1 前言
酚醛泡沫是由酚醛樹脂通過發泡而得到的一種泡沫塑料。與早期占市場主導地位的聚苯乙烯泡沫、聚氯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫等材料相比，在阻燃方面它具有特殊的優良勝能。其重量輕，剛性大，尺寸穩定性好，耐化學腐蝕，耐熱性好，難燃，自熄，低煙霧，耐火焰穿透，遇火無灑落物，價格低廉，是電器、儀表、建筑、石油化工等行業較為理想的絕緣隔熱保溫材料，因而受到人們的廣泛重視。目前，酚醛泡沫已成為泡沫塑料中發展最快的品種之一。消費量不斷增長，應用范圍不斷擴大，國內外研究和開發都相當活躍。然而，酚醛泡沫最大的弱點是脆性大，開孔率高，因此提高它的韌性是改善酚醛泡沫性能的關鍵技術。本文主要就酚醛泡沫的制備中所用發泡助劑、發泡機理和泡沫增韌的新進展作一介紹。
2 發泡助劑
2．1 催化劑／固化劑
酚醛泡沫一般是在室溫或低熱條件下制備，因此需以酸作催化劑。當酸作催化劑時，酸能加速樹脂分子間的縮聚反應，反應放出的熱量促使發泡劑急劇氣化，而使乳化樹脂膨起，同時樹脂固化。反應的催化劑也是樹脂的固化劑。在環境溫度下固化劑的類型和數量對獲得優質泡沫是極其重要的。固化劑的選擇應使聚合物的固化速度與發泡速度匹配。因此，要求所用的固化劑能夠使固化速度在很寬的范圍內變化，固化反應本身又能在比較低的溫度下進行。
固化劑分無機酸和有機酸，無機酸如硫酸、鹽酸、磷酸等。有機酸有草酸、已二酸、苯硝酸、酚硝酸、甲苯磺酸，苯磺酸，石油磺酸等。無機酸價格低，但固化速度太快，對金屬有很強的腐蝕作用，因此防腐成為酚醛泡沫使用中的一大難題。研究表明，可利用甲醇、乙醇、丙醇等稀釋無機酸達到緩蝕，也可加入抗腐蝕劑如氧化鈣、氧化鐵、碳酸鈣、無水硼砂、堿金屬和堿土金屬碳酸鹽及鋅、鋁等。有人已考慮用堿中和劑來處理泡沫，但這種方法的有效性尚末得到證實。有關這方面的研究還在進行中。文獻曾報導，使用酸性的萘磺酸酚醛既起催化作用又參與酚醛的縮合反應，降低了酸的滲透性，對金屬的腐蝕性也就很小。文獻中還提到其它降低泡沫材料腐蝕性方法，如以鹽酸作固化劑時首先用真空法除去成型產品中易揮發物，再用NH3除去殘存的酸或在80－130℃條件下熱處理，或在樹脂配方添加中和劑等，這些方法使生產工藝復雜化，并增加成本。
現在采用芳族磺酸為基礎的固化劑很普遍。這是因為它腐蝕性小，并具有增塑作用。還有將有機酸和無機酸混合使用。為保證分散均勻，使用時應將固態有機磺酸配成高濃度的水溶液，一般溶液的濃度在40－65％為宜。
2．2 發泡劑
發泡劑是塑料發泡成型中發泡動力的來源塑料發泡方法一般分為機械發泡、物理發泡和化學發泡。機械發泡是借助于機械的強烈攪拌，使氣體均勻地混入樹脂中形成氣泡。物理發泡則是借助于溶解在樹脂中的發泡劑物理狀態的改變，形成大量的氣泡。以上兩種發泡完全是物理過程，沒有發生任何化學變化。化學發泡是發泡過程中使化學發泡劑發生化學變化，從而分解并產生大量氣體，使發泡過程進行。發泡劑的種類和用量對發泡效果具有重要影響。它直接影響泡沫密度，進而影響到產物的物理、機搬勝能。此外，使用發泡劑使泡沫具有大量球狀微孔，泡沫耐燃性及韌性提高。
根據酚醛樹脂發泡反應機理，大多數以物理發泡方法進行。物理發泡劑分惰性氣體和低沸點液體兩類。酚醛泡沫常用的發泡劑為各種沸點在30－60℃之間的揮發性液體，如氟利昂、氯化烴、正戊烷等。現在的科研和工廠生產中使用的發泡劑絕大多數仍然是氟氯烴化合物，其中以氟利昂一11與氟利昂-21的1：4（mol）混和物使用最廣泛。氟氯烴發泡劑效果非常好，但氟氯烴會破壞大氣的臭氧層，所以已限制使用且開始選擇代用品。在近期的專利中為減少對大氣臭氧層的危害，選擇了危害小的氟氯烴，如 CF32CF2CHC12、HCF2CF2CEt，被稱為不耗臭氧的發泡劑。還有人采用減少氟化物發泡劑的使用量，加入部分代用品，如 F-11和戊烷混合使用。在新的代用品中最有前途的當屬惰性氣體發泡劑二氧化碳、氮氣等。它們無毒、無污染，臭氧消耗系數（ODP）為零，溫室效應系數（GwP）很小，不燃，價廉易得，是氟利昂替代品研究的熱點，但難度較高。可喜的是有文獻報道，日本的Asahi化工公司的研究者用CO2代替氟氯烴作生產酚醛泡沫材料的發泡劑，效果良好。它們由酚醛共聚樹脂（含有羥甲基脲）與發泡劑CO2及催化劑混合物制得的酚醒泡沫材料。

標簽：中加丁苯橡膠韌性