热后可转变成乙阶和丙阶树脂；乙阶树脂，不溶于碱液但可全部或部分地溶于乙醇及丙酮中，加热后转变成丙阶；丙阶树脂为不溶不熔的体型聚合物。2

本词条内容贡献者为:

王沛 - 副教授、副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所