玻璃纤维改性酚醛泡沫塑料的研究

采用玻璃纤维(GF)改性酚醛(PF)泡沫塑料,考察了其阻燃性能、表观密度和力学性能。阻燃性能测试结果表明,GF的加入进一步提高了PF泡沫塑料的阻燃性能。表观密度测试结果表明,PF泡沫塑料的表观密度随着GF含量的增加而增大。力学性能测试结果表明,当GF长度为3 mm、质量分数在10%以内时,随着GF含量的增加,PF泡沫塑料的压缩强度和弯曲强度都有所提高;当GF质量分数超过10%后,随着GF含量的增加,PF泡沫塑料的压缩强度和弯曲强度逐渐降低。当GF质量分数为6%时,随着GF长度的增加,PF泡沫塑料的压缩强度有所降低,弯曲强度略有增加。当GF质量分数为6%、长度为3 mm时,PF泡沫塑料的的极限氧指数为48%,表观密度为50 kg/m3,压缩强度为0.30 MPa,弯曲强度为0.34 MPa,综合性能较好。     

三元发泡聚氨酯硬泡在电热水器保温中的应用研究

用市售HFC-365mfc/HFC-227ea混合发泡剂和甲酸甲酯混合物作为电热水器保温用硬质聚氨酯泡沫塑料的发泡剂。考察了不同发泡剂比例对泡沫性能的影响。结果表明,当组合聚醚中甲酸甲酯质量分数小于6%时,组合聚醚的闭口闪点大于60℃;当组合聚醚中HFC-365mfc/HFC-227ea和甲酸甲酯的质量分数分别为9%和5%,且泡沫密度大于32 kg/m~3时,泡沫塑料的低温体积收缩率小于1.0%,压缩强度大于120 k Pa,初始导热系数为19.6 m W/(m·K),与热水器外壳材料的粘接强度大于190 k Pa,同时在发泡后的电热水器能效测试中达到了国家二级能效标准。     

甲醛/苯酚配比对酚醛泡沫塑料性能的影响

将甲醛溶液、多聚甲醛共同与苯酚反应,在NaOH碱性催化剂作用下,通过逐步共聚制备可发性甲阶酚醛树脂(PF),然后将可发性甲阶PF与环保型发泡剂、匀泡剂和自制复合酸固化剂混合制备了阻燃绝热PF泡沫塑料.通过对甲醛/苯酚配比(物质的量之比即F/P)进行单因素分析,重点研究了制得的PF泡沫塑料的泡孔结构、力学性能、绝热性能和阻燃性能,并通过锥形量热仪对PF泡沫塑料的燃烧性能进行了分析.结果表明,当F/P=2.0时,制得的PF泡沫塑料泡孔均匀致密,其孔径为268 μm,弯曲强度为0.24 MPa,压缩强度为0.39 MPa,热导率为0.046 W/(m·K),氧指数为54.3%,热释放速率为0.57 kW/m2,烟灰产率仅为9.6 m2/m2,峰值CO产量仅为1.8584 kg/kg.     

竹炭聚氨酯软质泡沫塑料性能的研究

在聚氨酯泡沬中添加竹炭微粒,运用一步发泡法制备了不同竹炭含量的软质泡沫塑料,测试了该泡沫塑料的密度、力学性能、色差、负离子释放能力及远红外发射率。结果表明,该泡沫塑料的密度、负离子释放能力、回弹率、远红外发射率均随着复合竹炭粉含量的增加而增加;而拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度却随着复合竹炭粉含量的增加而减少;复合竹炭粉含量为8%(质量分数,下同)时的聚氨酯泡沫塑料的拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度分别为纯聚氨酯泡沫塑料的63.87%、57.04%、55.32%;当复合竹炭粉含量≤2%时,制备的竹炭聚氨酯泡沫塑料达到GB/T 10802—2006标准要求。     

