国外线形酚醛树脂研究进展

综述了国外研究人员通过理论数学模型模拟线形酚醛树脂的固化行为,运用红外光谱、核磁共振、差示扫描量热、热失重、扫描电子显微镜等不同的研究手段验证了影响固化行为的因素。总结了线形酚醛树脂的改性研究现状,通过加入聚酰胺、甲阶酚醛增容剂来增韧线形酚醛树脂;通过重氮偶合或酯化反应生成阻燃基团,提高了线形酚醛树脂的阻燃性能;通过原位互穿网络法使线形酚醛树脂耐热性和力学性能提高;与无机纳米粒子和片层共混可以提高线形酚醛树脂玻璃化转变温度和热稳定性;结合了线形酚醛树脂和环氧树脂各自优点的环氧酚醛树脂,经改性后性能得到进一步提高。     

硼-腰果酚改性酚醛树脂的制备及固化动力学

针对酚醛树脂(PF)耐热性和韧性不足的缺点,采用硼、腰果酚对酚醛树脂进行改性,考察了硼酸用量和腰果酚用量等对改性酚醛树脂性能的影响。红外(FT-IR)分析结果表明,硼酸与酚醛树脂中的酚羟基发生了反应,生成了新的交联键。通过热重(TG)分析,结果表明经硼改性的酚醛树脂耐热性能明显提高。通过非等温差示扫描量热法(DSC)分析了改性酚醛树脂在不同升温速率下的固化行为,采用Ozawa法和Crane方程建立了改性酚醛树脂的固化动力学模型,确定了其固化工艺参数。     

磷改性酚醛树脂的制备与性能

通过DOPO(9,10–二氢–9–氧杂–10–磷杂菲–10–氧化物)和多聚甲醛反应制备了含磷单体ODOPM(9,10–二氢–9–氧杂–10–磷杂菲–10–羟甲基–10–氧化物),并用于制备磷改性酚醛树脂。通过差示扫描量热(DSC)仪测试体系DOPO的反应程度,通过红外光谱表征ODOPM的结构,通过热重分析测试改性酚醛树脂体系的热行为,通过极限氧指数和垂直燃烧法测试树脂体系的阻燃性能,通过扫描电子显微镜观察树脂燃烧后残炭的微观形貌,并采用万能试验机测试树脂样条的强度性能。实验结果表明:实验成果制备得到目标产品ODOPM,随着含磷单体ODOPM含量的提高,酚醛树脂的阻燃性能随着提高,酚醛树脂的残炭量也随着提高。酚醛树脂通过凝聚相阻燃机理起到阻燃作用。当磷改性酚醛树脂的ODOPM单体含量为15%时,树脂的LOI值可以达到32.4%,并通过V–0垂直燃烧测试,并且磷改性酚醛树脂保持较好的强度。     

钨酚醛树脂固化反应动力学研究

以六亚甲基四胺为钨酚醛树脂的固化剂,采用差示扫描量热法(DSC)研究了该体系的固化过程,得到了钨酚醛树脂固化反应的表现动力学参数,它对树脂的固化工艺选择具有重要意义。     

新型含磷酚醛树脂的合成与性能

通过亚膦酸酯与碳碳双键之间的亲电加成反应,合成了一种新型的含磷马来酰亚胺酚醛树脂。采用红外光谱(FTIR)和元素分析法对聚合物的结构进行了表征。并用此含磷酚醛树脂作为环氧树脂的固化剂制得了一含磷氮的环氧固化物。采用热分析法、极限氧指数法对相应环氧固化物的耐热性能和阻燃性能进行了表征。研究结果表明:以该含磷聚合物作为环氧树脂的固化剂,对稳定固化物骨架碳的结构和交联成炭能力的提高起到了增强作用;环氧固化物具有较高的玻璃化转变温度(145.4℃)和较高的热稳定性(T508℃),极限氧指数显示其具有较好的阻燃性能。     

热塑性木质素酚醛树脂固化动力学研究

采用差示扫描量热法对热塑性木质素酚醛树脂（LDP）在２５～２５０℃范围内,以５、１０、１５、２０℃／min升温速率进行了动态固化反应研究。研究表明,随着升温速率的提高,树脂的起始固化温度Ti、峰顶温度Tp以及终了固化温度Tf均有提高,LDF的固化过程可以通过改变固化剂用量来优化固化行为,当固化剂用量达到１２％（质量分数,下同）时其固化曲线与普通酚醛树脂固化曲线接近,且犜狆大幅降低（与普通酚醛树脂比较）。固化反应热随升温速率和固化剂用量的改变变化不明显。采用Ozawa方程对DSC数据进行动力学研究,得到LDF固化反应活化能为８５．６４KJ/mol     

