引言
用7.5%（质量分数）的丁苯橡胶与同样质量分数的2123 树脂，您能在开炼机上炼出表面光洁、完整、富有柔软性和机械强度的胶片吗？笔者长期从事有机摩擦材料生产技术和新品的研制、开发，深知这一点做不到。但笔者能用相同质量分数的丁苯橡胶与热固性腰果壳油树脂粉（CF 树脂粉）在开炼机上顺利炼成厚薄均匀的胶片，并经过模压成型、热处理加工成制动器衬片，制品没有缺边、缺角、龟裂、起泡、凹凸不平、翘曲、扭曲等缺陷，经D-MS 定速式摩擦试验机按国标GB 5763—1998《汽车用制动器衬片》3 类“中、重型车鼓式制动器用衬片”技术要求进行测试，其摩擦
磨损性能见表1。
丁苯-CF拼用胶摩擦磨损性能
根据以往经验，以丁苯-2123 树脂拼用生产的石棉或非石棉绒质刹车带，当测试温度超过200℃后，摩擦系数μ 很少能达到0.20 以上。国标GB 5763—1998 规定1 类驻车制动器用衬片（绒质刹车带）最高测试温度为200℃ ；摩擦系数μ 为0.20~0.70 ；磨损率（V）×10-7< 3.00 cm3·（N·m）-1。
1 腰果壳油
腰果壳油是一种热带植物腰果树果实外面的硬壳中提取的黑褐色不干性植物油。腰果树原产于南美东部及西印度洋群岛，后在非洲、印度、南亚等地大量栽种，我国广东、广西、海南岛等地也有出产。腰果壳油作为一种重要的工业原料，其质量好坏主要取决于油中的主要成分——腰果酚和强心酚的含量及酚核侧链的不饱和度，其化学成分、分子结构如表2 所示。
腰果壳油化学成分及其分子结构
将腰果壳油加热至220℃，脱羧，放出CO2，制得一种油状物质，即腰果酚。腰果酚并非单一物质，而是多种异构物的混合物。现已查明，其侧链有饱和的和具有1 个双键、2 个双键、3 个双键的4 种。
R0=（CH2）14CH3
R1=（CH2）7=CH（CH2）5CH3
R2=（CH2）7CH=CHCH2CH=CH（CH2）2CH3
R3=（CH2）7CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH2
此外，腰果壳油中还有少量含氮化合物、矿物质及高分子聚合物。目前，国内市售腰果壳油质量指标（质量分数）如下：
腰果酚 82%~83%
卡酚 12%~13%
2- 甲基强心酚 2%~4%
黏度（25℃）/Pa·s 0.17~0.19
密度（25℃） 0.94~0.97
杂质 < 1%
灰分 < 1%
水分 < 1%
pH 值 7
根据有机化学取代基定位效应，苯环上邻对位定位羟基（-OH）的存在，将引起加入苯环的原子团-R导向-OH 的邻位与对位的位置。而腰果酚苯环上的侧链15烯基既不在邻位上，也不在对位上，而在间位上。这种分子结构要人工合成很难实现，而腰果壳油提供了一种难于替代的工业原料。
2 CF 树脂
CF 树脂是热固性腰果
酚醛树脂的简称，由纯腰果壳油与醛类化合物在碱性催化剂作用下精制而成。按照有机化学理论，酚的分子结构对于
酚醛树脂的性质有较大影响。树脂的聚合速度和溶解性能由酚的分子结构决定。腰果酚与
苯酚一样，具有3 个活泼反应点，因此它亦象
苯酚一样，能与醛类生成高度硬化的树脂。腰果酚与
苯酚的不同之处在于其苯环上的羟基（-OH）间位上有一个15 烯基侧链，正是此不饱和长链取代基的大位阻效应，显著降低了腰果酚的活性，降低了其聚合速度，同时造成了腰果
酚醛树脂与普通
酚醛树脂在其它性能上的很大不同，呈现了普通
酚醛树脂所不及的特性，如硬度低，耐冲击，油溶性好，毒性小，浸润性优异，耐水性极好等等。
图1、图2 分别为CF 树脂粉在热天平和差示扫描量热器上所测得的TGA 曲线和DSC 曲线。从图1 可见：CF 树脂粉试样从室温加热到200℃时，其质量变化仅为0.56%，230℃前其质量变化不超过1%。这1%包括树脂粉试样吸附的水分及固化反应时释放的低分子物。图2 之DSC 曲线表明：CF 树脂起始固化温度为180.5℃ ；在这之前，其质量变化仅为0.32%。
CF 树脂的TGA曲线
CF 树脂的DSC曲线
3 CF 树脂对橡胶型胶粘剂性能的影响
有机摩擦材料是一种由胶粘剂、填充剂和增强剂组合而成的功能性复合材料。其中胶粘剂的性能在很大程度上决定着摩擦材料的摩擦磨损性能、物理机械强度以及单位面积吸收功率的大小。通常，一些要求有柔软性、弯曲性能的材料，如刹车带（编织刹车带除外）和汽车用离合器面片都采用酚醛- 橡胶型胶粘剂。用得最多的是丁苯橡胶-2123
酚醛树脂拼用胶粘剂。
