腰果酚改性甲阶酚醛树脂的合成及其泡沫性能研究

用腰果酚代替部分苯酚改性酚醛树脂,制备可发性甲阶酚醛树脂。并讨论了腰果酚替代量对改性酚醛树脂性能及其泡沫性能的影响,通过红外光谱仪、热重分析仪对树脂结构及热稳定性进行表征,运用万能电子试验机对甲阶酚醛树脂泡沫的力学性能进行了研究。结果表明:当腰果酚替代量为10%时,制得的树脂黏度为4650mPa·s,树脂中游离苯酚含量从6.72%降为5.45%,游离甲醛含量从1.17%降为0.68%,甲阶酚醛树脂泡沫压缩强度达到最大值0.20MPa,但树脂热稳定性及甲阶酚醛树脂泡沫阻燃性有所下降。     

改性木质素部分取代苯酚制备酚醛泡沫保温材料的研究

为改善酚醛泡沫性能,降低成本,以改性木质素、苯酚、多聚甲醛为原料合成可发性木质素酚醛树脂,通过发泡制备酚醛泡沫。当改性木质素取代苯酚的30%时,研究了缩合时间、缩合温度、催化剂用量、醛酚比和水量对树脂性能的影响,通过热重分析仪(TGA)和生物显微镜分别对酚醛泡沫的热稳定性和微观结构进行分析。结果表明:树脂合成的较佳条件为缩合时间80 min,缩合温度85℃,催化剂用量4%,醛酚比1.5,水量为25ml,泡沫具有较好的热稳定性和致密的微观结构;其力学性能较好,压缩强度为0.21 MPa,弯曲强度为0.15MPa;导热系数为0.030 W/(m?K),氧指数为38.2%,属于难燃型高效保温材料。     

催化剂用量对酚醛树脂及泡沫性能的影响

以苯酚、多聚甲醛为主要原料,氢氧化钠(Na OH)为催化剂合成了高固含量酚醛树脂,并以此制备了酚醛泡沫材料。通过粘度、氧指数、力学性能等测试研究了催化剂用量对酚醛树脂及酚醛泡沫性能的影响并采用电子扫描显微镜分析了泡沫的微观结构。结果表明:随着催化剂用量增加,树脂粘度增大,游离酚及游离醛含量降低,泡孔孔径减小且分布更为均匀。催化剂质量分数为4%时制备的酚醛泡沫力学性能较好,单位密度(kg·m-3)压缩强度为2.43 k Pa、弯曲强度为5.52 k Pa、拉伸强度为2.11 k Pa。     

腰果酚改性酚醛树脂泡沫的制备

在碱性条件下,以腰果酚部分代替苯酚与甲醛反应制得腰果酚改性酚醛树脂,并以该树脂为原料制备腰果酚改性酚醛树脂泡沫。结果表明:当苯酚/腰果酚物质的量比为9/1、缩聚反应温度90℃、催化剂加入量为苯酚和腰果酚总质量4%时,所得树脂黏度为25 Pa·s,符合最佳发泡黏度范围。当苯酚/腰果酚物质的量比为9/1时,改性树脂在400℃时的残炭量(94.6%)要比未改性树脂的残炭量高7.1%,压缩强度由改性前的0.08 MPa提高到改性后的0.14 MPa。扫描电镜结果表明:在相同条件下,改性后的酚醛树脂泡沫泡孔更为均匀。     

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。     

木质素部分取代苯酚制备酚醛树脂及其泡沫的研究

为改善酚醛泡沫的性能,降低其成本,以改性木质素、多聚甲醛、苯酚为原料合成可发性木质素酚醛树脂,通过发泡制备木质素酚醛泡沫。研究了木质素酚化时间、温度及催化剂量对树脂性能的影响,通过红外光谱(FTIR)和热重分析仪(TG)分别对酚化木质素和泡沫的热稳定性进行了分析。木质素的取代量30%时,较佳的酚化条件:酚化时间40 min,温度110℃,催化剂量3%。用酚化木质素制备的木质素酚醛泡沫性能较好,其压缩强度为0.22 MPa,弯曲强度为0.17 MPa,氧指数为38.6%,导热系数为0.029 W/(m·K),属于难燃型高效保温材料。     

