硼改性酚醛泡沫的耐高温性能

本文以添加硼酸的方法,通过控制体系的pH值,合成可发泡的硼改性酚醛树脂,并制备出硼改性酚醛泡沫。测试表明,该材料具有良好的耐高温性能,其热分解温度为450℃,800℃热失重为60%,最高使用温度为200℃。同时探讨体系pH值对硼改性酚醛树脂可发性和稳定性的影响,分析硼改性提高酚醛泡沫耐高温性能的原因。     

玻纤增强酚醛泡沫的制备及性能研究

为了研究玻璃纤维长度及含量对酚醛泡沫性能的影响,分别将微米级玻纤粉、3mm短切玻纤和6mm短切玻纤按照一定比例添加到酚醛泡沫体系中,利用Instron万能材料试验机,分别测试玻纤增强酚醛泡沫的压缩、拉伸强度,并利用扫描电镜观察酚醛泡沫的微观形貌。结果表明,添加了12%的3mm短切玻纤增强酚醛泡沫压缩性能最好,其压缩强度比纯酚醛泡沫增加了38%;添加了8%的6mm短切玻纤增强酚醛泡沫拉伸性能最好,其拉伸强度比纯酚醛泡沫增加47%;添加了12%的3mm短切玻纤增强酚醛泡沫的阻燃性能最好,其极限氧指数为44.1。     

TiB_2增强酚醛泡沫的制备及性能

为提高酚醛泡沫材料的耐高温性能和高温裂解前后的力学性能,通过物理共混法在发泡酚醛树脂中添加二硼化钛(TiB_2)无机填料制备了酚醛/TiB_2泡沫复合材料。研究了泡沫复合材料的固化过程和在1 000℃下裂解前后的微观结构,以及不同的TiB_2颗粒含量对泡沫复合材料的热物理性能、裂解前后力学性能的影响。结果表明,添加的TiB_2颗粒并不能被引入到酚醛树脂的分子链中,但是能够与酚醛树脂裂解释放出的含氧气体发生氧化还原反应,将裂解气体中的C和O元素吸收并转化为无定形碳和TiO_2等固相产物,从而提高了酚醛泡沫的残炭率和裂解后的力学性能。随着TiB_2含量的增加,泡沫复合材料的残炭率以及裂解前后的表观密度、比压缩强度和比弯曲强度均呈上升趋势,其中裂解后的强度上升更为明显。当TiB_2用量为30份时,酚醛泡沫复合材料在1 000℃下裂解产物的残炭率、比压缩强度和比弯曲强度分别比纯酚醛泡沫材料提高了39.2%,76.5%和43.9%。     

一步法制备热塑性聚酰亚胺泡沫关键因素探讨

通过在热塑性聚酰亚胺(PI)粉末中添加高温发泡剂一步发泡制得PI泡沫材料,探讨了一步法制备PI泡沫过程中的模具密闭性、发泡温度、发泡剂用量等几个关键因素对材料结构及力学性能的影响。结果表明,一步发泡法制备PI泡沫材料过程中模具密闭性、发泡剂用量对泡沫性能有很大影响。经优化的制备条件为:树脂粉在烘箱中60℃预处理2 h,发泡剂质量分数为2%,成型温度为280℃,成型压力为10 MPa,发泡时间为30 min。在优化的实验条件下制备的热塑性PI泡沫材料样品的密度为0.463 g/cm3时,压缩强度为10.86 MPa,冲击强度为6.2 kJ/m2,弯曲强度为12.8 MPa。     

发泡剂种类和用量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,研究了正戊烷和沸程为30~60℃的石油醚两种不同的发泡剂对酚醛泡沫性能的影响。结果表明,两种发泡剂用量增多,酚醛泡沫表观密度、压缩强度和导热系数都呈下降趋势,粉化度、吸水率呈增加趋势,石油醚发泡的酚醛泡沫抗粉化程度优于正戊烷发泡的酚醛泡沫。发泡剂的种类对导热系数无影响,发泡剂用量对酚醛泡沫pH值影响不大。石油醚发泡制得的酚醛泡沫,综合性能优于正戊烷发泡制得的酚醛泡沫。     

