改性酚醛泡沫原位填充芳綸蜂窩復合材料的制備工藝研究.pdf

1、酚醛泡沫因為具有輕質(zhì)、隔音、隔熱、防火、低煙、低毒、比強度高、導熱系數(shù)低等優(yōu)異的性能,故而被廣泛應用于交通、建筑、船舶等領域。相對于其它泡沫材料,酚醛泡沫的防火阻燃性能尤為突出,且其還具有相當?shù)某杀緝?yōu)勢。然而,這種材料的力學性能不強,且存在著較脆、易碎的不足,這些方面的缺陷大大限制了酚醛泡沫的應用。為了解決這些問題,本課題提出采用芳綸蜂窩作為骨架增強材料,通過改性的酚醛泡沫原位填充芳綸蜂窩的空隙的方法來提高酚醛泡沫的力學性能。該思路是將

2、酚醛泡沫的低密度、高防火性能與芳綸蜂窩的高強度、高模量相結(jié)合從而獲得一種輕質(zhì)高強又防火的材料。論文主要針對改性酚醛泡沫原位填充芳綸蜂窩的制備工藝中需要重點解決的酚醛樹脂改性工藝問題、酚醛樹脂發(fā)泡和增強、增韌的工藝問題及芳綸蜂窩和酚醛樹脂之間的相容性問題進行研究。
　　為了獲得性能更好的酚醛樹脂,本課題研究了PH值、合成溫度、F/P比等因素對合成的甲階酚醛樹脂性能的影響。結(jié)果表明最佳的甲階酚醛制備工藝為控制反應體系PH為8,F/P的

3、摩爾比為1.8,在90oC的條件下進行聚合。在此基礎之上,本課題采用三聚氰胺作為改性劑來降低合成的甲階酚醛樹脂的游離單體,結(jié)果表明三聚氰胺改性的甲階酚醛樹脂固化溫度稍有提高,而游離酚、醛含量明顯降低。當三聚氰胺與苯酚的質(zhì)量比為1:15時,樹脂中游離單體總量最低,為2.43％。
　　通過正交試驗的設計方法分析了酚醛發(fā)泡的各個參數(shù)對酚醛泡沫性能的影響,確定了最佳的發(fā)泡工藝參數(shù)為:用3%DC193作為表面活性劑,6%正戊烷作為發(fā)泡劑,6

4、%的磷酸和苯磺酸配制的混酸與甲階酚醛樹脂充分混合均勻,倒入發(fā)泡模具并放入平板硫化機中加熱至90oC發(fā)泡成型。在此基礎之上,為了進一步改善酚醛泡沫的性能,采用中空玻璃微珠和聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮等原料復配的增韌劑對酚醛泡沫進行改性,實驗結(jié)果表明:當采用硅烷偶聯(lián)劑處理的中空玻璃微珠添加量為樹脂的10wt%,復配增韌劑用量為樹脂的10wt%時,所得到的酚醛泡綜合沫性能最優(yōu)。
　　采用芳綸蜂窩對酚醛泡沫進行增強處理,大幅度提升