双酚F及其环氧树脂的合成与性能研究

以苯酚、甲醛为原料,草酸催化合成双酚F,未经提纯的双酚F直接制备双酚F环氧树脂,并考察了合成的双酚F环氧树脂的力学性能.在双酚F合成阶段:n(苯酚)/n(甲醛)=10/1,n(甲醛)/n(草酸)=25/1,70℃,反应4h,得到的双酚F收率和选择性达80%以上;在树脂合成阶段:n(NaOH)/n(BPF)=2,70℃,醚化反应5h,闭环反应3h,制得的环氧树脂的环氧值达到0.59,黏度3.5 Pa·s,树脂固化物具有优异的性能.     

双酚F及其环氧树脂的合成与性能研究

以苯酚、甲醛为原料,草酸催化合成双酚F,未经提纯的双酚F直接制备双酚F环氧树脂,并考察了合成的双酚F环氧树脂的力学性能.在双酚F合成阶段:n(苯酚)/n(甲醛)=10/1,n(甲醛)/n(草酸)=25/1,70℃,反应4h,得到的双酚F收率和选择性达80%以上;在树脂合成阶段:n(NaOH)/n(BPF)=2,70℃,醚化反应5h,闭环反应3h,制得的环氧树脂的环氧值达到0.59,粘度3.5Pa·s,树脂固化物具有优异的性能.     

两种合成工艺下酚醛树脂结构与性能比较

在粘度相近,最终摩尔比相同的条件下,采用两种不同的工艺合成酚醛树脂,并对两种工艺下合成的酚醛树脂的性能进行了分析比较。结果表明由热塑性树脂出发制备的酚醛树脂的游离醛降低,固化时间增加,胶合强度降低;通过13C-NMR对其结构进行了分析比较,结果表明常规工艺制备的酚醛树脂的羟甲基含量高于由热塑性树脂出发制备的酚醛树脂,同时邻对位比值高于由热塑性树脂出发制备的酚醛树脂。     

可发性钡酚醛泡沫树脂的合成与表征

以Ba(OH)2·8H2O为催化剂,通过逐步升温滴加甲醛的方法合成了低游离酚可发性钡酚醛泡沫树脂。探索了反应原料摩尔比、催化剂用量、反应时间、反应温度对可发性甲阶酚醛树脂游离酚和羟甲基含量的影响。确定合适的合成工艺为F/P为1∶1.3~1.6、反应温度80℃~85℃、反应时间2 h、催化剂用量5%,最终钡酚醛泡沫树脂游离酚含量为3%,残炭达44.3%,固含量为78%~85%,氧指数(LOI)为54.9,并通过红外光谱分析和热失重分析测试表征。     

一种特殊结构含氮酚醛树脂的制备、表征及应用

以三聚氰胺、甲醛和苯酚为原料,采取独特的合成方法制备出特殊结构的含氮酚醛树脂(N-PF),树脂中三聚氰胺的所有活性点均与苯酚相连并表现出热塑性,用元素分析、核磁共振和红外光谱进行了结构确证,并通过热重差热联用分析仪测试其热性能。制备该类型含氮酚醛树脂的关键:首先用甲醛和三聚氰胺以摩尔比3∶1制得三羟甲基三聚氰胺(TMM),然后加入过量的苯酚在接近中性条件下进行缩聚反应(95℃/48 h),苯酚与TMM的摩尔比至少在8∶1以上。利用本法制备的含氮酚醛树脂,含氮量高(≥21%),相对分子质量分布极窄,分子结构规整,无残留的不稳定羟甲基,三聚氰胺和酚醛树脂全部结合在一起,无各自游离成分存在。将其作为固化剂固化含磷环氧树脂,并对固化物的阻燃性、耐热性和电绝缘性能进行了初步研究。     

中空酚醛微球的合成与表征

提出了一种在石蜡油浴中搅拌状态下制备中空酚醛微球的新方法,研究了甲醛苯酚单体配比、制备温度对固化速率与发泡速率的影响。结果表明以单体配比n(甲醛)∶n(苯酚)=1.6合成的甲阶酚醛树脂,160℃时能达到固化速率与发泡速率的匹配。SEM照片及物性测试结果反映出微球体具有较好的中空结构及粒径分布,通过测定树脂凝胶时间求得基体树脂的固化反应活化能。     

