改性酚醛泡沫原位填充芳綸蜂窩復(fù)合材料的制備工藝研究.pdf

1、酚醛泡沫因?yàn)榫哂休p質(zhì)、隔音、隔熱、防火、低煙、低毒、比強(qiáng)度高、導(dǎo)熱系數(shù)低等優(yōu)異的性能,故而被廣泛應(yīng)用于交通、建筑、船舶等領(lǐng)域。相對(duì)于其它泡沫材料,酚醛泡沫的防火阻燃性能尤為突出,且其還具有相當(dāng)?shù)某杀緝?yōu)勢(shì)。然而,這種材料的力學(xué)性能不強(qiáng),且存在著較脆、易碎的不足,這些方面的缺陷大大限制了酚醛泡沫的應(yīng)用。為了解決這些問(wèn)題,本課題提出采用芳綸蜂窩作為骨架增強(qiáng)材料,通過(guò)改性的酚醛泡沫原位填充芳綸蜂窩的空隙的方法來(lái)提高酚醛泡沫的力學(xué)性能。該思路是將

2、酚醛泡沫的低密度、高防火性能與芳綸蜂窩的高強(qiáng)度、高模量相結(jié)合從而獲得一種輕質(zhì)高強(qiáng)又防火的材料。論文主要針對(duì)改性酚醛泡沫原位填充芳綸蜂窩的制備工藝中需要重點(diǎn)解決的酚醛樹(shù)脂改性工藝問(wèn)題、酚醛樹(shù)脂發(fā)泡和增強(qiáng)、增韌的工藝問(wèn)題及芳綸蜂窩和酚醛樹(shù)脂之間的相容性問(wèn)題進(jìn)行研究。
　　為了獲得性能更好的酚醛樹(shù)脂,本課題研究了PH值、合成溫度、F/P比等因素對(duì)合成的甲階酚醛樹(shù)脂性能的影響。結(jié)果表明最佳的甲階酚醛制備工藝為控制反應(yīng)體系PH為8,F/P的

3、摩爾比為1.8,在90oC的條件下進(jìn)行聚合。在此基礎(chǔ)之上,本課題采用三聚氰胺作為改性劑來(lái)降低合成的甲階酚醛樹(shù)脂的游離單體,結(jié)果表明三聚氰胺改性的甲階酚醛樹(shù)脂固化溫度稍有提高,而游離酚、醛含量明顯降低。當(dāng)三聚氰胺與苯酚的質(zhì)量比為1:15時(shí),樹(shù)脂中游離單體總量最低,為2.43％。
　　通過(guò)正交試驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法分析了酚醛發(fā)泡的各個(gè)參數(shù)對(duì)酚醛泡沫性能的影響,確定了最佳的發(fā)泡工藝參數(shù)為:用3%DC193作為表面活性劑,6%正戊烷作為發(fā)泡劑,6

4、%的磷酸和苯磺酸配制的混酸與甲階酚醛樹(shù)脂充分混合均勻,倒入發(fā)泡模具并放入平板硫化機(jī)中加熱至90oC發(fā)泡成型。在此基礎(chǔ)之上,為了進(jìn)一步改善酚醛泡沫的性能,采用中空玻璃微珠和聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮等原料復(fù)配的增韌劑對(duì)酚醛泡沫進(jìn)行改性,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:當(dāng)采用硅烷偶聯(lián)劑處理的中空玻璃微珠添加量為樹(shù)脂的10wt%,復(fù)配增韌劑用量為樹(shù)脂的10wt%時(shí),所得到的酚醛泡綜合沫性能最優(yōu)。
　　采用芳綸蜂窩對(duì)酚醛泡沫進(jìn)行增強(qiáng)處理,大幅度提升