聚醚增韧酚醛树脂及其泡沫的研究

本文介绍了两类聚醚改性剂-PEG和活性聚醚增韧酚醛树脂及其泡沫的方法和工艺。对一系列不同分子量PEG和活性聚醚改性酚醛树脂的力学性能进行了比较，同时研究了各种改性酚醛泡沫的尺寸稳定性、压缩强度及表观密度等；并对几种改性酚醛泡沫和未改性酚醛泡沫进行了电子显微镜扫描泡孔结构的研究和红外分析；结果表明，树脂中导入活性聚醚的柔性链段，可使酚醛树脂及其泡沫的韧性及综合性能得到明显的改善，其中尤以分子量为1000活性聚醚改性树脂及其泡沫的各种性能为优。     

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。     

PVA纤维改性酚醛泡沫的研究

为了改善酚醛泡沫的性能,选用聚乙烯醇(PVA)纤维作为酚醛泡沫的增强材料,研究了不同PVA纤维含量和长度对酚醛泡沫的泡孔结构、压缩性能、弯曲性能的影响。结果表明,PVA纤维可以有效改善酚醛泡沫的力学性能和泡孔结构,随着PVA纤维含量的增加,酚醛泡沫的力学性能呈现先增大后减小的趋势。当PVA纤维的用量为酚醛树脂质量的3%时,酚醛泡沫的力学性能达到了最大值,泡孔结构达到了小且均匀的状态。PVA纤维的长度对酚醛泡沫的泡孔结构也有一定的影响,当PVA纤维长度为6 mm时,酚醛泡沫具有最好的泡孔结构,但PVA纤维长度增加时,酚醛泡沫的压缩性能、弯曲性能减小。     

柔性酚醛泡沫塑料的制备

研究了端氨基聚醚改性酚醛树脂,并制备了柔性酚醛泡沫塑料。讨论了氨基聚醚用量对泡沫密度、掉渣率、压缩强度和吸水率的影响。结果表明相对分子质量5 000的氨基聚醚改性效果优于相对分子质量2 000的氨基聚醚。当T5000质量分数为8%时(相对酚醛树脂的质量),固化剂加入16%,匀泡剂加入3%,发泡剂加入10%进行发泡,泡沫掉渣率比未改性泡沫减少41.6%,压缩强度提高29.1%,吸水率降低23.7%。电子扫描显微镜显示氨基聚醚改性酚醛泡沫的泡孔直径较小,孔与孔分布更紧密、均匀,闭孔率较高。     

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。     

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。     

聚丙烯酸正丁酯增韧酚醛泡沫塑料的研究

考察了催化剂、反应时间等因素对合成聚丙烯酸正丁酯改性酚醛树脂的影响，并用动态力学的方法研究了改性酚醛树脂的固化行为，表明聚丙烯酸正丁酯的引入可加快酚醛树脂的固化。采用正交实验的方法，得到室温下制备改性酚醛泡沫的配方。对所得酚醛泡沫的压缩强度、导热系数等测定及泡孔形貌的观察表明，在保证酚醛泡沫绝热性能不变的前提下，聚丙烯酸正丁酯可有效地改善酚醛泡沫的脆性。     

短切芳纶纤维增强酚醛泡沫性能的研究

为了改善酚醛泡沫的性能,选用短切芳纶纤维作为增强材料,考察了不同短切芳纶纤维用量对酚醛泡沫压缩强度、压缩弹性模量、泡孔结构以及热稳定性能的影响。结果表明,短切芳纶纤维可以有效地增强酚醛泡沫的压缩性能。随着短切芳纶纤维用量的增加,酚醛泡沫的压缩强度和压缩弹性模量呈现先增加后减小的变化趋势。当短切芳纶纤维用量为4份时,酚醛泡沫的压缩强度比未添加短切芳纶纤维的酚醛泡沫提高约38%。短切芳纶纤维用量影响酚醛泡沫的泡体直径及其分布。当短切芳纶纤维用量为8份时,短切芳纶纤维在酚醛泡沫中的分布很不均匀,酚醛泡沫脆断截面上泡体破损现象较为严重,集束分布的短切芳纶纤维对酚醛泡沫的结构和力学性能带来不利影响。添加短切芳纶纤维可以明显提高酚醛泡沫在高温条件下(400℃)的热稳定性。     

