建筑外墙保温用酚醛树脂泡沫材料的改性

添加改性材料纳米蒙脱土和聚乙二醇,采用层间聚合工艺对酚醛树脂改性,以提高泡沫材料的耐热性能和韧性等;研究了酚醛配比对泡沫材料微观结构的影响;采用X射线衍射仪、红外光谱分析仪及扫描电子显微镜分析了改性酚醛树脂的结构。结果表明:聚乙二醇与酚醛树脂间发生强相互作用形成了复合物,使改性后的酚醛树脂泡沫材料韧性提高;纳米蒙脱土增加了酚醛树脂的层间距,提高了耐热性能,使热分解温度达到361℃;酚醛配比越大,树脂酸固化反应活性越低,形成的泡沫孔径越小。     

芳烷基醚改性可发性酚醛树脂的制备及性能

以对苯二甲基二甲醚和苯酚为原料在催化剂的作用下发生取代反应,生成带有两个酚环的芳烷基醚化合物,再使其与多聚甲醛发生加成反应生成芳烷基醚改性的热固性酚醛树脂,经过发泡固化得到改性酚醛泡沫。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)和核磁共振氢谱(1H-NMR)对改性树脂结构进行了表征。结果表明:对苯二甲基二甲醚已成功改性酚醛树脂的分子结构,在树脂分子结构中引入大量苯环。通过对改性泡沫的吸水率、强度和耐热性能进行测试和表征,结果表明:对苯二甲基二甲醚改性的酚醛泡沫吸水率最低可至5.0%;压缩强度、冲击强度和弯曲强度与未改性酚醛泡沫相比均有明显提高;泡沫极限氧指数高达39.1%,耐热性能大幅度提高。     

聚醚增韧酚醛树脂及其泡沫的研究

本文介绍了两类聚醚改性剂-PEG和活性聚醚增韧酚醛树脂及其泡沫的方法和工艺。对一系列不同分子量PEG和活性聚醚改性酚醛树脂的力学性能进行了比较，同时研究了各种改性酚醛泡沫的尺寸稳定性、压缩强度及表观密度等；并对几种改性酚醛泡沫和未改性酚醛泡沫进行了电子显微镜扫描泡孔结构的研究和红外分析；结果表明，树脂中导入活性聚醚的柔性链段，可使酚醛树脂及其泡沫的韧性及综合性能得到明显的改善，其中尤以分子量为1000活性聚醚改性树脂及其泡沫的各种性能为优。     

复合改性酚醛树脂增韧酚醛泡沫的研究

通过在基础酚醛树脂的合成过程中同时引入长链酚(十五烷基酚)和长链醛(戊二醛),分别代替部分苯酚和多聚甲醛,制备了一种复合改性甲阶酚醛树脂,然后以之为改性剂对酚醛泡沫进行增韧。考察了该复合改性酚醛树脂对酚醛泡沫物理力学性能的影响。结果表明:复合改性酚醛树脂的引入显著改善了酚醛泡沫的韧性。另外,随着酚醛泡沫中复合改性酚醛树脂含量的增加,泡沫的弯曲位移增大、压缩强度下降、表观密度增加,吸水率则先减小后增大,而泡沫的氧指数仅略有下降。     

有机硅改性酚醛环氧树脂耐高温胶粘剂的研制

采用甲基苯基硅树脂对酚醛环氧树脂进行改性,硼酚醛树脂与自制固化促进剂作为固化剂,辅以纳米蒙脱土、绢云母粉作为填料,制备出一种能在300℃条件下长期使用的耐高温胶粘剂。在不同的配方及固化工艺条件下測定了有机硅改性酚醛环氧树脂体系的剪切强度,分析了甲基苯基硅树脂／酚醛环氧树脂比例关系、硼酚醛树脂与自制固化促进剂比例关系、固化剂用量、固化工艺条件、纳米蒙脱土的加入量对体系的影响。     

