耐高温硼改性酚醛树脂的合成及应用

以碳酸钠为催化剂,首先利用苯酚和甲醛水溶液合成水杨醇,水杨醇进一步与硼酸反应生成硼改性PF(酚醛树脂);然后以残炭率为考核指标,采用单因素试验法探讨了催化剂类型、醛酚比、硼酚比和合成水杨醇的反应时间等对硼改性PF性能的影响,并优选出制备硼改性PF的最佳工艺条件。研究结果表明:当合成水杨醇的反应时间为2.0 h、n(苯酚)∶n(甲醛)∶n(硼酸)=1∶(1.7~2.0)∶0.3和以碳酸钠作为催化剂时,硼改性PF的800℃残炭率(65.88%)相对最高,由其制成的异型Si3N4结合SiC材料和捣打料均具有良好的应用性能。     

硼硅双改性酚醛树脂的合成与性能

在反应釜中按一定比例加入苯酚、甲醛和氢氧化钡,加热搅拌2～3 h,然后加入硼酸进行反应;反应产物在0.085 MPa下真空脱水,然后加入有机硅,维持温度在100℃左右反应1～2 h,再经真空脱水,得到粘度适中的含硼硅酚醛树脂(BSPR)。采用FT-IR对BSPR树脂的结构进行分析表明,酚醛树脂的分子链中含有硼氧基团和硅氧基团,BSPR具有明显的高邻位树脂结构。采用TGA对BSPR的耐热性进行测试表明,BSPR有良好的耐热性和阻燃性。     

硼改性酚醛树脂的合成与性能

利用半成品酚醛树脂粉与硼酸直接混合,然后固化得到硼含量不同的硼酚醛树脂,并用傅里叶红外光谱、热重分析和冲击试验等方法对其性能进行了分析。红外分析结果表明,硼酸与酚醛树脂中的酚羟基、苄羟基发生了反应,生成了新的交联键。热分析结果发现,在酚醛树脂中加入硼酸能提高树脂的耐热性,当硼酸加入量为10%时达到最高值。硼酚醛树脂的冲击强度先随硼酸加入量的增大而增加,在5%时达到最大值,然后下降。     

胺改性硼酚醛树脂的研究

本文研究了甲醛水溶液法合成胺改性硼酚醛树脂的工艺过程及其固化反应机理。结果表明，在合成与固化过程中除生成硼酸酯外还有硼氧配位结构形成；当加入胺后可生成硼酰胺键和硼氮四元环配位结构。由于硼氧，硼氮配位结构的形成提高了树脂的耐水性和耐热氧化能力。     

硼酸改性酚醛树脂的制备与表征

采用硼酸对酚醛树脂(PF)进行改性,制得具有耐高温性能的硼酚醛树脂(BPF)。通过热分析和强度试验考察其性能。热分析研究表明,BPF的耐热性能明显优于传统的热塑性PF,硼质量分数为8%时的效果较佳,BPF的热失重分解温度比纯PF提高了110°C,冲击强度提高了120%。     

硼酚醛树脂的合成及改性研究进展

总结了近年来硼酚醛树脂(BPR)的合成及改性方法的研究进展,主要介绍了固相生成法、甲醛水溶液法和共聚共混法的合成工艺、特点及产物性能。重点论述了BPR复合材料的力学性能与热性能,并对BPR未来的研究方向进行了展望。     

松香改性酚醛树脂的合成

以对－特辛基苯酚和松香及甲醛为主要原料，合成了松香改性酚醛树脂，对合成的各种反应条件进行了研究，并选用了一种理想的合成路线。     

腰果酚改性酚醛树脂的合成及其模塑料的性能

资源化、环保化与低成本化是传统材料的重要发展方向,本文在硼酸的辅助下,采用腰果酚对酚醛树脂进行改性,探讨了腰果酚和硼酸的引入及其用量对树脂性能的影响,以改性树脂为基体制备了酚醛模塑料,并对其性能进行的测试。结果显示：腰果酚的引入和用量会显著影响树脂的性能,高的替代量使树脂软化点和热稳定性下降,在硼酸的辅助下,则能够实现对改性树脂性能的有效调控,并且以该改性树脂制备的模塑料显示出较好的韧性和热稳定性。     

硼酸、腰果油双改性酚醛树脂的合成及其耐热性研究

本文通过正交实验讨论了硼酸、腰果油改性酚醛树脂的合成方法。对于树脂的热重分析结果表明此树脂的耐热性优于普通的酚醛树脂。最后本文还确定了较好的改性剂加入量。     

硼含量对改性酚醛树脂性能的影响

以硼酸作为高羟甲基低游离酚PF(酚醛树脂)的改性剂,制备相应的BPF(硼改性酚醛树脂)及其模塑料。采用红外光谱(FT-IR)法对BPF的结构进行了表征,并对其凝胶化时间、固化工艺条件、热性能和模塑料的性能等进行了探讨。研究结果表明:当w(B)=9%时,BPF及其模塑料的综合性能相对最好,其固化工艺为160℃/20 min,后处理工艺为"140℃/1 h→160℃/1 h→180℃/2 h";与纯PF模塑料相比,BPF模塑料的马丁耐热温度(196℃)提高了42℃、弯曲强度(111.8 MPa)提高了21.9 MPa且冲击强度(18.50 kJ/m2)也有所提高。     

