硅烷偶联剂改性酚醛泡沫塑料的制备和性能研究

以硅烷偶联剂KH–560作为增韧剂,制备了KH–560改性酚醛泡沫塑料,研究了KH–560含量对酚醛泡沫塑料性能的影响。结果表明,添加KH–560制备的改性酚醛泡沫塑料的性能得到明显提高,当KH–560质量分数(相对于参加反应苯酚的质量)为7%时,改性酚醛泡沫塑料的压缩强度、冲击强度和阻燃性均达到最大值,同纯酚醛泡沫塑料相比,分别提高了37%,68%和3.8%。当KH–560质量分数为5%时,改性酚醛泡沫塑料的粉化率最小,为1.6%。热失重分析结果表明,改性酚醛泡沫的热稳定性仅稍有降低,500℃时的质量保持率较纯酚醛泡沫塑料提高1%~3%,仍然保持优良的热稳定性。     

生物质单宁对酚醛泡沫力学性能和热稳定性的影响

制备了生物质单宁改性的酚醛泡沫,利用傅里叶变换红外光谱仪对产物进行了表征,测试了不同单宁添加量对酚醛泡沫力学性能的影响。结果表明,含有单宁结构的酚醛泡沫的力学性能有了显著提升。相比于普通酚醛泡沫,改性酚醛泡沫的压缩强度提高79%,冲击强度提高71%,弯曲强度提高30%。热失重分析表明,改性酚醛泡沫的热稳定性有所下降,相同温度下的失重率较酚醛泡沫增加2%~5%,但依然具有较好的热稳定性。     

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。     

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。     

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。     

新型增韧阻燃酚醛树脂泡沫塑料的研制

以聚磷酸铵(APP)、三聚氰胺(MEL)和季戊四醇(PER)为阻燃剂,聚乙二醇和玻璃纤维改性酚醛树脂为基体,制备改性阻燃酚醛泡沫塑料。通过对改性基体材料进行红外分析,对改性阻燃泡沫塑料进行扫描电镜、冲击强度、热稳定性以及阻燃性能测试,确定了聚乙二醇与复合阻燃剂用量对泡沫塑料性能的影响。结果表明:酚醛树脂100份,聚乙二醇12份,复合阻燃剂15份,制备的改性阻燃酚醛泡沫塑料具有优异的韧性和阻燃性能,其冲击强度为5.54 kJ/m2,达到B1难燃材料的标准。     

聚氨酯预聚物改性酚醛泡沫塑料脆性的研究

采用聚氨酯预聚物对酚醛泡沫塑料进行改性，研究了预聚物粘度、用量对泡沫粉化程度和回弹性的影响。结果表明：预聚物的粘度越低，对酚醛泡沫的粉化性的改善效果越好；当预聚物的质量分数为3％时，改性泡沫的粉化程度仅为未改性的40％，且使泡沫具有一定的弹性，回弹率大于60％；聚氨酯预聚物对酚醛泡沫塑料的改性机理不是简单的物理共混，同时伴有共聚反应发生。     

腰果酚改性焦油粗酚酚醛泡沫塑料的研究

为降低酚醛泡沫塑料的成本,改善其性能,以焦油粗酚、苯酚、多聚甲醛为原材料,腰果酚为改性剂,合成可发性腰果酚改性焦油粗酚酚醛树脂,发泡制备出腰果酚改性焦油粗酚酚醛泡沫塑料。研究了腰果酚用量对改性焦油粗酚酚醛泡沫塑料保温性能、阻燃性能、吸水率、力学性能和耐热稳定性等的影响,并通过傅立叶变换红外光谱仪对合成改性焦油粗酚酚醛树脂进行了表征,通过生物显微镜、热重分析仪对改性焦油粗酚酚醛泡沫塑料的微观结构和耐热稳定性进行表征。结果表明,腰果酚的加入使改性焦油粗酚酚醛泡沫塑料的综合性能有较大改善,当腰果酚占混合酚的质量分数为15%时,改性焦油粗酚酚醛泡沫塑料的综合性能最佳,吸水率为4.51%,压缩强度为0.31 MPa,弯曲强度为0.55 MPa,导热系数为0.036 W/(m·K),极限氧指数为35.2%。改性焦油粗酚酚醛泡沫塑料的保温、阻燃性能和耐热稳定性较好,泡孔致密均匀。     