活性环氧稀释剂改性酚醛泡沫的制备与性能研究

以苯酚、甲醛为主要原料,以三羟甲基丙烷三缩水甘油醚(EP636)作为改性剂,合成可发性碱催化酚醛树脂,并加入匀泡剂、发泡剂和固化剂制备了酚醛泡沫。利用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对改性前后酚醛树脂的结构的进行分析。讨论了不同改性剂用量对泡沫的掉渣率、压缩强度、弯曲强度、氧指数的影响。结果表明,改性剂的加入可以提高泡沫的压缩强度、弯曲强度。当改性剂用量为12%时,泡沫性能达到最优,粉化率由改性前的5.6%降低到了1.1%。此时泡沫孔直径小,孔与孔分布更紧密、均匀,保温及阻燃性能优异。     

短切碳纤维增强聚酰亚胺泡沫的制备及性能

针对现有软质聚酰亚胺泡沫强度低的缺点,通过一步法制备了短切碳纤维增强聚酰亚胺泡沫,研究了短切碳纤维的添加量对聚酰亚胺泡沫的化学结构、微观形貌、压缩强度及热导率的影响。结果表明,短切碳纤维在发泡过程中起到成核剂的作用,随着其添加量的增加,泡沫的泡孔平均尺寸先减小后增加;当短切碳纤维质量分数为20%时,泡孔的最小平均尺寸为507μm;泡沫密度随着短切碳纤维用量的变化没有明显的改变;泡沫的压缩强度随着短切碳纤维的用量先增大后逐渐减小,压缩强度最大为54.52 kPa;短切碳纤维的加入对聚酰亚胺泡沫材料的化学结构和热稳定性没有明显的影响,但是材料的热导率随着短切碳纤维含量的增加有一定的增加。     

Near net-shape fabrication and properties of graphitic carbon foam with a continuous network of graphite nanosheets

A near net-shape graphitic carbon foam (GCF) with a continuous network of graphite nanosheets was prepared by direct carbonization of epoxy resin filled with nano-Al₂O₃. The effects of carbonization temperature on the properties of the resulting carbon foams were investigated by SEM, TEM, XRD, Raman, thermal conductivity and compression strength test. The results show that the as-prepared GCF can maintain well dimensional stability upon carbonization. The carbothermal reaction between the nano-Al₂O₃ and carbon foam matrix greatly influences the microstructure of carbon foam and promotes its growth of the continuous network of graphite nanosheets. In addition, the GCF prepared at 1700 °C possesses a compressive strength of 2.34 MPa with a bulk density of 0.19 g cm^-3, and meanwhile presents a high graphitization degree of 65.12% and a thermal conductivity of 2.02 W/mK. The continuous network of graphite nanosheets favors the enhancement of thermal conductivity of carbon foam and simultaneously prevents the decline of compressive strength further.     

TiB_2增强酚醛泡沫的制备及性能

为提高酚醛泡沫材料的耐高温性能和高温裂解前后的力学性能,通过物理共混法在发泡酚醛树脂中添加二硼化钛(TiB_2)无机填料制备了酚醛/TiB_2泡沫复合材料。研究了泡沫复合材料的固化过程和在1 000℃下裂解前后的微观结构,以及不同的TiB_2颗粒含量对泡沫复合材料的热物理性能、裂解前后力学性能的影响。结果表明,添加的TiB_2颗粒并不能被引入到酚醛树脂的分子链中,但是能够与酚醛树脂裂解释放出的含氧气体发生氧化还原反应,将裂解气体中的C和O元素吸收并转化为无定形碳和TiO_2等固相产物,从而提高了酚醛泡沫的残炭率和裂解后的力学性能。随着TiB_2含量的增加,泡沫复合材料的残炭率以及裂解前后的表观密度、比压缩强度和比弯曲强度均呈上升趋势,其中裂解后的强度上升更为明显。当TiB_2用量为30份时,酚醛泡沫复合材料在1 000℃下裂解产物的残炭率、比压缩强度和比弯曲强度分别比纯酚醛泡沫材料提高了39.2%,76.5%和43.9%。     

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.     

泡沫混凝土的研究进展与应用

泡沫混凝土是近年来广泛研究和应用的高性能结构保温材料,不仅轻质,而且具有保温、耐火、隔音等优异性能.泡沫混凝土的性能参数众多,但其主要性能是抗压强度和导热系数.泡沫混凝土的抗压强度随密度增大而增大,导热性能随着密度的增大而降低,因此,抗压强度和导热系数的矛盾为泡沫混凝土的大规模推广应用造成不利影响.考虑密度、孔隙率、发...     

