热固性塑料
热固性塑料
热固性塑料简介热固性塑料（Thermosetting plastics），也被称为固化塑料或热固塑料，是一种在加热过程中经历化学变化而形成三维固化结构的塑料。
与热塑性塑料不同，热固性塑料一旦固化就无法再被加热变形。
热固性塑料具有许多优点，例如耐热性、耐化学药品、机械强度高等，因此在诸多领域应用广泛。
本文将对热固性塑料的性质、制造工艺、应用领域进行详细介绍。
性质热固性塑料具有以下主要性质：1.耐热性：热固性塑料在高温下能保持其形状和强度，通常可耐受高达200°C以上的温度。
2.机械强度高：与热塑性塑料相比，热固性塑料的机械强度更高，能够承受更大的力和压力。
3.耐化学药品：热固性塑料对化学药品具有较好的抵抗能力，不易被腐蚀。
4.难燃性：热固性塑料在点燃后不易燃烧，能够自行熄灭火源。
制造工艺热固性塑料的制造工艺与热塑性塑料有所不同。
热固性塑料在加热过程中通过交联反应形成固化结构，无法再通过加热融化变形。
热固性塑料的制造主要包括以下步骤：1.原材料准备：选择适合的树脂材料作为基础，通常采用液态或固态树脂将其与填料、助剂等混合。
2.成型工艺：热固性塑料可以通过注塑、挤出、压缩成型等多种工艺进行成型。
其中，压缩成型是最常用的方法，通过将热塑性塑料放入加热的金属模具中，在高温和高压的条件下形成固化结构。
3.固化反应：成型后的热固性塑料需要进行固化反应。
固化反应可以通过热固化剂的添加或者外部加热来实现。
在固化过程中，树脂分子间发生交联反应，形成耐热的固体结构。
4.后续处理：固化完成后的热固性塑料需要进行后续处理。
这包括修整表面、去除残留的固化剂、进行表面涂层等。
应用领域热固性塑料由于其耐热性、机械强度高等特性，在许多领域被广泛应用。
下面是一些常见的热固性塑料的应用领域：1.电子电气：热固性塑料具有良好的绝缘性能，因此在电子电气行业中被广泛应用于绝缘材料、电路板等制造。
2.汽车工业：热固性塑料的高耐热性和机械性能使其成为汽车工业中的重要材料，例如用于汽车引擎部件、底盘零件等的制造。
热固性和热塑性塑料的区别
热塑性塑料
耐热性低
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热固性塑料
刚性强
热塑性塑料
刚性弱
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应用举例
热固性塑料
热塑性塑料
酚醛塑料（PF）
聚乙烯（PE）
齿轮、轴瓦、导向 轮、轴承、线圈架、 接线板、风扇叶子、 耐酸泵叶轮、凸轮
塑料管、塑料板、 塑料绳、塑料薄 膜、软管、塑料 瓶
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热固性 和 热塑性
塑料的区别
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热固性塑料
第一次加热时可以软化流 动，加热到一定温度，产 生化学反应一交链固化而 变硬，这种变化是不可逆 的，此后，再次加热时， 已不能再变软流动了。正 是借助这种特性进行成型 加工，利用第一次加热时 的塑化流动，在压力下充 满型腔，进而固化成为确 定形状和尺寸的制品。这 种材料称为热固性塑料。
热固性塑料
热塑性塑料
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热塑性塑料
热塑性塑料是一类应用 最广的塑料，以热塑性 树脂主要成分，并添加 各种助剂而配制成塑料。 在一定的温度条件下， 塑料能软化或熔融成任 意形状，冷却后形状不 变；这种状态可多次反 复而始终具有可塑性， 且这种反复只是一种物 理变化，称这种塑料为 热塑性塑料。
