SiO_2&Fe改性酚醛树脂的制备及性能研究

采用原位改性技术,将纳米二氧化硅(SiO_2)及其铁(Fe)的复合纳米粒子对酚醛树脂进行了改性处理,通过改变纳米SiO_2和Fe的质量配合比等实验条件制得改性酚醛树脂。对改性酚醛树脂的微观结构进行全面分析,对改性酚醛树脂的游离醛和固含量等性质做了详尽的研究,得到了综合性能最佳的改性酚醛树脂。结果表明,当纳米SiO_2与Fe质量配合比为1∶1.5时,改性树脂的游离醛为7.294%,固含量为74.26%;通过微观结构分析发现,纳米粒子均匀的分散在树脂中,酚醛树脂通过化学键键合在纳米粒子表面,达到了增强复合材料界面键合力的目的。     

纳米粒子对丁腈改性酚醛树脂摩擦磨损性能的影响

采用Al2O3、TiO2、SiO2、SiC四种纳米粒子以及不同百分含量改性丁腈改性酚醛树脂,利用机械共混的方法制备了纳米粒子改性丁腈改性酚醛树脂材料。通过热失重分析表明,A3和T5的耐热性得到了提高,在高温阶段A3又高于T5,说明A3的耐热性最好。摩擦磨损对比试验表明,Al2O3、TiO2纳米粒子可显著提高改性丁腈酚醛树脂的耐热性、增加摩擦系数、降低磨损率;SiO2、SiC纳米粒子对树脂的摩擦磨损性能没有明显改善。     

高性能改性酚醛树脂的研究进展

酚醛树脂是树脂结合剂金刚石砂轮中重要的结合剂材料,但是普通的酚醛树脂由于存在脆性大、韧性和耐热性能不足的特点,限制了它在树脂结合剂金刚石砂轮中的应用。因此,需要对普通的酚醛树脂进行改性以提高其耐热性及韧性。综述了从化学和物理两方面提高耐热性的改性方法以及从内增韧和外增韧两方面提高韧性的改性方法,以期改性后的酚醛树脂在树脂结合剂金刚石砂轮中得到更广泛的应用。     

梓油改性酚醛树脂的合成及结构分析

用我国湖北省产的梓油，合成了改性酚醛树脂，并对反应机理和树脂结构进行了分析。结果表明，当梓油含量不苯酚含量为３０－６０％时，改性酚醛树脂的性能最好。在改性酚醛树脂交联固化过程中所形成的ＩＰＮ结构，提高了酚醛树脂的韧性的耐热性。     

摩擦材料用酚醛树脂改性研究进展

综述了近年来摩擦材料用酚醛树脂增韧、增强以及耐热改性的研究进展。分析比较了橡胶、植物油、无机纳米材料、纤维以及聚苯并噁嗪树脂等改性体系对酚醛树脂基摩擦材料性能的影响。纳米粉末橡胶可同时提高酚醛树脂的耐热性和韧性,弥补了传统橡胶改性的不足;植物油可提高酚醛树脂的韧性,但也会使其的耐热性下降;无机纳米粒子的团聚问题影响其改性效果;纤维对酚醛树脂有增强增韧作用外,还可以明显改善其摩擦性能;而天然纤维可再生、价廉,而且强度高,但作为摩擦材料增强体,其耐热性有待改善;新型热固性酚醛树脂固化温度较高,要取代传统酚醛树脂还须进一步深入研究。     

一种适用于树脂传递模塑工艺的双马来酰亚胺改性酚醛树脂

合成了一种双马来酰亚胺改性酚醛树脂，研究了加工性能，固化树脂的力学性能和耐热性。应用一种高温固化剂于该树脂体系中，并探讨了它对树脂性能的影响。制备了这类树脂与玻璃布的复合材料，评价了不同温度下的力学性能。结果表明，改性树脂具有适用于RTM工艺的良好加工性能，高温固化剂的使用能较大幅度地提高树脂的耐热性。在300℃下，复合材料的弯曲强度和保持率分别为73％和83％。     

