酚醛泡沫塑料研究进展及其应用

介绍了酚醛泡沫塑料的原料及生产工艺过程,综述了近些年来国内外酚醛泡沫研究的最新进展情况,介绍了酚醛泡沫塑料的应用领域,并对酚醛泡沫塑料未来的发展趋势进行了展望。     

双氰胺改性酚醛泡沫塑料性能研究

针对酚醛泡沫塑料脆性大和强度低的缺点,采用双氰胺作为改性剂,对酚醛树脂及其泡沫塑料进行了改性研究,并将改性前后两种泡沫塑料的性能进行了对比。采用傅立叶变换红外光谱对酚醛树脂进行了结构表征,通过粉化率、冲击强度和压缩强度测试分析了改性酚醛泡沫塑料的脆性和力学性能,通过热失重分析了改性酚醛泡沫塑料的热稳定性,并采用极限氧指数仪测定了改性酚醛泡沫塑料的阻燃性能。结果显示,当加入的双氰胺用量为苯酚质量的3%时,改性酚醛泡沫塑料的综合性能最好,其压缩强度达到0.046 MPa,冲击强度达到3.36 k J/m2,粉化率低至2.13%,极限氧指数达到38.5%。相对于纯酚醛泡沫塑料,双氰胺改性酚醛泡沫塑料的力学性能有所提升,脆性明显改善。在热稳定性方面,纯酚醛泡沫塑料在340℃时已明显失重,而3%双氰胺改性酚醛泡沫塑料在370℃后才开始快速失重,热稳定性更好。随着双氰胺用量的增加,改性酚醛泡沫塑料的极限氧指数增大,阻燃性能有所提高。     

腰果酚改性焦油粗酚酚醛泡沫塑料的研究

为降低酚醛泡沫塑料的成本,改善其性能,以焦油粗酚、苯酚、多聚甲醛为原材料,腰果酚为改性剂,合成可发性腰果酚改性焦油粗酚酚醛树脂,发泡制备出腰果酚改性焦油粗酚酚醛泡沫塑料。研究了腰果酚用量对改性焦油粗酚酚醛泡沫塑料保温性能、阻燃性能、吸水率、力学性能和耐热稳定性等的影响,并通过傅立叶变换红外光谱仪对合成改性焦油粗酚酚醛树脂进行了表征,通过生物显微镜、热重分析仪对改性焦油粗酚酚醛泡沫塑料的微观结构和耐热稳定性进行表征。结果表明,腰果酚的加入使改性焦油粗酚酚醛泡沫塑料的综合性能有较大改善,当腰果酚占混合酚的质量分数为15%时,改性焦油粗酚酚醛泡沫塑料的综合性能最佳,吸水率为4.51%,压缩强度为0.31 MPa,弯曲强度为0.55 MPa,导热系数为0.036 W/(m·K),极限氧指数为35.2%。改性焦油粗酚酚醛泡沫塑料的保温、阻燃性能和耐热稳定性较好,泡孔致密均匀。     

聚氯乙烯泡沫塑料

聚氯乙烯泡沫塑料的吸水性小,老化性好,导热系数小,电气性优异,因此用途极广,可作为救生圈、救生带、鞋底、絕热材料等。国外聚苯乙烯、聚乙烯等泡沫塑料已大量生产,酚醛、环氧、有机硅等泡沫塑料在进行制造中。聚氯乙烯泡沫塑料在机械强度、耐热性上不能和酚醛、环氧等泡沫塑料相比,但是我国已能生产聚氯乙烯树脂,这种泡沫塑料在目前阶段还是有較高經济价值的。     

氧化石墨改性酚醛泡沫材料的制备及其表征

采用原位聚合法制备了氧化石墨改性酚醛树脂,并以其为主要原料制备酚醛泡沫材料。通过红外光谱仪、万能试验机、热重分析仪、扫描电子显微镜等测试手段对改性酚醛泡沫材料的力学性能、热稳定性以及微观结构进行表征。结果表明,与未改性的酚醛泡沫塑料相比,添加1.0%氧化石墨改性酚醛泡沫材料泡孔尺寸更加均匀,压缩强度比未改性的酚醛泡沫塑料提高65.0%,表面粉化率显著降低,氧化石墨对酚醛泡沫材料的强度、韧性及热稳定性均有显著的提高。     

