酚醛樹脂表面活性劑的發泡探索與研究

摘 要：本文研究了復合表面活性劑對酚醛樹脂發泡過程及泡沫體性質的影響，確定了制取不同密度、吸水量與開孔率的泡沫體的發泡條件，并對酚醛樹脂發泡過程的表面化學進行了初步探討。

關鍵詞：酚醛樹脂；表面活性劑；發泡；探索；研究

1 前言

酚醛樹脂是一種新型綠色環保型表面活性劑，無毒、無腐蝕，且易生物降解。具有良好的界面走向和降低液體樹脂的表面張力的作用，使泡沫塑料中親水性和疏水性相差很大的原料乳化成為均勻體系，各組分充分接觸并混合均勻，使各種反應能較平衡地進行，加快反應過程，縮短固化時間，保證形成均勻微細多泡孔結構和穩定的閉孔率，賦予泡沫體的泡壁以韌性，并避免泡壁上裂縫的發生，提高泡沫體的絕熱性能并降低其透濕性。

力學實驗表明：泡沫體的壓縮強度隨泡沫體的密度增大而增大。熱重分析結果表明，泡沫體具有優秀的熱穩定性能。傳統的隔熱保溫材料，比如聚氨酯泡沫、聚苯乙烯泡沫等遇火容易燃燒，且燃燒時產生的濃煙和有毒、有害氣體對人類造成嚴重的危害。近幾年來，火災事故時有發生，造成人員傷亡和財產巨大損失。因此許多部門在使用隔熱材料時，不但考慮其隔熱性能，同時也考慮其使用的綜合性能。酚醛泡沫塑料是一種新型隔熱材料，具有輕質、低毒、難燃、低煙、隔熱、耐高低溫等優點，被越來越廣泛地應用于各個領域。酚醛泡沫在高溫或遇火情況下，表面發生炭化對內層起到保護作用，因此能保持良好的隔熱性能。由于一些技術和質量的原因，我國實行了工業化生產酚醛泡沫的廠家并不多。因此，研究復合表面活性劑對酚醛樹脂發泡過程和泡沫體性質的影響，并探索酚醛樹脂發泡過程的表面化學，對節能和環保等事業具有重要意義。

2 實驗部分

2.1 原料

（1）酚醛樹脂：實驗室自己制備，固體含量為80.02%，pH約為7.001，粘度大致為5到7Pa·S。

（2）表面活性劑：二非離子表面活性劑是上海大眾制藥廠產品提供的聚氧化乙烯失水山梨醇醋（Tween80，相對分子量1308）；陰離子表面活性劑為上?；瘜W試劑采購供應站提供的SDBS。

（3）發泡劑與固化劑：市售的純凈的鹵代烷，硫酸或鹽酸。

2.2 發泡過程

3 結果與討論

3.1 表面活性劑的配比對發泡過程和泡沫體性質的影響

由于泡沫體的長 寬、發泡劑的用量均固定不變，所以發泡高度會隨著SDBS用量增加而下降，這表明著泡沫體的密度在不斷增大，其固化過程也在逐漸縮短。圖1（a）顯示出泡沫體的密度和吸水量是同步增大的，說明泡沫連通性和開孔率的增大。當SDBS用量太大而致使大部分泡孔發生了連通，引起了塌泡的發生，這表明SDBS破壞了發泡體系的穩定性。所以，SDBS在發泡初期發揮著合并和連通體系內泡沫的作用，當增大SDBS用量至一定數值（74.5%）時，SDBS對發泡體系的破壞勝過了Tween80對發泡體系的穩定作用。當SDBS用量為50%，此時的泡沫體的吸水量最大且致密均勻；而用量增加到57%時，泡沫孔徑變大而成了肉眼可區分的孔洞，因為泡孔漏水而引起吸水量降低。所以，本發泡體系的SDBS用量為50%是制作穩定連通泡沫體的極限值。

3.2 表面活性劑的配比對酚醛樹脂溶液表面性質的影響

實際上，酚醛樹脂的發泡過程是氣泡成核、增長、穩定與固化的過程，這一系列變化都跟酚醛樹脂溶液的表面性質緊密相連。隨著發泡的進行，體系中的物質迅速從液態變成固態，此過程在數十秒內便可以完成。因為發泡固化的過程較短，要測定與樹脂表面性質有關的定量數據比較困難，所以只好通過對酚醛樹脂與表面活性劑進行混合后的表觀粘度和表面張力進行測定，來探討表面活性劑對酚醛樹脂溶液表面性質的影響。

4 結論

通過對本實驗的結果進行分析和討論，可以得出以下結論：

（1）采用Tween80和SDBS作表面活性劑對酚醛樹脂溶液進行發泡，實驗結果發現Tween80能夠穩定發泡體系，而SDBS則會破壞發泡體系，主要是由于它們對表面張力的影響不同而造成的不同結果。

（2）將Tween80與SDBS按1：1的重量進行混合使用時，能夠得到吸水量最大的致密均勻泡沫。

參考文獻

[1]鄧麗娟.立方體酚醛泡沫塑料的發泡成型與應用.廣東建材，2011（3）.

[2]商平，馮志鑫，劉美榮，蔡旭艷.不同復合表面活性劑體系對酚醛樹脂泡沫塑料性能影響的研究.化工科技，2008（6）.