酚醛樹脂的接枝改性研究.pdf

1、酚醛樹脂作為含碳耐火材料的結(jié)合劑，由于其具有可在常溫下混煉、結(jié)合強(qiáng)度高、殘?zhí)悸矢咭约碍h(huán)境污染少等優(yōu)點(diǎn)，而被廣泛應(yīng)用與于耐火材料領(lǐng)域。但是，酚醛樹脂中存在酚羥基和亞甲基，其在固化過(guò)程中會(huì)放出水，容易使堿性耐火材料的組分產(chǎn)生水化，而使其使用性能降低。本文針對(duì)熱塑性酚醛樹脂的結(jié)構(gòu)特性，對(duì)樹脂進(jìn)行接枝改性研究，獲得如下結(jié)論。
　　(1)增大甲醛與苯酚的摩爾比，延長(zhǎng)合成反應(yīng)時(shí)間，增加催化劑用量均可增加熱塑性酚醛樹脂的分子量，提高其軟化溫度、

2、聚合速度、固含量和殘?zhí)悸?，而流?dòng)度和游離酚含量降低。熱塑性酚醛樹脂的適宜合成條件:甲醛與苯酚摩爾比為0.85，反應(yīng)時(shí)間為3.5h，催化劑用量為1.5％。合成獲得的熱塑性酚醛樹脂的結(jié)構(gòu)以鄰位取代和對(duì)位取代為主，并有少量2，4，6位同時(shí)取代。
　　(2)隨著氯丙烯用量的增加，烯丙基酚醛樹脂的特性粘數(shù)增加，分子量增大，產(chǎn)率降低。烯丙基酚醛樹脂的固化是通過(guò)碳碳雙鍵的加成反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其固化溫度比普通酚醛樹脂高約100℃，固化窗口較寬。固化

3、工藝參數(shù)為:在180℃下固化2h，升溫到225℃時(shí)再固化4h。樹脂固化后表面平整，為連續(xù)相結(jié)構(gòu)，沒有孔洞出現(xiàn)。烯丙基酚醛樹脂的殘?zhí)悸蕿?1.34％，低于熱塑性酚醛樹脂。烯丙基酚醛樹脂含水量低，可減少氧化鈣的水化。利用Kissinger法和Ozawa法分別求出了熱塑性酚醛樹脂和烯丙基酚醛樹脂的固化活化能Ea，建立了固化動(dòng)力學(xué)模型，模型與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合良好。固化初期，烯丙基酚醛樹脂的活化能低于酚醛樹脂;固化后期，兩種樹脂的固化反應(yīng)為擴(kuò)散控制，

4、活化能隨著固化溫度的升高而增大。
　　(3)與硼酸改性酚醛樹脂相比，利用有機(jī)硼改性的酚醛樹脂的特性粘數(shù)和固含量較高，聚合速度較低，但其軟化點(diǎn)相同。硼酸改性酚醛樹脂的固化溫度較低，固化過(guò)程中仍有羥基參與反應(yīng)。兩種樹脂的固化工藝參數(shù)為:硼酸改性酚醛樹脂在126℃下固化2h，升溫到144℃時(shí)再固化4h;有機(jī)硼改性酚醛樹脂在135℃下固化2h，升溫到142℃時(shí)再固化4h。硼酸改性酚醛樹脂固化后，內(nèi)部有尚未反應(yīng)的硼酸纖維存在;而利用有機(jī)硼改

5、性的酚醛樹脂表面平整、光滑，無(wú)孔洞和相分離現(xiàn)象。兩種硼改性酚醛樹脂的殘?zhí)悸氏嗤?，增加硼元素含量，可提高樹脂的殘?zhí)悸?。有機(jī)硼改性的酚醛樹脂放水量低，可減少氧化鈣的水化。利用Kissinger法和Ozawa法分別求出了兩種樹脂的固化活化能Ea，其中利用硼酸改性的酚醛樹脂的活化能較大，為361.33 KJ/mol，建立出兩種樹脂的固化動(dòng)力學(xué)模型。
　　(4)正硅酸乙酯改性硅烷偶聯(lián)劑酚醛樹脂(SKPF)固含量為90.73％，樹脂內(nèi)部呈網(wǎng)絡(luò)