模胎用高密度酚醛泡沫塑料的制备研究

以热固性甲阶酚醛树脂为基体,正戊烷为物理发泡剂,30%硫酸和冰乙酸组成混合酸为催化剂,吐温-80和甲基硅油作为匀泡剂,玻璃微珠和聚乙二醇-400为改性剂,制备出了密度200 kg/m3以上综合性能较好的高密度酚醛泡沫。研究表明,通过调节物理发泡剂与混合酸催化剂用量可以有效控制泡沫密度以及发泡凝胶时间,添加4%聚乙二醇和8%的玻璃微珠,能够改善泡沫脆性和压缩强度,通过130℃、2.5 h的后处理可以将泡沫的质量稳定。制备出的高密度酚醛泡沫塑料在180℃高温下具有高的压缩强度,尺寸变化率在1%以内,有望作为新型模胎材料使用。     

短切芳纶纤维增强酚醛泡沫性能的研究

为了改善酚醛泡沫的性能,选用短切芳纶纤维作为增强材料,考察了不同短切芳纶纤维用量对酚醛泡沫压缩强度、压缩弹性模量、泡孔结构以及热稳定性能的影响。结果表明,短切芳纶纤维可以有效地增强酚醛泡沫的压缩性能。随着短切芳纶纤维用量的增加,酚醛泡沫的压缩强度和压缩弹性模量呈现先增加后减小的变化趋势。当短切芳纶纤维用量为4份时,酚醛泡沫的压缩强度比未添加短切芳纶纤维的酚醛泡沫提高约38%。短切芳纶纤维用量影响酚醛泡沫的泡体直径及其分布。当短切芳纶纤维用量为8份时,短切芳纶纤维在酚醛泡沫中的分布很不均匀,酚醛泡沫脆断截面上泡体破损现象较为严重,集束分布的短切芳纶纤维对酚醛泡沫的结构和力学性能带来不利影响。添加短切芳纶纤维可以明显提高酚醛泡沫在高温条件下(400℃)的热稳定性。     

粉煤灰质泡沫陶瓷的研制

本文以粉煤灰、废玻璃粉和废瓷粉为主要原料,添加稳定剂硼酸、发泡剂硫酸盐配制泡沫陶瓷。通过自然发泡制成具有一定保温、隔热性能,并满足相应力学性能的块体状粉煤灰墙体材料。用粉煤灰制备泡沫陶瓷不仅为粉煤灰的综合利用开辟了一条新的技术路线,而且所制备的泡沫陶瓷可以广泛应用于冶金、化工、节能、建筑等领域,具有较好的经济效益和社会效益。本文首先探索了发泡剂的种类、含量,硼酸的用量,烧成制度对产品的影响;其次通过多因素的关联性试验,运用正交实验获得了制备泡沫材料的优化方案。制得了抗压强度8.01 MPa、气孔率71.5%、体积密度0.706 g/cm~3、吸水率0.2%性能优良的粉煤灰基泡沫陶瓷。     

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。     

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     

基于生物质单宁的低甲醛释放量酚醛泡沫制备与性能

利用生物质单宁取代部分苯酚,定量尿素作为甲醛捕捉剂,制备了单宁改性可发泡酚醛树脂,然后以硫酸与对甲苯磺酸混合酸作为固化剂,正戊烷为发泡剂,制备了单宁改性酚醛泡沫。利用傅里叶变换红外光谱和核磁共振氢谱对树脂结构进行了表征,依据GB/T 30694–2014检测了不同单宁用量对酚醛泡沫甲醛释放量的影响,使用电子万能试验机和极限氧指数(LOI)仪检测了不同单宁用量对酚醛泡沫力学性能和阻燃性能的影响。结果表明,改性酚醛泡沫pH为6;当加入的单宁用量为苯酚质量的3%时,改性酚醛泡沫甲醛释放量最低为1.1875 mg/L,达到了人造板E1标准,泡沫压缩强度为0.2166 MPa,冲击强度为2.81 kJ/m²,粉化率低至2.01%,LOI达到37%,其综合性能最好。相对于纯酚醛泡沫,单宁改性酚醛泡沫的力学性能有所提升,脆性明显改善,阻燃性能显著提高。     

