本期特约专栏主持人——张斌教授：原位生成SiO2改性硼硅酚醛树脂的合成与性能研究

在合成酚醛树脂的过程中引入有机硅预聚物和硼酸,制得硼硅酚醛树脂,并在此基础上加入正硅酸乙酯,原位水解生成SiO2,进一步改性了硼硅酚醛树脂。分别考查了有机硅预聚物、硼酸和正硅酸乙酯加入量对改性酚醛树脂粘接强度的影响。通过IR考查了改性树脂的结构,硼氧键和硅氧键成功地引入到酚醛树脂中。还通过DSC和不同条件下粘接强度的测试考查了改性树脂的固化性能,确定了其固化工艺。空气气氛中的热重分析则表明改性酚醛树脂初始分解温度为475℃,1000℃残炭率为21％,耐热性明显优于普通酚醛树脂。     

原位生成SiO_2改性硼硅酚醛树脂的合成与性能研究

在合成酚醛树脂的过程中引入有机硅预聚物和硼酸,制得硼硅酚醛树脂,并在此基础上加入正硅酸乙酯,原位水解生成SiO 2,进一步改性了硼硅酚醛树脂。分别考查了有机硅预聚物、硼酸和正硅酸乙酯加入量对改性酚醛树脂粘接强度的影响。通过IR考查了改性树脂的结构,硼氧键和硅氧键成功地引入到酚醛树脂中。还通过DSC和不同条件下粘接强度的测试考查了改性树脂的固化性能,确定了其固化工艺。空气气氛中的热重分析则表明改性酚醛树脂初始分解温度为475℃,1 000℃残炭率为21%,耐热性明显优于普通酚醛树脂。     

酚醛树脂/碳化硼/聚硼氮烷复合物的固化行为及其热解性能

酚醛树脂作为一种热固性树脂基体具有广泛的应用。为了满足其作为高性能树脂基体在苛刻条件（耐高温和抗氧化）下的使用,进一步提高酚醛树脂的耐热性能并兼顾其工艺性能显得尤为重要。采用含有无机元素的耐热性聚合物（聚硼氮烷）和碳化硼纳米粒子协同改性酚醛树脂的方法,能够克服单独加入碳化硼导致的酚醛树脂固化温度升高的问题。固化动力学分析表明,加入聚硼氮烷的酚醛树脂改性体系,其固化转化率显著高于同温度下酚醛树脂或碳化硼改性酚醛树脂的转化率。同时,聚硼氮烷和碳化硼协同改性酚醛树脂固化物在高温阶段（800～1000℃）的热解稳定性较改性前有大幅度的提高。通过红外光谱分析了不同热解程度下酚醛树脂及其改性物的结构,进一步阐述了聚硼氮烷和碳化硼协同作用对酚醛树脂改性体系固化行为和热解过程的影响机制。上述采用耐热性活性聚合物和碳化硼陶瓷粒子协同改性热固性树脂的方法,有望在高性能复合材料树脂基体中得到运用。     

酚醛树脂/碳化硼/聚硼氮烷复合物的固化行为及其热解性能

酚醛树脂作为一种热固性树脂基体具有广泛的应用。为了满足其作为高性能树脂基体在苛刻条件(耐高温和抗氧化)下的使用,进一步提高酚醛树脂的耐热性能并兼顾其工艺性能显得尤为重要。采用含有无机元素的耐热性聚合物(聚硼氮烷)和碳化硼纳米粒子协同改性酚醛树脂的方法,能够克服单独加入碳化硼导致的酚醛树脂固化温度升高的问题。固化动力学分析表明,加入聚硼氮烷的酚醛树脂改性体系,其固化转化率显著高于同温度下酚醛树脂或碳化硼改性酚醛树脂的转化率。同时,聚硼氮烷和碳化硼协同改性酚醛树脂固化物在高温阶段(800~1000℃)的热解稳定性较改性前有大幅度的提高。通过红外光谱分析了不同热解程度下酚醛树脂及其改性物的结构,进一步阐述了聚硼氮烷和碳化硼协同作用对酚醛树脂改性体系固化行为和热解过程的影响机制。上述采用耐热性活性聚合物和碳化硼陶瓷粒子协同改性热固性树脂的方法,有望在高性能复合材料树脂基体中得到运用。     

