陳琳 董光

摘 要：百葉片稱(chēng)為強(qiáng)力彈性磨盤(pán)，是涂附磨具轉(zhuǎn)換制品中的一個(gè)品種，企業(yè)中生產(chǎn)百葉片過(guò)程中多采用的網(wǎng)布基體（網(wǎng)蓋）以玻璃纖維布為主要材料，經(jīng)過(guò)酚醛樹(shù)脂浸漬之后烘干、疊層、裁剪、燒結(jié)成型而制成的玻璃纖維網(wǎng)蓋，在產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)兩種產(chǎn)品失效模式，基體爆蓋和基體分層。本文旨在如何解決這些工藝問(wèn)題，可以通過(guò)對(duì)酚醛樹(shù)脂膠液配方的改進(jìn)穩(wěn)定網(wǎng)布的生產(chǎn)工藝，提高產(chǎn)品性能。

關(guān)鍵詞：百葉片;酚醛樹(shù)脂;產(chǎn)品性能

1 酚醛樹(shù)脂膠液

（1）酚醛樹(shù)脂概述。酚醛樹(shù)脂[1]是世界上最早實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的合成樹(shù)脂，迄今已有近百年的歷史，產(chǎn)品涉及木材粘接、模塑料、摩擦材料、絕緣制品、涂料、油墨、鑄造等領(lǐng)域。由于酚醛樹(shù)脂具有優(yōu)異的耐腐蝕性、機(jī)械性、電絕緣性、成型加工性、阻燃性、尺寸穩(wěn)定性及低毒霧性、價(jià)格低，針對(duì)其生產(chǎn)工藝和設(shè)備方面的要求比較簡(jiǎn)單，因此在各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域中都發(fā)揮著特別重要的作用，是不可缺少的高分子材料。但酚醛樹(shù)脂結(jié)構(gòu)中存在易氧化的酚羥基和亞甲基，當(dāng)使用溫度超過(guò)200℃時(shí)，會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的熱分解現(xiàn)象。另外，由于亞甲基相連的剛性芳環(huán)的緊密堆砌，使酚醛樹(shù)脂基體較脆，而且熱固化時(shí)由于水分蒸發(fā)出現(xiàn)的微孔進(jìn)一步降低了其拉伸強(qiáng)度和韌性限制了樹(shù)脂結(jié)合劑百葉片的使用，因此，制備高性能的酚醛樹(shù)脂非常必要。

（2）水溶性酚醛樹(shù)脂。水溶性酚醛樹(shù)脂的制備過(guò)程簡(jiǎn)單，易于操作，使用水溶性酚醛樹(shù)脂作為摩擦材料黏接劑，水溶性酚醛樹(shù)脂的最大特點(diǎn)就是以水代替大量的有機(jī)溶劑，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝，可減少或消除溶劑的污染與浪費(fèi)，有利于環(huán)境保護(hù)，并且可降低生產(chǎn)成本[2]。在制備摩擦材料時(shí)，可以現(xiàn)配現(xiàn)用，安全環(huán)保。

（3）熱固性酚醛樹(shù)脂。熱固性酚醛樹(shù)脂自身的體積密度比較大，其浸潤(rùn)能力特別強(qiáng)，氣孔率低，所以其優(yōu)點(diǎn)突出，具備穩(wěn)定的尺寸，并且在耐熱、阻燃、防腐蝕、電絕緣方面具備良好的性能，易于保存且保存時(shí)間較長(zhǎng)，熱固性酚醛樹(shù)脂在15℃～20℃下可保持三個(gè)月，在各領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。

1）熱固性酚醛樹(shù)脂的合成。在堿性物質(zhì)（NH4OH、NaOH或NaCO3等）的催化下，采用甲醛與苯酚的摩爾比大于1，反應(yīng)生成熱固性酚醛樹(shù)脂、其反應(yīng)過(guò)程如下：催化劑采用堿性的物質(zhì)使其反應(yīng)介質(zhì)的pH大于7，苯酚和甲醛發(fā)生第一次加成反應(yīng)后得到的反應(yīng)物是一羥甲基苯酚。因?yàn)樵谑覝丨h(huán)境下，酚醇存在于堿性環(huán)境中是相對(duì)穩(wěn)定的，苯酚上的氫和一羥甲基苯酚中的羥甲基發(fā)生反應(yīng)的速度比甲醛與苯酚的鄰位和對(duì)位上的氫的速度小，所以一羥甲基苯酚進(jìn)一步縮聚的可能性較低，因此只能發(fā)生反應(yīng)生成二羥甲基苯酚和三羥甲基苯酚[3]。2）熱固性酚醛樹(shù)脂的固化。熱固性酚醛樹(shù)脂只需要在加熱條件下，酚輕基之間發(fā)生縮合固化反應(yīng)，可以不需要添加固化劑。當(dāng)其在酸性介質(zhì)中或者是加熱狀態(tài)下，促使甲階樹(shù)脂可以逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐译A樹(shù)脂，然后進(jìn)一步變?yōu)楸A結(jié)構(gòu)（其狀態(tài)是不溶不熔）。在經(jīng)過(guò)甲階樹(shù)脂逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楸A樹(shù)脂的固化過(guò)程是甲基和苯環(huán)上的氫發(fā)生縮聚反應(yīng)生成亞甲基鍵和副產(chǎn)物水的反應(yīng)來(lái)完成的。

