粗酚酚醛泡沫的制备及其性能研究

以粗酚、苯酚、多聚甲醛为原料合成了可发性粗酚酚醛树脂,发泡制备了粗酚酚醛泡沫。研究了粗酚用量对酚醛泡沫表观密度、吸水率、压缩强度、弯曲强度、阻燃性等性能的影响。并通过生物显微镜观察、TG分析对粗酚酚醛泡沫的结构和耐热性进行了表征。结果表明:粗酚的加入使泡沫的力学性能、泡孔分布均有所提高。其中粗酚质量分数为30%时,泡沫综合性能最佳,此时,压缩强度为0.206 MPa,弯曲断裂力为36 N,吸水率为5.99%,较纯酚醛泡沫有一定程度提高。粗酚酚醛泡沫氧指数大于40%,阻燃性能优异,导热系数0.031 W/(m.K),保温性能良好。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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%。     

腰果酚用量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,研究了腰果酚用量对酚醛泡沫性能的影响。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和粉化度,当腰果酚用量为5份时,酚醛泡沫的压缩强度达到最高值1.12 MPa,粉化度明显降低。     

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。     

腰果酚对聚异氰脲酸酯性能的改性研究

聚异氰脲酸酯(PIR)泡沫是一种新型的热固性保温材料,它具有密度低、耐热性能及耐寒性能优越、阻燃性能好、尺寸稳定性高等优点,但纯PIR泡沫质脆,无法直接使用。为了改善PIR泡沫的韧性,以异氰酸酯和聚醚多元醇为原料,通过腰果酚对其增韧改性,研究了腰果酚用量对PIR泡沫性能的影响。结果表明:引入腰果酚会显著提高PIR的韧性,PIR发泡塑料的密度、压缩强度、韧性均会随着腰果酚用量的增加而变大;而随着腰果酚用量的增加,PIR泡沫吸水率逐渐下降,粉化度下降,导热系数也会降低。加入适量的腰果酚可以改善泡沫的韧性,提高泡沫的保温防水性能。     

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。     

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。     

石墨烯/腰果酚改性酚醛树脂基碳纤维纸基复合材料制备及性能研究

利用石墨烯和腰果酚对酚醛树脂进行改性,制得石墨烯/腰果酚改性酚醛树脂(GCP),并将自制碳纤维原纸浸渍于此树脂中,制备得到石墨烯/腰果酚改性酚醛树脂基碳纤维纸基复合材料(GCPC)。利用热重分析仪对GCP进行了分析;并利用四探针测试仪、万能试验机和多孔材料分析仪,研究了GCPC的电学性能、力学性能、孔径分布以及孔隙率。结果表明,随着石墨烯和腰果酚用量的增加,GCPC的力学强度和导电性能得以提高;随着石墨烯用量的增加,孔隙率下降,小孔比例增加;而随着腰果酚用量的增加,孔隙率上升,小孔比例减少,且当腰果酚的质量分数为20%时,碳纤维纸基复合材料的拉伸强度为38.17 MPa,体积电阻率为18.46 mΩ·cm,孔隙率67.46%。     

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。     

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。     

环氧腰果酚/硅氧烷对酚醛树脂及泡沫性能的影响

以环氧腰果酚(ECD)为酚原,替代部分苯酚,同时引入1,3-双(氨丙烷基)四甲基二硅醚(APTMDS),合成改性酚醛树脂,进而制备改性酚醛泡沫。分析APTMDS添加量一定时,ECD替代苯酚量对改性树脂的结构、游离酚含量、游离醛含量、黏度以及热稳定性的影响,研究ECD替代苯酚量对改性泡沫压缩强度、弯曲强度、易碎性能以及燃烧性能的影响。结果表明,当APTMDS添加量一定时,改性树脂体系的游离酚含量随着ECD的替代量的增加而呈下降趋势,游离醛随着ECD的替代量的增加而呈上升趋势,改性树脂体系的黏度随着ECD的替代量的增加有所上升。改性酚醛泡沫的压缩和弯曲强度有很大程度的提高,当ECD替代量为4%(wt)时,改性泡沫的压缩和弯曲强度最大,分别为0.281和0.363 MPa,与纯酚醛泡沫相比,分别提高了91.16%和62.05%。改性酚醛泡沫粉碎率有所降低,当ECD替代苯酚量为12%时,改性酚醛泡沫的粉碎率最小,19.81%,与纯酚醛泡沫相比,下降了24.13%。改性后的酚醛泡沫的阻燃性能略有下降。     