复合改性酚醛树脂热降解过程的研究

采用综合热分析技术考察了氨酚醛树脂（PF1．2）、两种硼改性酚醛树脂（BPF1、BPF2）和两种复合改性酚醛树脂（水杨醛改性BPF1、苯甲醛改性BPF1）的热降解过程,利用红外光谱技术研究了热降解过程中五种树脂结构的变化规律,以期指导成炭率高、热稳定性好的复合改性酚醛树脂的合成。结果表明：在酚醛树脂结构中引入硼酸,改变了其分子结构,生成了键能较高的硼酯键,提高了酚醛树脂的高温成炭率;两种复合改性酚醛树脂通过向硼酚醛树脂BPF1中分别引入含有芳环结构的水杨醛和苯甲醛,形成了新的共轭结构,改善了酚醛树脂的热稳定性,提高了其成炭率。     

新型酚醛树脂PN作为复合材料基体的评价

研究了炔丙基改性酚醛树脂(PN)作为复合材料基体的工艺性和耐热性,及PN石英布层合板的力学性能和耐热性。结果表明,PN树脂适用于RTM、模压等多种成型过程;PN树脂浇铸体玻璃化温度在330℃~380℃;PN石英布层合板的力学性能比普通酚醛树脂层合板有明显提高,其中材料力学性能随炔丙基含量增大而趋于降低;PN石英布层合板的耐热性(玻璃化温度超过360℃)远高于普通酚醛树脂层合板(玻璃化温度低于280℃)。     

纳米TiO2粒子改性硼酚醛树脂的热性能分析

酚醛树脂具有突出的瞬时耐高温烧蚀性能,作为火箭、导弹等耐高温和烧蚀的结构材料有着非常重要的用途,但树脂基体易受热降解而导致整个制品失效.针对酚醛树脂的缺点进行了硼改性,改变分子链结构,生成键能较高的B-O键,从而提高其耐热性能,结果表明在700℃下其高温热残留率明显高于普通酚醛树脂.在此基础上进行纳米TiO2粒子填充改性,纳米TiO2粒子尺寸小、比表面积大、表面非配对原子多,因而与聚合物结合能力强,并可对树脂基体的物理化学性质产生特殊作用,可以大幅度提高树脂初始分解温度450～700℃的热残留率.     

超支化聚硼酸酯改性苯并噁嗪树脂阻燃性能研究

苯并噁嗪是一种类似酚醛树脂的开环固化型热固性树脂,具有一定的耐热性和阻燃性,但在阻燃要求高的场合使用时,需要进一步改善其阻燃性、力学性能及工艺性。而已有的阻燃改性方法较难实现在提高树脂阻燃性的同时兼顾其力学性能和工艺性。采用一种具有增韧作用的耐高温超支化聚合物—超支化聚硼酸酯(HBPB),在改善苯并噁嗪树脂力学性能和固化工艺性的基础上对其进行阻燃改性。加入2.5或5.0wt%的HBPB后,苯并噁嗪树脂的800℃(氮气)残碳率可由46.0%提高至50.9%和54.8%;阻燃性能明显提升,由UL-94V1提高到UL-94V0级,苯并噁嗪树脂的极限氧指数也由24%增加到30%和33%。HBPB改性苯并噁嗪树脂燃烧产物表面形成的致密表面结构,是树脂阻燃性提高的重要原因。     

新型酚醛树脂MPN作为复合材料基体的评价

研究了羟甲基炔丙基改性酚醛树脂( Methylol pr opargyl novolac r esin: MPN) 作为复合材料基体的工艺性和耐热性, 评价了其作为树脂基体的石英布层合板复合材料的力学性能和耐热性。结果表明: 加成缩合二元固化型MPN 树脂具有适用于RTM ( Resin transfer moulding) 、模压等多种成型方法的良好工艺性; 树脂浇铸体表现出优异的耐热性, 其玻璃化温度达到350e 以上; MPN 树脂石英布层合板的力学性能相对普通酚醛树脂层合板有所提高, 其中MPN 树脂中羟甲基含量增大会导致材料力学性能降低; MPN 石英布层合板的耐热性则远优于酚醛树脂层合板, 前者的玻璃化温度( 以DMA 表征, 360~ 380 e ) 远高于后者( < 280e ) 。      

