2.3 硼酚醛树脂配方设计原则
2.3.1 酚/醛/硼比例
硼酚醛在合成和固化过程中,酚羟基、甲羟基和硼酸都参与反应,形成了硼酯键、醚键、亚甲基等。不同比例酚/醛/硼形成不同的硼酚醛树脂,固化后的结构各自不同。普通的酚醛树脂醛酚摩尔比为1.5时,固化后树脂交联密度最大,相应残炭量应该最大。硼酚醛树脂中由于硼酸为三官能度,在反应过程中,硼酸与酚羟甲基进行缩合反应,消耗了分子链中的酚羟甲基,因此加入硼酸改性后醛酚摩尔比增大,当醛酚比例为1.7~2时硼酚醛树脂交联密度最大,相应残炭量达到最大。
硼酸的加入有利于提高树脂的耐热性和抗冲击韧性,但硼酸含量既不能太低又不应太高。硼酸不足,则进入酚醛树脂主链的硼元素较少,性能改善不显著;硼酸过多,反应中硼酸一部分进入树脂主链,另一部分沉淀下来,造成硼酸的浪费,同时制得的硼酸树脂溶于乙醇或丙酮中有沉淀物,影响树脂的流动性。有报道当n(硼酸)/n(苯酚)的比值达到0.35时,树脂的残炭量和固含量达到最大值。