高性能常温固化酚醛粘结剂制备及其性能研究

论文摘要

本文采用碱催化法,合成了烷基酚改性的水溶性热固性甲阶酚醛树脂,并以此为树脂,采用有机酯和轻质氧化镁作为固化剂制备出一种常温固化的高性能酚醛树脂粘结剂。研究了反应时间、反应温度以及催化剂等合成反应条件对树脂凝胶时间、粘度、固含量、水混溶性和游离酚、游离醛含量的影响。研究了环境温度、游离醛以及溶剂的极性对贮存期的影响。结果表明：反应温度升高,树脂的粘度、固含量逐渐增加,树脂的水混溶性逐渐降低；催化剂用量的增加,酚醛树脂的凝胶时间逐渐变短,树脂中的游离醛和游离酚逐渐降低；随着反应时间增加,酚醛树脂的凝胶时间逐渐变短,树脂的粘度和固含量逐渐增大,水混溶性逐渐降低；酚醛树脂的贮存期随着环境温度、游离醛含量和溶剂极性的增大而逐渐变短。利用Arrhenius方程计算出改性酚醛树脂固化反应活化能,其固化反应的活化能为65.57kJ/mol.以改性酚醛树脂为基体树脂制备常温固化酚醛粘结剂,研究了有机酯固化酚醛树脂的固化机理。结果表明：常温固化酚醛粘结剂的固化速度随着Y-丁内酯和轻质氧化镁用量的增加而加快。用BH-PDF60型氧指数仪研究常温固化酚醛粘结剂的阻燃性能,实验结果为氧指数随着γ-丁内酯用量增加而减少,随着固体阻燃剂的增加而增加。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 第一章 绪论
• 1.1 酚醛树脂概况
• 1.2 酚醛树脂的高性能化研究
• 1.3 酚醛树脂的合成
• 1.3.1 酚醛树脂的合成反应及影响因素
• 1.3.2 热塑性酚醛树脂的合成
• 1.3.3 热固性酚醛树脂的合成
• 1.4 酚醛树脂的固化
• 1.4.1 固化的含义
• 1.4.2 热塑性酚醛树脂的固化
• 1.4.3 热固性酚醛树脂的固化
• 1.4.4 酚醛树脂的固化体系
• 1.5 论文研究的内容、目的及意义
• 1.5.1 论文研究的目的和意义
• 1.5.2 论文研究的内容
• 参考文献
• 第二章 高性能热固性酚醛树脂的制备
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 酚醛树脂合成主要原材料
• 2.1.2 实验仪器
• 2.2 碱催化法合成酚醛树脂
• 2.2.1 碱催化法合成反应工艺流程
• 2.2.2 碱催化法合成酚醛树脂的反应历程
• 2.3 酚醛树脂性能表征
• 2.4 结果与讨论
• 2.4.1 反应温度对树脂性能的影响
• 2.4.1.1 反应温度对分子量和分子量分布的影响
• 2.4.1.2 反应温度对树脂粘度和固含量的影响
• 2.4.1.3 反应温度对树脂水混溶性的影响
• 2.4.2 催化剂用量对树脂性能的影响
• 2.4.2.1 催化剂用量对树脂聚合速率的影响
• 2.4.2.2 催化剂的用量对树脂的游离醛含量的影响
• 2.4.2.3 催化剂的用量对树脂的游离酚含量的影响
• 2.4.4 反应时间对树脂性能的影响
• 2.4.4.1 反应时间对树脂粘度和固含量的影响
• 2.4.4.2 反应时间对树脂聚合速度的影响
• 2.4.5 反应时间对树脂水混溶性的影响
• 2.4.6 改性酚醛树脂贮存期的影响因素
• 2.4.6.1 贮存温度对改性酚醛树脂贮存期的影响
• 2.4.6.2 游离醛含量对改性酚醛树脂贮存期的影响
• 2.4.6.3 极性溶剂对改性酚醛树脂贮存期的影响
• 2.4.7 改性酚醛树脂的固化反应活化能
• 2.5 结论
• 参考文献
• 第三章 高性能常温固化酚醛树脂粘结剂的制备及性能研究
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 原料、试剂和仪器
• 3.1.2 常温固化酚醛树脂粘结剂的制备
• 3.1.3 常温固化酚醛树脂粘结剂性能的测定
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 酚醛树脂常温固化机理
• 3.2.2 有机酯对性能的影响
• 3.2.2.1 有机酯种类对固化速率的影响
• 3.2.2.2 有机酯用量对固化速率的影响
• 3.2.3 氧化镁的用量对固化速率的影响
• 3.2.4 硅烷偶联剂对粘结强度的影响
• 3.2.5 固化时间对粘结强度的影响
• 3.3 结论
• 参考文献
• 第四章 高性能常温固化酚醛树脂粘结剂的阻燃性能研究
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 原料、试剂和仪器
• 4.1.2 酯固化酚醛粘结剂氧指数试样的制备
• 4.1.3 酯固化酚醛粘结剂氧指数的测定
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 有机酯的用量对酚醛粘结剂氧指数的影响
• 4.2.2 氮氧化铝的用童对酚醛粘结剂氧指数的影响
• 4.3 结论
• 参考文献
• 第五章 结论
• 致谢