液体NBR增韧酚醛泡沫研究

研究了液体丁腈橡胶(LNBR)对酚醛泡沫的增韧效果.通过红外光谱、万能试验机、热重分析仪等测试手段对改性后酚醛泡沫特征官能团的存在、力学性能、耐热性能分别进行表征分析.实验结果表明:共聚物存在LN-BR与PF(酚醛树脂) 的结构单元;当改性剂用量为0.6份(占树脂总质量)时,泡沫塑料的压缩强度由原来的0.105 MPa提高到0.336 MPa,证明LNBR对PF泡沫有显著的增韧作用;泡沫在802 ℃时失重44%,说明泡沫经改性后具有良好的耐热性能且未影响其热稳定性.     

酚化腐植酸改性酚醛泡沫材料的制备与性能的分析

以特定工艺制备酚化改性腐植酸（PHA）,选择并优化工艺参数从而制成PHA改性酚醛泡沫材料。采用傅里叶红外分析、热失重分析、氮吸附和冲击强度测试等方法对PHA改性酚醛泡沫材料结构和性能进行了分析。结果表明,当PHA质量分数为40 %时, PHA改性酚醛泡沫材料的冲击强度为5.7 kJ/m2,压缩强度为0.33 MPa,极限氧指数为47 %,热导率为0.038 W/（m·K）,在400 ℃时的质量保留率为79.1 %。其各项性能良好,可以替代部分苯酚制备PHA改性酚醛泡沫材料。     

短玻璃纤维、K_2Ti_6O_(13)晶须改性酚醛泡沫的性能研究

分别利用K2Ti6O13晶须、短玻璃纤维对酚醛泡沫(PF)进行改性,并制备了不同短玻璃纤维含量的酚醛泡沫,考察了不同改性方法对酚醛泡沫的表观形貌、力学性能和保温性能的影响。表观形貌结果表明,添加4%K2Ti6O13晶须可以显著改变酚醛泡沫的表观形貌,使得泡孔更规则、均匀。力学性能测试表明,短玻璃纤维含量在8%以内,压缩强度和弯曲强度都随着短玻璃纤维含量的增加而增大;短玻璃纤维和短玻璃纤维/4%K2Ti6O13晶须可以显著提高酚醛泡沫的压缩强度和弯曲强度,压缩强度和弯曲强度最高分别提高了126%和208%;加入短玻璃纤维稍稍提高了酚醛泡沫的导热系数,降低了酚醛泡沫的保温性能;加入相同量的短玻璃纤维,短玻璃纤维/4%K2Ti6O13晶须改性的酚醛泡沫相比于短玻璃纤维改性酚醛泡沫具有更高的压缩强度、弯曲强度和保温性能。     

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。     

酚化腐植酸改性酚醛泡沫材料的制备与性能分析

以特定工艺制备酚化改性腐植酸(PHA),选择并优化工艺参数从而制成PHA改性酚醛泡沫材料。采用傅里叶红外分析、热失重分析、氮吸附和冲击强度测试等方法对PHA改性酚醛泡沫材料结构和性能进行了分析。结果表明,当PHA含量为40%(质量分数,下同)时,PHA改性酚醛泡沫     

天然纤维黄麻增强保温酚醛泡沫性能研究

采用天然纤维黄麻对酚醛泡沫进行增韧,对黄麻进行碱处理和油酸处理,红外分析测试表明,黄麻的表面成功引入带有基团—CH_2—的长链烷烃,复合泡沫材料的接触角从61°增至89°,疏水性能得到有效改善。将预处理后的黄麻加入酚醛泡沫中进行共混改性,并进行力学性能、热稳定性分析,结果表明:加入1.5%的黄麻效果最好,泡孔的大小更加的稳定均一,酚醛泡沫的表观密度、压缩强度和弯曲强度分别提高了34.3%、61.5%和37.7%。SEM和粉化率测试表明,酚醛复合发泡材料形成稳定均一的泡孔结构,黄麻与酚醛树脂表面的结合强度明显增强,粉化率从18.85%降至5.33%,降幅达71.7%,黄麻的添加对酚醛泡沫的热稳定性能基本无影响。     