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热固性塑料
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应用举例
热固性塑料
热塑性塑料
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应用举例
热固性塑料
热塑性塑料
氨基塑料
聚氯乙烯（PVC）
电话机、收音机、 钟表外壳、开关插 座、航空茶杯及电 器开关、灭弧罩
塑料的种类及鉴别方法
塑料的种类及鉴别方法
塑料的种类主要分为热塑性塑料和热固性塑料两大类。
1. 热塑性塑料：
- 聚乙烯（PE）：常见于塑料袋、瓶盖等。
- 聚丙烯（PP）：常见于食品容器、毛绒玩具等。
- 聚氯乙烯（PVC）：常见于水管、电线绝缘层等。
- 聚苯乙烯（PS）：常见于泡沫塑料、家电外壳等。
- 聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）：常见于玻璃代替品、眼镜等。
- 聚氨酯（PU）：常见于泡沫塑料、沙发等。
2. 热固性塑料：
- 酚醛树脂（PF）：常见于电器零部件、餐具等。
- 酚醛树脂（UF）：常见于家居用品、工艺品等。
- 聚酯树脂（PET）：常见于瓶子、衣物等。
- 聚氨酯树脂（PUR）：常见于绝缘材料、塑料零件等。
鉴别方法：
1. 摩擦法：将塑料与纺织品摩擦，热塑性塑料会产生熔化的现象，而热固性塑料则不会。
2. 烧烤法：用火柴点燃塑料，热塑性塑料会燃烧，有明显的火焰和熔化的现象，而热固性塑料会变成炭状，不会燃烧。
3. 浸水法：热塑性塑料通常会在水中浮起，而热固性塑料会沉入水中。
4. 盖子检查法：热塑性塑料的盖子通常可以弯曲和变形，而热固性塑料的盖子则无法变形。
5. 标识法：查看塑料制品上的标识代码，从代码中可判断使用的塑料类型，但不是所有塑料制品都有标识。
热固性塑料的概念
热固性塑料的概念热固性塑料是一类具有特殊性质和特点的聚合物材料。
相对于热可塑性塑料，热固性塑料在加热后不会软化，而是通过化学反应发生硬化和固化，形成具有稳定化学结构的材料。
热固性塑料具有优异的耐热性、耐化学腐蚀性以及机械性能等，广泛应用于各个领域中。
热固性塑料的硬化过程是永久性的，使其成为一种可靠的材料选择。
一旦热固性塑料固化，它将保持其形状和性能。
与热可塑性塑料不同，热固性塑料是通过热交联过程增加材料的稳定性和机械强度。
这种交联过程发生在高温下，塑料材料中的分子链之间通过化学键交联在一起，形成一个网络结构。
这种结构使得热固性塑料不受外界变化的影响，并且具有极高的稳定性、耐热性和耐化学腐蚀性。
此外，热固性塑料还具有良好的机械性能。
由于其高度交联的分子结构，热固性塑料通常具有较高的强度和刚度，以及较低的蠕变和收缩性能。
这些特性使得热固性塑料成为一种适用于高负荷和高温环境下的材料选择。
热固性塑料具有出色的耐热性能，能够在高温环境下保持较好的物理和化学性质。
例如，酚醛树脂是一种常见的热固性塑料，具有出色的耐高温性能。
在高温下，酚醛树脂仍能保持较好的强度和刚度，不会出现软化和变形的情况。
因此，酚醛树脂被广泛应用于电器、汽车和航空航天等领域。
热固性塑料还具有出色的耐化学腐蚀性能。
由于其具有高度交联的结构，热固性塑料能够抵抗强酸、强碱和其他化学品的腐蚀。
例如，环氧树脂是一种常用的热固性塑料，具有良好的化学稳定性。
这使得环氧树脂在化工、建筑和船舶等领域中得到广泛应用。
