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酚醛泡沫塑料

酚醛樹脂是人類最早合成的樹脂品種，從1905年其創(chuàng)始人美國科學(xué)家Dr.Leo Bzckeland將酚醛樹脂投入商業(yè)化生產(chǎn)至今，已有將近100年的歷史。酚醛泡沫塑料最早開發(fā)于1940年，德國首先用在飛機(jī)上。

酚醛泡沫塑料被稱為“保溫之王”，早期應(yīng)用在導(dǎo)彈及火箭頭的保溫。近年來，由于高層建筑、交通運(yùn)輸、艦船、抗空、空間技術(shù)等方面對合成泡沫塑料的熱穩(wěn)定性和耐燃性提出了嚴(yán)格要求，使得酚醛泡沫塑料得到了更迅速的法杖。作為一種新型的多用途泡沫材料，酚醛樹脂泡沫以其耐熱、難燃自熄、耐火焰穿透、遇火無滴落等優(yōu)點(diǎn)而受到廣泛重視。

性能特點(diǎn)：

  酚醛泡沫是以酚醛樹脂為主要原料，加入固化劑、發(fā)泡劑及其他輔助組分，在樹脂交聯(lián)固化的同時(shí)發(fā)泡劑產(chǎn)生氣體分散其中而發(fā)泡形成的泡沫塑料。

酚醛泡沫具有以下許多優(yōu)異的性能。

(1)耐熱。最終固化的酚醛泡沫具有包括數(shù)個(gè)苯酚環(huán)并由亞甲基橋連接的結(jié)構(gòu)，由熱力學(xué)可知亞甲基橋是有機(jī)物連接中受溫度影響最小、最為穩(wěn)定的連接之一，這使得酚醛泡沫具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性。它可以在150℃下長期使用，瞬時(shí)工作溫度可達(dá)200-300以上，其耐高溫性能明顯優(yōu)于其他幾種泡沫塑料，見表1。

表1  幾種泡沫的最高使用溫度比較

（2）難燃。苯酚分子是良好的自由基吸收劑，在高溫分解過程中由斷裂的亞甲基橋生產(chǎn)的自由基迅速被苯酚分子吸收，阻止反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，這一現(xiàn)象使酚醛泡沫極難燃燒。如表2所示，酚醛泡沫氧指數(shù)為50，無需加入任何阻燃添加劑，阻燃等級為難燃B1級。添加無機(jī)填料的高密度酚醛泡沫氧指數(shù)可達(dá)70，燃燒性能達(dá)到德國DIN4102建筑材料類不燃A₂級要求。

表2  幾種有機(jī)泡沫的防火性能比較

（3）抗火焰穿透。酚醛泡沫在火焰直接作用下具有結(jié)炭、無滴落物、無卷曲、無熔化現(xiàn)象，火焰燃燒后泡沫體基本保留，只是表面形成一層“石墨泡沫”層，有效地保護(hù)了層內(nèi)的泡沫結(jié)構(gòu)。100mm酚醛泡沫抗火焰能力可達(dá)1h以上不被穿透。

（4）低毒低煙。酚醛分子中只有碳、氫和氧原子，在高溫分解時(shí)只能產(chǎn)生這三者的產(chǎn)物，除少量CO外沒有任何其他有毒氣體。如表2所示，酚醛泡沫的最大煙密度為5.0%，高密度酚醛泡沫只有2.3%，與阻燃PU泡沫的最大煙密度74%相比是相當(dāng)?shù)偷摹?SPAN lang=EN-US>

（5）絕熱。酚醛泡沫具有均勻微細(xì)的閉孔結(jié)構(gòu)，熱導(dǎo)率低，其絕熱性能與PU泡沫相當(dāng)，優(yōu)于PS泡沫，保溫性能比礦棉、輕軟木、珍珠巖、玻璃棉等傳統(tǒng)的保溫材料高一倍左右，見表3.

表3 各種保溫材料絕熱性能比較

(6)使用溫度范圍廣。酚醛泡沫的強(qiáng)度受溫度影響不明顯，在低溫(甚至-196℃)下不發(fā)生冷縮、冷脆，其機(jī)械強(qiáng)度基本不變，在130℃連續(xù)受力的情況下可保持室溫強(qiáng)度的90%。使用溫度范圍一般在-150-150℃之間。

(7)耐腐抗老化。除能被強(qiáng)堿侵蝕外，酚醛泡沫幾乎能耐所有的無機(jī)酸、有機(jī)酸及鹽類的侵蝕。有機(jī)溶劑如苯、丙酮可使其軟化，但無明顯的溶解現(xiàn)象。酚醛泡沫材料已固化成型，長期暴露在陽光下無明顯老化現(xiàn)象，與其他有機(jī)絕熱材料相比其使用壽命較長。

(8)防水防濕。酚醛泡沫具有良好的閉孔結(jié)構(gòu)，吸水率低，防水蒸氣滲透能力強(qiáng)，在保冷時(shí)不會(huì)出現(xiàn)結(jié)露。

(9)尺寸穩(wěn)定。酚醛泡沫尺寸穩(wěn)定、變化率小，在使用溫度范圍內(nèi)尺寸變化率<1%。在100℃下放置兩天，僅在開始幾小時(shí)收縮0.3%，以后便保持穩(wěn)定。酚醛泡沫線膨脹系數(shù)小，近似于鋁合金，因此使用中不會(huì)出現(xiàn)因膨脹系數(shù)不同而產(chǎn)生脫層破裂現(xiàn)象。

(10)吸聲性能。酚醛泡沫具有優(yōu)良的吸聲性能，開孔型的泡沫結(jié)構(gòu)更有利于吸聲。