氧化石墨烯改性酚醛树脂包覆玻璃纤维棉毡性能研究

发布时间：2020-12-24 01:54

　　酚醛树脂因其耐高温、耐腐蚀和耐老化性能,成为玻璃纤维棉毡广泛使用的粘结剂。为进一步提高酚醛树脂的力学性能、憎水性能和耐高温性能,本课题采用氧化石墨烯原位插层改性方法解决了石墨烯在酚醛树脂基体中团聚问题,合成出性能优良的还原氧化石墨/烯酚醛树脂,并将其应用于玻璃纤维棉毡,玻璃纤维棉毡憎水性能提高了60%,撕裂强度提高了57%,60s垂直燃烧时质量损失率降低了50%。本文主要的研究工作及成果如下:采用氧化石墨烯、尿素和三聚氰胺三元体系改性酚醛树脂制备出还原氧化石墨烯分散均匀、性能稳定的粘结剂,该粘结剂实现了对玻璃纤维单丝的均匀包覆和单丝间搭接处的稳定性粘结;分析了氧化石墨烯和酚醛树脂原位聚合机理,使酚醛树脂分子在石墨烯表面原位生长,阻碍石墨烯片层间的团聚;热重分析仪测试还原氧化石墨烯/酚醛树脂粘结剂耐高温性能,拉力试验机测试玻璃纤维棉毡力学性能,用接触角和吸水率表征玻璃纤维棉毡憎水性能,60s垂直燃烧测试玻璃纤维棉毡阻燃性能,结果表明:添加氧化石墨烯后,酚醛树脂粘结剂的残炭率增加至77.90%,提高了9.4%,氧化石墨烯添加量为0.4wt%时,棉毡性能达到最佳,憎水性提高了60%,撕裂强度... 

【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

中国玻璃纤维产量及需求分布

图 1. 6 羟甲基化合物缩聚反应脂主要应用于木材加工业、保温材料、成型材料、隔音材温和耐烧蚀的结构材料。酚醛树脂作为一种常用的树脂基体，性能稳定等优点，在涂料、粘结剂、泡沫，塑料等材料中应用于电气行业，仅用作绝缘材料来替代当时使用的传统树脂应用领域。由图可见，随着酚醛树脂的合成以及改性能得到了提高，其应用领域也呈现多元化的发展[22,23]。木材加工塑料涂料

图 1. 9 石墨烯和 GO 分子结构示意图墨烯类材料具有高比表面积，高导热性，通过改性处理，能够混合分散在聚合物基合物体系。GO 与聚合物基体之间存在良好的界面兼容性，添加适量 GO 能够改善，热学等综合性能，因此，石墨烯/聚合物材料激起了科研工作者浓厚的研究兴趣。石墨烯/聚合物材料的制备方法 溶液共混法液共混法需要具备一定的溶剂体系，石墨烯或改性石墨烯在溶剂中分散或溶胀，当以后，使聚合物插层到石墨烯中，石墨烯片层之间就会充满聚合物，实现聚合物与匀混合，形成石墨烯纳米材料[36-39]。图 1.10 为石墨烯/聚合物材料的溶液共混制备示由图可见，溶液共混法制备石墨烯/聚合物材料过程中通常以还原氧化石墨烯(Reene oxide, RGO)为增强相。经还原后的 GO 片层中含有少量的含氧官能团（羧基、羟等），把 RGO 分散在溶剂中，进行机械搅拌的同时加入基体溶液，在聚合物基体成RGO 片层以后，通过真空干燥或旋转蒸发法去除溶剂，随之加入相应的固化剂，强力，加热固化，制备出石墨烯/聚合物材料。


本文编号：2934750