硼酚醛树脂的热降解过程

采用热重分析法和热重-质谱联用技术考察了氨酚醛树脂和硼改性酚醛树脂的热降解过程,利用红外光谱和固体核磁共振技术研究了热降解过程中两种树脂结构的变化规律,以期为合成成炭率高、热稳定性好的硼改性酚醛树脂提供依据。结果表明,在酚醛树脂中引入硼酸后改变了其分子结构,生成了键能较高的硼酯键,提高了酚醛树脂的成炭率和热稳定性,700℃硼酸改性酚醛树脂的成炭率为76.2%,高于未改性氨酚醛树脂的成炭率66.9%。     

双马来酰亚胺树脂的改性研究

增韧和降低成型温度是双马来酰亚胺(BMI)改性的两大技术关键,本工作对其进行了深入的研究。(1)首次分别以环氧树脂、酚醛树脂和芳胺化合物为主链结构合成了3类13种新型烯丙基树脂。分别以它们为改性剂制得的改性BMI树脂和复合材料具有优良的工艺性、力学性能、耐热性和耐湿热性。根据烯丙基树脂主链结构的不同,各改性BMI树脂及其复合材料又表现出了各自更为突出的特点。(2)首次以环氧树脂CYD-128、TDE-85为原料合成出了环氧型马来酰亚胺。该树脂兼有环氧树脂的优良溶解性、粘附性和BMI的突出耐热性,同时又具有良好的冲击韧性。(3)首次提出了“本征共聚增韧”的方法,并以此为指导思想首次合成了分子链中同时含有马来酰亚胺环和烯丙基基团的“本征共聚”型马来酰亚胺。研究表明它们具有突出的耐热性和优良的冲击韧性。(4)运用新型催化体系对烯丙基改性BMI树脂体系进行了催化研究,在不降低原有树脂体系的贮存稳定性、力学性能、耐热性和耐湿热性的基础上,首次将这一体系的后处理温度从220℃降低至200℃。     

烷基磷酸单酯表面改性无水硫酸钙晶须及其对PP力学性能的影响

采用烷基磷酸单酯改性剂对无水硫酸钙晶须进行了有机表面改性的研究,通过接触角(CA)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和X射线光电子能谱(XPS)等多种测试手段对样品进行表征分析。结果表明,烷基磷酸单酯对无水硫酸钙晶须具有较好的表面改性效果,改性产品的接触角可达97°,改性后晶须表面包覆层厚度为20~50nm。由FT-IR和XPS分析结果可知,烷基磷酸单酯中的磷酸基团与晶须表面的Ca化学成键达到表面改性的目的,改性后晶须表面存在—Ca—SO_4和—Ca—O—PO_2K—O—R。最后,通过制备无水硫酸钙/PP复合材料,考察了无水硫酸钙晶须改性前后对PP力学性能的影响。结果表明无水硫酸钙晶须的加入对PP复合材料的力学性能有明显的提高,改性无水硫酸钙晶须与PP有较好的界面相容性,改性无水硫酸钙晶须对PP力学性能的提高优于未改性无水硫酸钙晶须。     

耐热,阻燃酚醛树脂的合成

本文运用羟甲基膦酸酯系列化合物，对酚醛树脂进行改性。探讨了合成中反应条件对反应程度的影响，并对改性树脂的阻燃性和耐热性能进行了初步的研究。结果表明：以羟甲基膦 酯化合物为阻燃改性剂合成的酚醛树脂，具有醇溶性、阻燃性好，耐热性强。     

镍改性酚醛树脂及其热解炭的表征

通过配位反应,将镍离子结合在酚醛树脂结构中,得到镍改性酚醛树脂,实现了催化剂前驱体在树脂中的均匀分散。通过红外光谱仪和紫外分光光度计初步确定了镍离子在树脂中的配位结构。采用激光拉曼光谱仪对高温热解炭晶体结构进行表征。结果表明,镍改性酚醛树脂热解炭中有石墨烯生成,炭的结晶度提高。通过场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜对热解炭的形貌和微观结构进行了表征,进一步表明镍改性酚醛树脂热解炭中有石墨烯生成且为少数层石墨烯。     

