酚醛樹脂的固化依賴于加熱反應(yīng)進(jìn)而完成硬化（固化）。期間，硬化的升溫速率是十分關(guān)鍵的。

1、酚醛樹脂的硬化機(jī)理

　　準(zhǔn)確定義：苯酚和甲醛在合成反應(yīng)設(shè)備中，通過加成和適當(dāng)縮聚反應(yīng)所得到的樹脂，通常都是分子量不高的低聚物和各種羥甲基酚的混合體系，雖然Novolaks及Resoles以如上節(jié)所述，結(jié)構(gòu)上是有差異的。

　　酚醛樹脂只有在形成交聯(lián)網(wǎng)狀（或稱體型）結(jié)構(gòu)之后才具有優(yōu)良的使用性能，包括力學(xué)性能、電絕緣性能、化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性等。

　　酚醛樹脂的硬化就是使其轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的過程，表現(xiàn)出凝膠化和完全固化的兩個(gè)階段，這一轉(zhuǎn)變不僅是物理過程，也是一個(gè)化學(xué)過程。所以酚醛樹脂的硬化絕不是熔體冷卻到熔點(diǎn)以下的一般意義上的固化，而是高分子化學(xué)概念上的由線（支）型分子交聯(lián)（cure）成網(wǎng)狀分子導(dǎo)致失去可溶、可熔性的固化。

　　酚醛樹脂硬化后，在獲得優(yōu)良物理性質(zhì)的同時(shí)，又失去了可溶、可熔性，不再有可加工性。因而其固化過程必然應(yīng)在以酚醛樹脂（Novolaks或Resoles）為粘結(jié)劑組成的塑料、油漆涂料及各種各樣工程材料的使用或成型過程中完成。

　　硬化過程表現(xiàn)出如下特點(diǎn)：

　　(1) 樹脂在硬化前的結(jié)構(gòu)因素（組成、分子量大小、反應(yīng)官能度等）影響顯著；(2) 硬化反應(yīng)受催化劑、固化劑、樹脂PH值等的影響顯著；

　　(3) 硬化過程有熱效應(yīng)；

　　(4) 硬化速率受溫度、壓力的影響顯著；

　　(5) 硬化過程有副產(chǎn)物（如水、甲醛等）產(chǎn)生；

　　(6) 硬化反應(yīng)是不可逆過程。

2、酚醛樹脂的硬化條件

　　酚醛樹脂粉要加熱到流動狀態(tài)，才能形成結(jié)合劑橋。然而，如果升溫速度過快，砂輪就會變形。所以必須調(diào)整出合適的硬化曲線，以保證結(jié)合劑固化，砂輪不變形。

　　如1所述，硬化過程中會有一定量的揮發(fā)物產(chǎn)生放出，其產(chǎn)生的壓力在條件成熟時(shí)會使砂輪變形。

　　這種壓力必須被外部壓力或結(jié)合劑橋本身的強(qiáng)度抵消，也可以在不影響砂輪性能的情況下，使揮發(fā)物留在砂輪內(nèi)而不破壞砂輪形狀。能夠使酚醛樹脂結(jié)合劑橋樹脂制造的砂輪硬化時(shí)可以快速升溫，如邦瑞的超薄片專業(yè)粉BR-22200就是一類。

　　同時(shí)，結(jié)合劑橋的形成快慢主要取決于酚醛樹脂的硬化速率，同時(shí)與濕潤劑（含樹脂液）的類型及樹脂粉的配合及反應(yīng)有密切關(guān)系。因此，設(shè)計(jì)硬化曲線時(shí)必須考慮酚醛樹脂的品種和硬化速率。

3、硬化曲線的設(shè)定

　　在樹脂砂輪制造技術(shù)中，有兩種最基本的硬化曲線，所有其他的硬化曲線都是這兩種曲線的轉(zhuǎn)化。

　　1）短曲線（快速升溫曲線）

　　升溫速度較快，每小時(shí)大于10℃。曲線總時(shí)間為20至24小時(shí)。

　　該曲線常用來硬化酚醛樹脂液做濕潤劑，且砂輪配方中添加一定量的石膏填料的配方樹脂砂輪。

　　該曲線特點(diǎn)是：快速硬化，采用的酚醛樹脂粉的流長較短。

　　2）長曲線（慢速升溫曲線）

　　適用于結(jié)合劑流動性較好（中等密度，用低粘度樹脂液做濕潤劑等）的樹脂砂輪，硬化時(shí)升溫速率較慢，每小時(shí)升溫3～5℃，在120℃保溫4小時(shí)左右，最高硬化溫度在160～190℃之間，曲線總長為40～60小時(shí)。

　　我們在設(shè)計(jì)硬化曲線時(shí)，必須認(rèn)真考慮曲線的升溫速度、長度、最高溫度及其它細(xì)節(jié)問題，并且必須經(jīng)過多次試驗(yàn)驗(yàn)證。

　　硬化曲線設(shè)計(jì)必須遵循的原則：

　　大直徑砂輪、高厚度砂輪，硬化時(shí)曲線在最高溫度保溫時(shí)間要長，以保證硬化完全；

　　要求砂輪不完全硬化時(shí)，曲線最高溫度需調(diào)整較低些；

　　高硬度冷壓砂輪硬化時(shí)，在105～120℃段的保溫時(shí)間必須延長，以便揮發(fā)物徹底釋放出；

　　流長極短樹脂粉制作的砂輪，硬化時(shí)升溫速度要快，以保證結(jié)合劑有充分的流動性，從而獲得最佳的產(chǎn)品性能。

　　短曲線，低溫硬化，可以生產(chǎn)出“軟”砂輪；

　　相反，生產(chǎn)“硬”砂輪時(shí)，最高溫度低于160℃，砂輪強(qiáng)度低，磨削作用弱，砂輪偏軟；最高溫度高于210℃時(shí)，硬化過度，生產(chǎn)的砂輪較脆，容易破損。

　　要精確地檢測樹脂砂輪的硬化程度是十分困難的，并且用處不大。

　　個(gè)別廠家采用的丙酮萃取法檢測硬化程度，但后來發(fā)現(xiàn)其結(jié)果與砂輪磨削效果大相徑庭。很明顯，在樹脂還沒有硬化到足以制作可使用的砂輪時(shí)，樹脂在丙酮中已經(jīng)完全不溶了。

　　比較科學(xué)的方法是，檢測樹脂砂輪樣塊（“8”字塊）的抗拉強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度，但與砂輪實(shí)際使用性能根本不吻合，所以意義也就不大。

　　更準(zhǔn)確的事實(shí)是：許多砂輪生產(chǎn)廠家經(jīng)過長期的生產(chǎn)實(shí)踐和摸索，都已經(jīng)制定出了一套合理的硬化曲線，還是應(yīng)該堅(jiān)持。

表2為樹脂砂輪硬化曲線常見的設(shè)計(jì)過程。

樹脂砂輪混料、硬化工藝設(shè)計(jì) 與酚醛樹脂選用探討一文已刊載完畢。