木质素基PF泡沫的发泡工艺与性能

利用低廉的木质素部分取代苯酚制备木质素基酚醛树脂(PF)泡沫,采用正交试验对木质素基PF发泡工艺进行了研究,研究了表面活性剂(吐温–80)用量、发泡剂(正戊烷)用量、发泡温度三个因素对木质素基PF泡沫性能的影响,从而优化发泡工艺。实验结果表明,对木质素基PF泡沫的极限氧指数(LOI)和导热系数影响最大的是发泡温度,而对于压缩强度影响最大的是表面活性剂用量。木质素基PF泡沫的最佳发泡工艺为:表面活性剂(吐温–80)用量为8%、发泡剂(正戊烷)用量为12%,发泡温度为90℃,所得泡沫具有较好的热稳定性,其LOI为39%,压缩强度为0.32 MPa,导热系数为0.025 W/(m·K)。     

Physical properties of water‐blown rigid polyurethane foams containing epoxidized soybean oil in different isocyanate indices

To explore the potential of isocyanate usage reduction, water‐blown rigid polyurethane foams were made by replacing 0, 20, and 50% of Voranoll® 490 in the B‐side of the foam formulation by epoxidized soybean oil (ESBO) with an isocyanate index ranging from 50 to 110. The compressive strength, density, and thermal conductivity of foams were measured. The foam surface temperature was monitored before and throughout the foaming reaction as an indirect indication of the foaming temperature. Increasing ESBO replacement and/or decreasing isocyanate index decreased the foam's compressive strength. The density of the foam decreased while decreasing the isocyanate index to 60. Further decrease in isocyanate index resulted in foam shrinkage causing a sharp increase in the foam density. The thermal conductivity of foams increased while decreasing the isocyanate index and increasing the ESBO replacement. Mathematical models for predicting rigid polyurethane foam density, compressive strength, and thermal conductivity were established and validated. Similar to compressive strength, the foaming temperature decreased while decreasing the isocyanate index and increasing the ESBO replacement. Because of the lower reactivity of ESBO with isocyanate, the rate of foaming temperature decrease with decreasing isocyanate index was in the order of 0% > 20% > 50% ESBO replacement. © 2009 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2009     

酚醛泡沫的制备

本文介绍两种酚醛泡沫的制备,一种是用加热方法制备的普通酚醛泡沫,另一种是用尿素改性的酚醛泡沫的制备。前者的压缩强度较常温发泡提高一倍左右,吸水率降至原来的一半,导热系数由原来的0．033W／m·k降至0．028W／m·k,后者性能介于前者和常温发泡两种酚醛泡沫之间,但可降低成本。     

Development of mesophase pitch derived high thermal conductivity graphite foam using a template method

A simple and inexpensive method is described for preparing high thermal conductivity graphite foam by impregnating a coal tar pitch based mesophase pitch into a substrate polyurethane foam template. Mesophase pitch impregnated polyurethane foam was converted into graphite foam by several heat treatments in air as well as in an inert atmosphere. Scanning electron microscope images show the retention of an excellent open pore structure despite volume shrinkage of over 50%. The graphite foam prepared by this sacrificial template method is found to possess a thermal conductivity of 60 W/m K with a compressive strength in the range of 3.0–5.0 MPa. The X-ray diffraction pattern shows an interlayer spacing (d₀₀₂) of 0.3388 nm at a heat treatment temperature of 2400 °C. Different concentrations of slurries of mesophase pitch in water were used in combination with substrate foams of different densities to prepare graphite foams of density in the range 0.23–0.58 g cm⁻³. The specific thermal conductivity of the carbon foam with a low density of 0.58 g cm⁻³ is found to be higher than that of copper metal traditionally used in thermal management applications.     

全水发泡聚氨酯硬泡密度对性能影响的初步研究

研究了全水发泡硬质聚氨酯泡沫塑料的密度对泡沫性能的影响。实验结果表明,在一定密度范围内,随着泡沫密度的上升,泡沫的氧指数、压缩强度逐渐升高,导热系数先升高后降低,尺寸稳定性先变差后变好。