纳米SiO_2-木质素基酚醛泡沫的热稳定性及韧性表征

采用溶胶-凝胶法制备的纳米SiO_2和氧化降解的木质素磺酸钙共同改性酚醛泡沫。并采用热重分析仪、电子万能试验机、扫描电镜等方法对泡沫材料进行了表征。测试结果表明,改性泡沫的热稳定性和韧性得到了提高,其中质量分数为0.5%的纳米SiO_2-木质素酚醛泡沫(LPF-0.5)性能最佳。热重分析泡沫LPF-0.5的最大速率降解温度为330℃,残炭率为54%,比纯泡沫(PPF)的145℃和49%,分别提高185℃和10%。力学性能测试表明泡沫LPF-0.5的压缩强度(0.33MPa)、弯曲强度(0.53MPa)和弯曲模量(16.01MPa)比PPF(0.27MPa、0.31MPa、10.54MPa)分别提高了23%、71%、52%。易碎性能表征泡沫LPF-0.5的粉化率降低了34%,韧性明显提高。同时扫描电镜显示泡沫LPF-0.5具有最优的泡体规整度和泡孔均匀度。     

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。     

环氧树脂对酚醛泡沫的改性研究

以热固性酚醛树脂为原料,有机对甲苯磺酸为固化剂,环氧树脂为改性剂,制备了环氧树脂改性的酚醛泡沫(PF),探讨了环氧树脂用量对PF物理性能的影响。结果表明,加入环氧树脂改性后,PF的表观密度、压缩强度、热导率、pH值均高于未改性PF;当环氧树脂用量从2%(质量分数,下同)增加到8%时,改性PF的表观密度、热导率、粉化度均呈下降趋势,压缩强度呈先上升后下降的趋势,pH值呈上升的趋势,热稳定性有所提高;当环氧树脂加入量为酚醛树脂质量的6%时,改性PF的物理性能最好。     

聚氨酯/异氰酸酯改性氧化石墨烯泡沫材料的制备及其性能研究

将氧化石墨烯引入聚氨酯基体,以水为发泡剂,制备了聚氨酯复合泡沫材料。首先将Hummers法制备的氧化石墨烯与异佛尔酮二异氰酸酯反应,得到表面带有异氰酸酯基团的改性氧化石墨烯(IPDI/GO);然后分别将未改性的和异氰酸酯改性的氧化石墨烯加入到聚氨酯中,以水为发泡剂,制备了聚氨酯/氧化石墨烯泡沫材料,研究了氧化石墨烯的引入对聚氨酯泡沫材料的泡孔结构、导热性能及力学性能的影响。结果表明,当体系中加入IPDI/GO后,随着其含量的增加,会产生少量大孔径泡孔;聚氨酯泡沫材料的玻璃化转变温度明显提高;但其对热导率的影响并不显著;压缩模量在其添加量为0.5%时达到最大值。     

硅橡胶增韧改性酚醛泡沫的性能研究

采用硅橡胶对酚醛泡沫进行增韧改性,以改善其掉渣性。通过SEM分析、压缩强度、掉渣率、吸水率检测等手段,分析研究了硅橡胶改性酚醛泡沫结构与性能。结果表明:硅橡胶改性酚醛泡沫的掉渣性得到明显改善;随着硅橡胶用量的增加,改性酚醛泡沫的表观密度逐渐提高,泡沫的压缩强度也逐渐增强;当硅橡胶用量低于10%时,随着硅橡胶用量的增加,改性酚醛泡沫的吸水率逐渐下降。