总的来说，热固性塑料是一类具有优异性能和特点的聚合物材料。
其通过热交联过程形成稳定的化学结构，使其具有出色的耐热性和耐化学腐蚀性。
此外，热固性塑料还具有良好的机械性能，适用于高负荷和高温环境。
热固性塑料的广泛应用涵盖了各个领域，如电子电器、汽车、航空航天、化工等。
随着科技的不断发展，热固性塑料将继续在各个领域中发挥重要作用。
热固性塑料
热固性塑料酚醛塑料（PF）:电绝缘、耐热性、耐酸性好，用于电器通信、涂料、胶粘剂。
氨基塑料：电绝缘、耐热性、耐酸性好，用于绝缘材料、餐具脲醛（UF）:无色、着色容易，似酚醛，用于罩、按钮、涂料三聚氰胺：硬度大，耐磨性、阻燃性、耐水性好。
用于装饰板、强化地板、电器零件、涂料。
环氧树脂（EP）：粘接效果、电绝缘性、耐药性好，用于粘合剂、涂料、电绝缘材料。
呋喃树脂（MF、MPF）：耐药品性好，用于耐腐蚀材料醇酸树脂：胶接性、肉性、耐侯性好，用于涂料。
不饱和树脂（UP）：可低压成型，玻璃纤维增强，用于玻璃钢制造、灌封。
硅树脂：电绝缘性、耐热、憎水，电绝缘材料、润滑油、脱模剂。
1简介：酚醛树脂是由苯酚、甲酚和二甲酚等酚类和甲醛进行缩聚反应制得的。
1907年工业化生产。
反应条件不同，则生成的PF 树脂性质也不相同:若苯酚和甲醛按1:0.8 克分子比，在盐酸或草酸溶液中反应，则生成线型大分子，分子量约为1500 左右。
这种高聚物分子中，由于不含有可反应的羟甲基，故在加热中不会交联固化，称之为热塑性PF树脂。
若过量的甲醛和苯酚进行缩聚反应，在氨或氢氧化钠碱性的催化作用下，则经历甲、乙、丙三阶段，最后生成热固性PF 树脂一、酚醛树脂（PF）phenol-formaldehyde resin合成路线：苯酚和甲醛按1：0.8克分子比，在盐酸或草酸中反应，生成线性大分子，不含有可反应的羟甲级，加热时不产生交联反应，称之为热塑性PF树脂。
过量的甲醛和苯酚进行缩聚反应，在氨或氢氧化钠碱性催化作用下，生成热固性PF树脂。
2.PF合成路线PF树脂一般采用单釜间歇法，在带有搅拌器、蒸气夹套的不锈钢衬里的反应釜中制备。
PF 模塑粉的生产常用干法生产。
即PF树脂与各种添加剂混合，然后塑炼成片，粉碎塑炼的片，合并不同的批号混合成PF 模塑粉。
再在热压机上模压成制品。
若是绝缘模塑粉，将木粉换成云母和石棉粉，共160 份；若是抗冲级模塑粉，将木粉换成棉短绒110 份；若是高抗冲级则换成织物碎块150 份。
塑料材料—热固性塑料的特性及应用
OH
OH
H[
CH2 ]n [
CH2 ]mOH
CH2 OH
M=2～5，m+n=4～10
酚醛树脂及塑料
合成
该树脂称为甲阶PF，能溶于酒精、丙酮及碱的水溶液中。 可进一步反应的羟甲基和反应活性点，受热时逐步转变为乙阶PF，即 不溶于碱液中，可部分或全部溶解于丙酮或酒精中。 若升高温度使反应继续进行则转变为不溶不熔的体型结构的丙阶PF。 生产中使用的是哪一个阶级的树脂？
一般，UP的固化过程也就是其成型过程，通过固 化成型可制得多种UP塑料制品。
不饱和聚酯树脂及塑料
固化
一定黏度的液体树脂
热固化体系 过氧化二异丙苯
固化剂
室温固化体系 过氧化环己酮/环烷酸钴
压制成型制品
玻璃钢制品 浇铸成型制品
不饱和聚酯树脂及塑料
性能与应用
纯UP树脂透明性好，易着色，刚度、硬度和电性能 亦较好。
塑料材料与助剂
酚醛树脂及塑料
酚醛树脂及塑料
简介
酚醛树脂（PF）是由酚类与醛类缩聚制得的聚合物，是合成树脂中发 现最早、最先实现工业化生产的树脂品种，迄今已有一百多年的历史。 由于它原料易得，合成简便，价格低廉，制成的酚醛塑料具有良好的电 性能、力学性能、耐热性能和化学稳定性，因而，在塑料生产中至今仍 占有相当重要的地位。