木质素磺酸钠预聚体改性脲醛树脂研究

脲醛树脂(UF)胶粘剂的胶合强度高、价格低廉,在木材加工业应用广泛,但是UF化学结构不稳定,在使用过程中会不断释放出甲醛,危害环境。以造纸行业的废弃物——木质素磺酸钠为原料,通过纯化-活化-预聚的工艺,合成了一种新型木质素磺酸钠预聚体。该预聚体结构中的多个胺基可与脲醛树脂中的羟甲基和游离甲醛反应,改善了UF不稳定结构,减少了甲醛来源,同时可以提升树脂的胶合强度。使用上述预聚体改性的UF胶粘剂制备的胶合板粘结强度高,甲醛释放量达到E0级标准,小于0.5mg/L。     

高邻位热塑性酚醛树脂的合成及固化性能

在常压条件下,合成了高邻位热塑性酚醛树脂,并考察了反应过程中催化剂种类、反应原料配比等因素对树脂性能的影响。通过软化点测试仪、核磁共振谱仪和热分析(TG-DSC)等研究了树脂合成过程中各制备参数对树脂结构和固化性能影响。结果表明:选择醋酸锌做邻位加成的第一催化剂,有机酸草酸做缩聚反应的第二催化剂,m(P)/m(F)比为1:0.7时合成酚醛树脂的O/P值较高,凝胶时间较短,固化反应更易进行。     

热塑性木质素-苯酚-甲醛树脂的合成及表征

在常压条件下,采用草酸催化、苯酚液化的方法对酶解木质素(EHL)进行液化降解,并用降解后的EHL替代苯酚合成了热塑性木质素-苯酚-甲醛树脂(LPF)。通过凝胶色谱分析和扫描电子显微镜分析研究了EHL液化前后的分子结构变化,采用红外光谱分析、差示扫描量热分析以及树脂结构分析研究了30%-LPF和50%-LPF在分子结构和固化性能上的差异。结果表明,选择经过液化降解的EHL可以参与合成热塑性酚醛树脂,并且在替代苯酚含量50%时所合成的树脂依然具有良好的分子结构和固化性能。     

机械活化木薯酒糟液化物合成树脂的FT-IR表征

采用自制的搅拌球磨机对木薯酒糟进行机械活化处理,以浓硫酸为催化剂、苯酚为液化剂对活化的木薯酒糟进行液化处理.然后,以液化产物合成酚醛树脂.同时,采用傅立叶变换红外光谱分析技术对活化的表薯酒精、液化产物和合成的树脂进行分析.研究结果表明:机械活化能提高木薯酒糟的液化反应活性,有利于酚醛树脂的合成.活化60min的木薯酒糟液化产物所合成的树脂具有较好的性能.     

硼改性酚醛树脂的合成及其模塑料力学性能研究

研究了硼酸加入量对所合成硼改性酚醛树脂性能的影响。通过红外光谱和热重等分析手段对硼改性酚醛树脂的结构和热性能进行表征,分别考察其在氮气和空气氛围下的残炭率,获知当苯酚、甲醛和硼酸之间的物质的量比为1∶1.4∶0.4时,硼改性酚醛树脂的残炭率最高,分别为67.82%和10.92%。此外,以硼改性酚醛树脂为基体树脂制备模塑料并考察其拉伸强度、弯曲强度和抗冲击强度等力学性能。综合考虑以上热性能和力学性能,确定苯酚、甲醛和硼酸之间的最佳物质的量比为1∶1.4∶0.3。最后,研究了添加不同种类和不同含量的填料对酚醛模塑料力学性能的影响。研究结果表明：以短玻璃纤维为填料时,酚醛模塑料的力学性能优于木粉和长玻璃纤维混合物填料;若使用木粉和长玻璃纤维混合物填料,当木粉与长玻璃纤维的质量比为1∶3时,酚醛模塑料的力学性能最佳。     

酚醛树脂/木粉复合材料制备木材陶瓷结构变化过程研究

酚醛树脂/椴木木粉复合材料经高温真空碳化制成了木材陶瓷。利用XRD、SEM和FTIR技术对碳化温度和酚醛树脂/木粉质量比对木材陶瓷物相、微观结构和物理化学结构变化的影响进行了表征和研究。结果表明,木材陶瓷具有拓扑均匀的连通孔的三维网络结构,是含有C C、C—O—C和C—H等基团的类石墨结构的碳/碳复合材料;随碳化温度的升高,(002)峰强度增大,晶面间距d₍₀₀₂₎降低,碳化木粉收缩,其间隙增大;酚醛树脂/木粉质量比增大,浸渍树脂的木粉成形能力改善,所得木材陶瓷结构更均匀,但其对木材陶瓷的XRD衍射花样影响不大。      