酚化腐植酸改性酚醛泡沫材料的制备与性能的分析

以特定工艺制备酚化改性腐植酸（PHA）,选择并优化工艺参数从而制成PHA改性酚醛泡沫材料。采用傅里叶红外分析、热失重分析、氮吸附和冲击强度测试等方法对PHA改性酚醛泡沫材料结构和性能进行了分析。结果表明,当PHA质量分数为40 %时, PHA改性酚醛泡沫材料的冲击强度为5.7 kJ/m2,压缩强度为0.33 MPa,极限氧指数为47 %,热导率为0.038 W/（m·K）,在400 ℃时的质量保留率为79.1 %。其各项性能良好,可以替代部分苯酚制备PHA改性酚醛泡沫材料。     

木质素用于制备人造板胶粘剂的研究

分别采用硫酸、硝酸和盐酸从造纸黑液中提取木质素为原料,替代部分苯酚,制备木质素酚醛树脂,并测定其固含量、动力黏度(40℃)、游离甲醛含量和胶合强度等性能;考查了木质素掺入量、催化剂加入量和酚醛物质的量比对木质素酚醛树脂性能的影响.结果表明,当上述3种木质素掺入量为20%时,获得的胶粘剂性能均较好;以掺入20%硝酸木质素为例,当催化剂加入量为0.6%、酚与醛物质的量比为1:1.5时,得到性能较好的胶粘剂.用木质素替代部分苯酚,不仅可以降低生产成本,而且更环保.     

短玻璃纤维、K_2Ti_6O_(13)晶须改性酚醛泡沫的性能研究

分别利用K2Ti6O13晶须、短玻璃纤维对酚醛泡沫(PF)进行改性,并制备了不同短玻璃纤维含量的酚醛泡沫,考察了不同改性方法对酚醛泡沫的表观形貌、力学性能和保温性能的影响。表观形貌结果表明,添加4%K2Ti6O13晶须可以显著改变酚醛泡沫的表观形貌,使得泡孔更规则、均匀。力学性能测试表明,短玻璃纤维含量在8%以内,压缩强度和弯曲强度都随着短玻璃纤维含量的增加而增大;短玻璃纤维和短玻璃纤维/4%K2Ti6O13晶须可以显著提高酚醛泡沫的压缩强度和弯曲强度,压缩强度和弯曲强度最高分别提高了126%和208%;加入短玻璃纤维稍稍提高了酚醛泡沫的导热系数,降低了酚醛泡沫的保温性能;加入相同量的短玻璃纤维,短玻璃纤维/4%K2Ti6O13晶须改性的酚醛泡沫相比于短玻璃纤维改性酚醛泡沫具有更高的压缩强度、弯曲强度和保温性能。     

基于生物质单宁的低甲醛释放量酚醛泡沫制备与性能

利用生物质单宁取代部分苯酚,定量尿素作为甲醛捕捉剂,制备了单宁改性可发泡酚醛树脂,然后以硫酸与对甲苯磺酸混合酸作为固化剂,正戊烷为发泡剂,制备了单宁改性酚醛泡沫。利用傅里叶变换红外光谱和核磁共振氢谱对树脂结构进行了表征,依据GB/T 30694–2014检测了不同单宁用量对酚醛泡沫甲醛释放量的影响,使用电子万能试验机和极限氧指数(LOI)仪检测了不同单宁用量对酚醛泡沫力学性能和阻燃性能的影响。结果表明,改性酚醛泡沫pH为6;当加入的单宁用量为苯酚质量的3%时,改性酚醛泡沫甲醛释放量最低为1.1875 mg/L,达到了人造板E1标准,泡沫压缩强度为0.2166 MPa,冲击强度为2.81 kJ/m~2,粉化率低至2.01%,LOI达到37%,其综合性能最好。相对于纯酚醛泡沫,单宁改性酚醛泡沫的力学性能有所提升,脆性明显改善,阻燃性能显著提高。     

腰果酚增韧酚醛泡沫研究

研究了腰果酚对酚醛泡沫的增韧效果,对泡沫的力学性能、热稳定性及阻燃性能进行了研究。结果表明,腰果酚的引入,可以明显改善酚醛泡沫的力学性能,当腰果酚含量为10%(以100 g苯酚质量为基准)时,酚醛泡沫的弯曲强度达到最高值0.25 MPa,但增韧酚醛泡沫的阻燃性和热稳定性都有所下降。     

