耐烧蚀酚醛树脂的研究进展

从酚醛树脂(PF)的改性和合成新型结构的PF两方面讨论了PF用作耐烧蚀材料的研究进展。其中PF的改性主要包括有机硅改性、重金属改性、钼酸改性、硼酸改性及胺类改性等;而合成新型结构的PF种类主要有马来酰亚胺官能线形PF、烯丙基官能线形PF、烯丙基-双马来酰亚胺官能线形PF、酰亚胺的酚三嗪树脂、酚三嗪树脂及炔基官能PF等。     

高残炭酚醛树脂的研究进展

综述了高残炭酚醛树脂:硼改性、钼改性、芳基酚改性及硅氮烷改性酚醛树脂,酚三嗪树脂,苯并恶嗪树脂的研究进展。上述改性后的酚醛树脂,耐热性显著提高。这些研究为耐烧蚀材料的应用提供了理论依据,为新一代的高残炭树脂的开发提供了方向。最后指出酚醛树脂在今后的耐烧蚀材料领域仍然会发挥重要的作用。     

硼酚醛树脂的制备和研究进展

由于在酚醛树脂(PF)的分子结构中引入了无机硼元素,故硼酚醛树脂(BPF)具有优异的抗氧化性、高温稳定性、力学性能和高残炭率等特点,并且在热解时不会释放出有毒气体,因而已成为目前最成功的PF改性品种之一,在汽车、军事装备和航空航天等领域中应用广泛。总结了国内外近年来有关制备BPF的各种方法,简要介绍了BPF的性能及应用研究,并对该领域的研究方向作了展望。     

硼酸改性酚醛树脂的制备与表征

采用硼酸对酚醛树脂(PF)进行改性,制得具有耐高温性能的硼酚醛树脂(BPF)。通过热分析和强度试验考察其性能。热分析研究表明,BPF的耐热性能明显优于传统的热塑性PF,硼质量分数为8%时的效果较佳,BPF的热失重分解温度比纯PF提高了110°C,冲击强度提高了120%。     

耐烧蚀复合材料用改性酚醛树脂研究进展

本文从结构改性、共混改性等方面介绍了近年来国内外对耐烧蚀复合材料用各种改性酚醛树脂的合成方法、分子结构、改性机理以及改性后酚醛树脂的性能和应用概况,并指出今后改性酚醛树脂仍是一种低成本耐烧蚀复合材料的树脂基体,在航天材料领域有着广泛的应用。     

醋酸锆改性酚醛树脂复合材料的性能研究

以玻璃纤维(GF)为增强材料,制备了玻纤/醋酸锆改性酚醛树脂(GF/ZPF)复合材料,考察了树脂中锆含量对复合材料弯曲强度、线烧蚀率的影响以及复合材料线烧蚀率和烧蚀形貌随烧蚀时间的变化。结果表明,ZPF在1000℃的残炭率为68.7%,相比纯酚醛树脂(PF)提高了21.7%;当树脂中锆含量为14%时,GF/ZPF复合材料的弯曲强度达到最高值642MPa;当锆含量由10%增加到15%时,GF/ZPF复合材料的线烧蚀率由0.0305mm/s降低到0.0208mm/s;随着烧蚀时间的延长,GF/ZPF复合材料的线烧蚀率基本没有变化,表明GF/ZPF复合材料具有优异的耐烧蚀性能。     

铜改性酚醛树脂的合成与表征

将Cu(铜)离子引入热塑性PF(酚醛树脂)中,采用配位反应法合成了Cu改性PF。研究结果表明:采用FT-IR(红外光谱)法和紫外分光光度法对Cu改性PF的结构进行了表征,初步得到Cu离子在PF中的配位结构。TGA(热失重分析)结果显示,改性树脂在255、535℃时具有明显的吸热现象,热失重速率增大,1 000℃时的残炭率为58%。与普通树脂相比,改性树脂的固含量和残炭率分别提高了5%和7%,说明其耐热性明显增强。     

低压钡酚醛树脂改性苯并噁嗪树脂的研究

采用低压钡酚醛树脂(BPF)改性苯并噁嗪(BOZ-A)树脂,制备了一种新型树脂体系。通过DSC(差示扫描量热)法、TGA(热失重分析)法和凝胶试验探讨了共混树脂的基本性能。研究结果表明:随着BPF掺量的不断增加,BOZ-A树脂的凝胶时间明显缩短;共混树脂的热降解速率在300~500℃时相对较大,其残炭率为62%左右;当w(BPF)=20%(相对于共混树脂体系质量而言)时,共混树脂的表观活化能为58.01 k J/mol。     