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。     

N-(4-羟基苯基)马来酰亚胺改性酚醛树脂的制备与表征

采用N-(4-羟基苯基)马来酰亚胺(4-HPM)改性酚醛树脂(PF),改性后PF的耐热性能明显优于传统的热塑性PF。质量分数2%的4-HPM改性PF的热分解温度比纯PF提高104.6℃,冲击强度提高130%。改性PF的固化过程分为两个固化阶段:第一阶段是少量羟甲基的缩合;第二阶段为马来酰亚胺的双键打开进行自交联。     

糠醇改性酚醛树脂及其应用

用糠醇能改善热固性酚醛树脂的耐碱耐热性;能使稠化的酚醛树脂延长贮存期。文中简介改性原理及实验过程和效果;介绍了糠醇改性酚醛树脂的应用领域。讨论了合成热固性酚醛树脂的工艺路线及固化剂和固化方法等问题。     

高浓度甲醛和大豆蛋白改性酚醛树脂的研究

以高浓度甲醛和大豆蛋白制备了改性酚醛树脂,采用核磁共振和动态热机械性能仪器分析了不同大豆蛋白含量对改性酚醛树脂结构和耐热性能的影响。研究结果表明:改性酚醛树脂具有高黏度、高固体含量、高缩聚度和高羟甲基酚含量特点;较普通酚醛树脂,改性酚醛树脂强度性能有所提高,固化起始温度和固化温度也有所降低,但耐热性能基本不变;改性酚醛树脂游离甲醛比较低,有利于酚醛树脂的环保性;此外,大豆蛋白结构的存在增强了酚醛树脂微生物降解性能。     

环氧树脂—有机硅复合改性水性聚氨酯的合成

以异佛尔酮二异氰酸酯、端羟基聚二甲基硅氧烷、聚丙二醇、二羟甲基丙酸、环氧树脂为主要原料,通过异氰酸酯基和羟基的加聚反应合成了环氧树脂-有机硅复合改性水性聚氨酯。利用傅里叶变换红外光谱仪表征了其结构,并研究了环氧树脂用量对固化膜热性能和力学性能的影响,有机硅用量对固化膜耐水性能的影响。结果表明:环氧树脂-有机硅复合改性的水性聚氨酯固化膜的耐水性能和耐热性能提高,力学性能也有改善,附着力保持1级且硬度等级最高可达3 H。     

有机硅改性聚酯涂料的研究进展

有机硅改性涂料的研究进展有机硅树脂是以Si-O-Si键为主链、硅原子上连接有机基团的交联型半无机高聚物,是一类热固性高分子材料。有机硅树脂尽管具有优异的耐热性、耐候性、电绝缘性、耐化学药品性、憎水性及阻燃性;但也存在一些问题,如附着力和耐有机溶剂性差;因固化温度高、固化时间长,     

新型硅烷改性聚醚弹性胶粘剂的研制

以有机硅烷改性聚醚作为主体材料,辅以适宜的助剂,制取粘接性能良好的单组分、双组分硅烷改性聚醚弹性胶粘剂。重点对双组分胶粘剂的操作工艺性、固化温度、固化速率及其耐水性、耐热性和耐老化性能等进行了研究。结果表明：双组分胶粘剂黏度低、操作工艺性强;在0～50℃范围内均可固化,温度越高固化时间越短;其耐水性、耐热性和耐老化性能良好。     

新型硅烷改性聚醚弹性胶粘剂的研制

以有机硅烷改性聚醚作为主体材料,辅以适宜的助剂,制取粘接性能良好的单组分、双组分硅烷改性聚醚弹性胶粘剂。重点对双组分胶粘剂的操作工艺性、固化温度、固化速率及其耐水性、耐热性和耐老化性能等进行了研究。结果表明:双组分胶粘剂黏度低、操作工艺性强;在0～50℃范围内均可固化,温度越高固化时间越短;其耐水性、耐热性和耐老化性能良好。     

树脂制备工艺对腰果酚改性酚醛树脂胶接性能影响研究

采用腰果酚、苯酚和甲醛为原料,氨水为催化剂,制备了三种腰果酚含量40%的热固性腰果酚改性酚醛树脂:腰果酚-甲醛/苯酚-甲醛共混酚醛树脂(CF-PF)、腰果酚-苯酚-甲醛共聚酚醛树脂(PCF-A)和混酚(腰果酚-苯酚-双酚)-甲醛共聚酚醛树脂(PCF-B)。借助DSC、TGA、剪切强度等手段对合成树脂性能进行了表征。DSC分析结果表明:三种改性树脂中PCF-B树脂的固化反应活性最高,初始温度、峰温和终温分别为146℃、190℃和259℃,固化反应活性顺序是PCF-BPCF-ACF-PF。TGA结果表明,PCF-A和PCF-B树脂的耐热性能相当,2%和5%失重温度分别是340℃左右和400℃左右,CF-PF树脂耐热性能较低,2%和5%失重温度分别为316℃和376℃。PCF-B的室温和150℃剪切强度分别为8.31MPa和7.74MPa,较PF树脂分别提高27%和71%,增韧效果明显;CF-PF的高温粘接性能最好,250℃和300℃剪切强度分别为5.07MPa和5.15MPa,分别是PF树脂250℃和300℃剪切强度的96%和141%。     

