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酚醛树脂是工业化最早的合成高分子材料,具有优良的耐酸性能、力学性能、耐热性能,广泛应用于防腐蚀工程、胶粘剂、阻燃材料、磨料磨具制造等。传统的酚醛树脂生产均采用苯酚及质量分数为37%左右的甲醛水溶液作为原料,导致大量含酚/含醛工业废水的产生,成为扼制酚醛树脂企业发展的瓶颈。本论文在对酚醛树脂的国内外发展及其应用进行文献调研的基础上,结合企业的实际需求,研究了以多聚甲醛为原料制备涂附磨具用热固性酚醛树脂的方法,对合成条件及其在涂附磨具上的应用进行了探讨。主要研究工作如下: 以多聚甲醛和苯酚为原料、氨水为催化剂制备热固性水性酚醛树脂,探讨了酚与醛摩尔比、反应温度和时间对酚醛树脂结构和性能的影响。通过测定粘度、水稀释性、游离酚和游离醛含量、固含量及红外光谱、热重分析(TGA)等表征酚醛树脂的结构和性能,通过凝胶渗透色谱(GPC)和场解吸质谱(FD-MS)对过程进行了跟踪。结果表明,苯酚、多聚甲醛和催化剂摩尔比为1∶1.5∶0.03、第一阶段控制温度为60~70℃反应2~3h、第二阶段控制温度为80~88℃反应2~3h,制备的酚醛树脂粘度为1000~2000MPa·s,产品具有较好的耐热性。对储存稳定性的研究表明,在常温条件下,制备的酚醛树脂在储存的前3天时间内,树脂中游离酚含量逐渐下降,粘度增长,3天后趋于稳定。对反应过程的跟踪实验结果表明,在第一阶段苯酚与多聚甲醛反应主要形成一、二和三羟甲基取代苯酚等单酚核化合物,第二阶段单酚核化合物缩聚为多酚核酚醛树脂。通过偏光显微镜、TGA对固化产物的行测定与进口酚醛树脂进行对比的结果表明,自制的酚醛树脂中无催化剂结晶颗粒,耐热性能比进口树脂提高约50℃。 研究了酚醛树脂在涂附磨具中的应用,使用布作为基体、石粉作为填料、刚玉作为磨料制备涂附磨具产品,通过抗张强度测试、平面圆盘磨削和环形砂带磨削实验评价了制备的涂附磨具产品的性能,结果表明,采用自制酚醛树脂制备的涂附磨具产品的抗张强度、脱砂量和脱金量均不同程度的优于采用进口树脂制备的产品。自制的热固性酚醛树脂可用于涂附磨具的生产。