2.3 硼酚醛樹脂配方設計原則
2.3.1 酚/醛/硼比例
硼酚醛在合成和固化過程中,酚羥基、甲羥基和硼酸都參與反應,形成了硼酯鍵、醚鍵、亞甲基等。不同比例酚/醛/硼形成不同的硼酚醛樹脂,固化后的結構各自不同。普通的酚醛樹脂醛酚摩爾比為1.5時,固化后樹脂交聯密度最大,相應殘炭量應該最大。硼酚醛樹脂中由于硼酸為三官能度,在反應過程中,硼酸與酚羥甲基進行縮合反應,消耗了分子鏈中的酚羥甲基,因此加入硼酸改性后醛酚摩爾比增大,當醛酚比例為1.7~2時硼酚醛樹脂交聯密度最大,相應殘炭量達到最大。
硼酸的加入有利于提高樹脂的耐熱性和抗沖擊韌性,但硼酸含量既不能太低又不應太高。硼酸不足,則進入酚醛樹脂主鏈的硼元素較少,性能改善不顯著;硼酸過多,反應中硼酸一部分進入樹脂主鏈,另一部分沉淀下來,造成硼酸的浪費,同時制得的硼酸樹脂溶于乙醇或丙酮中有沉淀物,影響樹脂的流動性。有報道當n(硼酸)/n(苯酚)的比值達到0.35時,樹脂的殘炭量和固含量達到最大值。