（4）玻璃纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料。玻璃纖維是一種性能優(yōu)異的無(wú)機(jī)非金屬材料。成分為二氧化硅和多種金屬氧化物。玻璃纖維的優(yōu)點(diǎn)包括具有較高的拉伸強(qiáng)度，沖擊強(qiáng)度和彈性系數(shù)高;耐熱性和燒蝕性能好;尺寸穩(wěn)定性佳;價(jià)格便宜等。玻璃纖維屬于近現(xiàn)代紡織品，具有一般纖維不具備的各種優(yōu)勢(shì)，在高科技或特殊領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用，發(fā)展速度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了一般的纖維。目前玻璃纖維在增強(qiáng)聚丙烯、橡膠、酚醛樹(shù)脂、聚酯、各類(lèi)建筑建材等體系中均發(fā)揮著重要作用[4]。

目前較多采用玻璃纖維增強(qiáng)的熱固性樹(shù)脂主要包括酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂不飽和聚酯等。玻璃纖維能夠大幅改善酚醛樹(shù)脂的機(jī)械性能，在多行業(yè)的應(yīng)用都非常廣泛。

2 百葉片網(wǎng)布基本生產(chǎn)流程

3 實(shí)驗(yàn)部分

（1）材料準(zhǔn)備。PF2550酚醛樹(shù)脂膠液，PF4401酚醛樹(shù)脂透明片狀，“黑膠”液體，“黃膠”液體，無(wú)水乙醇，F(xiàn)DT-1504石油產(chǎn)品密度測(cè)定儀，玻璃浮計(jì)，GSP醫(yī)藥專(zhuān)用箱。

（2）酚醛樹(shù)脂膠液的制備。酚醛樹(shù)脂膠液的配制：PF2550酚醛樹(shù)脂膠液200 kg（水溶性酚醛樹(shù)脂，pH弱堿，用于原材穩(wěn)定可控），PF4401酚醛樹(shù)脂透明片狀175 kg（熱固性酚醛樹(shù)脂，原材料穩(wěn)定可控），“黑膠”液體360 kg（乙醇溶解邊角料燒結(jié)后的樹(shù)脂），“黃膠”液體360 kg（乙醇溶解邊角料燒結(jié)后的樹(shù)脂），通過(guò)對(duì)酚醛樹(shù)脂膠液配方的改進(jìn)能穩(wěn)定及提高網(wǎng)布的生產(chǎn)工藝。

（3）性能測(cè)試。1）針對(duì)黑膠”液體測(cè)試：收集8～10批次自制的黑膠液，從樹(shù)圖中四個(gè)維度指標(biāo)來(lái)記錄數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)中包括溫度/膠液溫度/固含量/pH/密度/粘度。2）同理，針對(duì)“黃膠”液體測(cè)試：收集8～10批次另采購(gòu)的黃膠液，從樹(shù)圖中四個(gè)維度指標(biāo)來(lái)記錄數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)中包括溫度/膠液溫度/固含量/pH/密度/粘度。3）針對(duì)混合后的樹(shù)脂膠液測(cè)試，收集10～20批次的混合后的膠液，記錄溫度/膠液溫度/固含量/pH/密度/粘度。4）通過(guò)測(cè)試對(duì)比之后發(fā)現(xiàn)原材料穩(wěn)定可控，采用溫度-粘度-密度實(shí)驗(yàn)方案，考察膠液隨著溫度-粘度變化趨勢(shì)，調(diào)節(jié)方法是加膠或乙醇使每批次的膠密度/粘度穩(wěn)定，加氨水調(diào)pH值。

（4）結(jié)果與討論。實(shí)驗(yàn)從12℃開(kāi)始做起，一直做到40℃。每隔5℃左右測(cè)試一次。低溫時(shí)利用醫(yī)藥專(zhuān)用箱降低溫度進(jìn)行測(cè)試，超過(guò)20℃時(shí)采用密度測(cè)定儀進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試的結(jié)果總結(jié)如下：1）縱向進(jìn)行分析，從同一種膠的方向看，隨著溫度的升高密度逐漸降低。2）從橫向看，三種膠中混合膠的密度最大，其次是黑膠，密度最小的是黃膠。3）從結(jié)果上來(lái)看，溫度從10℃至40℃，橫跨30℃，三種膠密度變化。

溫度設(shè)定23℃，黑膠的量為350 mL，向黑膠中逐步加入酒精的量，每次加入量為10 mL，測(cè)試酒精對(duì)黑膠的影響程度，從測(cè)試發(fā)現(xiàn)酒精對(duì)密度影響比較大。

4 結(jié)論

百葉片的網(wǎng)布基體受酚醛樹(shù)脂膠液（混合膠）影響比較大，當(dāng)前網(wǎng)布基體旋轉(zhuǎn)是20 000 rpm～22 000 rpm，企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中不同批次的膠液質(zhì)量不同，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)操作過(guò)程中采用密度計(jì)（玻璃浮計(jì)）的測(cè)試準(zhǔn)確快速獲得其密度，然后根據(jù)密度溫度曲線，選擇合適的溫度下的密度，因?yàn)槠涫芫凭砑恿康挠绊懕容^大，可通過(guò)酒精、膠液的添加來(lái)調(diào)節(jié)密度穩(wěn)定膠液的性能從而穩(wěn)定百葉片的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]范準(zhǔn).酚醛樹(shù)脂合成新工藝及應(yīng)用[D].長(zhǎng)春：長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)，2017.

[2]朱永茂.國(guó)外酚醛樹(shù)脂及塑料工業(yè)進(jìn)展熱固性樹(shù)脂[J].2006.

[3]歐亞男.酚醛樹(shù)脂膠粘劑低溫快速固化研究[D].北京：北京林業(yè)大學(xué)，2007.

[4]張洪濤，黃錦霞.水性樹(shù)脂制備與應(yīng)用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011.