由椴木木粉和酚醛树脂制备木材陶瓷的研究

以椴木木粉和酚醛树脂为原料制成一种新的木材陶瓷.用TGA、XRlD和SEM技术分别对木材陶瓷的形成机理、物相构成和微观结构进行了表征与研究.详细讨论了碳化温度和酚醛树脂用量对木材陶瓷显气孔率、体积电阻率和弯曲强度的影响.结果表明,木材陶瓷是由酚醛树脂生成的玻璃态的硬碳和由木粉生成的无定形的软碳组成的多孔性碳复合材料;随碳化温度升高或酚醛树脂用量的增加,木材陶瓷的显气孔率和弯曲强度增大,体积电阻率下降;碳化温度升高可以使(002)衍射峰逐渐变窄,强度增大,并且向高角度移动,晶面间距d₍₀₀₂₎减小,而酚醛树脂用量的增加对(002)衍射峰和晶面间距d₍₀₀₂₎基本没有影响;当碳化温度为1350℃,酚醛树脂用量为160wt％时,木材陶瓷的显气孔率、体积电阻率和弯曲强度分别达到了50％、2.0×10^-2Ω·cm和25MPa.     

热塑性树脂增韧酚醛树脂基复合材料研究

研究热塑性树脂的含量、端基、分子量对酚醛树脂基复合材料性能的影响，用扫描电镜观察增韧体系的断口形貌，对增韧机理进行了探索。结果表明，以热塑性树脂膜和固化后的酚醛树脂膜形成连续相、酚醛树脂固化球粒为分散相的“网膜-球粒”结构使酚醛树脂基复合材料的韧性提高。     

酚醛树脂/木粉复合体系的固化动力学

采用非等温DSC技术研究了不同升温速率下热固性酚醛树脂/木粉复合体系的固化行为。用Kissinger法进行DSC数据处理,获得了其固化反应动力学参数,并建立了酚醛树脂/木粉复合体系的固化动力学模型。结果表明:木粉的加入加速了酚醛树脂固化反应,同时也降低了酚醛树脂固化反应活化能。酚醛树脂/木粉复合体系固化动力学模型为合理研究该体系固化工艺参数提供了依据。     

缩聚-加聚复合反应合成的刚性塑料的结构与性能

合成了羟基封端的不饱和聚酯树脂（HUPR），在苯乙烯（St）和多苯基多次甲基多异氰酸酯（PAPI）的存在下，运用同步缩聚-加聚复合反应合成出一种高强度的材料。采用DSC，SEM、固化度测定等技术对材料的结构形态进行了表征，并研究了材料的性能，苯乙烯起交联作用，其用量多时，出现双重玻璃化温度，而材料的韧性增强；引发剂用量增加；材料的玻璃化温度下降；SEM显示聚苯乙烯锻段可形成脆性富集微区存在于网络结构中。     

山梨醇磷酸酯蜜胺盐的合成

采用非溶剂法经过二步反应合成了膨胀型阻燃剂山梨醇二磷酸酯蜜胺盐(SDM).首先三氯氧磷和山梨醇反应得到山梨醇磷酸酯二磷酰氯(SDD),然后SDD再与蜜胺反应,得到SDM并将其微胶囊化,研究了反应物配比、反应温度、反应时间等因素对产品收率的影响以及微胶囊化SDM的阻燃性能.认为SDD最适宜的合成条件为:nSOR:npoc=1:3,在100℃下反应40 min,SDD的收率为74%;SDM最佳合成条件为:nsdD:nMEL=1:2,反应温度为140℃,反应时间为2 h,SDM收率约为8l%.     

高残炭热固性酚醛树脂的合成及表征

以萘酚部分替代苯酚合成了高残炭热固性酚醛树脂。研究了萘酚用量、催化剂用量、反应温度和时间对残炭率的影响,确定了合成工艺条件。用IR和TGA对产品的化学结构与热性能进行了分析测定,结果表明,树脂分子链中不稳定的醚键含量低于普通酚醛树脂,产品的分解温度为460℃,残炭率可达61.3%,适用于碳/碳复合材料和耐烧蚀材料的树脂基体。     

高邻位可发性热固性酚醛树脂的合成及表征

综述了不同生产方法合成酚醛泡沫对可发性树脂基体的要求,合成了用于湿法生产酚醛泡沫的不同的反应活性的高邻位热固性酚醛树脂。利用红外光谱(IR)和凝胶色谱仪(GPC)的测试结果,分析了反应时间与树脂分子量、分子量分布和分子结构的关系,并研究树脂结构和分子量分布对泡沫成型工艺的影响,结果表明,对于具有高邻位结构的可发性热固性酚醛树脂,分子量和分子量分散系数可作为其化学反应活性评判的依据,即M-w400,-Mz/-Mw1.60为高活性;M-w480,-Mz/-Mw1.80为低活性,介于两者之间为中活性。