铸造用呋喃树脂固化体系研究+文献综述(2)
2.3.1 酸度的影响 14
2.3.2 固化剂含量的影响 16
2.3.3 添加不同的添加剂之后的影响 18
2.3.4 选用不同溶剂的影响 20
结 论 22
致 谢 23
参考文献24
1 绪论
1.1 研究目的和意义
呋喃树脂以及它的自硬砂铸造工艺已经在我过应用了有20多年，因为采用该种工艺能够得到表面非常平整、外部轮廓清晰、尺铸件寸精确的优质铸件，而且能够很大程度上减少工人的工作强度[1]，节约造型所需材料，减少生产能源的消耗，简化造型工程工艺，旧砂的回收再利用方便，在减少甚至完全消除铸件膨胀变大现象和减少机械切削加工量等各个方面都具有很大的优势，近多年来在我国的铸钢、铸铁以及其他有色合金铸件的生产工艺中得到了广泛使用[2]。
但是，采用传统的磺酸作为固化剂配合呋喃树脂使用，在生产许多大型铸件时会遇到以下主要问题：型砂的可使用时间过短，工艺操作来时间不足；大型铸件的表面渗硫现象严重，表面会出现细微裂纹等技术上的难题，因此导致我国许多生产大型铸钢的工厂仍就采用水玻璃砂、碱性酚醛树脂砂的生产工艺[3]。然而，在选择这些生产工艺时也会存在型砂的保存性、旧砂的再生、溃散性、固透性、等关键问题没有能够得到很好的解决[4]。因此，必须加强呋喃树脂固化体系的研究和开发，在传统的固化体系中筛选、设计出比较好的固化条件，以满足实际生产与应用需要[5]。
1.2 呋喃树脂的概况
1.2.1 呋喃树脂的定义
呋喃树脂是指以具有呋喃环的糠醇和糠醛作原料生产的树脂类的总称，其在一些强酸的作用下能够固化为不溶和不熔的固形物[6]。
由于树脂中所带的呋喃环的作用，呋喃树脂具有优异的耐酸腐蚀、耐碱腐蚀、耐酸碱交替腐蚀的特性[7]。呋喃树脂有可能是液态，也可能是固态，其单独使用并没有实际的意义，只有当其与合适的固化剂组成配方树脂，并且在特定条件下进行固化反应，交联生成三文立体网状结构，才能成为具有真正实用价值的材料，呈现出一系列优异的性能，从而具有卓越的实用价值[8]。所以固化剂在呋喃树脂的应用上是不可缺少的，甚至在某种程度上起着决定性的作用。通常应用中所说的呋喃树脂，实际上指的就是含固化剂以及其他添加剂的配方树脂或其固化物[9]。
1.2.2 呋喃树脂的分类
呋喃也称糠醇自身进行均聚反应或者与其它单体进行共缩聚从而得到的缩聚产物，糠醇与酮醛、酚醛、脲醛、合成产物种类繁多，习惯上都将其称为呋喃树脂。其中应用较多的有糠醇酚醛树脂还有糠醇尿醛树脂[10]。
（1）糠醇酚醛树脂。
酚醛可与糠醇缩聚生成二阶热固生树脂，该缩聚反应一般均采用碱性催化剂。常用的碱性催化剂有碳酸钾、氢氧化钠或者其它碱土金属的氢氧化物等。糠醛苯酚树脂的主要特点是在一定的固化速度时间内有比较多的可流动时间，这个工艺性能优势使它适合被用作模型塑料[11]。压制形状比较大或者比较复杂的制品比较适合用糠醛苯酚树脂制备的压塑粉。酚醛树脂的耐热性不如模压制品好，模压制品的使用温度相对可以高出10～20℃，模型尺寸的稳定性、电性能也比较好[12]。
(2) 糠醇尿醛树脂。
尿醛与糠醇在碱性条件下进行缩合反应形成糠醇改性脲醛树脂[13]。
(3) 糠醇树脂。
糠醇在酸性条件下很容易发生缩聚反应，形成树脂。在缩聚过程中，糠醇分子中的甲基可以与另一个糠醇分子中的α氢原子缩合，从而形成次甲基键，缩合反应的产物中依旧有羟甲基，因此可以使缩聚反应不断进行，最终形成的缩聚产物糠醇树脂[14]为线型的。
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