硼改性酚醛泡沫的耐高温性能

本文以添加硼酸的方法,通过控制体系的pH值,合成可发泡的硼改性酚醛树脂,并制备出硼改性酚醛泡沫。测试表明,该材料具有良好的耐高温性能,其热分解温度为450℃,800℃热失重为60%,最高使用温度为200℃。同时探讨体系pH值对硼改性酚醛树脂可发性和稳定性的影响,分析硼改性提高酚醛泡沫耐高温性能的原因。     

腰果酚改性酚醛泡沫树脂的研究

采用腰果酚作增韧剂对酚醛泡沫树脂进行增韧改性。通过改变反应温度、反应时间、催化剂用量等合成酚醛树脂并制备酚醛泡沫。测定其拉伸强度、固含量、红外光谱图并进行可发泡性试验,最终得到改性酚醛泡沫的最佳工艺条件。实验发现当腰果酚代替量(质量分数)35%,反应温度为100℃,反应时间为3.5 h,催化剂二水合草酸用量为1.65 g时,酚醛树脂的性能最好,拉伸强度为1.8MPa,且发泡效果比较好。     

热老化和自然老化对酚醛泡沫性能的影响

以酚醛树脂为原料,对甲苯磺酸为固化剂,石油醚为发泡剂制备了酚醛泡沫,并制得了腰果酚增韧改性的酚醛泡沫。研究了热老化和自然老化对酚醛泡沫压缩强度、导热系数等性能的影响。结果表明,热老化作用后,酚醛泡沫中酚羟基在受热的作用下生成醌类结构,使得酚醛泡沫外观颜色加深呈深红色,热老化后两种酚醛泡沫压缩强度都有降低,导热系数有所提高;但热老化对腰果酚增韧改性的酚醛泡沫性能的影响较未改性酚醛泡沫性能小,腰果酚增韧改性后的酚醛泡沫导热性能、压缩强度等性能对热老化的稳定性较好,且压缩强度、保温性能得到改善。自然条件放置时,两种酚醛泡沫的压缩强度都随放置时间的延长而降低,导热系数都随放置时间的延长而提高;但腰果酚增韧改性后的酚醛泡沫其压缩性能和导热性能均比未改性的酚醛泡沫更加优异,综合性能更好。     

轻质阻燃酚醛泡沫材料的制备与构效关系研究（摘要）

针对可发性酚醛树脂及酚醛泡沫存在的问题,本文作者采用新型不脱水工艺,直接合成了固含量在70％～85％的可发性高固含甲阶酚醛树脂。分析了甲醛／苯酚（F／P）物质的量之比和催化剂种类对树脂性能的影响;讨论了酚醛泡沫制备工艺,建立了酚醛泡沫表观密度一力学性能模型;采用木质纤维表面处理方法制备纤维复合酚醛泡沫;采用无卤阻燃系统制备阻燃改性的酚醛泡沫;采用酸化处理方法制备无机复合酚醛泡沫。主要研究内容和结论如下：     

纳米SiO_2/酚醛泡沫复合材料的力学性能与形貌结构

以苯酚为溶剂,正硅酸四乙酯(TEOS)为硅源,采用溶胶-凝胶法制备了纳米SiO_2,将其引入到酚醛树脂中,最终制得改性酚醛泡沫。利用傅里叶变换红外光谱、扫描电镜、电子万能试验机等方法对泡沫材料进行表征。测试结果表明,纳米SiO_2与酚醛树脂成功发生反应形成共价键。扫描电镜显示,硅酯质量分数为5%时,泡沫具有最规整的形貌结构;同时,此添加量下的酚醛泡沫力学性能最优,压缩强度和弯曲强度较纯泡沫提高50%和95%。     