UP配方中加入各种填料和增强材料，性能有很大 变化。UP玻璃钢力学强度高于铝合金，有些接近于 钢材，而其密度仅为钢材的1/5～1/4，因而，可代 替金属用作承强结构材料 。
不饱和聚酯树脂及塑料
性能与应用
UP玻璃钢：桌椅、船、建筑板材、飞机部件、各种 板材、汽车、工业电器部件等 ；
浇铸制品：刀把、伞柄、标本、钮扣、浇铸水晶 石板、水晶桌面、墙面、地面的装饰，具有施工简便、 装饰性好、耐磨耐蚀的特点。
塑料培训资料
塑料培训资料一、塑料的定义和分类塑料是一种由合成树脂经加工成型而得到的具有可塑性的固体材料。
根据塑料的来源和性质，塑料可分为热塑性塑料和热固性塑料两大类。
1. 热塑性塑料热塑性塑料在一定温度范围内可多次加热融化和冷却固化，具有较好的塑性。
常见的热塑性塑料有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。
2. 热固性塑料热固性塑料在一次加热后会发生不可逆的化学反应，无法再次融化。
常见的热固性塑料有酚醛树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂等。
二、塑料的制备和加工塑料的制备和加工主要包括以下几个步骤：1. 原料准备塑料的原料主要来自石油、天然气等化石燃料的炼制产物。
在制备塑料之前，需要对原料进行精炼和配比，以确保塑料的质量和性能。
2. 高分子化合物的合成通过聚合反应，将单体分子聚合成高分子化合物，形成树脂。
常见的聚合方法有自由基聚合、阴离子聚合、阳离子聚合等。
3. 塑料的改性和添加剂的加入根据实际需要，可以通过添加剂来调整塑料的性能，如增强材料、防老化剂、阻燃剂等。
同时，也可以通过改性处理来改善塑料的性能。
4. 塑料成型加工塑料的成型加工主要包括挤出、注塑、吹塑、压延、发泡等多种方法。
不同的加工方法适用于不同的塑料制品，可以根据产品需求选择合适的加工方式。
三、塑料的应用领域塑料由于其良好的可塑性和物理性能，在各个领域都有广泛的应用。
1. 包装行业塑料袋、塑料瓶、塑料薄膜等都是塑料在包装行业中的应用。
塑料包装具有轻便、透明、易于加工等优点，能够满足不同产品的包装需求。
2. 汽车工业塑料在汽车工业中的应用越来越广泛，既用于内饰件的制造，也用于外部构件的制造。
塑料零件的使用可以减轻汽车重量，提高燃油效率。
3. 电子电器行业塑料在电子电器行业中被广泛应用于电线电缆、插头插座、电池壳体等制品的制造。
塑料的绝缘性能和工艺适应性使其成为理想的电子电器材料。
4. 建筑行业塑料在建筑行业中的应用主要体现在防水材料、塑料水管、塑料地板等方面。
塑料材料的耐候性和耐腐蚀性能使其成为建筑行业的重要材料。
热固性和热塑性塑料的区别(一)
热固性和热塑性塑料的区别（一）热固性和热塑性塑料的区别引言概述：热固性塑料和热塑性塑料是常见的两类塑料材料，它们在结构、性质和应用领域上存在显著差异。
本文将从五个大点阐述热固性和热塑性塑料的区别，包括原料特性、加工方式、化学结构、热稳定性和应用范围。
正文内容：1. 原料特性- 热固性塑料：由交联的分子网络构成，分子间的化学键非常强，不易熔融。
- 热塑性塑料：由线性或支化的高聚合度聚合物构成，分子间的化学键较弱，易于加热和熔融。
2. 加工方式- 热固性塑料：通常采用压缩模压或热模压的方式进行加工，一旦固化则不能再进行改变。
- 热塑性塑料：可以通过注塑、挤出、吹塑等多种方式进行加工，加热后可塑性增强，冷却后保持形状。
3. 化学结构- 热固性塑料：通常具有三维交联结构，分子链间有大量的化学交联，形成网状结构。
