二氰基苯基醚化苯酚—聯(lián)苯酚醛樹脂中空微球的研究.pdf

1、酚醛樹脂中空微球因其低比重、高絕熱等特性而廣泛用作航天器材表面絕熱涂層材料。但隨著宇航事業(yè)的迅速發(fā)展，傳統(tǒng)的酚醛樹脂基體已不能滿足更高的要求，這就促使人們加快了對(duì)高性能改性酚醛樹脂微球研究開發(fā)的步伐。
　　本文以提高酚醛樹脂中空微球的熱性能為目的，采用發(fā)泡法制備了二氰基苯基醚化苯酚-聯(lián)苯樹脂中空微球。利用傅里葉紅外光譜、核磁共振光譜、凝膠滲透色譜、熱重分析、掃描電子顯微鏡、漂浮率測(cè)試等實(shí)驗(yàn)方法和檢測(cè)手段，系統(tǒng)地研究了苯酚與4，4'

2、-二氯甲基聯(lián)苯摩爾數(shù)比(n苯酚∶n4'4-二氯甲基聯(lián)苯)等因素對(duì)樹脂合成及其性能的影響;探討了樹脂自固化和固化劑固化所得固化產(chǎn)物的性能差異;分析了溶劑種類、油浴溫度、攪拌時(shí)間、表面活性劑種類及用量、發(fā)泡劑種類及用量等因素對(duì)樹脂中空微球制備的影響，此外還表征了樹脂中空微球的結(jié)構(gòu)。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，苯酚與4，4'-二氯甲基聯(lián)苯摩爾數(shù)比對(duì)樹脂的合成與性能產(chǎn)生了較大的影響。聯(lián)苯酚醛樹脂中酚羥基的含量隨苯酚含量的增加而上升，分子量隨苯酚含

3、量的增加先上升再下降，按n苯酚∶n4'4-二氯甲基聯(lián)苯=5∶1合成的聯(lián)苯型酚醛樹脂具有較高的相對(duì)分子質(zhì)量及較小的分子量分布指數(shù)。樹脂采用自固化及固化劑固化兩種方式得到的固化產(chǎn)物性能有較大差別。1000℃氬氣氣氛下其固化產(chǎn)物殘?zhí)悸史謩e為66％和70％，600℃空氣氣氛下固化產(chǎn)物殘?zhí)悸史謩e為70％和47％。采用丙酮和二甲基甲酰胺(DMF)為溶劑可以降低樹脂黏度使其利于發(fā)泡，用丙酮做溶劑時(shí)發(fā)泡所得微球的球形度優(yōu)于用DMF做溶劑時(shí)發(fā)泡所得微球的

4、球形度;合適的油浴溫度可以使樹脂的固化速率與發(fā)泡劑的發(fā)泡速率相匹配。當(dāng)油浴溫度小于150℃時(shí)，樹脂的固化速率大于發(fā)泡劑的發(fā)泡速率，得到的是一些實(shí)心微球;當(dāng)油浴溫度大于150℃時(shí)，發(fā)泡劑的發(fā)泡速率大于樹脂的固化速率，得到的是一些樹脂殘片;當(dāng)油浴溫度為150℃時(shí)所得微球球形度較好。合適的攪拌時(shí)間可以使微球充分形成并分散均勻。當(dāng)攪拌時(shí)間小于15min時(shí)，微球沒有完全形成;當(dāng)攪拌時(shí)間大于15min時(shí)，微球開始出現(xiàn)粘連、團(tuán)聚;當(dāng)攪拌時(shí)間為15mi

5、n時(shí)所得微球球形度最好。采用A型非離子表面活性劑和B型非離子表面活性劑可以使制備的微球保持形貌穩(wěn)定并分散均勻。用A做表面活性劑時(shí)發(fā)泡所得微球的球形度優(yōu)于用B做表面活性劑時(shí)發(fā)泡所得微球的球形度;微球的漂浮率隨A用量的增加先上升后下降，A用量為PBN樹脂質(zhì)量的13％時(shí)所得微球球形度好，漂浮率最高。采用發(fā)泡劑A和發(fā)泡劑B為發(fā)泡劑可以使樹脂形成中空結(jié)構(gòu)。用B做發(fā)泡劑時(shí)發(fā)泡所得微球的球形度優(yōu)于用A做發(fā)泡劑時(shí)發(fā)泡所得微球的球形度;微球的漂浮率隨B用