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。     

聚氨酯预聚物改性酚醛泡沫塑料脆性的研究

采用聚氨酯预聚物对酚醛泡沫塑料进行改性，研究了预聚物粘度、用量对泡沫粉化程度和回弹性的影响。结果表明：预聚物的粘度越低，对酚醛泡沫的粉化性的改善效果越好；当预聚物的质量分数为3％时，改性泡沫的粉化程度仅为未改性的40％，且使泡沫具有一定的弹性，回弹率大于60％；聚氨酯预聚物对酚醛泡沫塑料的改性机理不是简单的物理共混，同时伴有共聚反应发生。     

泡沫塑料保温材料的研究进展

简述了国内外泡沫塑料保温材料的发展现状;介绍了聚氨酯泡沫塑料、聚苯乙烯泡沫塑料和酚醛泡沫塑料的研究进展;展望了泡沫塑料保温材料的应用前景和发展趋势。     

酚醛泡沫塑料

<正> 酚醛泡沫塑料是个新兴的塑料品种。它具有耐热、耐火、无毒、价廉等一系列优点,在各种泡沫塑料中,酚醛泡沫塑料最宜用作建筑材料和隔热材料。酚醛泡沫材料在火烧的情况下,不熔融,无滴落物,发烟少,不产生一氧化碳有毒气体。目前我国仅有极少的单位在研制酚醛泡沫塑料,它有着极其广阔的发展前景,正在为越来越多的人所重视。这里介绍国外制     

影响酚醛泡沫塑料成型加工的因素

探讨了影响酚醛泡沫塑料成型和加工的各种因素,确定了最佳工艺条件,制备出综合性能优良,形状复杂的酚醛泡沫塑料浇铸制品。     

酚醛泡沫塑料的新进展

综述了酚醛泡沫塑料及其树脂改性、配方组成、生产工艺、生产类型及应用领域的新进展。其中,酚醛泡沫树脂的改性包括:烷基酚共聚改性,腰果壳油增韧,聚乙烯醇改性,聚氨酯齐聚物、预聚物改性,丁腈胶共混改性;配方组成中,还介绍了可供选择的发泡用高性能酚醛树脂商品和各种用途的酚醛泡沫塑料的典型配方。     

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。     

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。     

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.     

酚醛泡沫塑料制备和性能研究

研究了酚醛泡沫制备工艺中一些参数条件对泡沫体性能的影响。研究发现：泡沫体的密度随发泡剂的用量增大而减小；表面活性剂的最适合用量为树脂质量的5％；固化剂的用量为树脂质量的4％-6％时可以达到发泡和固化同步的效果。泡沫体的吸水率与泡沫体的密度相关。力学实验表明：泡沫体的压缩强度随泡沫体的密度增大而增大。热重分析结果表明：泡沫体具有优秀的热稳定性能。     

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     

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。     

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。     

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。     

建筑保温材料用酚醛泡沫的改性与性能

在苯酚、甲醛的聚合体系中添加硼酸和碳纤维,通过正己烷发泡剂的方法制备了硼改性和碳纤维复合的酚醛泡沫材料。利用傅立叶变换红外光谱仪、微控电子万能试验仪、冲击试验机、热失重分析仪等对酚醛泡沫的结构特性、力学性能和抗氧化性能进行表征与分析。研究结果表明,当表面活性剂吐温80的用量为4%~6%,发泡剂正己烷的用量为5%左右时,酚醛泡沫具有均一的孔结构和较高的表观密度;在反应体系中添加硼酸和碳纤维可改善酚醛泡沫材料的性能,添加7.2%含量的硼使得酚醛树脂具有最高的抗氧化性能,添加30%含量的碳纤维增强了酚醛泡沫材料的弯曲强度和冲击强度,其值分别达到132 MPa和52 k J/m2。