EPS颗粒对超轻水泥基复合保温材料性能的影响

聚苯乙烯泡沫塑料颗粒(EPS颗粒)作为水泥基复合保温材料的超轻骨料,对水泥基复合保温材料力学性能、热工性能影响显著。以水泥为胶凝材料,EPS颗粒、混合材、泡沫剂和改性剂、水等为主要原料,采用物理发泡工艺制备干表观密度不大于120 kg/m³的超轻水泥基复合保温材料(UCIM)。通过设计不同体积掺量的EPS颗粒,分析EPS颗粒掺量对泡沫混凝土基体孔结构、超轻水泥基复合保温材料强度和热工性能的影响规律。结果表明,适宜掺量EPS颗粒可显著提高超轻水泥基复合保温材料抗压强度和抗拉强度,并确保超轻水泥基复合保温材料具有良好的热工性能,即通过EPS颗粒与泡沫混凝土基体的协同作用,协调力学性能和热工性能,制备出高性能超轻水泥基复合保温材料。     

MG–PF包覆EPS泡沫阻燃及力学性能研究

采用强酸氧化法对石墨进行改性,得到与酚醛树脂(PF)有良好相容性的改性石墨(MG),然后在MG上合成PF,制得可发性聚苯乙烯(EPS)用包覆阻燃剂(MG–PF),将MG–PF涂覆到已预发泡的EPS珠粒上,经二次发泡成型制得MG–PF包覆阻燃EPS材料。研究了石墨的改性效果,以及MG–PF用量与MG–PF中MG含量对材料阻燃性能和力学性能的影响。结果表明,石墨经过改性后,所制得的MG–PF具有较好的稳定性,从而进一步提高了阻燃材料的性能;MG–PF中MG的含量越高,材料的极限氧指数(LOI)随MG–PF用量增加而提高的幅度越大,水平和垂直燃烧等级达到HF-1和V–0级时所需的MG–PF用量越低,但力学性能随MG–PF用量增加而下降的幅度越大。当MG–PF中MG质量分数为30%,EPS与MG–PF质量比为1∶4时,材料的压缩强度为219 kPa,拉伸强度为299 kPa,满足工程应用要求,且LOI达到25.8%、水平和垂直燃烧等级分别为HF-1和V–0级,具有较好的综合性能。     

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。     

腰果酚醛胺固化环氧树脂泡沫塑料性能研究

以双酚A型环氧树脂(EP)为基体树脂、自制的腰果酚醛胺(PCT)为固化剂、正戊烷(N-PT)为发泡剂、吐温-80和二甲基硅油为稳泡剂室温发泡制备新型环氧树脂泡沫塑料。研究了PCT用量对发泡时间和泡沫性能的影响,通过扫描电子显微镜和热失重分析对泡沫塑料的微观形貌和热性能进行了表征。结果表明,随着PCT用量增加,发泡时间逐渐缩短;环氧树脂泡沫塑料的密度、压缩强度、吸水率和热导率均随PCT用量的增加呈现先减小后增大趋势;当PCT加入量为30 %(相对于纯EP)时,发泡时间降至5 min;泡沫塑料的综合性能较佳,密度为0.0467 g/cm^3、压缩强度为276 kPa、吸水率为2.9 %、热导率为0.037 W/m·K,此时泡孔大小均匀,不良泡孔少;泡沫初始失重温度为248.4 ℃,最大失重速率温度为362.3 ℃,耐热性最佳。     

微波辐射下PVA对三聚氰胺泡沫塑料的改性研究

用三聚氰胺、甲醛在碱性条件下制备三聚氰胺甲醛树脂。将其与适量发泡剂、固化剂充分搅拌混合,通过控制反应体系温度、pH值以及时间,利用微波辐射的发泡方式制备三聚氰胺泡沫塑料。在此基础上,讨论了加入韧性较强的不同浓度的聚乙烯醇(PVA)后,对泡沫的表观密度、阻燃性、热导性能、力学性能以及吸声性能的影响。相关检测数据分析表明,表观密度、力学性能、吸声性能随着PVA浓度的增大而分别增大、增强、增大;阻燃性能随着PVA浓度的增大而降低;在PVA摩尔分数为2%时,热导率为0.036 01 W/(m·k),此时有极佳的保温效果。     

