改性硼酚醛树脂/玄武岩纤维复合材料的制备及工艺研究
发布时间：2021-07-19 08:46
为解决海水管路与仪表装置中的电偶腐蚀问题,寻找到金属连接件替代材料,纤维增强树脂基复合材料被广泛研究和开发。本研究采用玄武岩纤维（BF）作为增强体并选取了同样具有耐高温性能及较好力学性能的硼酚醛树脂（BPF）作为基体,采用钛酸钾晶须对树脂改性后,用模压工艺制备了钛酸钾晶须改性硼酚醛树脂/玄武岩纤维复合材料,研究了树脂基体及玄武岩纤维复合后的耐高温及力学性能,对纤维增强树脂基复合材料在海洋环境下的应用提供参考依据。实验采用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、热失重（TGA）、差示扫描量热（DSC）、扫描电镜（SEM）等方法对树脂的组成和基团变化、热性能和表面形貌进行表征,并测试了复合材料的绝缘电阻率、力学性能以及高温烧蚀对复合材料性能的影响。文中采用水杨醇法制备了硼酚醛树脂,通过改变反应物比例确定了合成硼酚醛树脂较佳比例为苯酚:多聚甲醛:硼酸=1.0:1.6:0.33。通过改变树脂比例、固化时间并结合DSC曲线,确定了较佳模压成型工艺条件为树脂比例42%,固化温度180℃,固化时间3小时。采用原位生成法制备了钛酸钾改性硼酚醛树脂,并与玄武岩纤维结合制备复合材料,确定了钛酸钾晶须的较佳添加量...
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
水杨醇法合成硼酚醛树脂反应过程
17第3章结果与讨论3.1实验反应机理3.1.1硼酚醛树脂合成反应机理图3.1水杨醇法合成硼酚醛树脂反应过程Fig.3.1Reactionprocessofsalicylalcoholsynthesisofboronphenolicresin用水杨醇法合成硼酚醛树脂，首先将苯酚和多聚甲醛合成水杨醇，然后水杨醇与硼酸进行反应，得到硼酚醛树脂。水杨醇中的酚羟基先与硼酸反应，或酚羟基与苄羟基同时参加反应[89]，硼酚醛树脂的结构如图3.2所示。图3.2硼酚醛树脂结构图Fig.3.2Structuraldiagramofboronphenolicresin3.1.2硼酚醛树脂固化反应机理表3.1为硼酚醛树脂固化前后硼酯键及酚羟基的变化[90]，其中酯值在经历固化后显著增加，这是由于硼酚醛树脂在固化成型过程中进一步发生了酯化。另外，酚羟值经过固化后数值降低，这是由于甲阶段大部分酚羟基已参加了反应，固化主要是酚羟基与未反应完全的硼酸分子中的-OH基反应生成硼酸酯，因而酚羟基的含量降低。固化反应机理如图3.3所示。沈阳工业大学硕士学位论文
17第3章结果与讨论3.1实验反应机理3.1.1硼酚醛树脂合成反应机理图3.1水杨醇法合成硼酚醛树脂反应过程Fig.3.1Reactionprocessofsalicylalcoholsynthesisofboronphenolicresin用水杨醇法合成硼酚醛树脂，首先将苯酚和多聚甲醛合成水杨醇，然后水杨醇与硼酸进行反应，得到硼酚醛树脂。水杨醇中的酚羟基先与硼酸反应，或酚羟基与苄羟基同时参加反应[89]，硼酚醛树脂的结构如图3.2所示。图3.2硼酚醛树脂结构图Fig.3.2Structuraldiagramofboronphenolicresin3.1.2硼酚醛树脂固化反应机理表3.1为硼酚醛树脂固化前后硼酯键及酚羟基的变化[90]，其中酯值在经历固化后显著增加，这是由于硼酚醛树脂在固化成型过程中进一步发生了酯化。另外，酚羟值经过固化后数值降低，这是由于甲阶段大部分酚羟基已参加了反应，固化主要是酚羟基与未反应完全的硼酸分子中的-OH基反应生成硼酸酯，因而酚羟基的含量降低。固化反应机理如图3.3所示。沈阳工业大学硕士学位论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]硅烷偶联剂表面改性玄武岩纤维增强复合材料研究进展[J]. 王晓东,云斯宁,张太宏,尹洪峰,徐德龙. 材料导报. 2017(05)
[2]一种RTM用耐烧蚀改性酚醛树脂性能研究[J]. 李婷,刘建军,杨学军,赵文斌. 玻璃钢/复合材料. 2015(07)
[3]表面处理对玄武岩纤维增强酚醛树脂复合材料界面结合强度的影响[J]. 李静,申士杰,袁卉,张莉. 材料导报. 2013(20)
[4]玄武岩纤维/树脂基复合材料的界面强化研究现状[J]. 李翀,武明,王诗阳,赵金龙. 热加工工艺. 2012(22)
[5]硼酚醛树脂及其塑料的合成制备研究进展[J]. 杨莹,王汝敏,王德君. 工程塑料应用. 2012(09)
[6]硼酚醛树脂的合成及改性研究进展[J]. 朱苗淼,王汝敏,魏晓莹. 中国胶粘剂. 2011(06)
