耐高温酚醛树脂的合成及其改性研究

发布时间：2017-04-06 15:19

  本文关键词：耐高温酚醛树脂的合成及其改性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 热固性酚醛树脂是一种性能优良,运用广泛的树脂。然而,其固化物脆性大、耐热性难以满足日益发展的工程技术的要求,限制了酚醛树脂的进一步应用。因而对酚醛树脂及其复合材料的耐热性能进行改进具有重要的意义。 本课题首先合成热固性钼酚醛树脂,然后以热固性钼酚醛树脂为基体,运用物理和化学的方法对其改性,采用现代分析技术对复合材料树脂基体进行物理化学表征,以钼酚醛树脂耐高温复合材料树脂基体为研究对象,对树脂基体的组成与结构、固化特性以及力学性能等进行研究。 (1)在一定条件下,以苯酚、甲醛及钼酸为原料合成热固性钼酚醛树脂。通过热学性能测试确定了最佳反应条件为：苯酚：甲醛：钼酸=1：1.2：0.06摩尔比),反应温度：90℃,反应时间：40min。运用FTIR,DSC分别考察了热固性钼酚醛树脂的固化反应,用Kissinger方法对钼酚醛树脂的固化反应动力学进行了研究,并模拟出理论固化温度；用DSC,TQDMA和SEM等手段研究了固化树脂的热力学性质,动态力学性质及冲击断面的形态。 (2)以热固性钼酚醛树脂为基体,加入不同份数的液体丁腈橡胶共混改性,通过力学性能测试确定了最佳的加入份数。FTIR考察了共混物的反应。用TG,DMA和SEM等手段研究了该体系固化物热力学性质,动态力学性质及冲击断面的形态。 (3)以纳米二氧化硅粒子为填料来改性热固性钼酚醛树脂。用硅烷偶联剂KH-550对填料进行表面改性。FTIR谱图证实KH-550有效地接枝到了纳米二氧化硅表面,并考查了填料添加量对填料在基体的力学性能的影响,得到了其最佳量。 研究发现纳米氧化硅的加入对热固性钼酚醛树脂的耐热性和力学性能有一定影响。采用DMA和TG表征了改性后的耐热性能,纳米二氧化硅使玻璃化温度和热分解温度都提高了。纳米SiO2使力学性能也得到提高。
【关键词】：热固性钼酚醛树脂 液体丁腈橡胶 纳米二氧化硅 改性
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TQ323.1
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 目录7-10
• 第1章 前言10-21
• 1.1 本课题的意义11
• 1.2 酚醛树脂概述11-16
• 1.2.1 酚醛树脂的定义11
• 1.2.2 酚醛树脂的类型11-14
• 1.2.3 酚醛树脂的性能和发展史14-16
• 1.3 酚醛树脂改性研究的概况16-20
• 1.3.1 酚醛树脂耐热改性的研究16-18
• 1.3.2 酚醛树脂增韧改性的研究18-20
• 1.4 酚醛树脂改性的发展趋势20
• 1.5 本文研究的主要工作20-21
• 第2章 热固性钼酚醛树脂的制备及研究21-36
• 2.1 前言21
• 2.2 反应及固化机理21-23
• 2.2.1 钼酚醛树脂的合成21-22
• 2.2.2 钼酚醛树脂的固化反应22-23
• 2.3 实验部分23-25
• 2.3.1 实验原料23
• 2.3.2 实验设备23
• 2.3.3 热固性酚醛树脂的合成23
• 2.3.4 热固性钼酚醛树脂的合成23-24
• 2.3.5 树脂浇铸体的制备24
• 2.3.6 测试与表征24-25
• 2.4 结果与讨论25-35
• 2.4.1 钼酚醛树脂合成的最佳条件25-26
• 2.4.2 固化工艺的确定以及固化机理26-28
• 2.4.3 红外光谱分析(FTIR)28
• 2.4.4 钼酚醛树脂固化反应动力学研究28-31
• 2.4.5 钼酚醛树脂的力学性能31
• 2.4.6 热重分析(TG)31-32
• 2.4.7 动态热机械分析(DMA)分析32-33
• 2.4.8 固化树脂冲击断面SEM分析33-35
• 2.5 结论35-36
• 第3章 液体丁腈橡胶改性钼酚醛树脂的研究36-47
• 3.1 前言36
• 3.2 改性机理36-40
• 3.2.1 橡胶对树脂的增韧机理36-37
• 3.2.2 影响橡胶对树脂增韧效果的主要因素37-38
• 3.2.3 酚醛树脂/丁腈橡胶共混改性38
• 3.2.4 酚醛树脂/橡胶的共混工艺38-40
• 3.3 实验部分40-41
• 3.3.1 实验原料40
• 3.3.2 实验设备40
• 3.3.3 共混物浇铸体的制备40-41
• 3.3.4 性能测试与表征41
• 3.4 结果与讨论41-46
• 3.4.1 TEM对共混物形态的分析41-42
• 3.4.2 LNBR的用量对钼酚醛树脂冲击性能的影响42-43
• 3.4.3 红外光谱分析(FTIR)43-44
• 3.4.4 热重分析(TG)44-45
• 3.4.5 SEM对冲击断面形貌的分析45-46
• 3.5 结论46-47
• 第4章 纳米二氧化硅改性钼酚醛树脂的研究47-57
• 4.1 前言47
• 4.2 实验部分47-50
• 4.2.1 实验原料47-48
• 4.2.2 实验设备48
• 4.2.3 实验过程48-49
• 4.2.4 测试与表征49-50
• 4.3 结果与讨论50-56
• 4.3.1 改性二氧化硅的红外分析50-51
• 4.3.2 不同SiO_2含量对钼酚醛树脂冲击强度的影响51-52
• 4.3.3 热重分析(TG)52-53
• 4.3.4 SEM对冲击断口形貌的分析53-54
• 4.3.5 TEM对共混形态分析54-55
• 4.3.6 动态热机械分析(DMA)分析55-56
• 4.4 小结56-57
• 第5章 结论57-58
• 参考文献58-64
• 致谢64-65
• 攻读硕士学位期间发表的文章65

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