纳米SiO 2 /酚醛泡沫复合材料的力学性能与形貌结构
发布时间：2020-12-16 11:31
以苯酚为溶剂,正硅酸四乙酯（TEOS）为硅源,采用溶胶-凝胶法制备了纳米SiO2,将其引入到酚醛树脂中,最终制得改性酚醛泡沫。利用傅里叶变换红外光谱、扫描电镜、电子万能试验机等方法对泡沫材料进行表征。测试结果表明,纳米SiO2与酚醛树脂成功发生反应形成共价键。扫描电镜显示,硅酯质量分数为5%时,泡沫具有最规整的形貌结构;同时,此添加量下的酚醛泡沫力学性能最优,压缩强度和弯曲强度较纯泡沫提高50%和95%。
【文章来源】：现代化工. 2017年10期 北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
纳米SiO、PF0和PF3的红外光谱曲线
2017年10月郭亚军等:纳米SiO2/酚醛泡沫复合材料的力学性能与形貌结构图2(b)所示。由图2(b)可以看出，其趋势与图2(a)类似，改性泡沫PF3的弯曲强度为0.136MPa，比纯酚醛树脂的0.07MPa提高了95%。这是因为纳米SiO2表面羟基和酚醛树脂羟甲基发生了缩合反应，像“桥梁”一样连接着树脂，形成交联网络结构［6］。(a)TEOS添加量对泡沫压缩强度的影响(b)TEOS添加量对泡沫弯曲强度的影响图2不同TEOS添加量对酚醛泡沫压缩强度和弯曲强度的影响2.3泡沫的表观形貌纯酚醛泡沫和改性酚醛泡沫的SEM图如图3所示。相比于纯酚醛泡沫，改性泡沫PF3泡孔均匀度更好，开孔率更低，泡壁呈现规则的多边形状。而在改性泡沫PF4和PF5中，可以明显看到泡孔塌陷甚至碎泡。说明一定量的纳米SiO2类似于“海岛结(a)PF0(b)PF1(c)PF2(d)PF3(e)PF4(f)PF5图3泡沫的SEM图构”［7］，沉积在泡沫体的空隙之中，起到分散应力载荷的效果。但过量的纳米SiO2彼此之间的相互作用已经超出了泡孔的承重能力，最终使其破裂。2.4树脂的黏度与泡沫成型关系分析图4是纯酚醛树脂和改性树脂的黏度图，由图4可以看出，同样的反应时间和反应温度，树脂黏度随着纳米SiO2质量分数增加而增加，这就可以解释图3泡沫体的形貌变化情况。即黏度太小，说明树脂阶段反应程度不够，羟甲基质量分数富余，待发泡时加入固化剂后急剧缩合，泡沫生长过于迅速，超过支撑位后就会塌陷;黏度太大，说明树脂阶段反应程度过大，羟甲基质量分数不足，泡沫生长缓慢以致于泡沫体之间作用时间太长，也容易挤压破裂［8］。图4不同TEOS添加量对酚醛树脂黏度的影响3结论以苯酚为溶剂，正硅酸四乙酯为硅源，采用溶胶凝胶法制备了纳米SiO2，将其引入到酚醛树脂
2017年10月郭亚军等:纳米SiO2/酚醛泡沫复合材料的力学性能与形貌结构图2(b)所示。由图2(b)可以看出，其趋势与图2(a)类似，改性泡沫PF3的弯曲强度为0.136MPa，比纯酚醛树脂的0.07MPa提高了95%。这是因为纳米SiO2表面羟基和酚醛树脂羟甲基发生了缩合反应，像“桥梁”一样连接着树脂，形成交联网络结构［6］。(a)TEOS添加量对泡沫压缩强度的影响(b)TEOS添加量对泡沫弯曲强度的影响图2不同TEOS添加量对酚醛泡沫压缩强度和弯曲强度的影响2.3泡沫的表观形貌纯酚醛泡沫和改性酚醛泡沫的SEM图如图3所示。相比于纯酚醛泡沫，改性泡沫PF3泡孔均匀度更好，开孔率更低，泡壁呈现规则的多边形状。而在改性泡沫PF4和PF5中，可以明显看到泡孔塌陷甚至碎泡。说明一定量的纳米SiO2类似于“海岛结(a)PF0(b)PF1(c)PF2(d)PF3(e)PF4(f)PF5图3泡沫的SEM图构”［7］，沉积在泡沫体的空隙之中，起到分散应力载荷的效果。但过量的纳米SiO2彼此之间的相互作用已经超出了泡孔的承重能力，最终使其破裂。2.4树脂的黏度与泡沫成型关系分析图4是纯酚醛树脂和改性树脂的黏度图，由图4可以看出，同样的反应时间和反应温度，树脂黏度随着纳米SiO2质量分数增加而增加，这就可以解释图3泡沫体的形貌变化情况。即黏度太小，说明树脂阶段反应程度不够，羟甲基质量分数富余，待发泡时加入固化剂后急剧缩合，泡沫生长过于迅速，超过支撑位后就会塌陷;黏度太大，说明树脂阶段反应程度过大，羟甲基质量分数不足，泡沫生长缓慢以致于泡沫体之间作用时间太长，也容易挤压破裂［8］。图4不同TEOS添加量对酚醛树脂黏度的影响3结论以苯酚为溶剂，正硅酸四乙酯为硅源，采用溶胶凝胶法制备了纳米SiO2，将其引入到酚醛树脂
【参考文献】：
期刊论文
[1]酶解木质素的活化及用于酚醛树脂的制备[J]. 马灼明,李淑君,杨冬梅. 森林工程. 2017(02)
[2]蓖麻油基聚氨酯预聚体改性酚醛泡沫的制备及表征（英文）[J]. 薄采颖,胡立红,周静,周永红. 林产化学与工业. 2015(04)