基于酚醛三元聚合体系的固化行为及性能EI北大核心

以环氧豆油(ESO)醚化接枝改性酚醛树脂,而后以剩余酚羟基为酚源在树脂结构中引入苯并口恶嗪环,合成了一种具有优异韧性和热稳定性的环氧大豆油、苯并口恶嗪及酚醛三元共聚树脂(ESO-PA-PF)。采用红外光谱(FT-IR)表征了改性树脂的分子结构,以差示扫描量热法(DSC)对改性树脂的固化行为进行了分析,阐述了各组分对树脂固化行为的影响机理。热重分析法(TG)对热稳定性的分析表明,改性树脂的热稳定性较酚醛树脂及环氧豆油改性酚醛树脂有很大程度提高。共聚改性树脂具有较高的冲击韧性及弯曲强度,用扫描电镜(SEM)观察了改性酚醛树脂样品冲击断面的微观形貌,并对树脂的增韧机理进行了探讨。     

基于酚醛三元聚合体系的固化行为及性能

以环氧豆油(ESO)醚化接枝改性酚醛树脂,而后以剩余酚羟基为酚源在树脂结构中引入苯并口恶嗪环,合成了一种具有优异韧性和热稳定性的环氧大豆油、苯并口恶嗪及酚醛三元共聚树脂(ESO-PA-PF)。采用红外光谱(FT-IR)表征了改性树脂的分子结构,以差示扫描量热法(DSC)对改性树脂的固化行为进行了分析,阐述了各组分对树脂固化行为的影响机理。热重分析法(TG)对热稳定性的分析表明,改性树脂的热稳定性较酚醛树脂及环氧豆油改性酚醛树脂有很大程度提高。共聚改性树脂具有较高的冲击韧性及弯曲强度,用扫描电镜(SEM)观察了改性酚醛树脂样品冲击断面的微观形貌,并对树脂的增韧机理进行了探讨。     

炔丙基醚酚醛树脂的热性能

对于烧蚀组成物和作为碳碳复合材料的一些聚合物而言，加入固化性炔丙基醚酚醛树脂可以提高热稳定性，玻璃化温度Tg和高温耐久性。这种高Tg和低吸湿性及很好的力学性能，使其成为环氧树脂的优良替代品。有人试图用炔丙基醚改性来改进苯酚一甲醛树脂的粘接性能。炔丙基醚与可熔性酚醛混合可以得到具有很好的粘接尺寸稳定性和耐热性的热固性树脂。炔丙基醚酚醛树脂型配方，具有很好的层压操作性和固化性，具有很好的抗热性能、抗潮湿性能和低介电常数。丙炔基醚酚醛树脂改性，已使酯-酰亚胺（聚酯-聚酰胺）予聚体、聚苯丙恶唑等的热性能得到提高。     

一种耐高温加成固化型酚醛树脂作为复合材料基体的评价

制备了烯丙基化程度可达 173%的烯丙基酚醛树脂(AN173),并与双马来酰亚胺(BMI)以 1 ∶1 的质量比进行共聚,制备了双马改性的烯丙基酚醛树脂(BMAN173) 。研究了该树脂工艺性,确定了其固化制度,考察了该树脂石英布复合材料层合板的耐热性和力学性能。实验结果表明,BMAN173 树脂具有良好的工艺性,适合于RTM、模压成型等多种成型工艺。BMAN173树脂固化物表现出良好的耐热性,其储能模量起始下降温度约为390℃, 起始热分解温度超过430℃。与传统酚醛树脂相比,该树脂的复合材料的高温力学性能优异,350℃弯曲强度和层间剪切强度保留率分别约为57%和62%;复合材料具有优异的热性能,其储能模量起始下降温度约为410℃,玻璃化转变温度超过了450℃。BMAN173树脂是耐高温复合材料的理想候选基体树脂。