催化剂体系对水溶性酚醛树脂分子结构的影响及在汽车滤纸的应用

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机油滤纸一般采用热固性水溶性酚醛树脂浸渍增强,制备水溶性酚醛树脂所用的催化剂不同,制得的树脂、树脂浸渍的滤纸的性能也不同,催化剂的影响巨大。本文研究无机和有机催化剂体系对制备水溶性酚醛树脂分子结构的影响,并将无机催化剂与有机催化剂一起催化制备酚醛树脂,从而实现在树脂水溶的前提下提高浸渍滤纸强度的目的。论文首先分别采用氢氧化钠、氨水和N,N-二甲基乙醇胺(DMAE)三种原料作单一催化剂制备水溶性酚醛树脂,研究各催化剂的用量对制备水溶性酚醛树脂的影响及树脂浸渍滤纸的性能。结果表明:采用三种单一催化剂制备水溶性酚醛树脂,氢氧化钠用量不能低于4%,N,N-二甲基乙醇胺用量不能低于16%,氨水不能制备水溶性酚醛树脂;无机催化剂与有机催化剂制备的相同黏均分子量的水溶性酚醛树脂在基团的种类上相似而在含量上不同。在此基础上,将三种催化剂两两组合成二元复合催化剂体系,研究体系中两种催化剂的用量、比例和反应时间对制备水溶性酚醛树脂的影响,并浸渍滤纸考察性能。接着,在二元复合催化剂的基础上加入第三种原料,构成三元复合催化剂,调节第三种催化剂的用量,使得浸渍滤纸的强度性能最优。结果表明:三元复合催化剂体系在氢氧化钠、氨水和N,N-二甲基乙醇胺的用量均为5%时,浸渍滤纸的强度性能达到最优,与单一氢氧化钠制备树脂浸渍滤纸的性能相比,耐破度提高10%,挺度提高30%,浸渍滤纸固化后面积没有收缩,厚度略有增长,平均孔径和最大孔径基本不变,保持优良过滤性能,耐油性能延长为5天,树脂固化放热峰出现在160℃。论文在最后研究了催化剂对树脂分子结构、树脂分子结构对浸渍滤纸性能的影响规律:氢氧化钠有利于增加树脂分子上羟甲基基团含量,增加树脂分子的极性,增加树脂的水溶性;催化体系中使用N,N-二甲基乙醇胺时,浸渍滤纸的挺度提高;催化体系中使用氨水时,浸渍滤纸的耐破度提高。
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