煤焦油改性酚醛树脂的合成研究

采用正交试验法,探讨了不同物质的量比、反应时间以及催化剂用量对酚醛树脂性能的影响,并借助红外光谱(FTIR)对生成产物的结构进行分析,热重分析法(TCA)对其热稳定性进行表征.通过对改性后树脂的固含量和残炭率的测定分析,得到了合成树脂的优化条件:n甲醛:n苯酚=1.3:1,反应时间100min,NaoH用量为苯酚质量的1.1%.以煤焦油为改性剂时其改性,并对其固舍量、残炭率、水分及游离酚进行测定,结果表明,加入煤焦油后树脂的品质得到了提高.     

本期特约专栏主持人——张斌教授：原位生成SiO2改性硼硅酚醛树脂的合成与性能研究

在合成酚醛树脂的过程中引入有机硅预聚物和硼酸,制得硼硅酚醛树脂,并在此基础上加入正硅酸乙酯,原位水解生成SiO2,进一步改性了硼硅酚醛树脂。分别考查了有机硅预聚物、硼酸和正硅酸乙酯加入量对改性酚醛树脂粘接强度的影响。通过IR考查了改性树脂的结构,硼氧键和硅氧键成功地引入到酚醛树脂中。还通过DSC和不同条件下粘接强度的测试考查了改性树脂的固化性能,确定了其固化工艺。空气气氛中的热重分析则表明改性酚醛树脂初始分解温度为475℃,1000℃残炭率为21％,耐热性明显优于普通酚醛树脂。     

酚醛树脂的复合改性研究进展

综述了酚醛树脂增韧和耐热复合改性的研究进展,分析了各种方法的改性机理及研究现状。包括用橡胶、CNSL、桐油、新型固化剂改性酚醛树脂的韧性,用钼、硼、无机纳米材料、聚酸亚胺改性酚醛树脂的耐热性。并对酚醛树脂复合改性方法的发展前景作出了分析。     

硼酸交联线性酚醛树脂的研究

研究了硼酸与六亚甲基四胺对线性酚醛树脂的交联反应。试验结果显示,当m酚醛树脂：m六亚甲基四胺=85：10：5时．经热压成型所得样品具有较好的力学性能;FT-IR分析显示,样品中已形成B-O-C键;TG分析表明,随着硼酸含量的增大．样品的失重率逐渐降低,大大提高了酚醛树脂的耐热性。     

硼酚醛树脂的制备和研究进展

由于在酚醛树脂(PF)的分子结构中引入了无机硼元素,故硼酚醛树脂(BPF)具有优异的抗氧化性、高温稳定性、力学性能和高残炭率等特点,并且在热解时不会释放出有毒气体,因而已成为目前最成功的PF改性品种之一,在汽车、军事装备和航空航天等领域中应用广泛。总结了国内外近年来有关制备BPF的各种方法,简要介绍了BPF的性能及应用研究,并对该领域的研究方向作了展望。     

双重改性酚醛树脂的合成及性能研究

以环氧大豆油(ESO)和苯胺对酚醛树脂进行改性,得到分子结构中含有苯并噁嗪环的环氧豆油醚化增韧酚醛树脂预聚体,并通过红外光谱对其结构进行了表征。采用非等温差示扫描量热法及热重分析法分别对该预聚体的热固化温度及固化产物的耐热性进行了研究。同时研究了环氧大豆油不同添加量对改性树脂的冲击强度及弯曲强度的影响。研究结果表明,改性树脂的固化物失重5%时的温度为323℃,比纯酚醛树脂高80℃左右;而冲击强度在ESO添加量40%时为4.61 kJ/m2,是普通酚醛树脂的3~4倍。     

磺化酚醛吸水树脂的研制

通过引入水化基团—CH2SO3-、控制合成反应工艺、增韧改性等措施,以亚硫酸氢钠、甲醛和苯酚为原料,以ZR-1为增韧改性剂,首次成功研制了磺化酚醛吸水树脂SPA。考察确定了优化反应条件：甲醛与苯酚的摩尔比为1.5～1.8,以无水亚硫酸钠为催化剂,通过磺甲基化法引入磺酸基,磺化度控制在20%,用1%的ZR-1进行增韧改性。制得的SPA为暗红色,具有粘弹性的块状树脂,强度达2 MPa以上,拉伸伸长率为194%,吸水7 h达到饱和,吸水倍数3.2倍。