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1、熱塑性酚醛樹脂粉末作為結(jié)合劑,可以提供高黏結(jié)強(qiáng)度,提高機(jī)械性能和耐磨性,被廣泛應(yīng)用于不同硬度的砂輪的生產(chǎn)中。目前,該類樹脂的固化工藝在工業(yè)生產(chǎn)中比較紊亂,一直沒有一個(gè)確定、合理的固化工藝,對(duì)其的固化動(dòng)力學(xué)的研究,可以對(duì)樹脂的固化過程進(jìn)行全面的分析,對(duì)樹脂的固化行為進(jìn)行描述,從而為其在砂輪制作中的固化成型工藝提供一定的理論依據(jù)。
根據(jù)非等溫差示掃描量熱曲線,通過化學(xué)熱反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方法對(duì)酚醛樹脂的固化動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究。采用模型擬
2、合法,求解了固化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù),結(jié)合n級(jí)模型和自催化模型進(jìn)行了研究,運(yùn)用分段擬合法建立了準(zhǔn)確的固化動(dòng)力學(xué)模型。研究結(jié)果表明,固化反應(yīng)前中期遵循自催化反應(yīng)機(jī)理,固化后期符合n級(jí)反應(yīng)模型,反應(yīng)受擴(kuò)散控制影響不明顯。模型擬合曲線與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)十分吻合,證實(shí)了分段擬合模型的準(zhǔn)確性。研究還發(fā)現(xiàn),Crane方程所求的反應(yīng)級(jí)數(shù)不能準(zhǔn)確描述此樹脂體系的固化行為,并創(chuàng)新型采用線形擬合法求出反應(yīng)級(jí)數(shù)。
采用非模型擬合法計(jì)算得到了固化速率及活化能與
3、固化度的關(guān)系曲線,對(duì)此樹脂體系的固化反應(yīng)階段及固化行為進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,固化反應(yīng)分為凝膠化,交聯(lián)和擴(kuò)散三個(gè)階段,其中擴(kuò)散效應(yīng)比較微弱;對(duì)Friedman,F(xiàn)lynn-Wall-Ozawa,Kissinger-Akahira-Sunose三種方法的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn),F(xiàn)riedman法有偏差,而后兩種方法的結(jié)果十分接近,并能對(duì)固化行為進(jìn)行準(zhǔn)確的反映。等溫固化行為的預(yù)測(cè)結(jié)果顯示,非模型擬合法能很好的預(yù)測(cè)等溫條件下固化度與固化時(shí)間的曲線
4、,模型擬合法預(yù)測(cè)能力較弱。
在已建立的酚醛樹脂的固化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的理論研究的基礎(chǔ)上,通過紅外光譜對(duì)樹脂固化前后的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征,可以發(fā)現(xiàn),固化反應(yīng)過程中酚環(huán)的對(duì)位活性點(diǎn)優(yōu)先反應(yīng),固化后,酚醛樹脂中芳環(huán)與亞甲基的連接以o-p'為主,存在少量的甲亞胺鍵,沒有苯并噁嗪。最后,對(duì)樹脂的固化工藝進(jìn)行了研究,并通過熱穩(wěn)定性能分析、力學(xué)性能測(cè)試和磨削性能測(cè)試,分析了此酚醛樹脂在金剛石砂輪中的應(yīng)用能力,結(jié)果表明,此樹脂耐磨性優(yōu)良,磨削比高于
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