用不同发泡剂制备的脲醛树脂泡沫塑料

采用不同种类的发泡剂制备出脲醛树脂泡沫塑料,研究了发泡剂的稳定性、发泡剂对泡沫塑料表观密度、吸水率以及压缩强度的影响,并对泡沫塑料的形貌进行了表征。结果表明:用十二烷基硫酸钠发泡的泡沫稳定性最好,泡沫高度在120s内变化很小;所得泡沫塑料的综合性能佳,其表观密度为0.083g/cm3,吸水率为2.51%,压缩强度为0.18 MPa。     

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)。     

Preparation and properties of nano ZnO toughed phenol–urea-formaldehyde foam

Urea formaldehyde (UF) and phenol formaldehyde (PF) foam possess outstanding flame-retardant properties, excellent insulation, and low thermal conductivity. These properties make them suitable for thermal insulation in buildings. However, the mechanical properties still need to be improved. In this study, orthogonal test was designed to optimize the level components of PF/UF composite foam first, then nano ZnO was added to the PF/UF composite foam to improve its toughness. The effects of nano ZnO on the morphology, apparent density, pulverization rate, thermal conductivity and thermal degradation property, flame retardancy, and mechanical properties of the ZnO/PF/UF nanocomposite foam were studied. The addition of nano ZnO improved the bending and compressive strength and decreased the pulverization rate of the composite foam significantly. The ZnO/PF/UF nanocomposite foam also presented better flame retardant properties than PF/UF composite foam. The largest oxygen index values of ZnO/PF/UF nanocomposite foam could reach 39.31%, while the thermal conductivity and the maximum rate of weight loss temperature were increased to 0.036 W/(m∙K) and 279°C, respectively. Moreover, ZnO/PF/UF nanocomposite foam showed low apparent density property (0.27 g/cm³).     

Mechanical and flame-resistance properties of polyurethane-imide foams with different-sized expandable graphite

Polyurethane-imide (PUI) composite foams with expandable graphite (EG) of different sizes were prepared by a polyimide prepolymer method. EG particles were treated with a silane coupling agent to improve compatibility with the foam. The effect of EG particle size on cell morphology, thermal degradation, flame-resistance and mechanical properties of PUI foams was investigated. Results showed that the mean cellular diameter of foams with EG particle was much higher than that of foams with surface-modified EG particle at the same filler loading. When filler particle diameter increased from 20 to 90 μm, the compressive strength, density and closed-cell ratio of foams increased, and then decreased when filler particle diameter further increased from 90 to 150 μm. Thermal stability of foams increased with the increasing filler particle diameter from 20 to 50 μm, and decreased with the increasing filler particle diameter from 50 to 90 μm. The limited oxygen index (LOI) value of foams with surface-modified EG increased from 24.8% to 32.1% when EG particle diameter was below 90 μm. Foams with surface-modified EG exhibited enhanced mechanical properties, thermal stability and flame resistance than foams with neat EG at the same loading.     

PDMS–OH嵌段PF对PF泡沫压缩及热学性能的影响

引入不同质量分数的端羟基聚二甲基硅氧烷(PDMS–OH)对酚醛(PF)泡沫进行共混改性。从两相聚合物相容的角度,分析PDMS–OH对PF泡沫压缩及热学性能的影响。通过宏观沉淀实验,分析发泡用PF/PDMS–OH共混体系的相容性及稳定性。采用动态热力学分析仪表征改性的PF树脂样条的玻璃化转变温度,分析PDMS–OH与PF的相容效果。通过压缩性能测试分析PDMS–OH对PF泡沫压缩性能的影响及机理。通过热失重分析仪分析PF泡沫复合材料的热稳定性。结果显示,加入15%的PDMS–OH在一定程度上增加了体系的交联密度,相容效果最佳,压缩强度和压缩弹性模量分别提高了280%和285%,表现出最优的热稳定性。     