木质素酚醛树脂的固化动力学及机理研究

通过差示扫描量热法（Dsc）和红外光谱（IR）分别研究了木质素酚醛树脂（LPF）的固化动力学及机理。DSC分析表明,LPF的固化反应起始温度比酚醛树脂高,终止温度及活化能比酚醛树脂低,因此,LPF凝胶点比酚醛树脂高,贮存稳定性比酚醛树脂好,固化速度比酚醛树脂快;IR分析表明,LPF的固化机理与酚醛树脂相似,都是羟基之间及羟基与芳环上的氢之间的缩合反应。不同的是LPF固化后仍有部分醚键结构。     

碳基复合材料用耐高温胶黏剂的研制

采用耐热酚醛树脂杂化了磷酸盐胶黏剂,以纳米氧化铝、氧化锆和氧化锌为固化剂,制备了一种对C/C和C/SiC复合材料具有良好粘接性能的胶黏剂。通过不同测试温度下的剪切强度,差示扫描量热仪（DSC）,热失重（TG）以及扫描电子显微镜（SEM）探究了杂化胶黏剂的力学性能、固化行为、耐热性能以及高温下胶黏剂结构的变化。结果表明：酚醛树脂的加入,保持了耐热性能,降低了体系固化的固化温度,有效地提高了磷酸盐胶黏剂对C/C、C/SiC两种复合材料力学性能,室温下剪切强度均高于10MPa。     

无卤阻燃PF/EP/GF布复合材料的固化性能和阻燃性能

采用环氧树脂(EP)作固化剂,2,4,6-三(二甲胺基甲基)-苯酚(DMP30)作固化促进剂改善酚醛树脂(PF)的固化性能,以氢氧化铝和有机磷阻燃剂协同改性其阻燃性能,将其涂覆于玻璃纤维(GF)布上,压制成无卤阻燃PF/EP/GF布复合材料.用傅立叶变换红外光谱(FTIR)仪和差示扫描量热(DSC)仪对无卤阻燃PF/EP/GF布复合材料的固化反应机理、固化反应动力学进行了分析研究,并测试了该复合材料的阻燃性能.结果表明,无卤阻燃PF/EP/GF布复合材料的固化反应表观活化能Ea=75.7 kJ/mol、反应级数n=0.91,起始固化温度、固化峰顶温度、固化终止温度分别为108.6、133.2、152.9℃;当氢氧化铝质量分数为14%、DMP30质量分数为1%、有机磷阻燃剂质量分数为4.8%时,无卤阻燃PF/EP/GF布复合材料的固化性能、阻燃性能均达到较佳状态.     

不同固化体系对环氧粉末涂料性能的影响

通过非等温示差扫描量热分析(DSC),热重分析(TGA)及物理力学性能测试研究了分别以双氰胺、二氨基二苯基砜、线形酚醛树脂为固化剂,2-甲基咪唑为固化促进剂的环氧树脂体系的固化行为,热稳定性及其粉末涂料性能,并利用外推法求出不同固化体系的理论固化温度。结果表明:双氰胺/2-甲基咪唑体系的综合性能最好,其理论固化温度为142℃,热失重起始分解温度为410℃,冲击强度为50 cm,60°光泽为83,表面电阻为1.33×1012Ω。     

NBR改性硼酚醛树脂的性能研究

研究：NBR用量对：NBR改性硼酚醛树脂冲击性能的影响，并利用傅立叶转换红外光谱、差示扫描量热法和热重法对改性前后硼酚醛树脂的结构和热性能进行分析。结果表明，硼酚醛树脂的冲击强度随NBR用量的增大而呈上升趋势，当NBR用量为6．7份时，其冲击强度达到最大值，NBR与硼酚醛树脂之间不是简单的物理共混，而是发生了共聚反应，改性硼酚醛树脂的固化峰顶温度下降，耐热性(低于430℃时)提高。     

三乙胺对酚醛树脂耐热性及层压制动材料摩擦性能的影响

以三乙胺作为催化剂制备了热固性酚醛树脂预聚体,并以酚醛树脂预聚体、芳纶纤维、玻璃纤维、铜丝制备了层压式制动材料。利用DSC、TG和蔡氏摩擦试验机等分析手段,对酚醛树脂预聚体的固化行为、固化物的热稳定性及酚醛基层压式制动材料的摩擦性能进行了研究。DSC测试结果表明,用三乙胺催化合成的酚醛树脂预聚体在280℃左右出现一个固化放热峰。TG测试结果表明,用三乙胺催化制备酚醛树脂预聚体存在一个最佳用量,当三乙胺用量为27 g时,酚醛树脂固化物的热性能最好;当三乙胺用量为33 g时,酚醛树脂固化物的初始失重率较大,但在300~400℃时酚醛树脂固化物的热失重率很小。摩擦试验表明,当三乙胺用量为33 g时,层压制动材料的摩擦系数较为稳定。     

