论文部分内容阅读
为了克服甲阶酚醛树脂(PF)贮存期短，耐碱性差等缺点，本课题采用不同含量氯丙烯(A)改性PF树脂得到不同含量的APF树脂，并且研究了APF树脂和PF树脂的贮存稳定性;采取非等温差示扫描量热法(DSC)表征PF树脂和APF树脂的固化动力学和固化过程，以明确其理论的固化过程;同时研究了两种树脂固化物的相关性能，并将纳米二氧化硅(Nano-SiO2)粒子与APF树脂共混来增韧APF树脂。 通过对粘度以及游离醛游离酚的控制确定PF树脂合成工艺为F/P=1.6，NaOH用量取0.05(OH-/P)，温度70℃，反应时间为2h;该PF树脂的贮存期为30天，与市场上的酚醛树脂贮存期一个月差别不大;然后使用氯丙烯对合成的PF树脂进行改性，红外结果表明，烯丙基团成功接入到酚醛的分子链上，并且随着烯丙基团含量的增加，体系的粘度呈上升趋势，并且贮存期也增加，当烯丙基含量为30％时，树脂贮存期为120天。 用Kissinger和Flynn-Wall-Ozawa两种方法分别对PF树脂和APF树分别进行了固化动力学的研究。研究表明，APF树脂的表观活化能要高于PF树脂;通过T-β曲线和固化动力学方程确定了两种树脂的理论固化温度和时间。 然后经过反复试验，修正固化工艺为PF树脂:80℃/2h(0.1MPa)+100℃/2h+140℃/3h;APF树脂:80℃/2h(0.1MPa)+100℃/2h+140℃/3h+220℃/2h;经过烯丙基改性的APF树脂的耐腐蚀性特别是耐碱性相比于PF树脂得到了改善，并且随着烯丙基含量的增加，耐腐蚀性能更加优异;随着烯丙基含量的逐渐增加，固化物力学性能表现出先提高后减弱的规律，当m(A)/m(PF)=10％时，APF树脂的固化物的硬度到达最大值62.2HBa，冲击强度也同样到达最大值4.10KJ/m2，弯曲强度也到达最大值100.4MPa;热失重(TG)结果表明，改性后的APF树脂的耐热稳定性有了一定程度的提升;DMA结果表明，APF的固化物Tg由87℃提高到了122℃。 最后用纳米二氧化硅增韧APF树脂，结果说明随Nano-SiO2加入量增加，树脂黏度也相应增加，但是贮存期与APF相比差别不大;当m(SiO2)∶m(APF)=3％时，树脂的力学性能最佳，冲击强度、弯曲强度均到达最大值，分别为4.60kJ·m-2、104.41Mpa;随着Nano-SiO2加入量的增加，其固化物耐酸性能增加，但是耐碱性减弱。TG结果表明，当m(SiO2)∶m(APF)=3％时，固化物的分解温度高于APF固化物分解温度，但是在温度超过600℃时，由于SiO2与基体之间的交联结构被破坏同时SiO2也会缩合失水，造成Nano-SiO2/APF树脂的残炭率下降;DMA结果表明，其固化物的玻璃化转变温度Tg相比于APF树脂有所下降，这与TG得到的分析结果相吻合。