[3]以碱木质素胺盐为模板制备纳米二氧化钛及其光催化性能研究[J]. 时金金,郭元茹,潘清江. 森林工程. 2015(03)
本文编号：2920063
【文章来源】：现代化工. 2017年10期 北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
纳米SiO、PF0和PF3的红外光谱曲线
2017年10月郭亚军等:纳米SiO2/酚醛泡沫复合材料的力学性能与形貌结构图2(b)所示。由图2(b)可以看出，其趋势与图2(a)类似，改性泡沫PF3的弯曲强度为0.136MPa，比纯酚醛树脂的0.07MPa提高了95%。这是因为纳米SiO2表面羟基和酚醛树脂羟甲基发生了缩合反应，像“桥梁”一样连接着树脂，形成交联网络结构［6］。(a)TEOS添加量对泡沫压缩强度的影响(b)TEOS添加量对泡沫弯曲强度的影响图2不同TEOS添加量对酚醛泡沫压缩强度和弯曲强度的影响2.3泡沫的表观形貌纯酚醛泡沫和改性酚醛泡沫的SEM图如图3所示。相比于纯酚醛泡沫，改性泡沫PF3泡孔均匀度更好，开孔率更低，泡壁呈现规则的多边形状。而在改性泡沫PF4和PF5中，可以明显看到泡孔塌陷甚至碎泡。说明一定量的纳米SiO2类似于“海岛结(a)PF0(b)PF1(c)PF2(d)PF3(e)PF4(f)PF5图3泡沫的SEM图构”［7］，沉积在泡沫体的空隙之中，起到分散应力载荷的效果。但过量的纳米SiO2彼此之间的相互作用已经超出了泡孔的承重能力，最终使其破裂。2.4树脂的黏度与泡沫成型关系分析图4是纯酚醛树脂和改性树脂的黏度图，由图4可以看出，同样的反应时间和反应温度，树脂黏度随着纳米SiO2质量分数增加而增加，这就可以解释图3泡沫体的形貌变化情况。即黏度太小，说明树脂阶段反应程度不够，羟甲基质量分数富余，待发泡时加入固化剂后急剧缩合，泡沫生长过于迅速，超过支撑位后就会塌陷;黏度太大，说明树脂阶段反应程度过大，羟甲基质量分数不足，泡沫生长缓慢以致于泡沫体之间作用时间太长，也容易挤压破裂［8］。图4不同TEOS添加量对酚醛树脂黏度的影响3结论以苯酚为溶剂，正硅酸四乙酯为硅源，采用溶胶凝胶法制备了纳米SiO2，将其引入到酚醛树脂
2017年10月郭亚军等:纳米SiO2/酚醛泡沫复合材料的力学性能与形貌结构图2(b)所示。由图2(b)可以看出，其趋势与图2(a)类似，改性泡沫PF3的弯曲强度为0.136MPa，比纯酚醛树脂的0.07MPa提高了95%。这是因为纳米SiO2表面羟基和酚醛树脂羟甲基发生了缩合反应，像“桥梁”一样连接着树脂，形成交联网络结构［6］。(a)TEOS添加量对泡沫压缩强度的影响(b)TEOS添加量对泡沫弯曲强度的影响图2不同TEOS添加量对酚醛泡沫压缩强度和弯曲强度的影响2.3泡沫的表观形貌纯酚醛泡沫和改性酚醛泡沫的SEM图如图3所示。相比于纯酚醛泡沫，改性泡沫PF3泡孔均匀度更好，开孔率更低，泡壁呈现规则的多边形状。而在改性泡沫PF4和PF5中，可以明显看到泡孔塌陷甚至碎泡。说明一定量的纳米SiO2类似于“海岛结(a)PF0(b)PF1(c)PF2(d)PF3(e)PF4(f)PF5图3泡沫的SEM图构”［7］，沉积在泡沫体的空隙之中，起到分散应力载荷的效果。但过量的纳米SiO2彼此之间的相互作用已经超出了泡孔的承重能力，最终使其破裂。2.4树脂的黏度与泡沫成型关系分析图4是纯酚醛树脂和改性树脂的黏度图，由图4可以看出，同样的反应时间和反应温度，树脂黏度随着纳米SiO2质量分数增加而增加，这就可以解释图3泡沫体的形貌变化情况。即黏度太小，说明树脂阶段反应程度不够，羟甲基质量分数富余，待发泡时加入固化剂后急剧缩合，泡沫生长过于迅速，超过支撑位后就会塌陷;黏度太大，说明树脂阶段反应程度过大，羟甲基质量分数不足，泡沫生长缓慢以致于泡沫体之间作用时间太长，也容易挤压破裂［8］。图4不同TEOS添加量对酚醛树脂黏度的影响3结论以苯酚为溶剂，正硅酸四乙酯为硅源，采用溶胶凝胶法制备了纳米SiO2，将其引入到酚醛树脂
【参考文献】：
期刊论文
[1]酶解木质素的活化及用于酚醛树脂的制备[J]. 马灼明,李淑君,杨冬梅. 森林工程. 2017(02)
[2]蓖麻油基聚氨酯预聚体改性酚醛泡沫的制备及表征（英文）[J]. 薄采颖,胡立红,周静,周永红. 林产化学与工业. 2015(04)
[3]以碱木质素胺盐为模板制备纳米二氧化钛及其光催化性能研究[J]. 时金金,郭元茹,潘清江. 森林工程. 2015(03)
本文编号：2920063
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