- 热塑性塑料：通常具有线性或支化结构，分子链间仅有少量的物理交联，形成线性或无规则结构。
4. 热稳定性- 热固性塑料：具有较高的热稳定性，能够耐受较高温度，不易变形或分解。
- 热塑性塑料：受热易变形，温度升高会使其软化，甚至分解。
5. 应用范围- 热固性塑料：广泛应用于制造电器、汽车零部件和模具等领域，需要耐高温和耐化学腐蚀性能的产品。
- 热塑性塑料：被广泛用于包装材料、管道、电线电缆等领域，易于加工成各种形状且成本较低。
总结：热固性塑料和热塑性塑料在原料特性、加工方式、化学结构、热稳定性和应用范围等方面存在明显差异。
热固性塑料通常具有强交联结构和较高的热稳定性，用于高温和耐腐蚀领域；而热塑性塑料具有较弱物理交联和较低热稳定性，用于需要可塑性和低成本的应用。
深入理解这些区别有助于正确选择适合的塑料材料以满足特定应用的需求。
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酚醛树脂的成型加工
成型加工方法主要有模压成型、层压成型、泡沫成型。 成型性好，但收缩及方向性比氨基树脂大，并含水分等挥 发物。成型前应预热，成型时应排气，否则需提高模温和成 型压力； 模温对流动性影响大，>160℃时流动性迅速下降； 固化速度比氨基树脂慢，固化时放热量大，而导热系数低。 大型厚壁制件内部易过热，导致固化不均。
1.加成生成多种羟甲基酚
OH OH
CH 2OH
CH 2OH
OH CH 2OH
CH 2OH
HOH 2C
OH CH 2OH
2.缩聚
CH 2OH
控制反应程度，可得
OH H2 OH
C
CH 2OH
线型结构，可 溶于丙酮、乙 醇的甲阶树脂
带支链、部分交联、有 弹性，加热软化而不融 化的固态乙阶树脂；
立体网状结构， 不溶不熔的固 体丙阶树脂
酸性条件(pH<7) 下，甲醛与苯酚摩尔比小于1(0.8)时缩 聚而成的一种线性树脂，可溶、可熔，分子内不含羟甲基。
其聚合度与苯酚用量有关，一般为4 ～12。因分子内不含 羟甲基，受热时只能熔融，不会自行交联。
依pH值大小，可得两种分子结构热塑性酚醛树脂： 通用型酚醛树脂
强酸条件下(pH<3)，缩聚主要通过酚基的对位实现， 因此保留的活性点邻位多、对位少，而酚基邻位活性小， 对位活性大，因此后固化速度较慢。
耐电弧，耐燃。
模塑料主要用于色泽鲜艳的日用品、装饰品及电器零件， 如餐具、发卡、电器插座、钟表外壳等。
三聚氰胺甲醛树脂MF
由三聚氰胺(密胺)与甲醛缩聚合成的氨基树脂，又称密胺 树脂。
由于分子结构中具有三氮杂环结构，并有多个可进行交联 的活性基团，因此其固化产物的耐热性、耐湿性及力学性能 均优于UF。 表面硬度高，耐污染，色浅，可自由着色，广泛用于餐具、 医疗器械； 可在沸水中长期使用，短期使用温度可达150~200℃ ； 介电性能良好，耐电弧性突出。
酚醛树脂的固化
热固性酚醛树脂的固化 热压法固化(温度145～175℃)
热压过程产生溶剂、水分、甲醛等挥发分，需较大成型压 力加以排除，否则制品内易形成气泡和微孔；
热压中产生挥发分越多、温度越高，所需成型压力越大。 室温固化
用作粘合剂及浇注树脂时采用； 需加入酸类固化剂：盐酸、磷酸、对甲苯磺酸、苯酚磺酸
2.4.3 环氧树脂
分子中含有两个或以上环氧基团的线形高分子化合物， 其相对分子质量一般不高。经与多种类型的固化剂发生交联 反应制得具有不溶不熔性质的三维网状聚合物，英文名称为 Epoxy resin，简称EP。
环氧树脂产量大、品种多，具有一系列优异性能，可用 作胶黏剂、涂料、纤维增强树脂基复合材料基体，广泛应用 于机械、电机、化工、航空航天、汽车、建筑等领域。