热固性树脂/碳纳米管复合材料的研究进展

介绍了碳纳米管(CNTs)在改性环氧树脂(EP)、酚醛树脂(PF)、双马来酰亚胺树脂(BMI)以及氰酸酯树脂(CE)等热固性树脂方面的应用,综述了EP/CNTs、PF/CNTs、BMI/CNTs、CE/CNTs复合材料的近期研究进展,详细叙述了CNTs对热固性树脂的力学性能、热性能、摩擦性能的改善情况,结合扫描电镜分析结果研究了CNTs在EP和BMI中的分散情况,并指出了热固性树脂/CNTs复合材料存在的问题和应用前景。     

酚醛树脂烧蚀性能研究进展

简单介绍了在酚醛树脂烧蚀性能的改进研究中硼酚醛、铝酚醛、磷酚醛、聚酚醚和酚三嗪树脂的烧蚀性能，也介绍了使用芳基酚、烷基酚与DA改性剂改进的酚醛树脂的烧蚀性能，以及开环聚合酚醛树脂和新型酚醛树脂S-157与S-158的主要性能。同时介绍了氯化磷腈改性酚醛树脂和提高酚醛树脂成炭率的其它改性研究。指出了改性酚醛树脂仍然是今后常规武器系统使用的一种低成本热防护材料的树脂基体。     

MoSi_2改性硼酚醛树脂／环氧树脂的耐烧蚀胶粘剂研究

将FB硼酚醛树脂和E-51环氧树脂按不同比例,配制成耐烧蚀胶粘剂,通过热重分析(TGA)优选出残炭率高的耐烧蚀刮涂胶粘剂。在优选的胶粘剂中掺入质量分数为3％～12％的MoSi2,以得到改性的胶粘剂。通过烧蚀试验、TGA、X-射线衍射(XRD)和扫描电镜分析(SEM),研究了MoSi2对胶粘剂烧蚀率、残炭率、残炭组成和残炭形貌的影响。研究表明,MoSi2可显著降低胶粘剂的线烧蚀率和质量烧蚀率,提高了胶粘剂的残炭率。反应生成的热稳定性高的SiO2、SiC和MoC3,可改善胶粘剂的残炭形貌。     

尿素功能化石墨烯及其对酚醛树脂性能的影响

采用尿素对氧化石墨烯(GO)进行化学修饰,一步法合成了可稳定分散在乙醇中的尿素功能化石墨烯(UFG),同时采用溶液共混法制备了酚醛树脂(PF)/UFG复合材料。X射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光子能谱(XPS)、热重(TG)分析和扫描电子显微镜(SEM)等分析表明,尿素对GO同时起到了接枝改性和还原的作用,所得UFG在PF中可均匀分散,并且可提高PF的残炭率,当UFG质量分数仅为0.1%时900℃残炭率较纯PF可提高4%。在该含量下,PF/UFG/CF复合材料的弯曲弹性模量较未加UFG时可提高13.0%,线烧蚀率和质量烧蚀率没有明显变化。     

改性酚醛树脂耐烧蚀性能的研究进展

综述了无机元素改性和结构改性两种方法改性酚醛树脂以提高其耐烧蚀性能的研究进展。无机元素改性主要包括硼改性酚醛树脂和钼改性酚醛树脂,对无机元素改性酚醛树脂的耐烧蚀性能进行比较发现,钼改性酚醛树脂的耐烧蚀性能较好,并给出了不同的改性机理;结构改性包括芳基酚、苯并噁嗪、马来酰亚胺、氰基、炔基改性酚醛树脂,介绍了现已合成的不同改性酚醛树脂的合成方法及其耐烧蚀性能：结构改性酚醛树脂的耐烧蚀性能都有很大的提高,但是炔基改性存在固化温度太高的缺点,综合性能不是很好。     

BPR/PF复合材料的热性能和动态力学性能

采用硼酚醛树脂(BPR)与普通酚醛树脂(PF)熔融共混挤出制备BPR/PF树脂,通过模压成型工艺制备BPR/PF复合材料。利用热失重(TG)、动态力学性能(DMA)研究不同BPR含量对复合材料热性能、动态力学性能、蠕变和应力松弛性能的影响。结果表明,BPR能显著增强树脂的热性能。700℃,BPR加入质量分数50份时,BPR/PF的残炭率达到了58%,而PF的残炭率只有38.29%,共混复合材料的储能模量提高了28%;玻璃化转变温度提高了18.3℃;复合材料的蠕变和应力松弛性能也得到了提高。     

苯并恶嗪改性酚醛树脂模塑料的研究

合成了单环苯并恶嗪树脂(BZ),利用不同的维纶短纤维对苯并恶嗪/酚醛树脂(PF)共混体系进行增强.采用傅立叶红外光谱、核磁共振对BZ的结构进行了表征,采用差示扫描量热研究了共混体系的固化行为,并对模塑料的力学性能、热性能等进行了研究.结果表明,PF降低了BZ的固化温度,共混树脂体系具有良好的工艺性,共混树脂体系各项性能...     