[7]玄武岩纤维的研究进展、性能及其产品应用[J]. 孙建磊,李龙,张胜靖. 中国纤检. 2010(21)
[8]连续玄武岩纤维的发展及应用前景[J]. 郭欢,麻岩,陈姝娜. 中国纤检. 2010(05)
[9]玄武岩纤维性能与用途探讨[J]. 王峣舜. 纺织科技进展. 2010(01)
[10]硅烷偶联剂处理对玄武岩单丝拉伸性能的影响[J]. 宋秋霞,刘华武,钟智丽,徐萍. 天津工业大学学报. 2010(01)
硕士论文
[1]玄武岩纤维/环氧树脂复合材料的湿热老化及高温性能研究[D]. 肖波.哈尔滨工业大学 2011
本文编号：3290392
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
水杨醇法合成硼酚醛树脂反应过程
17第3章结果与讨论3.1实验反应机理3.1.1硼酚醛树脂合成反应机理图3.1水杨醇法合成硼酚醛树脂反应过程Fig.3.1Reactionprocessofsalicylalcoholsynthesisofboronphenolicresin用水杨醇法合成硼酚醛树脂，首先将苯酚和多聚甲醛合成水杨醇，然后水杨醇与硼酸进行反应，得到硼酚醛树脂。水杨醇中的酚羟基先与硼酸反应，或酚羟基与苄羟基同时参加反应[89]，硼酚醛树脂的结构如图3.2所示。图3.2硼酚醛树脂结构图Fig.3.2Structuraldiagramofboronphenolicresin3.1.2硼酚醛树脂固化反应机理表3.1为硼酚醛树脂固化前后硼酯键及酚羟基的变化[90]，其中酯值在经历固化后显著增加，这是由于硼酚醛树脂在固化成型过程中进一步发生了酯化。另外，酚羟值经过固化后数值降低，这是由于甲阶段大部分酚羟基已参加了反应，固化主要是酚羟基与未反应完全的硼酸分子中的-OH基反应生成硼酸酯，因而酚羟基的含量降低。固化反应机理如图3.3所示。沈阳工业大学硕士学位论文
17第3章结果与讨论3.1实验反应机理3.1.1硼酚醛树脂合成反应机理图3.1水杨醇法合成硼酚醛树脂反应过程Fig.3.1Reactionprocessofsalicylalcoholsynthesisofboronphenolicresin用水杨醇法合成硼酚醛树脂，首先将苯酚和多聚甲醛合成水杨醇，然后水杨醇与硼酸进行反应，得到硼酚醛树脂。水杨醇中的酚羟基先与硼酸反应，或酚羟基与苄羟基同时参加反应[89]，硼酚醛树脂的结构如图3.2所示。图3.2硼酚醛树脂结构图Fig.3.2Structuraldiagramofboronphenolicresin3.1.2硼酚醛树脂固化反应机理表3.1为硼酚醛树脂固化前后硼酯键及酚羟基的变化[90]，其中酯值在经历固化后显著增加，这是由于硼酚醛树脂在固化成型过程中进一步发生了酯化。另外，酚羟值经过固化后数值降低，这是由于甲阶段大部分酚羟基已参加了反应，固化主要是酚羟基与未反应完全的硼酸分子中的-OH基反应生成硼酸酯，因而酚羟基的含量降低。固化反应机理如图3.3所示。沈阳工业大学硕士学位论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]硅烷偶联剂表面改性玄武岩纤维增强复合材料研究进展[J]. 王晓东,云斯宁,张太宏,尹洪峰,徐德龙. 材料导报. 2017(05)
[2]一种RTM用耐烧蚀改性酚醛树脂性能研究[J]. 李婷,刘建军,杨学军,赵文斌. 玻璃钢/复合材料. 2015(07)
[3]表面处理对玄武岩纤维增强酚醛树脂复合材料界面结合强度的影响[J]. 李静,申士杰,袁卉,张莉. 材料导报. 2013(20)
[4]玄武岩纤维/树脂基复合材料的界面强化研究现状[J]. 李翀,武明,王诗阳,赵金龙. 热加工工艺. 2012(22)
[5]硼酚醛树脂及其塑料的合成制备研究进展[J]. 杨莹,王汝敏,王德君. 工程塑料应用. 2012(09)
[6]硼酚醛树脂的合成及改性研究进展[J]. 朱苗淼,王汝敏,魏晓莹. 中国胶粘剂. 2011(06)
[7]玄武岩纤维的研究进展、性能及其产品应用[J]. 孙建磊,李龙,张胜靖. 中国纤检. 2010(21)
[8]连续玄武岩纤维的发展及应用前景[J]. 郭欢,麻岩,陈姝娜. 中国纤检. 2010(05)
[9]玄武岩纤维性能与用途探讨[J]. 王峣舜. 纺织科技进展. 2010(01)
[10]硅烷偶联剂处理对玄武岩单丝拉伸性能的影响[J]. 宋秋霞,刘华武,钟智丽,徐萍. 天津工业大学学报. 2010(01)
硕士论文
[1]玄武岩纤维/环氧树脂复合材料的湿热老化及高温性能研究[D]. 肖波.哈尔滨工业大学 2011
本文编号：3290392
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