间苯二酚共聚液化竹基酚醛树脂固化动力学研究

采用差热分析(DTA)技术,对间苯二酚共聚液化竹基酚醛树脂的固化特性和固化动力学进行了研究。实验结果表明,间苯二酚的加入加速了液化竹基酚醛树脂的固化反应,树脂固化反应的表观活化能、反应级数、频率因子均随间苯二酚含量的增加(间苯二酚占液化竹基酚醛树脂的质量百分比依次为0%、1%、3%、5%)而逐渐减小,利用外推法求出的静态(β=0℃/min)的特征固化温度Ti、Tp和Tf也均逐渐降低。此外,还建立了不同含量的间苯二酚共聚液化竹基酚醛树脂的固化反应动力学模型。     

三聚氰胺树脂-竹粉复合体系固化动力学研究

采用非等温差热分析(DSC)研究了竹粉(BP)对三聚氰胺树脂(MF)固化行为及固化动力学的影响。由Kissinger和Ozawa等方法计算得到固化反应的表观活化能(Ea)、反应级数(n)及频率因子(A),进而建立了复合体系的固化反应动力学模型。结果表明,加入BP后MF树脂的固化峰值温度从115.6℃降至110.4℃。Ea从96.46 k J/mol降至88.20 k J/mol,BP的加入有利于MF的固化反应,这可能是因为竹粉可以吸附固化过程中产生的水分。MF和BP/MF的固化反应级数都近似为1,BP的添加对MF的反应机理几乎没有影响。     

竹材液化物酚醛树脂胶固化及固化动力学研究

采用非等温差示热量扫描DSC曲线方法探讨了竹材液化物酚醛树脂胶不同物质的量之比时的固化反应过程。在25～300℃温度范围内,运用Kissinger方程对不同的升温速率下竹材液化物酚醛树脂胶的DSC曲线进行了固化动力学研究。结果表明:随着甲醛配比的提高(苯酚与甲醛物质的量之比分别为1:1.3、1:1.6、1:1.8),竹材液化物酚醛胶的固化过程表观活化能逐渐减小,分别为64.60、58.36、57.12 kJ/mol;3种配比的竹材液化物酚醛胶的固化反应模型分别为:da/dt=1.30×10⁵e^-64600/RT(1-a)^0.9054,da/dt=1.37×10⁵e^-58360/RT(1-a)^0.8971和da/dt=1.44×10⁵e^-57120/RT(1-a)^0.8959;随着甲醛配比的提高,利用外推法得出的静态(β=0 K/min)的特征固化温度T_i、T_p和T_f均逐渐降低,结果与竹材液化物酚醛胶固化反应的表观活化能的大小顺序一致。     

酚醛树脂固化动力学研究

采用DSC方法探讨了酚醛物质的量比(F/P)为1.3、1.5、1.8的酚醛树脂的固化反应过程。在50~300℃温度范围内以不同升温速率(5、10、15、20℃/min)进行动态固化行为分析。运用Kissinger和Ozawa法进行了动力学研究,得到其固化反应活化能。结果表明:两种方法计算得到活化能的大小顺序是一致的。高物质的量比酚醛树脂在固化过程中具有的活化能比低物质的量比酚醛树脂的要低,这就意味着高物质的量比酚醛树脂固化时需要较少热量。因此,酚醛树脂的F/P物质的量比越高,固化反应的活化能就越低。随升温速率提高,该种树脂的起始固化温度Ti,峰顶固化温度Tp,终了固化温度Tf都有提高,同时固化时间tc缩短。     

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。     

可降解生物基含酯键环氧树脂的固化动力学研究

采用非等温差示扫描量热(DSC)法研究了可降解生物基含酯键环氧树脂固化动力学,分别建立了n级反应动力学模型、自催化模型以及结合n级反应和自催化模型的分段模型,并将模型预测值与实验数据进行了对比分析。结果表明,n级反应模型与实验曲线的偏差较大,自催化模型与实验曲线变化趋势基本一致,但仍然存在一定偏差,而结合两者的分段模型与实验曲线吻合较好,表明分段模型能更准确地描述该环氧树脂体系的固化反应过程,为其树脂基复合材料固化成型工艺条件优化提供理论指导。     

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.     

