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%,撕裂强度提高57%,阻燃性能提高了50%;在不同温度下,对玻璃纤维棉毡进行加压固化处理,固化时间为80min时,固化过程完成。当固化温度为160℃时,棉毡的憎水性能、力学性能以及耐高温性达到最佳,但对棉毡导热系数影响不大;最后,将氧化石墨烯含量,固化温度作为输入值,吸水率、撕裂强度和燃烧损毁长度作为输出值进行网络训练,基于BP神经网络模型预测玻璃纤维棉毡综合性能最佳时对应的工艺参数,当氧化石墨烯添加量为0.4wt%,固化温度为160℃时,玻璃纤维棉毡憎水性能、力学性能及耐高温性能最好。本课题成功制备出导热系数低、憎水性能优、撕裂强度高同时具备优异耐高温性能的新型玻璃纤维棉毡,可在航空、航天和航海等领域有重要的应用价值。