酚醛泡沫塑料的新进展

综述了酚醛泡沫塑料及其树脂改性、配方组成、生产工艺、生产类型及应用领域的新进展。其中,酚醛泡沫树脂的改性包括:烷基酚共聚改性,腰果壳油增韧,聚乙烯醇改性,聚氨酯齐聚物、预聚物改性,丁腈胶共混改性;配方组成中,还介绍了可供选择的发泡用高性能酚醛树脂商品和各种用途的酚醛泡沫塑料的典型配方。     

氧化石墨改性酚醛泡沫材料的制备及其表征

采用原位聚合法制备了氧化石墨改性酚醛树脂,并以其为主要原料制备酚醛泡沫材料。通过红外光谱仪、万能试验机、热重分析仪、扫描电子显微镜等测试手段对改性酚醛泡沫材料的力学性能、热稳定性以及微观结构进行表征。结果表明,与未改性的酚醛泡沫塑料相比,添加1.0%氧化石墨改性酚醛泡沫材料泡孔尺寸更加均匀,压缩强度比未改性的酚醛泡沫塑料提高65.0%,表面粉化率显著降低,氧化石墨对酚醛泡沫材料的强度、韧性及热稳定性均有显著的提高。     

酚醛泡沫塑料研究

针对影响酚醛泡沫性质的众多参数的不确定性，给出了可发泡性甲阶酚醛树脂的合成方法及酚醛泡沫塑料发泡典型配方；考察了反应温度及水含量对酚醛树脂粘度的影响，讨论了表面活性剂、发泡剂、固化剂及发泡温度对泡沫性能的影响。结果表明：当表面活性剂用量为4％－7％，发泡剂用量为4％－10％，固化剂用量为8％－125，发泡温度在70－80℃范围时，可制得较好的酚醛泡沫塑料。     

聚氨酯预聚体增韧改性酚醛泡沫塑料

采用异氰酸酯封端且不含游离异氰酸酯单体的聚氨酯预聚体作为酚醛泡沫的增韧改性剂,并在后期混合发泡工艺中减少酸性固化剂的用量,制备了不粉化、韧性高的改性酚醛泡沫体,并考察了异氰酸酯基含量对酚醛泡沫体的表观密度、压缩强度、吸水率、阻燃性和导热性能等的影响.结果表明:随着聚氨酯预聚体用量以及异氰酸酯基含量的增加,改性酚醛泡沫体的表观密度、压缩强度增大;当异氰酸酯基含量为8.6%时,抗粉化程度最好;随着聚氨酯预聚体用量的增加,吸水率和热导率变化不大,当聚氨酯用量不超过6%时,临界氧指数仍大于40.     

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。     

镁盐晶须原位复合酚醛泡沫制备及其性能研究

采用原位复合方法制备了镁盐晶须／酚醛泡沫复合材料，研究了镁盐晶须对泡沫粉化程度、回弹性以及力学性能的影响，并通过热失重和氧指数分析了镁盐晶须／酚醛泡沫复合材料的热稳定性和阻燃性。结果表明：少量镁盐晶须与酚醛泡沫复合，泡沫压缩强度、弯曲力均有明显的提高，特别是经偶联剂处理过的镁盐晶须，增强效果更好；当镁盐晶须含量为3％时，泡沫粉化程度和回弹性改善达到最优值；而且复合泡沫在高温区域的热稳定性也得到了改善，阻燃性有所提高。     

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。     

端羟基液体橡胶改性RPUF的结构与力学性能

制备了3种端羟基液体橡胶改性硬质聚氨酯泡沫塑料(RPUF)。研究了所制备材料的形态结构,以及泡沫材料的冲击韧性、屈服强度模量、缓冲吸能特性和阻尼性能与材料密度、液体橡胶的含量和液体橡胶的种类之间的关系。结果表明,粘度较低的端羟基聚丁二烯改性的硬质聚氨酯泡沫具有更好的冲击韧性;粘度较高、含极性氰基端羟基聚丁二烯丙烯腈改性的硬质聚氨酯泡沫塑料具有较低的屈服强度、模量和缓冲能量吸收值,具有较高的力学损耗。为高阻尼硬质聚氨酯泡沫塑料的制备奠定了基础。     

酚醛泡沫塑料研究

针对影响酚醛泡沫性能的众多因素的不确定性，本文对树脂粘度、发泡剂、固化剂、表面活性剂、工艺温度及其他因素对泡沫性能的影响进行了讨论。研究表明：当树脂粘度控制在2000～10000cps，发泡剂用量为3．7％-9．5％，固化剂用量为7．5％～2．5％，表面活性剂用量为3.5％～8.5％，发泡温度控制在70℃～80℃之间时，可制得质量较好的酚醛泡沫塑料。     