根据酚醛- 橡胶胶粘剂反应机理，为获得性能优良的胶粘剂，首先必须协调和控制树脂的聚合速度和橡胶的硫化速度，使两者在热处理条件下形成共聚物。否则生成的共聚交联物稀疏，甚至是不发生交联的机械混合物。这种混合物既不耐热，又缺乏机械强度。事实上，在同等条件下，2123
酚醛树脂的聚合速度要比丁苯橡胶的硫化速度快许多。在胶粘剂领域，为了使橡胶与树脂的速度尽可能一致，通常的做法是：减慢树脂本身的聚合速度，或提高橡胶的硫化速度。前面提及CF 树脂，
酚醛树脂本身的聚合速度由酚的分子结构所决定。在胶粘技术领域，为了减慢树脂本身的缩聚速度，一般取苯环上带有2 个活泼反应点（官能位置）的
苯酚制备的
酚醛树脂来硫化橡胶。例如用对位烷基
酚醛树脂（2402 对叔丁基
酚醛树脂）作橡胶硫化剂，即可获得耐热、高强度硫化胶（胶粘剂）。如果改用苯环上有3 个活泼反应点的
苯酚制备的
酚醛树脂（2123 树脂）作硫化剂来硫化橡胶，则硫化胶的耐热性和机械强度将显著下降。这是因为2123 树脂本身的缩聚速度大大超过橡胶在同等条件下的硫化速度之故。而叔丁基
酚醛树脂硫化橡胶之所以取得成功，其主要原因是对位的第三个活泼反应点已被叔丁基堵死，因而大大地减缓了树脂的聚合速度，使得其与橡胶的硫化速度趋于一致所致。
综上所述，为了取得高性能胶粘剂，为何不用对叔丁基
酚醛树脂取代2123 树脂与丁苯橡胶拼用生产摩擦材料，提高刹车带、离合器面片性能呢？笔者认为原因如下：第一，对叔丁基
酚醛树脂太贵，其价格约2123 树脂的1.8 倍；第二，对叔丁基
苯酚取代基叔丁基位于苯环对位，也就是说苯环的第3 个活泼反应点已被堵死，不能参与反应，因而在大大减缓树脂聚合速度的同时，也大大降低了与
甲醛的交联密度，从而大大降低了树脂的耐热性。而腰果酚独特的分子结构，不仅因3-15 烯基的存在减缓了与醛类发生聚合反应的速度，而且因15 烯基位于羟基的间位，避免了对烷基
酚醛树脂耐热性不高的缺点。用CF 树脂取代2123
酚醛树脂与丁苯橡胶拼用，可以提高制品的耐热性、摩擦磨损性能、机械强度。CF 树脂粉的市场零售价与2123
酚醛树脂接近。
4 CF 树脂与国外腰果壳油树脂比较
CF 树脂与国外腰果壳油树脂虽同属不含
苯酚树脂，但两者生产方法不同，树脂性能也有所不同。
4.1 形态不同
国外腰果壳油树脂为液态树脂，没有固态树脂，更没有粉状树脂。CF 树脂不仅有液态树脂，还有固态树脂甚至粉状树脂。
4.2 反应机理不同
国外腰果壳油树脂为双组分胶粘剂，使用时要添加乌洛托品
固化剂；而CF 树脂为热固性树脂，单组分胶粘剂，使用时无须添加任何
固化剂。
4.3 溶解度不同
国外腰果壳油树脂能溶于汽油。CF 树脂在汽油中的溶解度随其相对分子质量的变大而变小，固态CF树脂在汽油中溶解度有限而呈溶胀状态，相对分子质量继续变大，溶胀消失，仅溶于苯，终端产品为不溶不熔性三维网状结构树脂。
4.4 使用情况不同
在试制层压刹车带和缠绕式离合器面片过程中，2 种树脂显示了几乎截然相反的情况。用国外腰果壳油树脂汽油胶浆浸涂过的织物干燥缓慢，难于适应目前企业中蒸汽烘箱一次干燥工艺，但在热压过程中成型速度快；用CF 树脂汽油胶浆浸涂过的织物干燥迅速，但在模压过程中凝胶化速度慢，刚出模制品硬度低，须适当提高模具温度。
5 CF 树脂产品
CF 树脂产品的性能指标及用途见表3。
CF 树脂产品的特点、性能指标及用途
6 结语
CF 树脂是一种新产品，其生产过程中，无废气、废渣、废水排放，且CF 树脂主要来自腰果壳油，是一种可再生资源，研制生产CF 树脂符合我国国情。CF 树脂具有如下特点：第一，它与橡胶，尤其是非极性橡胶之间有极好的相容性，是橡胶理想的增硬补强剂、硫化剂、部分替代品。与纯油溶性
酚醛树脂相比，它价格低廉，耐热性更高。第二，它是普通
酚醛树脂、环氧树脂等脆性树脂优良的增韧剂、改性剂。第三，CF 树脂的特性几乎能满足粉末涂料对树脂的全部要求：涂膜光亮、坚韧，对金属等材料黏着性极强；在固化温度下，熔融黏度很低；热分解温度较高；在贮存和使用中性能稳定；能粉碎成140 目以上的粉末；在固化成膜过程中不产生副产物。当然，CF 树脂也有缺点。其最大缺点是固化温度较高，DSC 曲线表明其起始固化温度为180℃，且固化速度较慢，这使得其在多种场合不能适应生产工艺的要求，这也是我们今后研发改进的方向。
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