腰果酚/腰果壳油改性酚醛树脂的合成及其应用研究

采用气相色谱-质谱联用仪、傅里叶红外光谱仪、质谱仪对腰果酚和腰果壳油的成分进行了分析,并对其改性酚醛树脂的影响因素进行了研究。结果表明,腰果酚改性酚醛树脂适宜的反应条件为:苯酚87份,腰果酚13份,甲醛73份,盐酸0.5份,反应时间1.5h,出料温度125℃;腰果壳油改性酚醛树脂时甲醛需要70份,其他反应条件与前者一致。所得腰果酚/腰果壳油改性酚醛树脂的软化点84～90℃,凝胶时间40～60s,粘度16.0～18.0mPa.s,适于在模塑料中应用。改性酚醛树脂制得的模塑料的冲击强度,弯曲强度提高约10%,耐热温度提高约7～10℃,同时材料成本大幅降低。     

用腰果酚基酚醛树脂对商品环氧树脂改性的研究

在双酚A环氧树脂中加入不同的酚醛树脂进行改性。所用的酚醛树脂是由苯酚／甲醛（PN）和腰果酚／甲醛（CDN）缩合的酚醛清漆树脂（a）,还有腰果酚-苯酚混合物与甲醛的缩合产物（CPNs）（b）。腰果酚是腰果壳液（CNSL）（一种可再生资源）的主要成份。制备酚醛清漆重量分数为2．5～20％的环氧树脂并测试其机械性能、吸水性能等。酚醛清漆重量分数为5～10％时,共混物的性能有了实质性的改善。随着酚醛清漆含量的增加,这些性质呈现下降趋势。酚醛清漆中,酚醛材料与甲醛的最佳化学计量比为1：0．8,此时的性能得到最大改善。在研究酚醛清漆过程中,制备的那些不同摩尔比率的腰果酚-苯酚共混物在断裂时会吸收较高的能量,这种性能会随着改性树脂中的腰果酚含量的增加而增加,直到其含量为40％。这些环氧-酚醛清漆共混物的性能特征暗示了酚醛清漆树脂的增韧作用,特别是苯酚-腰果酚-甲醛树脂。     

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。     

交联型腰果酚基水性聚氨酯的制备及性能

以生物基腰果酚为起始原料合成腰果酚二元醇(CD),以天然多羟基化合物蔗糖为交联剂,在无催化剂条件下成功合成交联型腰果酚基水性聚氨酯。通过FT-IR、XRD、1H NMR研究了聚氨酯的结构,并探究了不同蔗糖/CD羟基物质的量比对材料粒径分布、拉伸性能、热学性能、吸水性的影响。结果表明:蔗糖与CD成功接入聚氨酯分子链中,分子链呈现出无序状态;改性后乳液粒径增大,材料耐水性增强,拉伸强度也得到明显的改善,一定程度上提高了材料的热稳定性。当蔗糖与CD羟基物质的量比为1∶1时,胶膜24 h吸水率为11.3%,拉伸强度为34.9 MPa,断裂伸长率为1 164%,初始热分解温度为238℃,材料综合性能最佳。     

用不同发泡剂制备的脲醛树脂泡沫塑料

采用不同种类的发泡剂制备出脲醛树脂泡沫塑料,研究了发泡剂的稳定性、发泡剂对泡沫塑料表观密度、吸水率以及压缩强度的影响,并对泡沫塑料的形貌进行了表征。结果表明:用十二烷基硫酸钠发泡的泡沫稳定性最好,泡沫高度在120s内变化很小;所得泡沫塑料的综合性能佳,其表观密度为0.083g/cm3,吸水率为2.51%,压缩强度为0.18 MPa。