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。     

TLCP含量对TLCP/PF复合体系固化反应动力学的影响

采用非等温DSC方法研究了不同升温速率下热致性液晶聚酯酰亚胺(TLCP)/酚醛树脂(PF)复合体系的固化行为,利用3种现象学模型(Ozawa及Kissinger简单模型、Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)等转化模型)分析对比了TLCP/PF复合体系及纯PF体系的固化反应动力学,研究了不同含量的TLCP对TLCP/PF复合体系固化反应动力学的影响。结果表明:采用Ozawa和Kissinger 2种方法计算得到的TLCP/PF复合体系的固化反应活化能(Ea)结果一致;TLCP的加入一定程度上影响了PF的固化反应,改变了PF的Ea;当TLCP的质量分数为3%时,Ea最小。     

腰果壳酚改性酚醛树脂固化动力学研究

在以气质联谱分析腰果壳酚组成的基础上,以腰果壳酚、苯酚、甲醛为原料制备了腰果壳酚改性酚醛预聚体,采用不同的升温速率,利用差示扫描量热(DSC)仪将预聚体在50~380℃的范围内进行动态固化行为分析,并运用Kissinger方程和Ozawa方程对改性树脂的固化行为进行了动力学研究。结果表明,实验中所使用的腰果壳酚仅有相对分子量为300,302和304的三种结构,根据质谱结果估算其整体平均相对分子质量为302;此外,通过对改性后的酚醛树脂的DSC表征可以看出,随着升温速率的加快,树脂固化的峰值温度逐渐向高温方向移动,从203.10℃移动至246.73℃;通过Kissinger法拟合直线计算的改性树脂固化反应的活化能约为11.441 03 k J/mol;通过Ozawa法计算改性树脂固化活化能约为15.156 6 k J/mol,两种方法计算所得的结果较为相近。     

Analysis of phenolic compounds obtained from bamboo microwave liquefaction for fast-curing phenol-formaldehyde resin preparation

Three wastes originated from outer surface, shallow surface, and inner surface of bamboo during bamboo-mat preparation were liquefied using microwave energy in a binary solvent (glycerol/methanol). The properties (yield, molecular structure, and molecular weight distribution) of the lignin fractions in the obtained phenolic compounds were contrastively analyzed with proto-lignin in the materials. Results showed that >58% of the lignin in the bamboo cell walls could be degraded and moved to the phenolic compounds via the cleavage of β-O-4′ aryl ether bonds during the microwave liquefaction process. Some polysaccharides still connected with the lignin fraction in the phenolic compounds through covalent bonds. The phenolic compounds displayed well solubility in common organic solvents (ethanol/water cosolvent, acetone, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, and dimethyl sulfoxide). A fast-curing phenol-formaldehyde resin was successfully synthesized with the phenolic compounds under the presence of MgO, and a 23.23% curing time reduction was achieved. © 2018 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2019 , 136, 46952.     

刺五加药渣碱法木质素酚醛树脂固化动力学研究

以刺五加药渣为原料,通过碱法得到刺五加药渣碱法木质素并进行羟甲基化改性,与酚醛树脂按比例混合常温搅拌,得到木质素酚醛树脂。采用差示扫描量热法对木质素酚醛树脂固化动力学进行研究,其固化反应的表观活化能为134.6,反应级数为0.95,固化反应的To、Tp和Tf值分别为99.5℃、121.5℃和141.5℃。木质素酚醛树脂固化后,红外谱图l210～l240cm-1,l020~l032cm-1处的吸收峰强度均降低,说明木质素酚醛树脂固化反应主要有两个途径:羟基之间的缩合反应;芳环上活泼氢与羟基之间缩合反应。     

丁腈橡胶粉末对酚醛树脂性能的影响

研究了在酚醛树脂中添加丁腈橡胶粉末对粘合剂的流动性、固化速度、弯曲强度和洛氏硬度等性能的影响。发现添加丁腈粉末能使树脂的固化速度加快,流动性降低,试样弯曲强度和洛氏硬度降低。因此通过加入丁腈粉末可调整酚醛树脂类磨具的性能,使磨具具有一个较宽的固化温度范围。     

对苯二甲醛酚醛树脂的制备及其固化动力学研究

基于酚醛树脂原料中甲醛的危害性与不可再生性,使用安全、可再生的对苯二甲醛代替甲醛,合成了一种新型的酚醛树脂——对苯二甲醛酚醛树脂。采用核磁、红外、GPC和流变仪等分析手段对此类树脂的结构与性能进行了表征。为了进一步提高该树脂的热性能,使用二茂铁甲醛对其进行改性。采用Kissinger方程、等转换法及双参数自催化模型对改性前后树脂的固化动力学进行了研究,明确了二茂铁甲醛在树脂固化中的作用机理。最后通过MDSC和TG研究了改性前后树脂固化物的热性能,结果表明：在加入15%的二茂铁甲醛后,改性树脂呈现出优异的热性能,其玻璃化转变温度为319.3℃,起始分解温度为397.7℃,在800℃氮气气氛下质量保持率高达76.07%。     

