有机硅酚醛树脂的合成与改性及其在超硬磨具中的应用研究
发布时间：2022-01-13 00:16
超硬磨具以其高速、高效、超精密磨削等优点广泛应用于磨削玻璃、陶瓷、硬质合金和石材等领域。酚醛树脂作为超硬磨具的常见树脂结合剂,其自身的性能在很大程度上影响着磨具的整体性能。由于酚醛树脂结构中的酚羟基和亚甲基容易被氧化且树脂固化后苯环间仅以亚甲基相连,导致用于超硬磨具的酚醛树脂结合剂普遍存在热分解温度低、结合力弱、机械性能差等缺点,已成为制约磨具工业发展的因素之一。针对酚醛树脂结构中存在的缺陷导致其耐热性不足、脆性大等问题,本研究从分子结构设计出发,以有机硅作为酚醛树脂的改性剂,通过硅氧烷与苯酚进行酯交换反应,以两步反应的方式成功合成出有机硅酚醛树脂;随后针对有机硅酚醛树脂的力学性能和热稳定性能分别通过引入改性剂环氧树脂和硼酸对合成的有机硅酚醛树脂进行进一步的改性,以增强树脂的整体性能。采用FTIR、DSC、SEM、TG和力学性能测试等手段,对合成树脂的结构和性能进行了表征,此外对树脂作为结合剂制备出的超硬磨具的磨削性能也一并进行了研究。通过对树脂结构和性能进行表征和分析发现,有机硅酚醛树脂、环氧改性有机硅酚醛树脂和硼酸改性有机硅酚醛树脂三种合成树脂被成功的制备。其中,在力学性能方面,经...
【文章来源】：河南工业大学河南省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１金刚石超硬磨具的制备工艺流程图??２．３样品的性能表征??
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有机硅酚醛树脂的制备方法??在配有温度计、冷凝器和机械搅拌器的三口烧瓶中加入苯酚和甲基三甲氧基硅烷，??搅拌至均匀后加入一定量的Ｂｒｃｍｓｔｅｄ酸催化剂，同吋在氮气气氛保护下，搅拌升温至??１６０?°Ｃ，在回流的状态下反应保持５?ｈ，之后冷却降温至９０?°Ｃ，加入一定量的多聚甲醛??至完全溶解后，缓慢升温至ｌｌ〇°Ｃ继续反应，直至体系变为凝胶状态，停止反应，调节??ＰＨ至中性，将样品快速置于１２０?°Ｃ真空干燥箱｜Ａ」真空脱水干燥３?ｈ，得到浅黄色透明的??热塑性酚醛树脂，反应过程如图３．１和图３．２所示，合成的树脂结构示意图如图３．３所??示；将干燥后的树脂加入质Ｍ分数１０％的六亚甲基四胺并破碎成粉，封装保存备用＝??３．３有机硅酚醛树脂的性能表征??３．３．１有机硅酚醛树脂的红外光谱分析??为验证ＭＴＭＳ与苯酚二者之间发生了酯交换反应，对反应过程屮回流阶段的低沸??点产物收集并对其进行红外光谱（ＦＴＩＲ）表征并与试剂级甲醇、屮基三屮氧祕硅烷的红??外光谱进行对比，图３．４分别给出了甲基三甲氧基硅烷（ａ）、甲醇（ｂ）和回流产物（ｃ）??三者的ＦＴ１Ｒ谱图。??７＼?ＩｆＰ??．Ｉ?．?Ｉ?．?Ｉ?．?Ｉ?．?Ｉ?，?Ｉ?，?Ｉ?，?Ｉ?．??４０００?３６００?３２００?２８００?２４００?２０００?１６００?１２００?８００?４００??Ｗａｖｅｎｕｍｂｅｒ?（ｃｍ＇１）??图３．４甲基三甲氧基硅烷（ａ）、甲醇（ｂ）和回流产物（ｃ）的ＦＴＩＲ谱图??在３４２８?ｃｍ－１处的吸收峰为－ＯＨ的伸缩振动峰，２９６３?ｃｒｒｆ１和２８３６?ｃｍ－１处的吸收峰为??Ｃ－Ｈ键的伸缩振动峰；在１
【参考文献】：
期刊论文
[1]环氧改性酚醛树脂纳米复合材料的制备及性能研究[J]. 夏涛,汪壮,黄莺,宇文红娟,石晓敏. 化工新型材料. 2019(12)
[2]有机硅改性酚醛树脂合成及应用性能[J]. 胡茂明,严兵. 工程塑料应用. 2019(04)
[3]高性能有机硅改性酚醛树脂的研究进展[J]. 向靖宇,刘春霞,马凤国. 有机硅材料. 2019(01)
[4]有机硅改性酚醛树脂的研究进展[J]. 郭亚军,胡立红,周永红. 化工新型材料. 2018(10)
[5]聚酰胺改性硼酚醛树脂的制备与性能[J]. 王作堯,彭进,张琳琪,邹文俊. 工程塑料应用. 2018(09)
[6]硅改性酚醛树脂研究现状[J]. 张娜,胡立红,周永红. 热固性树脂. 2018(04)
[7]酚醛树脂/铝酸盐无机高分子复合材料的制备及性能研究[J]. 王作堯,张琳琪,彭进,邹文俊. 塑料工业. 2018(02)
[8]硅烷偶联剂改性酚醛树脂的合成[J]. 游胜勇,戴润英,董晓娜,李玲,陈衍华,曹修. 合成树脂及塑料. 2017(06)
[9]高邻位线性钼酸改性酚醛树脂胶黏剂的研制[J]. 张广艳,刘士琦,刘文仓,关悦瑜,李冰,于伟民,李博弘,王晶. 化学与黏合. 2017(03)
[10]有机硅改性硼酚醛树脂的研制[J]. 郭安儒,李杰,刘畅,肖德海. 高等学校化学学报. 2016(12)
博士论文
[1]有机硅改性高性能酚醛/环氧树脂的制备与性能[D]. 李诚.浙江大学 2015
硕士论文
[1]有机硅改性酚醛树脂的制备及复合材料高温界面性能研究[D]. 张文轩.哈尔滨工业大学 2019
[2]硼硅改性酚醛树脂的制备及其性能研究[D]. 王烽屹.武汉理工大学 2014
[3]有机硅改性酚醛树脂的制备与研究[D]. 周力.武汉理工大学 2013
[4]SiC/有机硅改性酚醛树脂复合材料的耐温性研究[D]. 张光武.武汉理工大学 2012
本文编号：3585719
【文章来源】：河南工业大学河南省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１金刚石超硬磨具的制备工艺流程图??２．３样品的性能表征??
