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。     

硼改性酚醛树脂固化反应动力学的研究

采用非等温DSC技术分析了不同升温速率下硼改性酚醛树脂的固化行为,运用Kissinger和Ozawa方法对其固化反应动力学进行了研究,得到了固化反应活化能.结果表明,硼可以加速酚醛树脂的固化反应,使酚醛树脂的固化峰温度向低温方向移动,降低了酚醛树脂固化反应的活化能,使固化反应易于进行.     

硼酚醛树脂固化过程的红外表征

利用傅立叶红外原位在线技术研究了硼酚醛树脂在固化过程中的结构变化情况。研究表明,在升温固化过程中,羟基指数下降,硼氧键指数、酚羟基指数、羰基指数先升高后下降;确定了硼酚醛树脂的固化温度为180℃,固化时间为12~38 m in。     

烯丙基酚醛树脂固化行为的研究

利用酚醛树脂与氯丙烯反应,合成出了烯丙基酚醛树脂（APF）,并对其固化过程进行了研究。结果表明,烯丙基酚醛树脂不仅能溶于极性溶剂,还能溶于非极性溶剂,其起始固化温度为180℃,比普通的酚醛树脂高。烯丙基酚醛树脂的固化窗口为44℃,其固化是通过双键的加成反应来实现的,固化后树脂为连续相结构。     

不同邻对位比值的酚醛树脂固化行为研究

通过DSC研究了不同邻对位比值（O／P值）的酚醛树脂与六亚甲基四胺的固化反应行为。DSC测试表明，DSC固化曲线的峰顶温度随着升温速率的增加而升高，在同一升温速率下，酚醛树脂固化曲线的初始温度（Ton）及峰顶温度Tp均随着其O／P值的增加而降低。进一步分别利用（Dzawa和Kissinger方法求解了不同O／P值酚醛树脂的固化反应活化能，发现酚醛树脂的固化活化能随其O／P值的增加而降低，表明随着树脂O／P值的增加，其固化进程变得更加容易，固化速率更快，与之对应，树脂的最佳固化温度区间随O／P值的增加而向低温方向移动。     

聚丙烯腈/酚醛树脂共混物的固化动力学研究

选用可以发生交联固化的热塑性酚醛树脂(PF)对聚丙烯腈(PAN)进行改性。采用共混方法,制备了PAN/PF共混物。应用动态力学分析仪(DMA),研究了样品的储能模量与固化时间和温度的依赖关系,求出了一系列相关的固化反应动力学参数。结果表明,固化过程符合一级反应动力学。根据阿伦尼乌斯方程估算了样品的固化反应活化能Ea,PAN样品的Ea为13.02kJ/mol,15%-PF/PAN的Ea为19.75kJ/mol。     

快速固化酚醛树脂胶黏剂的研制

以缩短酚醛树脂固化时间为目的,使用纳米氧化铝为催化剂,丁腈橡胶为增韧剂,AlCl3络合物为固化促进剂,制备了一种能够快速固化的酚醛树脂胶黏剂。通过固化时间、DSC、TG和力学性能等测试,结果表明,当加入15%丁腈橡胶和2%AlCl3络合物时,酚醛树脂胶黏剂的增韧效果和固化速度均为最佳,可在180℃下20min内实现快速固化,同时具有优异的耐热性能和力学性能。     

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。     

三元共聚改性酚醛树脂的固化行为及性能

以酚醛为基体,首先环氧豆油(ESO)与酚羟基接枝醚化,而后以剩余酚羟基为酚源引入苯并噁嗪环,合成了一种具有优异韧性和热稳定性的环氧大豆油、苯并噁嗪及酚醛三元共聚树脂(ESO-PA-PF).采用FT-IR表征了改性树脂的分子结构;以差示扫描量热法(DSC)对改性树脂的固化行为进行了分析,并研究了其固化动力学特征,分析了聚合组分对树脂固化行为的影响机理;用热重分析法(TG)对树脂的热稳定性进行了分析;用扫描电镜(SEM)观察了改性酚醛树脂样品冲击断面的微观形貌.结果表明,改性树脂的热稳定性较酚醛树脂及环氧豆油改性酚醛树脂有很大程度提高.共聚改性树脂具有较高的冲击韧性及弯曲强度.微观形貌分析表明,环氧豆油低聚物形成橡胶相分散在树脂基体中,冲击断裂时形成空穴引起基体剪切屈服, 阻止裂纹的进一步扩展,同时空穴吸收大量的变形或断裂的能量,大大提高了改性树脂的韧性.论文还对树脂的增韧机理进行了探讨.     

常温呈固体的热固性酚醛树脂的合成及表征

以苯酚、37%甲醛水溶液为原料,25%氨水为催化剂,合成了常温呈固态的热固性酚醛树脂。通过软化点,凝胶化时间,羟甲基含量及酚醛树脂固化度测试研究了醛酚比(F/P)、反应温度及反应时间对合成树脂的结构及性能的影响。结果表明:F/P=2.0,反应温度65℃、反应时间4.0 h时合成的树脂固化速度最快,羟甲基含量最高。     

聚硅氮烷/环氧树脂固化体系的研究

研究了聚硅氮烷(PSN-1)/双酚A型环氧树脂固化体系的固化温度、PSN-1用量对固化速度的影响;并利用热重分析(TGA)研究了PSN-1用量对固化树脂高温残余质量分数的影响,对固化机理进行了初步探讨.结果表明,PSN-1可作为双酚A型环氧树脂的高温固化剂,在170～180℃范围内、PSN-1用量为20～50份时,均可有效固化双酚A型环氧树脂;采用PSN-1固化的环氧树脂的初始失重温度略低于采用三乙烯四胺(TETA)固化的环氧树脂,但在800℃时的残余质量分数均远远高于采用TETA固化的环氧树脂;且随着PSN-1用量的增加,环氧树脂的高温残余质量分数也增加.     