加成固化型烯丙基线形酚醛树脂研究

采用烯丙基氯与线形酚醛树脂（Novolac）反应,制得烯丙基醚化酚醛树脂（AEN）,并于高温下使AEN通过Claisen重排转变为烯丙基线形酚醛树脂（AN）,使酚醛树脂固化由缩聚型转变为加成型,对树脂的烯丙基醚化程度、固化过程、转变机理和耐热性进行了研究。结果表明,通过调节烯丙基氯用量,可以得到不同烯丙基化程度的酚醛树脂,树脂烯丙基醚化程度越高,固化时间越短;在245 ℃下树脂由醚化的AEN重排为对位的AN,在330~350 ℃范围内发生烯丙基加成固化反应;加成固化型的酚醛树脂内缺陷少,耐热性高于缩聚型树脂。     

橡胶增韧玻纤增强酚醛塑料的研究

以橡胶为增韧剂研究橡胶增韧玻纤增强酚醛塑料的特性,通过扫描电镜(SEM)对橡胶增韧酚醛树脂固化试样断口形貌进行观察,探讨了其增韧机理。通过差热扫描量热分析(DSC曲线)研究橡胶增韧酚醛树脂的固化特性,得出橡胶增韧酚醛树脂能大大改善玻纤增强酚醛塑料的力学性能,适量的橡胶增韧剂能获得最佳的结果。     

无氨阻燃酚醛注塑料的研制

以液态自固化酚醛树脂为原料 ,通过改进配方和工艺进行了无氨阻燃酚醛注塑料的研制 ,其性能达到或优于进口同类产品的水平     

对甲苯磺酰氯催化酚醛树脂固化工艺及反应动力学研究

采用对甲苯磺酰氯作为酚醛树脂的固化促进剂,利用差热扫描量热技术（DSC）研究了对甲苯磺酰氯对酚醛树脂体系固化反应及其动力学的影响,分析了不同百分比含量的对甲苯磺酰氯/酚醛树脂反应体系的固化性能。实验结果表明：随着对甲苯磺酰氯含量的增加,固化反应温度降低,固化时间缩短。并采用Kissinger法和Ozawa法分别计算了固化反应的表观活化能和反应级数,发现采用对甲苯磺酰氯催化时,PF体系的固化反应活化能降低。     

AlCl3络合物对酚醛树脂固化反应的影响

以苯酚和甲醛为原料合成热固性酚醛树脂,并添加聚乙烯醇缩丁醛（PVB）对酚醛树脂增韧,研究了固化促进剂AlCl3络合物对增韧后酚醛树脂的固化行为和热力学性能的影响。结果表明,加入聚乙烯醇缩丁醛后剪切强度呈现先增后降的趋势,添加20%聚乙烯醇缩丁醛后剪切强度达到最大,增韧后酚醛树脂加入2%固化促进剂后固化时间明显缩短且固化程度略有提高,并用DSC、TG、IR对其固化反应及固化物进行分析表征。     

高残炭率酚醛树脂的耐热性能研究

采用无水乙醇、水杨醛和水杨醛 Resorcinarenes杯芳烃分别对自制氨酚醛树脂进行改性处理,得到3种改性酚醛树脂A、B、C。通过傅立叶变换红外光谱、差示扫描量热法和热重法对3种改性酚醛树脂的分子结构、固化行为和耐热性能进行了对比分析,运用Ozawa等转化率法对改性酚醛树脂C进行了热降解动力学分析。结果表明,与改性酚醛树脂A、B相比,改性酚醛树脂C具有更好的热稳定性和更高的残炭率,它在700℃氮气气氛下的残炭率大于73%;水杨醛、Resorcinarenes杯芳烃与氨酚醛树脂相互作用,形成的芳环含量更高的共轭结构使改性酚醛树脂C的热解表观活化能大幅度提高,这是其具有优良耐热性能和高残炭率的主要原因。     

固化促进剂种类对集成电路封装材料固化行为的影响

选用酚醛树脂为固化剂,分别以2-甲基咪唑和三苯基磷为固化促进剂,制备了集成电路封装用环氧树脂模塑料。用非等温差示扫描量热（DSC）法研究了固化促进剂种类对环氧模塑料的固化行为的影响,利用Kissinger方程、Crane方程和Ozawa方程计算出了环氧树脂模塑料的固化活化能、反应级数等固化反应动力学参数,推导出了固化过程的凝胶化温度、固化温度、后处理温度等最佳固化工艺条件。     

高性能酚醛树脂基烧蚀复合材料的研究

本文采用DSC、TG和GPC等测试方法对硼酚醛树脂和S-15X酚醛树脂的固化工艺、热失重特性、分子量及其分布进行了表征和对比,在此基础上对比研究了连续玄武岩纤维、S-2高强玻璃纤维、高硅氧纤维、碳纤维增强硼酚醛树脂和S-15X酚醛树脂复合材料的烧蚀性能和弯曲性能,最后考察了脱模剂对硼酚醛树脂复合材料压制工艺的影响。研究结果表明：硼酚醛树脂复合材料的烧蚀性能、弯曲性能都要优于S-15X酚醛树脂复合材料,通过使用PMR、MIRROR GLAZE代替硬脂酸作为外脱模剂,19W RELEASE代替油酸作为内脱模剂,能良好的解决硼酚醛树脂复合材料压制工艺问题。