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。     

粗酚部分替代苯酚制备酚醛泡沫保温材料

采用多聚甲醛、粗酚和苯酚为原料制备了酚醛泡沫保温材料,研究了聚合时间、聚合温度、醛酚[多聚甲醛与总酚(粗酚和苯酚的总称)]摩尔比、催化剂用量和粗酚替代量等合成条件对可发性酚醛树脂性能的影响。经优化的酚醛树脂合成条件:聚合时间为3.0 h,聚合温度为85℃,醛酚摩尔比为1.60,催化剂用量为0.04 mol(总酚1.00 mol),粗酚替代量为总酚质量的30%。酚醛泡沫(表观密度为45 kg/m3)的导热系数为0.028 W/(m.K),氧指数为36%,压缩强度为0.29 MPa。     

硅烷偶联剂改性酚醛泡沫塑料的制备和性能研究

以硅烷偶联剂KH–560作为增韧剂,制备了KH–560改性酚醛泡沫塑料,研究了KH–560含量对酚醛泡沫塑料性能的影响。结果表明,添加KH–560制备的改性酚醛泡沫塑料的性能得到明显提高,当KH–560质量分数(相对于参加反应苯酚的质量)为7%时,改性酚醛泡沫塑料的压缩强度、冲击强度和阻燃性均达到最大值,同纯酚醛泡沫塑料相比,分别提高了37%,68%和3.8%。当KH–560质量分数为5%时,改性酚醛泡沫塑料的粉化率最小,为1.6%。热失重分析结果表明,改性酚醛泡沫的热稳定性仅稍有降低,500℃时的质量保持率较纯酚醛泡沫塑料提高1%~3%,仍然保持优良的热稳定性。     

HO-PDMS改性酚醛泡沫材料的性能研究

研究了低聚羟基封端聚硅氧烷(HO-PDMS)改性酚醛泡沫的性能,考察了HO-PDMS含量对改性酚醛泡沫表观密度、吸水率、压缩强度和阻燃性的影响。结果表明:含10%HO-PDMS改性酚醛树脂制成的泡沫压缩强度达到336 k Pa,是改性前的1.9倍左右;泡沫的阻燃性随HO-PDMS含量的增加而下降,在HO-PDMS含量为25%时,泡沫的氧指数仍保留在40%以上;改性泡沫的表观密度随增韧剂含量的增加而增加;HO-PDMS的添加有效降低了酚醛泡沫的吸水率。     

硅橡胶增韧改性酚醛泡沫的性能研究

采用硅橡胶对酚醛泡沫进行增韧改性,以改善其掉渣性。通过SEM分析、压缩强度、掉渣率、吸水率检测等手段,分析研究了硅橡胶改性酚醛泡沫结构与性能。结果表明:硅橡胶改性酚醛泡沫的掉渣性得到明显改善;随着硅橡胶用量的增加,改性酚醛泡沫的表观密度逐渐提高,泡沫的压缩强度也逐渐增强;当硅橡胶用量低于10%时,随着硅橡胶用量的增加,改性酚醛泡沫的吸水率逐渐下降。     

聚氨酯预聚体增韧改性酚醛泡沫塑料

采用异氰酸酯封端且不含游离异氰酸酯单体的聚氨酯预聚体作为酚醛泡沫的增韧改性剂,并在后期混合发泡工艺中减少酸性固化剂的用量,制备了不粉化、韧性高的改性酚醛泡沫体,并考察了异氰酸酯基含量对酚醛泡沫体的表观密度、压缩强度、吸水率、阻燃性和导热性能等的影响.结果表明:随着聚氨酯预聚体用量以及异氰酸酯基含量的增加,改性酚醛泡沫体的表观密度、压缩强度增大;当异氰酸酯基含量为8.6%时,抗粉化程度最好;随着聚氨酯预聚体用量的增加,吸水率和热导率变化不大,当聚氨酯用量不超过6%时,临界氧指数仍大于40.     

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。     

生物质单宁对酚醛泡沫力学性能和热稳定性的影响

制备了生物质单宁改性的酚醛泡沫,利用傅里叶变换红外光谱仪对产物进行了表征,测试了不同单宁添加量对酚醛泡沫力学性能的影响。结果表明,含有单宁结构的酚醛泡沫的力学性能有了显著提升。相比于普通酚醛泡沫,改性酚醛泡沫的压缩强度提高79%,冲击强度提高71%,弯曲强度提高30%。热失重分析表明,改性酚醛泡沫的热稳定性有所下降,相同温度下的失重率较酚醛泡沫增加2%~5%,但依然具有较好的热稳定性。     

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%。