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有机硅酚醛树脂的制备方法??在配有温度计、冷凝器和机械搅拌器的三口烧瓶中加入苯酚和甲基三甲氧基硅烷，??搅拌至均匀后加入一定量的Ｂｒｃｍｓｔｅｄ酸催化剂，同吋在氮气气氛保护下，搅拌升温至??１６０?°Ｃ，在回流的状态下反应保持５?ｈ，之后冷却降温至９０?°Ｃ，加入一定量的多聚甲醛??至完全溶解后，缓慢升温至ｌｌ〇°Ｃ继续反应，直至体系变为凝胶状态，停止反应，调节??ＰＨ至中性，将样品快速置于１２０?°Ｃ真空干燥箱｜Ａ」真空脱水干燥３?ｈ，得到浅黄色透明的??热塑性酚醛树脂，反应过程如图３．１和图３．２所示，合成的树脂结构示意图如图３．３所??示；将干燥后的树脂加入质Ｍ分数１０％的六亚甲基四胺并破碎成粉，封装保存备用＝??３．３有机硅酚醛树脂的性能表征??３．３．１有机硅酚醛树脂的红外光谱分析??为验证ＭＴＭＳ与苯酚二者之间发生了酯交换反应，对反应过程屮回流阶段的低沸??点产物收集并对其进行红外光谱（ＦＴＩＲ）表征并与试剂级甲醇、屮基三屮氧祕硅烷的红??外光谱进行对比，图３．４分别给出了甲基三甲氧基硅烷（ａ）、甲醇（ｂ）和回流产物（ｃ）??三者的ＦＴ１Ｒ谱图。??７＼?ＩｆＰ??．Ｉ?．?Ｉ?．?Ｉ?．?Ｉ?．?Ｉ?，?Ｉ?，?Ｉ?，?Ｉ?．??４０００?３６００?３２００?２８００?２４００?２０００?１６００?１２００?８００?４００??Ｗａｖｅｎｕｍｂｅｒ?（ｃｍ＇１）??图３．４甲基三甲氧基硅烷（ａ）、甲醇（ｂ）和回流产物（ｃ）的ＦＴＩＲ谱图??在３４２８?ｃｍ－１处的吸收峰为－ＯＨ的伸缩振动峰，２９６３?ｃｒｒｆ１和２８３６?ｃｍ－１处的吸收峰为??Ｃ－Ｈ键的伸缩振动峰；在１
【参考文献】：
期刊论文
[1]环氧改性酚醛树脂纳米复合材料的制备及性能研究[J]. 夏涛,汪壮,黄莺,宇文红娟,石晓敏. 化工新型材料. 2019(12)
[2]有机硅改性酚醛树脂合成及应用性能[J]. 胡茂明,严兵. 工程塑料应用. 2019(04)
[3]高性能有机硅改性酚醛树脂的研究进展[J]. 向靖宇,刘春霞,马凤国. 有机硅材料. 2019(01)
[4]有机硅改性酚醛树脂的研究进展[J]. 郭亚军,胡立红,周永红. 化工新型材料. 2018(10)
[5]聚酰胺改性硼酚醛树脂的制备与性能[J]. 王作堯,彭进,张琳琪,邹文俊. 工程塑料应用. 2018(09)
[6]硅改性酚醛树脂研究现状[J]. 张娜,胡立红,周永红. 热固性树脂. 2018(04)
[7]酚醛树脂/铝酸盐无机高分子复合材料的制备及性能研究[J]. 王作堯,张琳琪,彭进,邹文俊. 塑料工业. 2018(02)
[8]硅烷偶联剂改性酚醛树脂的合成[J]. 游胜勇,戴润英,董晓娜,李玲,陈衍华,曹修. 合成树脂及塑料. 2017(06)
[9]高邻位线性钼酸改性酚醛树脂胶黏剂的研制[J]. 张广艳,刘士琦,刘文仓,关悦瑜,李冰,于伟民,李博弘,王晶. 化学与黏合. 2017(03)
[10]有机硅改性硼酚醛树脂的研制[J]. 郭安儒,李杰,刘畅,肖德海. 高等学校化学学报. 2016(12)
博士论文
[1]有机硅改性高性能酚醛/环氧树脂的制备与性能[D]. 李诚.浙江大学 2015
硕士论文
[1]有机硅改性酚醛树脂的制备及复合材料高温界面性能研究[D]. 张文轩.哈尔滨工业大学 2019
[2]硼硅改性酚醛树脂的制备及其性能研究[D]. 王烽屹.武汉理工大学 2014
[3]有机硅改性酚醛树脂的制备与研究[D]. 周力.武汉理工大学 2013
[4]SiC/有机硅改性酚醛树脂复合材料的耐温性研究[D]. 张光武.武汉理工大学 2012
本文编号：3585719
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