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。     

EG阻燃热固性聚苯乙烯泡沫保温板的性能

以可发性聚苯乙烯(EPS)为基材,利用酚醛树脂(PF)作为包覆剂,可膨胀石墨(EG)作为阻燃剂,利用包覆法,制备了一种无卤环保、阻燃性能好、力学性能优良的热固性PS外墙泡沫保温板。研究了PF与EG对EPS保温板阻燃及力学性能的影响,探究了阻燃机理。结果表明,使用PF作为包覆剂制得的EPS/PF泡沫保温板力学性能尤其是压缩强度明显提高,当PF用量为90份时,LOI值可由18%提升至27.9%;阻燃剂EG的加入,使得保温板的阻燃性能及压缩性能进一步提高,当添加4份的EG时,保温板的压缩强度最高,LOI值达到了29.4%,垂直燃烧等级达到V–0级,残炭率由纯EPS的10%提高到50%。     

The flammability of expandable polystyrene foams coated with melamine modified urea formaldehyde resin

Urea formaldehyde resin (UF) was modified by introducing melamine during the condensation in order to reduce the amount of free formaldehyde and increase the solid content. The melamine modified UF (MUF) was firstly mixed with intumescent flame retardant (IFR) and then coated on the surface of pre‐expanded polystyrene (PS) particles to prepare flame retardant expandable PS (EPS) foams. The flammability of EPS foam samples was characterized by limiting oxygen index (LOI), UL‐94 vertical burning and cone calorimeter tests, and the results indicated that the peak heat release rate was significantly reduced from 406 to 49 kW/m² and LOI value could reach 36.3 with V‐0 rating in UL‐94 test after coated with IFR. The smoke density test indicated that the maximum smoke density was decreased by the addition of IFR. Thermal analysis suggested that the thermal stability and char formation were significantly improved by the presence of coated flame retardants. The residual char observation revealed that MUF and IFR were beneficial to form integrated char layers with hollow stents, which could be the main reason for the improvement of flame retardant properties. The mechanical properties of flame retardant EPS foams can still meet the standard requirements for industrial applications. © 2016 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2017 , 134, 44423.     

聚酰亚胺/多壁碳纳米管泡沫材料的制备及性能研究

将不同质量分数的多壁碳纳米管（MWCNT）与PI通过原位聚合制备了聚酰亚胺（PI）/MWCNT泡沫复合材料,并利用扫描电子显微镜、热失重等仪器对材料性能进行了测试。结果表明,随着MWCNT质量分数的增加,泡孔直径增大,泡沫密度降低,当MWCNT含量超过0.4 %（质量分数,下同）易发生团聚作用,限制了泡沫结构的形成,导致泡沫的形状不规则;在添加0.2 %的MWCNT时,压缩强度、压缩模量、硬度获得了最好的增强效果,并发现增强效果随MWCNT质量分数的增加增强效果呈现先增大后降低的趋势;样品的热稳定性在添加0.05 %质量分数的MWCNT时达到最佳水平。     

催化剂对废旧PU硬泡回收再利用的影响

用含有小分子醇的交联剂和催化剂使废旧聚氨酯（PU）硬泡进行降解能够获得多元醇,将降解料与聚醚多元醇、催化剂和发泡剂共混以制备白料,然后与黑料异氰酸酯混合均匀,得到再生PU硬泡。通过对降解产物的黏度、羟值以及获得的再生PU硬泡材料的密度、强度、吸水率、热稳定性、扫描电子显微镜、红外光谱和热失重等进行测试分析,得出了催化剂添加量对废旧PU材料回收再利用的影响因素。结果表明,催化剂（KOH）用量为0.9 g时废旧PU的降解效果最好,获得的再生PU硬泡的密度为37.6 kg/cm³,压缩强度为164.2 kPa,热导率为0.015 24 W/（m·K）,吸水率为0.429 5 %。