酚醛泡沫在高温热处理过程中结构与性能的变化

以甲阶酚醛树脂为原料制备了酚醛泡沫,经高温热处理进而得到酚醛树脂基碳泡沫。通过FTIR、TGA、SEM、压缩强度及热导率检测等手段,分析研究了酚醛泡沫在高温热处理后结构与性能的变化情况。结果表明:氮气保护下,酚醛泡沫经高温处理后形成了以碳元素为主的碳泡沫;与酚醛泡沫相比,碳泡沫的表观密度、泡孔孔径较小,泡孔虽仍以闭孔结构为主,但是开孔结构明显增多;酚醛泡沫及碳泡沫的压缩强度和热导率都随着泡沫密度的增加而增大,另外同酚醛泡沫相比,碳泡沫的压缩强度和热导率均相对较高。     

异氰酸酯/可发性酚醛树脂泡沫体的制备

采用端异氰酸酯聚醚预聚物与可发性酚醛树脂制备了新型泡沫体。通过ESI-MS光谱分析和泡沫物理力学性能测试研究了异氰酸酯基团与可发性酚醛树脂比例、异氰酸酯基团和三聚体相对含量、可发性酚醛树脂分子质量对泡沫体制备及性能的影响。结果表明:异氰酸酯基团与酚醛树脂质量比为40/100、三聚体质量分数17.33%、酚醛树脂聚合时间45min时,泡沫体的体积稳定性好,收缩率低;可发性酚醛树脂分子质量增加时,泡沫体的密度从60.16kg/m3增加到63.96kg/m3,基本保持稳定;其弯曲强度为0.2MPa,弯曲应变达到15%以上,远高于纯酚醛泡沫(6%)。在150℃下烘烤2h,泡沫体的质量损失为6%左右,体积变化为-5%左右。泡沫体的热稳定性优于聚氨酯泡沫,同时又有良好的韧性。     

聚氨酯预聚体增韧酚醛泡沫的研究

本文以聚氨酯预聚体与多聚甲醛和苯酚反应合成了聚氨酯预聚体改性酚醛树脂,然后发泡制备了聚氨酯预聚体增韧酚醛泡沫。测试表明,聚氨酯预聚体能有效提高酚醛泡沫的韧性,改善酚醛泡沫的耐高温性和泡孔分布。     

Modification of novolac resin by interpenetrating network formation with poly(butyl acrylate)

Interpenetrating networks (IPNs) of novolac (phenol formaldehyde) resin and poly(butyl acrylate) (PBA) were prepared by a sequential mode of polymerization. Both full IPNs and semi‐IPNs of different compositions were synthesized and characterized with respect to their mechanical properties, that is, their modulus, ultimate tensile strength (UTS), elongation‐at‐break percentage, and toughness. Their thermal properties were examined with differential scanning calorimetry and thermogravimetric analysis (TGA). A morphological study was performed with an optical microscope. The effects of the variation of the blend ratios on the aforementioned properties were studied. There was a gradual decrease in the modulus and UTS with a simultaneous increase in the elongation‐at‐break percentage and toughness for both types of IPNs as the proportions of PBA were increased. With increasing proportions of PBA, the glass‐transition temperatures of the different IPNs underwent shifts toward a lower temperature region. This showed a plasticizing influence of PBA on the rigid and brittle phenolic matrix. TGA thermograms depicted the classical two‐step degradation for the phenolic resin. Although there was an apparent increase in the thermal stability at the initial stage (up to 350°C), particularly at lower temperatures, a substantial decrease in the thermal stability was observed at higher temperatures under study. In all the micrographs of full IPNs and semi‐IPNs, two‐phase structures were observed, regardless of the PBA content. © 2005 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 97: 2407–2417, 2005     

可发泡性酚醛树脂的合成研究

考查了可发泡性酚醛树脂的合成条件,如反应时间、温度和催化剂用量等对树脂活性、物理以及酚醛泡沫塑料容重和表观品质的影响,结果表明:催化剂用量越大,树脂粘度越大,泡沫固化时间越长;反应时间介于65～95min,泡沫塑料容重和表观品质较好;用加热板测定了合成的可发泡性树脂的固化速度,并求出固化反应活化能。     