快速固化酚醛树脂的研究进展

酚醛树脂胶黏剂因其具有耐热性优良、粘接强度高及化学稳定性好等优点而被应用于诸多领域,但是它也存在固化温度高、热压时间长等缺点。从酚醛树脂胶黏剂的合成催化剂选择、合成工艺改进和固化促进剂添加等几个方面,综述了近年来酚醛树脂胶黏剂快速固化的研究进展。     

预聚-固化高强度酚醛树脂封堵剂的合成与影响因素研究

为保证酚醛树脂封堵剂材料的注入性和封堵效果,采用预聚-固化两步法合成酚醛树脂封堵剂,第一步合成酚醛树脂预聚体,第二步酚醛树脂预聚体的固化.首先确定了合成水溶性酚醛树脂预聚体的反应条件:苯酚与甲醛最优摩尔配比为1:3,以NaOH作催化剂,控制氢氧化钠的量为苯酚加量的10％,确定水溶性树脂预聚体最后阶段最佳的反应温度为90...     

合成工艺对热解油改性酚醛树脂老化性能影响

利用热解油部分替代苯酚改性酚醛（PF）树脂,旨在改善树脂韧性和耐水性,从而提高树脂老化性能。b本文利用紫外光老化仪,研究了热解油替代苯酚比例、氢氧化钠（NaOH）添加量（占苯酚质量比）和反应温度对热解油改性酚醛（BPF）树脂老化性能的影响,考察了不同合成工艺制备的BPF树脂胶合板和胶膜随老化时间的胶合强度和表观构造变化,利用傅里叶红外光谱（FTIR）和固体核磁共振（NMR）分析了BPF树脂的老化行为。研究结果表明,胶合强度损失率和树脂胶膜表观结构老化程度,随着热解油替代苯酚比例和反应温度的增大而减小;随着NaOH添加量的增多,胶合强度损失率变化不大,但胶膜表观结构老化程度先减小后增大。FTIR和¹³C NMR分析得出,老化960h后树脂的亚甲基和醚键峰强减小,醛、酮和羧酸等含氧官能团的峰强增大。     

聚砜/酚醛树脂共混体系的固化反应动力学研究

采用非等温DSC方法研究了不同升温速率下聚砜(PSF/)酚醛树脂(PF)共混体系的固化动力学,运用Kissinger方法和Crane方程计算PSF/PF共混体系的活化能(Ea)及固化反应级数,并利用KAS等转化率法分析热塑性PF的固化机理及PSF对PF固化反应动力学的影响。结果表明:PSF的加入降低了PSF/PF共混体系固化反应的Ea值,当PSF含量为10%时,共混体系的Ea值最小;热塑性PF的固化过程比较复杂,Ea值随着转化率变化而改变;PSF的加入加剧了低转化率下PSF/PF共混体系Ea值的下降趋势,并使得其在高转化率下的固化机理与纯PF不同。     

烯丙基酚醛树脂的合成与固化特性研究

合成了烯丙基线性酚醛树脂,研究了在加热和加热/催化剂条件下的固化特性,采用烯丙基化线性酚醛树脂与双马来酰亚胺反应形成共聚物,通过FTIR和DSC分别分析了树脂在无催化剂和磷酸三苯酯(TPP)催化条件下的固化和结构,研究结果表明:烯丙基化酚醛树脂,双马来酰亚胺改性烯丙基化酚醛树脂在加热条件下不需要固化剂可以实现加成固化。     

拉挤用酚醛树脂固化过程的研究

应用付立叶变换红外（FTIR）光谱仪原位跟踪拉挤用酚醛树脂的固化反应,得出了不同反应温度及时间下的固化曲线,为制定技挤工艺参数提供理论依据。     

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。     

超支化聚酯改性酚醛树脂的制备与固化性能研究

以三羟基丙烷和二羟甲基丙酸为原料,缩聚反应制备了超支化聚酯（HBPE）,并制备了酚醛树脂/HBPE（PF/HBPE）共混体系。采用红外光谱、差示扫描量热分析等方法表征了HBPE的分子结构和PF/HBPE共混体系的性能,并用非模型等转化率法Flynn Wall Ozawa (FWO)描述了PF/HBPE共混体系的活化能与转化率之间的关系。结果表明,由于PF的酚羟基和HBPE的羟基产生了氢键作用,PF/HBPE共混体系显示出单一的玻璃化转变温度,HBPE的加入,提高了PF固化物的冲击强度和弯曲强度,当HBPE的含量为15 %时,冲击强度和弯曲强度分别为4.5 kJ/m2 和77.84 MPa。