New type of phenolic resin: Curing reaction of phenol‐novolac based benzoxazine with bisoxazoline or epoxy resin using latent curing agent and the properties of the cured resin

In this study, we aimed to reduce the cure time, and to lower the cure temperature of the benzoxazine compound. Therefore, curing reaction of benzoxazine with bisoxazoline or epoxy resin using the latent curing agent and the properties of the cured resins were investigated. The cure behavior of benzoxazine with bisoxazoline or epoxy resin using the latent curing agent was monitored by differential scanning calorimetry and measurements for storage modulus (G′). The properties of the cured resin were estimated by mechanical properties, electrical insulation, water resistance, heat resistance, and flame resistance. As a result, it was confirmed that by using the latent curing agent, cure time of benzoxazine and bisoxazoline or epoxy resin was reduced, and cure temperature was lowered. And it was found that the curing reaction using phenol‐novolac based benzoxazine (Na) as the benzoxazine compound could proceed more rapidly than that using bisphenol‐A based benzoxazine (Ba) as the benzoxazine compound. However, the cured resins from Ba and bisoxazoline or epoxy resin using the latent curing agent showed good heat resistance, flame resistance, and mechanical properties compared with those from Na and bisoxazoline or epoxy resin using the latent curing agent. © 2009 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2009     

发泡性竹材苯酚液化物/多聚甲醛树脂的合成研究

在碱性条件下由竹材苯酚液化物和多聚甲醛制备出具有优良发泡性液化竹基酚醛树脂.考查了竹材液化物树脂化时间、温度、多聚甲醛与苯酚的物质的量比、氢氧化钠与苯酚物质的量比等因素对液化竹材酚醛树脂(BPE)黏度及其固含量的影响.结果表明,采用n(多聚甲醛)/n(苯酚)=1.2,树脂化时间为2 h,温度为70℃,n(氢氧化钠)/n...     

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。     

催化剂对环氧树脂/酚类固化剂体系反应性的影响

采用三氟甲磺酸铒和三氟甲磺酸镱作为环氧树脂/酚类固化剂的催化剂,筛选了固化剂的最佳用量,采用胶化时间研究了催化剂的催化活性,并采用差热分析法对环氧树脂/酚类固化剂/三氟甲磺酸铒动力学参数进行了研究。结果表明,酚类固化剂的最佳质量分数为9%(以环氧树脂计),三氟甲磺酸铒的催化活性最强,环氧树脂/酚类固化剂/三氟甲磺酸铒体系的活化能为79.53 kJ/mol,反应级数为0.95。     

纳米粒子改性环氧树脂固化反应动力学研究

采用示差扫描量热仪(DSC)研究了不同用量纳米Al2O3粒子改性的环氧树脂基体的固化反应动力学,根据DSC实验的结果采用Kissinger和Crane方法计算得到不同树脂体系的固化动力学参数并研究了固化度与温度之间的关系。结果表明,纳米粒子的加入使固化的起始温度与终止温度降低,并缩短了固化时间。随着纳米粒子含量的增加,改性树脂体系固化反应放热峰的峰值温度逐渐降低,固化反应的表观活化能降低,但反应频率因子及反应级数基本不变。     

快固型钛酸酯杂化酚醛树脂的合成

通过钛酸四丁酯与热塑性酚醛树脂(Novolac树脂)的酯交换反应合成了一类快速固化型杂化酚醛树脂,可加入六亚甲基四胺进行固化。通过红外、核磁、凝胶时间和粘度等测试研究了树脂的分子结构和理化性能。结果表明:随着钛酸四丁酯用量增大,杂化酚醛树脂的分子质量明显增大,凝胶时间缩短,杂化酚醛树脂溶液的粘度增大,并基本呈线性关系。钛酸酯键有效改进了酚醛树脂的粘接性。固化速率的加快来源于改性树脂分子质量的增大和钛酸酯结构对于固化反应的催化作用;而杂化酚醛树脂粘接性的提高是由于酚醛树脂中的钛酸酯结构起到了偶联剂作用。