酚醛泡沫塑料研究

针对影响酚醛泡沫性能的诸多因紊的不确定性，对树脂粘度、发泡剂、固化剂、表面活性剂、工艺温度及其他因素对泡沫性能的影响进行了讨论。研究表明：当树脂粘度控制在2000-10000cps，发泡剂用量为3．7％-9．5％，固化剂用量为7．5%-2．5％，表面活性剂用量为3．5％-8.5％，发泡温度控制在70℃-80℃之间时，可制得质量较好的酚醛泡沫塑料。     

聚氨酯预聚体增韧酚醛泡沫的研究

本文以聚氨酯预聚体与多聚甲醛和苯酚反应合成了聚氨酯预聚体改性酚醛树脂,然后发泡制备了聚氨酯预聚体增韧酚醛泡沫。测试表明,聚氨酯预聚体能有效提高酚醛泡沫的韧性,改善酚醛泡沫的耐高温性和泡孔分布。     

腰果酚改性甲阶酚醛树脂的合成及其泡沫性能研究

用腰果酚代替部分苯酚改性酚醛树脂,制备可发性甲阶酚醛树脂。并讨论了腰果酚替代量对改性酚醛树脂性能及其泡沫性能的影响,通过红外光谱仪、热重分析仪对树脂结构及热稳定性进行表征,运用万能电子试验机对甲阶酚醛树脂泡沫的力学性能进行了研究。结果表明:当腰果酚替代量为10%时,制得的树脂黏度为4650mPa·s,树脂中游离苯酚含量从6.72%降为5.45%,游离甲醛含量从1.17%降为0.68%,甲阶酚醛树脂泡沫压缩强度达到最大值0.20MPa,但树脂热稳定性及甲阶酚醛树脂泡沫阻燃性有所下降。     

甲醛/苯酚配比对可发性甲阶酚醛树脂性能的影响研究

以苯酚、多聚甲醛、甲醛溶液为原料,NaOH为催化剂,采用逐步共聚的聚合工艺,制备可发性甲阶酚醛树脂,采用环保型发泡剂、匀泡剂、实验室自制复合酸固化剂制备阻燃保温酚醛泡沫材料。研究了甲醛/苯酚配比(物质的量之比即F/P)进行单因素分析,对可发性甲阶酚醛树脂的物理性能、有毒物质残余量、分子结构和活性的影响以及与树脂可发性的关系。结果表明,当F/P=2.0时,可发性甲阶酚醛树脂的粘度为2 680 mPa.s,游离甲醛含量为0.75%,游离苯酚含量为2.3%,羟甲基含量为34.83%,泡沫表观密度为0.050 7 g/cm3。     

常温下酚醛树脂的可发性研究

研究了酚醛树脂常温发泡的最适宜条件。结果表明,甲醛与苯酚的摩尔比为1.8~2.0,树脂粘度在2~4 Pa.s(36℃),树脂固含量在78%~81%的甲阶酚醛树脂常温发泡效果最好;环境温度在17~25℃时,最适宜常温发泡;发泡剂用量与泡体性能的关系为:发泡剂用量增大,泡沫体表观密度和压缩强度降低,发泡剂用量14.0%后,泡沫体的密度变化不大。环境温度不同,固化剂的种类与比例也不同。     

木质素糠醛改性甲阶酚醛树脂的合成

采用木质素和糠醛改性普通甲阶酚醛树脂。运用正交实验法得到木质素糠醛改性甲阶酚醛树脂的最佳反应条件,通过IR,DSC,TG分析和压缩性能测试对产物的热性能和力学性能进行了研究。结果表明,在苯酚100g,木质素40g,甲醛116.54g,糠醛34.28g,反应温度85℃,反应时间3h,体系pH值9的条件下得到的改性甲阶酚醛树脂固含量70%～80%,黏度850～1000mPa.s(25℃),热分解温度为258℃,与普通甲阶酚醛树脂(263℃)相比,耐热性稍差。所制备的改性酚醛塑料的压缩强度为1.07MPa,比普通酚醛塑料(0.73MPa)高,木质素和糠醛的引入提高了泡沫塑料的韧性。     