RTM型耐烧蚀树脂研究进展

综述了适用于树脂传递模塑(RTM)成型工艺的耐烧蚀树脂如双马来酰亚胺改性酚醛树脂、苯并恶嗪树脂、聚芳基乙炔树脂和酚三嗪树脂的特点及改性研究进展。     

萘酚改性烯丙基化环保型酚醛树脂的合成及研究

分别以环保型PF(酚醛树脂)和萘酚改性环保型PF为母体,成功合成了烯丙基化PF和萘酚改性烯丙基化PF,并制备了萘酚改性烯丙基化PF/BMI(双马来酰亚胺)共聚树脂;然后分别以上述树脂作为基体树脂,制备了玻璃纤维增强型复合材料。结果表明:当基体树脂为萘酚改性烯丙基化PF/BMI共聚树脂时,相应复合材料的冲击强度(321.6 kJ/m2)和弯曲强度(524.1 MPa)比萘酚改性烯丙基化PF基复合材料提高了11.0%和46.3%,比未改性环保型烯丙基化PF基复合材料提高了42.8%和258.2%,说明萘酚改性烯丙基化PF/BMI共聚树脂的增韧效果优于萘酚改性烯丙基化PF;萘酚改性烯丙基化PF/BMI共聚树脂基复合材料的耐热性能优于未改性烯丙基化PF体系,这是因为前者800℃时的残炭率(39.62%)高于后者(10.92%)所致。     

改性热塑性酚醛树脂的制备及残炭率的影响因素

在苯酚和甲醛原料中加入一定量的SiO2粉体改性剂,可成功制备出改性热塑性PF(酚醛树脂)。以热塑性PF的残炭率为考核指标,采用单因素试验法优选出制备硅改性PF的最优方案。结果表明,当m(苯酚)∶m(甲醛)=(1.30～1.36)∶1时,硅改性PF的残炭率较高且变化不大;当w(SiO2粉体)=0.9%、反应温度为90℃和反应时间为3 h时,改性热塑性PF的残炭率相对较高;此时,Si元素已均匀分布在PF基体树脂上,掺杂的SiO2有助于提高热塑性PF的耐热性能。     

蔗糖八乙酸酯改性酚醛树脂的研究

首次将蔗糖八乙酸酯(SOA)引入到酚醛树脂(PF)体系中,并采用傅里叶红外光谱(FT-IR)、差示扫描量热法(DSC)、热重分析(TGA)和扫描电镜(SEM)等对改性PF的性能进行了表征。结果表明:当w(SOA)≤9.1%时,PF的热分解温度和800℃时的残炭率都有所提高;加入SOA后,PF的固化温度提高,并且由一步固化转变为二步固化;SOA与PF具有良好的相容性,可以有效抑制树脂固化中产生的气泡,有利于降低材料的内部缺陷;当w(SOA)≈7%时,玻璃纤维增强SOA改性PF复合材料的冲击强度提高了9.5%。     

一种RTM用耐烧蚀改性酚醛树脂性能研究

对一种新型改性酚醛树脂的粘度特性、耐热性和耐烧蚀性能及其复合材料的性能进行了研究,得出该树脂体系的粘度在60~120℃的范围内均小于800m Pa·s,且在70℃、80℃时工艺适用期大于150min;其玻璃化温度Tg为253℃,氮气气氛800℃残炭率可达到67.1%,质量烧蚀率和线烧蚀率分别为0.0766g/s、0.119mm/s;RTM成型碳纤维增强改性酚醛树脂复合材料的层间剪切强度和轴向压缩强度分别可达39.3MPa和177MPa,氧-乙炔烧蚀的线烧蚀率和质量烧蚀率分别为0.044mm/s、0.0762g/s。结果表明,该种树脂体系具有粘度低、工艺适用期长以及良好的耐热性和耐烧蚀性能,能很好地满足RTM工艺的要求,且其碳纤维针刺复合材料具有作为耐烧蚀材料的潜质。