酚醛泡沫塑料的增韌改性及其結(jié)構(gòu)與性能研究.pdf

1、酚醛泡沫塑料是一種具有優(yōu)異隔熱性、阻燃性、低煙、低毒、耐熱、耐化學(xué)腐蝕的保溫材料。但是酚醛樹脂結(jié)構(gòu)上的薄弱環(huán)節(jié)酚羥基和亞甲基易氧化,使其泡沫體存在強度低、脆性大、易掉粉、不耐彎曲等問題,限制了酚醛泡沫塑料的應(yīng)用。本文針對酚醛泡沫塑料存在的問題,對其進行增韌改性研究。同時著重研究了酚醛泡沫塑料的泡孔結(jié)構(gòu)和性能。
　　本文首先通過單因素實驗確定了未改性酚醛樹脂的粘度、發(fā)泡溫度、攪拌速度、表面活性劑、固化劑和發(fā)泡劑的參數(shù)范圍。后續(xù)設(shè)計正

2、交試驗對酚醛泡沫的工藝參數(shù)進行優(yōu)化。正交試驗結(jié)果表明最佳工藝為:固化劑15％、發(fā)泡劑22%、表面活性劑1.5%、溫度50℃。采用最佳工藝制備的酚醛泡沫塑料的性能如下:表觀密度61kg/m3、導(dǎo)熱系數(shù)0.02997W/(m·K)、壓縮強度300KPa、吸水率3.7%、掉渣率7.9%、氧指數(shù)45、孔徑258μm、泡孔壁厚1.8μm。
　　其次采用聚乙二醇對酚醛泡沫塑料進行物理增韌改性。試驗結(jié)果表明:隨著聚乙二醇添加量的增加,酚醛泡沫的

3、表觀密度先增加后減小,壓縮強度先上升后下降,掉渣率先下降后上升,導(dǎo)熱系數(shù)先上升后下降再上升,吸水率先下降后上升,氧指數(shù)呈下降趨勢。當(dāng)聚乙二醇添加量為10%時酚醛泡沫性能最好,各項性能如下:表觀密度66kg/m3、導(dǎo)熱系數(shù)0.02728W/(m·K)、壓縮強度319KPa、吸水率2.8%、掉渣率3.6%、氧指數(shù)39、孔徑244μm、泡孔壁厚2.0μm。經(jīng)聚乙二醇改性后,酚醛泡沫的掉渣率由改性前的7.9%降至改性后的3.6%,降幅為54%,

4、說明其韌性得到很大提高。同時其表觀密度和壓縮強度有所提高,孔徑、導(dǎo)熱系數(shù)、吸水率均減小,說明大部分性能得到優(yōu)化。但是氧指數(shù)也下降,說明燃燒性能下降。
　　最后通過SEM觀察酚醛泡沫的泡孔形貌,采用NanoMeasurer粒徑分布計算軟件分析SEM圖像,確定泡體孔徑和泡孔壁厚,進而研究了泡孔結(jié)構(gòu)對其性能的影響。結(jié)果表明:隨著酚醛泡沫表觀密度的增大,泡體孔徑逐漸減小,導(dǎo)熱系數(shù)和壓縮強度逐漸增加;當(dāng)酚醛泡沫的表觀密度一定時,導(dǎo)熱系數(shù)隨著