异氰酸酯/可发性酚醛树脂泡沫体的制备

采用端异氰酸酯聚醚预聚物与可发性酚醛树脂制备了新型泡沫体。通过ESI-MS光谱分析和泡沫物理力学性能测试研究了异氰酸酯基团与可发性酚醛树脂比例、异氰酸酯基团和三聚体相对含量、可发性酚醛树脂分子质量对泡沫体制备及性能的影响。结果表明:异氰酸酯基团与酚醛树脂质量比为40/100、三聚体质量分数17.33%、酚醛树脂聚合时间45min时,泡沫体的体积稳定性好,收缩率低;可发性酚醛树脂分子质量增加时,泡沫体的密度从60.16kg/m3增加到63.96kg/m3,基本保持稳定;其弯曲强度为0.2MPa,弯曲应变达到15%以上,远高于纯酚醛泡沫(6%)。在150℃下烘烤2h,泡沫体的质量损失为6%左右,体积变化为-5%左右。泡沫体的热稳定性优于聚氨酯泡沫,同时又有良好的韧性。     

氢氧化钠催化多聚甲醛与苯酚缩聚工艺对树脂性能的影响

采用氢氧化钠催化多聚甲醛与苯酚合成酚醛树脂。在氢氧化钠用量、水量恒定和加成工艺条件不变情况下,研究了缩聚温度、缩聚时间对产品黏度、固含量、拉伸强度及可发性的影响,并用红外光谱对产品进行表征。结果表明:与缩聚温度相比,产品的黏度对缩聚时间敏感;与缩聚时间相比,产品的固含量对缩聚温度敏感,产品的拉伸强度对缩聚温度敏感;产品黏度和固含量综合影响泡沫的质量;红外光谱表明产品的分子结构含有酚醛树脂的特征官能团。     

建筑保温材料用酚醛泡沫的改性与性能

在苯酚、甲醛的聚合体系中添加硼酸和碳纤维,通过正己烷发泡剂的方法制备了硼改性和碳纤维复合的酚醛泡沫材料。利用傅立叶变换红外光谱仪、微控电子万能试验仪、冲击试验机、热失重分析仪等对酚醛泡沫的结构特性、力学性能和抗氧化性能进行表征与分析。研究结果表明,当表面活性剂吐温80的用量为4%~6%,发泡剂正己烷的用量为5%左右时,酚醛泡沫具有均一的孔结构和较高的表观密度;在反应体系中添加硼酸和碳纤维可改善酚醛泡沫材料的性能,添加7.2%含量的硼使得酚醛树脂具有最高的抗氧化性能,添加30%含量的碳纤维增强了酚醛泡沫材料的弯曲强度和冲击强度,其值分别达到132 MPa和52 k J/m2。     

Mechanical and thermal properties of phenolic/glass fiber foam modified with phosphorus‐containing polyurethane prepolymer

Phenolic foam exhibits outstanding flame, smoke and toxicity properties, good insulation properties and low production costs. However, the brittleness and pulverization of phenolic foam have severely limited its application in many fields. In this study, a novel phosphorus‐containing polyurethane prepolymer (DOPU) modifier was firstly synthesized, and then the foaming formula and processing of toughening phenolic foam modified with DOPU and glass fiber were explored. The structure and reactive behavior of prepolymer and phenolic resin were investigated using Fourier transform infrared spectroscopy. The effects of DOPU and glass fiber on the apparent density, compressive strength, bending strength and water absorption were investigated. The results suggested that the apparent density, compressive strength and bending strength of modified phenolic foam tended to increase irregularly with increasing content of DOPU. The addition of DOPU led to lower water absorption of glass fiber‐filled foam. Thermal stability and flame retardancy were examined using thermogravimetric analysis and limiting oxygen index (LOI) tests. It was found that foam with 3% DOPU and 0.5% glass fiber added exhibited good thermal stability and high char yields. The LOI value of modified phenolic foams decreased with increasing DOPU content, but it still remained at 41.0% even if the amount of modifier loaded was 10 wt%. © 2012 Society of Chemical Industry     

聚醚增韧酚醛树脂及其泡沫的研究

本文介绍了两类聚醚改性剂-PEG和活性聚醚增韧酚醛树脂及其泡沫的方法和工艺。对一系列不同分子量PEG和活性聚醚改性酚醛树脂的力学性能进行了比较，同时研究了各种改性酚醛泡沫的尺寸稳定性、压缩强度及表观密度等；并对几种改性酚醛泡沫和未改性酚醛泡沫进行了电子显微镜扫描泡孔结构的研究和红外分析；结果表明，树脂中导入活性聚醚的柔性链段，可使酚醛树脂及其泡沫的韧性及综合性能得到明显的改善，其中尤以分子量为1000活性聚醚改性树脂及其泡沫的各种性能为优。