热固性树脂及塑料的组成分析

热固性塑料是由树脂、助剂及填料组成的，其各组分的品种、性能及各自的作用简述如下。

1.热固性树脂

热固性树脂的品种比热塑性树脂少得多。常用的树脂有酚醛树脂（PF）、氨基树脂（AF）、不饱和树脂（UP）、环氧树脂（EP）、聚氨酯（PU）、烯丙基树脂（DIP）、聚酰亚胺（PI）、有机硅（SI）、呋喃树脂、氰酸酯（CE）及醇酸树脂（AK）等，这些树脂各有特性，且与填料、助剂有良好的结合性和加工性。但树脂一般不单独使用，它需与相应的不同品种助剂（如固化剂、引发剂、稀释剂、阻聚剂、脱模剂、增粘剂和着色剂等）组成树脂体系后才有实用价值。这些助剂各有不同的功能，按树脂的特性选配。树脂体系的含量在热固性塑料中占20%～80%，它在塑料中对各种填充料或增强材料起粘结剂或浸渍剂的作用，同时也是决定各种热固性塑料的基本物性及成型特性的要素。不同热固性树脂的特性及用途见表11-1。

2.填料（填充料及增强材料）

大多数热固性塑料都由树脂体系和填料组合而成，填料用量很大，在塑料中含量约占50%（质量分数）。填料是热固性塑料中不可缺少的重要组分，对改善树脂体系基本物性和成型特性有重要作用。

表11-1 不同热固性树脂的特性及用途

填料可分为两类：一类称为填充料，是一种组成及结构与树脂基体不同的物料，用机械掺混的方式将其添加到树脂中，从而组成分散均匀的复合体系，它对树脂可起改性的作用；另一类称为增强材料（如玻璃纤维及织物），它是以树脂为基体或连续相，以纤维或织物为分散相，用浸渍或机械混合方法将其均匀地分散分布在树脂中，与树脂粘结成复合材料，它在塑料中主要起增强作用。这种增强热固性塑料也常称为玻璃钢。

填充料和增强材料品种很多，各有不同特性和用途，只有当不同树脂按配制后塑料物性和成型特性要求选用匹配的填料和适当的比例后才可使塑料具有最佳的性能。几种树脂常选配的填料见表11-2。

表11-2 几种树脂常选配的填料(www.xing528.com)

（续）

常用的填充料有木粉、坚果粉、纸质材料、棉质材料、石棉、无机矿物粉（如云母、石英、碳酸钙、氧化硅、粘土、石膏）等，它们可改善树脂的粘度、加工性和着色性，降低收缩率及线胀系数，改善表面质量，降低成本，提高制品的力学性能、电性能、热性能和化学性能等。功能性填充料（如金属粉、石墨、MoS₂等）还可配制成功能性热固性塑料，如导电、导热、电磁屏蔽等功能的塑料。常用填充料的特性及应用见表11-3。

表11-3 常用填充料的特性及应用

增强材料品种很多，热固性塑料中常用品种有玻璃纤维、碳纤维、石墨纤维、芳纶纤维、高强度PE纤维、聚苯并双唑（PBO）纤维，以及为了克服单品种纤维的缺点而配制的混杂纤维等。除了用纤维作增强材料外，还常用纤维织物作增强材料，如无捻纱、布、带、毡、管等。各种增强材料有不同性能的品种及规格，如短切纤维、切碎纤维、连续纤维等，玻璃纤维中还可分无碱性和中碱性等品种。

各种纤维通常按拉伸强度及模量等力学性能指标分为高强度、高模量或高强度高模量等品级，不同品种和规格形态的增强材料经表面处理后都可按一定的比例与适当的树脂配制成增强热固性塑料，它们会直接影响热固性塑料的性能和成型方法。常用增强材料的品种见表11-4，几种增强纤维的性能对比见表11-5，不同热固性塑料及增强材料形式与成型的工艺关系见表11-6。