紫外光-湿气双固化改性有机硅胶粘剂的制备及其性能研究

制备了一种可以紫外光-湿气双固化的改性有机硅胶粘剂,对并其部分主要性能进行了测试。结果表明,改性有机硅胶粘剂具有良好的固化性能、粘接性能、耐老化及电绝缘性能等,适用于某些特定部件的快速粘接封装。     

化学改性耐高温酚醛树脂研究进展

酚醛树脂类胶粘剂在耐高温胶粘剂领域占有十分重要的地位,但由于未改性的酚醛树脂结构中的酚羟基和亚甲基很容易被氧化,酚醛树脂的耐热性受到影响,对此,国内外学者对酚醛树脂进行改性,即用不同的化合物或聚合物通过化学或物理方法(如共聚或机械混合)改性制得到酚醛树脂。本文详细对化学改性提高酚醛树脂的耐热性能进行了综述,包括钼改性酚醛树脂、硼改性酚醛树脂、有机硅改性酚醛树脂和硼硅改性酚醛树脂。     

改性邻苯二甲腈酚醛树脂胶黏剂的研究

采用4-硝基邻苯二甲腈和线型酚醛树脂反应,制备出邻苯二甲腈酚醛树脂。采用改性树脂和增韧剂对邻苯二甲腈酚醛树脂进行改性,制备出改性邻苯二甲腈酚醛树脂胶黏剂。并借助IR、DSC、TG对合成树脂及胶黏剂进行表征。该胶黏剂可在200℃温度下固化,固化产物具有较高的耐热性能和粘接性能。     

有机硅改性双酚F环氧树脂热性能研究

以TMA和TGA研究了含酚羟基的有机烷氧基硅烷及3,3′,3″-三羟基苯氧基硅烷三缩水甘油醚等多种自行设计、合成的有机硅改性剂改性双酚F环氧树脂的热性能。研究结果表明,有机硅可降低改性树脂的线胀系数,但端环氧基脂肪族聚硅氧烷及含酚羟基的二官能度有机硅的加入均使固化物玻璃化温度降低10℃以上;含环氧基的多官能度有机硅改性剂3,3′,3″-三羟基苯氧基硅烷三缩水甘油醚的加入可使线胀系数降低约20%,内应力指数降低约20%,抗开裂指数提高50%以上,固化物玻璃化温度基本不变,热分解温度有较大幅度的提高,是一种理想的环氧树脂增韧改性剂,可用于电子封装等行业用环氧树脂的改性。     

单宁改性酚醛树脂的研制

介绍了用橡碗单宁制备改性酚醛树脂的合成工作，并以水为溶剂进行了改性酚醛树脂的粘接性能研究，讨论了固化温度，固化时间对粘接强度的影响。     

有机硅改性热塑性酚醛树脂制备的研究

以苯酚和甲醛为原料。采用草酸作为催化剂,通过有机硅改性合成的热塑性酚醛树脂。讨论了催化剂草酸的含量、反应时间和有机硅的含量对改性酚醛树脂性能的影响。结果表明：当草酸含量为2．0,wt%,反应时间为2．5h,有机硅含量为3．0wt％时,合成改性酚醛树脂的固化时间、流动距离和挥发度等综合性能较好,合成的酚醛树脂可用作摩擦材料粘合剂。     

2-羟基-6-萘甲酸及其杂质含量的液相色谱测定

用甲醇-乙腈和0.02 mol/L KH2PO4溶液为流动相进行梯度洗脱,在AKsail ODS色谱柱建立了分离检测2-羟基-6-萘甲酸及其杂质的分析方法。结果表明,2-羟基-6-萘甲酸、2-萘磺酸、1,4-萘二甲酸、2-羟基-6-萘甲酸甲酯、2-羟基-3-萘甲酸的RSD分别为0.000 4%、0.14%、0.23%、0.08%、0.11%,回收率为86.70%～100.5%,定量限、线性关系、精密度和加标回收率均能满足定量分析要求。