呋喃树脂固化体系及其固化机理研究进展夏宇，蔺向阳，杜震，况方舟（南京理工大学化工学院，南京２１００９４）摘要呋喃树脂是重要的粘合剂之一，呋喃树脂的使用性能除了和呋喃树脂本身的性能有关外，还与呋喃树脂固化剂体系有很大的关系。主要介绍了国内外呋喃树脂固化剂体系的研究进展，总结归纳了各种固化剂的优缺点，并对它们的固化性能作了对比。从这些对比中可以得出结论，在生产实践中，固化剂的使用必须根据生产条件和要求进行合理选择，以期发挥出各固化剂自身的优点，降低生产和使用成本。同时，还介绍了酸催化下呋喃树脂的固化机理的研究进展，并展望了呋喃树脂固化剂的发展方向。关键词呋喃树脂固化剂固化机理中图分类号：ＴＱ３２２．４＋１文献标识号：ＡＤＯＩ：１０．１１８９６／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５－ＲｅｓｅａｒｃｈＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＣｕｒｉｎｇＡｇｅｎｔＳｙｓｔｅｍａｎｄＣｕｒｉｎｇＭｅｃｈａｎｉｓｍｏｎＦＡｂｓＦｕｒａｎｒｅｓｉｎｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｉｍｐｏｒｔａｎｔａｄｈｅｓｉｖｅｓ．Ｔｔｏｉｔｓｏｗｎｐｒｏｐｅｒｔｙ，ｂｕｔａｌｓｏｍｏｓｔｌｙｒｅｌａｔｅｄｔｏｔｈｅｃｕｒｉｎｇａｇｅｎｔｓｙｓｔｅｍｏｆｆｕｒａｎｒｅｓｉｎ．Ｔｈｅｄｏｍｅｓｔｉｃａｎｄｏｖｅｒｓｅａｓｒｅ－ｓｅａｒｃｈｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｃｕｒｉｎｇａｇｅｎｔｓｙｓｔｅｍｏｆｆｕｒａｎｒｅｓｉｎａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｄｉｆｆｅ－ｒｅｎｔｃｕｒｉｎｇａｇｅｎｔｓａｒｅｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｆｕｒａｎｒｅｓｉｎ，ｃｕｒｉｎｇａｇＫｅｙｗｏ呋喃树脂在机械工业中发挥着非常重要的作用，尤其是在铸造生产中作粘合剂使用。液态呋喃树脂遇热或遇酸都会发生缩合反应，形成体型结构而固化。近年来，随着许多新品种的出现，扩大了呋喃树脂的使用领域。在室温下，将一定量的酸性固化剂与铸造用呋喃树脂、铸造砂等材料充分均匀混合而自行硬化制成砂型用于金属铸造，这大大提高了铸件的质量。呋喃树脂的使用性能除了和呋喃树脂本身的性能有关外，还与呋喃树脂配套的固化剂体系有很大的关系。因此，研究不同固化体系的固化行为，优选高性价比和便于调节固化速度的固化剂体系是非常必要的。同时，呋喃树脂固化机理的研究有助于人们更加透彻地了解固化过程，这对改善呋喃树脂的固化效果和综合性能有着重要的意义。点是：砂芯热强度高，铸钢件也不易热裂［１－３］。磷酸多用于高氮呋喃树脂，主要原因是当采用磷酸作为低氮高糠醇树脂固化剂时，硬化速度过慢，终强度较低。但是当采用磷酸作为高氮低糠醇树脂固化剂时，仍可获得较快的硬化速度，并且也有很好的终强度。这主要是由于糠醇与磷酸互溶性差，但与水的亲和力大，这使得树脂和固化剂中所含水分以及树脂在缩聚反应中生成的水不易扩散排出而以磷酸为核心成长为水滴，残存于树脂膜中，破坏了树脂膜的致密性，导致强度降低。而高氮树脂与水的互溶性好，树脂与砂粒结合牢固，故强度高。李宗猛［４］采用ＮａＯＨ中和滴定的方法，测试作为固化剂的磷酸在反应前后含量的变化，推断其在树脂固化过程中是作为催化剂起作用的。王文清等［５］研究了以磷酸作为固化剂时呋喃树脂的固化行为，在２０％、３０％、６０％（质量分数）磷酸溶液下通过红外测定其ＩＲ谱图，研究树脂固化过程。随着磷酸含量增加，固化产物中仲酞胺、羟基、呋喃环以及环破裂生成的Ｃ＝Ｃ双键的吸收都呈减弱趋势，反应呋喃树脂的固化剂磷酸类固化剂１１．１磷酸固化剂１．１．磷酸是呋喃树脂常用的酸固化剂，磷酸作为固化剂的特夏宇：男，１９８８年生，硕士生，主要从事呋喃树脂固化剂研究Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｉａｙｕ４５１３２６０＠１６３．ｃｏｍ蔺向阳：通讯作者，男，副研究员，主要从事高分子材料研究Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｉｎｘｉ材料导报Ａ：综述篇２０１４年１０月（上）第２８卷第１０期·８０·夏伦刚等［６］用呋喃树脂和８５％的磷酸作为固化体系并用傅里叶变换红外光谱（ＦＴ－ＩＲ）、热重－质谱联用法（ＴＧ－ＭＳ...