玻璃纤维增强酚醛模塑料的制备及性能

论文摘要

本文研究了玻璃纤维（GF）及玻纤与棉纤（CF）混杂纤维（GF/CF）增强酚醛模塑料的制备工艺、结构形态及性能。分析纤维表面处理方式、纤维长度及添加量、复配树脂体系等因素对酚醛模塑料性能的影响,探讨纤维增强原理及其断裂机理,为开发新型酚醛模塑料及其性能优化提供理论依据。增强纤维的表面处理对于酚醛模塑料性能有重要影响。实验采用碱热法、硅烷偶联剂KH-792两种方式处理GF、CF表面。结果表明,与未处理的GF、CF相比,碱热法、硅烷偶联剂KH-792两种处理方式都能有效提高GF、CF对酚醛模塑料的增强效果。与CF及木粉填料增强体系相比,GF增强体系力学性能及耐热性能优于木粉填充体系,冲击强度优于CF增强体系。GF长度对酚醛模塑料的性能影响不大,但CF长度对酚醛模塑料的性能影响较大。较长CF增强酚醛模塑料在力学性能和耐热性能上优于较短CF增强酚醛模塑料,但在电绝缘性能和吸湿性指标上差于较短CF增强酚醛模塑料。在GF增强酚醛模塑料体系中,采用碱热法处理的GF取代部分木粉增强传统的热塑性酚醛树脂体系制备酚醛模塑料。随着GF用量的增加,复合材料的弯曲强度、缺口冲击强度呈现先明显增加后趋于平稳;耐热性随着GF用量的增加而增加,吸水百分比随着GF用量的增加而逐步减小;电气强度在加入GF后有了较大的提升,随着GF用量的增加,电气强度总体上呈现微小的上升趋势。在GF增强热塑性酚醛树脂和热固性酚醛树脂的复配树脂体系中,采用偶联剂处理的GF增强复配体系取代传统的热塑性酚醛树脂体系,考察了固化体系及复配配比对酚醛模塑料性能及结构形态的影响。固化体系对酚醛模塑料性能有较大影响。在复配树脂体系中,随着热固性酚醛树脂用量的增加,复合材料的弯曲强度、冲击强度以及热变形温度基本呈现先增后减的趋势。SEM观察结果显示,在热塑性酚醛树脂体系中,GF和树脂基体间的界面粘附效果则较差；在复配体系中,GF和树脂基体间具有良好的界面粘附效果。在GF/CF混杂增强酚醛模塑料体系中,采用偶联剂处理的GF和CF增强传统的热塑性酚醛树脂体系制备复合材料。实验结果表明,随着GF/CF混杂配比的增加,复合材料的冲击强度、热变形温度、体积电阻率呈现上升趋势：弯曲强度和吸水百分比呈现下降趋势。SEM观察结果表明GF增强复合材料呈现刚性断裂,CF增强复合材料呈现韧性断裂,在GF/CF混杂增强体系（混杂质量比为1:1）中,混杂纤维交错排布,分散均匀。在GF/CF混杂增强复配树脂体系中,采用偶联剂处理GF、CF考察纤维混杂配比对复合材料性能的影响。实验结果表明,随着GF/CF混杂配比的增加,复合材料的冲击强度、热变形温度、体积电阻率呈现上升趋势；弯曲强度和吸水百分比呈现下降趋势。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 前言
• 第二章 文献综述
• 2.1 酚醛模塑料
• 2.1.1 酚醛模塑料组分
• 2.1.1.1 酚醛树脂
• 2.1.1.2 填料
• 2.1.1.3 固化剂及固化促进剂
• 2.1.1.4 润滑剂
• 2.1.1.5 增塑剂
• 2.1.2 酚醛模塑料制造工艺
• 2.1.2.1 酚醛模塑料干法生产
• 2.1.2.2 酚醛模塑料湿法生产