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。     

PVA纤维改性酚醛泡沫的研究

为了改善酚醛泡沫的性能,选用聚乙烯醇(PVA)纤维作为酚醛泡沫的增强材料,研究了不同PVA纤维含量和长度对酚醛泡沫的泡孔结构、压缩性能、弯曲性能的影响。结果表明,PVA纤维可以有效改善酚醛泡沫的力学性能和泡孔结构,随着PVA纤维含量的增加,酚醛泡沫的力学性能呈现先增大后减小的趋势。当PVA纤维的用量为酚醛树脂质量的3%时,酚醛泡沫的力学性能达到了最大值,泡孔结构达到了小且均匀的状态。PVA纤维的长度对酚醛泡沫的泡孔结构也有一定的影响,当PVA纤维长度为6 mm时,酚醛泡沫具有最好的泡孔结构,但PVA纤维长度增加时,酚醛泡沫的压缩性能、弯曲性能减小。     

抗事故包装箱用酚醛泡沫制备及其性能评价

以液态酚醛树脂为主体,添加发泡剂、泡沫稳定剂、改性树脂、无机粉末、玻璃纤维,发泡获得密度70～650kg/m3的抗事故包装箱用酚醛泡沫;对酚醛泡沫材料的性能进行了测试和评价,并与国外同类产品进行了对比。结果表明,自制的酚醛泡沫强度高、吸水率低、残留酸性弱,已基本达到预期的目标。     

催化剂用量对酚醛树脂及泡沫性能的影响

以苯酚、多聚甲醛为主要原料,氢氧化钠(Na OH)为催化剂合成了高固含量酚醛树脂,并以此制备了酚醛泡沫材料。通过粘度、氧指数、力学性能等测试研究了催化剂用量对酚醛树脂及酚醛泡沫性能的影响并采用电子扫描显微镜分析了泡沫的微观结构。结果表明:随着催化剂用量增加,树脂粘度增大,游离酚及游离醛含量降低,泡孔孔径减小且分布更为均匀。催化剂质量分数为4%时制备的酚醛泡沫力学性能较好,单位密度(kg·m-3)压缩强度为2.43 k Pa、弯曲强度为5.52 k Pa、拉伸强度为2.11 k Pa。     

新型增韧酚醛保温材料的制备及性能研究

用三元混合酸(对甲苯磺酸∶硫酸∶盐酸质量比为2∶3∶3)作为酚醛发泡保温材料的固化剂,系统研究了聚乙二醇(PEG)、表面活性剂、固化剂、发泡剂含量对泡沫体结构和性能的影响。结果表明,当PEG含量为10%(质量分数,下同)、发泡温度为60℃、发泡剂含量为15%、固化剂含量为8%、吐温含量为5%时,酚醛保温材料具有最佳的综合性能。     

建筑用酚醛泡沫塑料制备与性能研究

在确定树脂黏度和固含量的前提下，考察了发泡温度、发泡剂、固化剂等对酚醛泡沫塑料性能的影响。结果表明，升高温度有利于发泡，但温度过高，泡沫发生穿孔现象。固化剂用量增大，泡沫起泡时间和指干时间缩短，当其用量在16～18份（质量份，下同）时，泡沫体表观质量较好。发泡剂用量增大，泡沫表观密度和压缩强度显著降低。当发泡剂用量大于12份后，泡沫体密度变化不大。     

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。     

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。     

聚氨酯/环氧树脂泡沫材料的制备及性能研究

采用环己烷、水为共发泡剂制备了聚氨酯、环氧树脂、聚乙二醇为主体成分的硬质泡沫材料,利用热失重仪、光学显微镜等对泡沫材料的热性能、力学性能及泡孔结构进行了研究。结果表明,随着聚乙二醇的加入,泡沫材料的压缩强度和冲击强度均呈现先增大后减小的趋势,当聚乙二醇含量为30份(质量份数,下同)时,泡沫材料的压缩强度和冲击强度均达到较佳水平;加入环氧树脂能够提高泡沫材料的热分解温度,且当其含量为15～20份时,泡沫材料的压缩强度和冲击强度均达到较高水平;泡沫材料的压缩强度、冲击强度在环己烷与水质量比为10/1时达到最大值。