有机改性硅藻土对发泡酚醛树脂的影响

通过加入有机改性硅藻土来改善酚醛树脂的性能,测试其对发泡酚醛树脂同化时间、磨损率、阻燃性等参数的影响.实验结果表明:添加硅烷偶联剂( KH550)及十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)改性的硅藻土,均可提高发泡酚醛树脂的阻燃性与耐磨性,在添加质量分数为10％时,发泡酚醛的阻燃性有最大程度的提高,随着有机硅藻土的加入量的增加,发泡酚醛树脂的磨损率显著降低.     

Mechanical and thermal properties of phenolic/glass fiber foam modified with phosphorus‐containing polyurethane prepolymer

Phenolic foam exhibits outstanding flame, smoke and toxicity properties, good insulation properties and low production costs. However, the brittleness and pulverization of phenolic foam have severely limited its application in many fields. In this study, a novel phosphorus‐containing polyurethane prepolymer (DOPU) modifier was firstly synthesized, and then the foaming formula and processing of toughening phenolic foam modified with DOPU and glass fiber were explored. The structure and reactive behavior of prepolymer and phenolic resin were investigated using Fourier transform infrared spectroscopy. The effects of DOPU and glass fiber on the apparent density, compressive strength, bending strength and water absorption were investigated. The results suggested that the apparent density, compressive strength and bending strength of modified phenolic foam tended to increase irregularly with increasing content of DOPU. The addition of DOPU led to lower water absorption of glass fiber‐filled foam. Thermal stability and flame retardancy were examined using thermogravimetric analysis and limiting oxygen index (LOI) tests. It was found that foam with 3% DOPU and 0.5% glass fiber added exhibited good thermal stability and high char yields. The LOI value of modified phenolic foams decreased with increasing DOPU content, but it still remained at 41.0% even if the amount of modifier loaded was 10 wt%. © 2012 Society of Chemical Industry     

夹芯板材用硬质酚醛泡沫性能的研究

对用于夹芯板材的硬质酚醛泡沫的发泡过程进行了研究。讨论了发泡温度、固化剂和发泡剂对泡沫体性能的影响。结果表明:反应温度控制在70℃～80℃,固化剂用量控制在16%～20%,得到的泡沫体均匀细腻,综合性能好。     

酚醛泡沫及其复合材料的研究与应用进展

综述了近年来国内外在酚醛泡沫塑料基础研究与应用领域内的最新进展情况,介绍了酚醛泡沫的改性方法,并对酚醛泡沫及其复合材料的发展趋势进行了展望.     

酚醛泡沫的燃烧行为及阻燃研究进展

酚醛泡沫因兼具优异的保温性能和阻燃性能在工程领域得到广泛应用,但其经高温燃烧后质量残留率很低,炭层疏松、强度低,离开火焰后还易出现阴燃现象。目前有关酚醛泡沫燃烧行为的研究大多集中在如何进一步提高酚醛泡沫塑料的阻燃等级或在改善其脆性的同时不降低固有的阻燃性能,还未见关于酚醛泡沫燃烧全过程行为的综述报道。文章介绍了酚醛泡沫在明火燃烧和阴燃状态的燃烧行为,分析了影响酚醛泡沫燃烧行为的因素,并总结了现有酚醛泡沫阻燃研究的进展。目前酚醛泡沫的燃烧行为及阻燃研究主要集中在泡沫的明火燃烧,对酚醛泡沫阴燃问题的研究重视不足,缺乏针对酚醛泡沫燃烧全过程的行为和机理探究。因此,提出应加大对酚醛泡沫阴燃行为的研究投入,注重对酚醛泡沫燃烧全过程的机理探索与阻燃方案研究,设计并研发出解决酚醛泡沫燃烧全过程问题的有效途径。