• 2.1.3 酚醛模塑料改性研究
• 2.1.3.1 酚醛树脂的耐热、强度的改性
• 2.1.3.2 填料增强耐热、高强度酚醛模塑料
• 2.2 玻璃纤维
• 2.2.1 玻璃纤维的组成、性质和分类
• 2.2.1.1 玻璃纤维组成
• 2.2.1.2 玻璃纤维特性
• 2.2.1.3 玻璃纤维分类
• 2.2.2 玻璃纤维的表面处理
• 2.2.2.1 物理改性方法
• 2.2.2.2 化学改进方法
• 2.3 玻璃纤维增强树脂基复合材料
• 2.3.1 玻璃纤维增强热固性复合材料
• 2.3.2 玻璃纤维增强热塑性复合材料
• 2.3.3 玻璃纤维增强橡胶复合材料
• 2.3.4 玻璃纤维增强混凝土及其它基体体系复合材料
• 2.4 玻纤-棉纤混杂增强树脂基复合材料
• 2.5 纤维增强复配树脂基复合材料
• 2.6 研究目的、思路和内容
• 2.6.1 研究目的
• 2.6.2 研究思路
• 2.6.3 研究内容
• 第三章 实验部分
• 3.1 原料
• 3.2 试验装置
• 3.3 注塑制备工艺
• 3.4 性能测试
• 第四章 玻璃纤维增强酚醛模塑料的性能研究
• 4.1 酚醛模塑料及试验样条的制备
• 4.2 偶联剂对玻璃纤维增强酚醛模塑料的影响
• 4.3 GF与CF及普通木粉填料增强效果的对比
• 4.4 GF含量对酚醛模塑料性能的影响
• 4.4.1 力学性能
• 4.4.2 耐热性能
• 4.4.3 电气强度
• 4.4.4 吸水性能
• 4.5 小结
• 第五章 玻璃纤维增强复配树脂基酚醛模塑料性能研究
• 5.1 GF长度对酚醛模塑料性能影响
• 5.2 固化体系对酚醛模塑料性能影响
• 5.3 树脂复配比对酚醛模塑料性能影响
• 5.4 小结
• 第六章 玻纤/棉纤混杂增强酚醛模塑料性能研究
• 6.1 GF/CF混杂纤维增强热塑性酚醛的制备
• 6.2 GF和CF表面处理方式对酚醛模塑料性能的影响
• 6.3 GF、CF长度对酚醛模塑料性能的影响
• 6.4 GF/CF混杂比对酚醛模塑料性能的影响
• 6.4.1 力学性能
• 6.4.2 耐热性能
• 6.4.3 流变性能
• 6.4.4 绝缘性能
• 6.4.5 吸水性能
• 6.4.6 冲击断面的表面形态
• 6.5 小结
• 第七章 玻纤/棉纤混杂增强复配树脂基模塑料性能研究
• 7.1 GF/CF混杂纤维增强复配树脂的制备
• 7.2 GF/CF混杂纤维增强复配树脂对酚醛模塑料性能的影响
• 7.2.1 力学性能
• 7.2.2 耐热性能
• 7.2.3 绝缘性能
• 7.2.4 吸水性能
• 7.2.5 冲击断面的表面形态
• 7.3 GF/CF混杂纤维增强热塑性酚醛树脂和复配树脂的比较
• 7.4 小结
• 第八章 玻璃纤维增强酚醛模塑料的工业化生产
• 8.1 原料准备
• 8.1.1 酚醛树脂的制备
• 8.1.2 固化剂的预处理
• 8.2 原料混合
• 8.3 混合物物料的塑炼
• 8.4 包装与储存
• 8.5 玻璃纤维增强酚醛模塑料注塑成型条件和技术指标
• 8.6 玻璃纤维增强酚醛模塑料市场反馈及经济效益
• 8.7 小结
• 第九章 结论与展望
• 参考文献
• 个人简历