低醛高稳定三聚氰胺甲醛树脂的制备及其微波发泡
发布时间：2020-06-11 22:40
【摘要】：三聚氰胺甲醛(Melamineformaldehyde,MF)泡沫是一种具备吸音、耐热和保温等性能的本征阻燃型材料,在建筑、交通、航空等领域具有广阔的应用前景。但是,MF泡沫存在脆性较大、强度低的问题,且在使用过程中易释放出游离甲醛,这些因素极大地限制了其实际应用。MF泡沫是由MF树脂溶液经微波发泡工艺制备得到,因而MF树脂的分子结构和泡沫的泡孔结构共同决定了 MF泡沫的性能。论文从MF树脂基体改性和泡孔结构调控两个方面展开研究,首先系统研究了三聚氰胺与甲醛的反应特性,探究甲醛捕捉剂的改性效果与作用机理,优化反应工艺,制备出了低醛高储存稳定性的MF树脂;然后考察了尿素对MF树脂固化动力学的影响,并进一步优化发泡工艺,制备出了轻质高弹的MF泡沫。具体研究结果如下:(1)MF树脂制备过程主要分为两个阶段:一是在反应初期,以三聚氰胺与甲醛发生羟甲基化反应为主,二是反应后期,以羟甲基三聚氰胺之间发生缩聚反应为主。在反应3h时缩聚程度达到一定平衡后,添加10%的尿素,可将树脂溶液中的游离甲醛含量降低至0.65%且储存时间延长至60天。与硫脲、己内酰胺相比,尿素的加入不仅消耗了未反应的游离甲醛,而且生成了比亚甲基醚键更加稳定的-CH2-NH-结构,降低了甲醛释放的可能性,同时减少了活性官能团(羟甲基)数目,提高了 MF树脂溶液的储存稳定性。(2)MF树脂的固化过程主要是亚氨基和羟甲基之间发生缩聚交联,在低温下羟甲基之间的自交联反应速率较快,在高温下亚氨基的活性高于羟甲基,亚氨基与羟甲基之间的缩聚反应速率更快。经尿素改性后,MF树脂中的亚氨基含量增加,羟甲基数目减少,导致其在温度低于50℃时,固化速度很慢,而当温度高于50℃时,固化反应更容易,且活化能随转化率增加降低,符合自催化的反应特征。(3)采用微波发泡方式对MF树脂溶液进行发泡,调控树脂浓度、微波温度和时间、发泡助剂等工艺参数,使发泡与固化均衡,获得轻质高弹的MF泡沫。尿素对MF树脂改性后,不仅可将泡沫的甲醛含量降低至0.08 mg/g,同时增加了三嗪环之间的碳链长度,提高泡沫的压缩性能,当尿素添加量为15%时,MF泡沫压缩强度增加了 126%,弹性回复率提高了 47%。进一步在微波发泡过程中加入甲醇,可将泡沫的弹性回复率提高至80%。
【图文】：
李陶琦［３３］在羟甲基反应结束后向体系中加入过氧化氢，可将ＭＦ树脂中的逡逑游离甲醛含量降至０．０４％，且过氧化氢和f袢┓从蟊换乖伤换嵯蛱逑抵绣义弦肫渌镏剩从κ饺缤迹玻乘尽５牵捎诠趸獬仕嵝裕婀趸馓礤义霞恿康脑黾樱髦木酆纤俾试酱螅逑抵芯驮饺菀撞郏常矗荨６寡橇蛩崮棋义喜唤隹梢韵挠卫氲募兹曳从ι傻募状伎梢宰柚辜兹┓⑸运蹙鄯从Γ渝义隙岣撸停剖髦拇⒋嫖榷ㄐ裕孀沤寡橇蛩崮铺砑恿康脑黾樱从λ蹙鄢潭儒义辖档停允髦牧ρ阅懿跋欤簦常担ァｅ义希龋茫龋希龋玻埃玻危幔希儒濉荆龋茫埃埃危幔玻龋玻板义贤迹玻彻趸庥爰兹┑姆从礤义希疲椋纾酰颍邋澹玻冲澹遥澹幔悖簦椋铮铄澹恚澹悖瑁幔睿椋螅礤澹铮驽澹瑁洌颍铮纾澹铄澹穑澹颍铮椋洌邋澹幔睿溴澹妫铮颍恚幔欤洌澹瑁洌澹义希跺义
本文编号：2708580
【图文】：
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