目前工业上以UF和MF为主。
脲甲醛树脂UF
由脲(尿素)与甲醛缩聚合成的氨基树脂，经加成和缩聚 两步得到线形或带支链的预聚物，加热或加入草酸、苯甲 酸等固化剂交联成型。可用作模塑料、层压塑料、泡沫塑 料，还大量用作粘合剂、织物处理剂、涂料等。 透明，表面粗糙度低，易着色，固化后无毒、无臭、无味； 表面硬度高，耐刮伤，俗称电玉； 耐热性较差，长期使用温度≤70 ℃ ； 耐弱酸弱碱及油脂等介质，易吸水，吸湿后制品会发生变形 及裂纹；
使用温度比热塑性塑料高，高温下分子链不产生相对流动。
蠕变性小，形状稳定、绝缘性好、物理力学性能和老化性能 均优于热塑性塑料。
2.4.1 酚醛树脂
凡是酚类化合物与醛类化合物经缩聚反应制得的树脂统 称酚醛树脂，英文名称Phenolics resin。 常见酚类化合物有苯酚、甲酚、二甲酚、间苯二酚； 常见醛类化合物有甲醛、乙醛、糠醛。
最重要的酚醛树脂是苯酚和甲醛的缩聚产物，英文名称 Phenol-Formaldehyde，简称PF，是最早（1909年）实现 工业化的树脂品种。
通过控制原料苯酚和甲醛的物质的量比及体系pH值，可 合成两种性质不同的酚醛树脂： 热塑性酚醛树脂 热固性酚醛树脂
酚醛树脂的合成 热塑性酚醛树脂的合成
2.4.2 氨基树脂
含有氨基或酰胺基团的化合物与醛类化合物缩聚反应制得 的树脂统称氨基树脂，英文名称Amino resin，简称AF。 脲甲醛树脂(Urea Formaldehyde resin,简称UF) 三聚氰胺甲醛树脂(Melamine Formaldehyde resin,简称MF) 脲三聚氰胺甲醛树脂(简称UMF) 苯胺甲醛树脂
热塑性酚醛树脂的固化 加入固化剂甲醛或六次甲基四胺，与酚基活泼氢反应； 加入热固性酚醛树脂，其分子中的羟甲基与酚基活泼氢反应；
酚醛树脂的性能
强度及弹性模量比较高，长期经受高温后强度保持率高。质 脆，抗冲击性能差。 使用温度高，经玻纤和石棉填充最高使用温度可达180 ℃ 。 耐化学药品性能优良，可耐有机溶剂和弱酸，但不耐强酸和 强氧化剂，由于酚羟基的存在，耐碱性差。 吸水性较大，吸湿后制品会膨胀，产生内应力，出现翘曲。 电缘性较好，绝缘电阻和介电强度高，是优良的工频绝缘 材料，俗称“电木”。但介电常数和介电损耗较大，且电性能 受温度及湿度影响。 蠕变小，尺寸稳定，阻燃性好，发烟量低。
2.4 热固性树脂
热固性树脂/塑料：受热熔化成型的同时发生固化发应，使 可流动的线型或支化型分子转变成三维立体网状结构，再受 热不能熔融，也不在溶剂中溶解的树脂/塑料。 热固性塑料一旦固化，改变形状只能靠切、削等二次加工。
交联前，分子链上有两个以上可参加反应的基团；交联后， 分子间相互交叉连接，成为三维网状结构。
环氧树脂的特性
具有多样化的形式：从极低粘度的液态到高熔点固体； 粘附力强：极性羟基、醚键和环氧基团的存在，使其对 金属、木材等各种物质具有突出的粘附力，称“万能胶”； 收缩率低：固化过程为加成反应，没有水或其它挥发性 产物放出，收缩率≤2%，比PF、UP低； 力学性能：因含大量极性基团，固化后结构紧密，强度 高、模量大，力学性能优良，但脆性大； 化学稳定性：优良的耐酸、碱和溶剂性； 电绝缘性：宽广的温度和频率范围内，具有高介电性能、 耐表面漏电、耐电弧性。
高邻位酚醛树脂 用某些特殊的金属碱盐作催化剂，pH=4 ～7时，缩聚
主要通过酚基的邻位实现，保留了活性大的对位，可快速 固化，固化速度比通用型快2 ～3倍，制得的模压制品热刚 性更好。
热固性酚醛树脂的合成 碱性条件(pH=8～11) 下，甲醛与苯酚摩尔比大于1
(1.1 ～1.5)时缩聚而成。