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当今社会发展迅速,各行业对所需材料的性能要求也一直在提高,摩阻材料同样如此,而酚醛树脂作为摩阻材料的基体使用。在这种情况下,作为有着上百年历史的酚醛树脂已很难满足新的发展要求,其耐热性和柔韧性已成为影响其使用的重要指标。因此,如何通过改性提高其耐热性和柔韧性已成为急待解决的问题。本研究用化学方法,以苯酚、甲醛为原料,盐酸、氢氧化钠、氨水等为催化剂,硼酸、亚麻油为改性剂,分别制备出了硼改性酚醛树脂、亚麻油改性酚醛树脂、硼-亚麻油双改性酚醛树脂。通过大量的试验研究得出了合成改性酚醛树脂的最佳工艺条件,包括原料的配比、反应温度及时间、催化剂的用量等。硼改性酚醛树脂的最佳工艺:先将苯酚加入到三口烧瓶中,搅拌并升温到90℃,然后加入硼酸(苯酚与硼酸的摩尔比为1:0.4),催化剂用氢氧化钠(质量为苯酚的3%),在90-100℃反应2h,得到硼酸酚酯;边搅拌边加入甲醛(苯酚与甲醛的摩尔比为1:1.3),升温到100-110℃,反应3h,停止加热并进行真空脱水,脱水温度为120℃,脱水时间为45min,冷却出料。亚麻油改性酚醛树脂的最佳工艺:将苯酚、亚麻油及对甲基苯磺酸(苯酚:亚麻油:对甲基苯磺酸=1:0.5:0.01(质量比))加到三口烧瓶中,升温搅拌,在130-140℃反应3h,得到苯酚-亚麻油产物,停止加热,冷却到90℃。然后加入甲醛及氨水(苯酚:甲醛:氨水=1:1.3:0.06(摩尔比)),升温搅拌,在100-110℃反应2h,然后停止加热并真空脱水,脱水温度为100℃-110℃,脱水时间为45-50min,冷却出料。硼-亚麻油双改性酚醛树脂的最佳工艺:装有电动搅拌器、冷凝管的三口烧瓶中,按1:0.4的摩尔比投入苯酚、硼酸,催化剂选用NaOH(质量为苯酚的3%)。在高速搅拌下加热至90~100℃,反应2~3小时,回流分水;将体系温度降至80℃左右,投入甲醛和亚麻油(苯酚:甲醛的摩尔比为1:1.3,苯酚:亚麻油的质量比为1:0.5),在高速搅拌下升温至100~110℃,保温回流反应3小时,然后在140℃温度下抽真空脱水,脱水时间为45min,冷却出料。在红外光谱仪、热分析仪、万能拉力试验机等仪器上对改性后的酚醛树脂进行测试,然后分析其机理,得出:改性酚醛树脂分子中引入硼元素后,可以生成高键能的B-O键及含硼的三向交联结构,可显著提高树脂的耐热性;而引入亚麻油柔性长链,起到内增韧作用,使其柔韧性得到改善。对改性酚醛树脂的力学性能测试表明:亚麻油改性酚醛树脂的冲击强度和拉伸强度最大,分别比普通酚醛树脂提高了3.9倍和1.5倍,硼改性酚醛树脂的硬度最大,比普通酚醛树脂高出5.4%。以改性后的酚醛树脂作为基体、加入增强剂和调料等制备摩阻材料,并在摩擦试验机上测试其摩擦磨损性能,结果表明:普通酚醛树脂基摩阻材料、硼改性酚醛树脂基摩阻材料、亚麻油改性酚醛树脂基摩阻材料、硼-亚麻油双改性酚醛树脂摩阻材料在50N载荷下的平均摩擦系数分别为0.421、0.513、0.487、0.518;在50N载荷下的磨损率分别为0.62、0.49、0.21、0.18(单位为10-7cm3·(N·m))。以改性酚醛树脂为基体的摩阻材料的平均摩擦系数以及摩擦稳定性都高于以普通酚醛树脂为基体的摩阻材料,而磨损率更低。