关于酚醛树脂的研究

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  关于酚醛树脂的研究,下面我们一起来了解一下。

  1、酚醛树脂的精细化研究

  1.1、效率及稳定性的发展

  随着酚醛树脂生产技术的不断完善,生产控制由判定反应程度及反应终点靠看、听、摸感判断,经验主义的手动间歇式生产,发展到先进仪器在线控制生产效率高,产品性能稳定的连续化生产,产品质量更稳定,生产效率更高。

  1.2、精细化加智能化的发展

  随着MPC技术的运用,生产控制朝着更加智能化的方向发展,MPC利用动力学和热力学模型预测了未来的反应热量、估算冷却表面的传热系数、精确控制甲醛加入速率和反应器温度,确保将来的反应热不会超过可用的冷却能力、用动力学模型预测最短的树脂缩聚的终点。可以稳定一致地控制反应器温度和反应速率、改善安全、提高产品质量参数的一致性、批次周期时间的变化越来越小、使用动力学模型确定终点(截止点)、无需从反应器中取样品、操作员干预更少,自动化程度更高等诸多好处,为产品生产过程的更加稳定提供智能化技术支持。图3圣泉集团酚醛树脂生产控制现场;图4圣泉集团生产的高稳定性酚醛树脂GPC分布。

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  1.3、酚醛树脂固化更加深入

  酚醛树脂只有在形成交联网状(或称体型)结构之后才具有优良的使用性能,包括力学性能、电绝缘性能、化学稳定性、热稳定性等。酚醛树脂的固化就是使其转变为网状结构的过程,表现出凝胶化和固化的两个阶段,这一转变不仅是物理过程,而且是一个化学过程,酚醛树脂的固化是一个不可逆的过程,且酚醛树脂不可能100%固化,固化度受温度、时间等的影响,所以科学固化尤为重要。由于酚醛树脂是缩聚反应,有低分子的释放,科学固化是保证酚醛树脂优良性能的重要条件。现在研究酚醛的固化除了后期的性能检测外,针对树脂自身使用一些先进的手段来检测表征,如流变仪、差式扫描量热仪、TGA等。

  2、酚醛树脂的高性能化研究

  酚醛树脂作为重要的合成树脂之一,其在应用中极少单独使用,多与其它材料复合使用,其高性能化研究涉及到酚醛树脂本身的性能研究及作为复合材料应用时的综合性能研究

  2.1、酚醛树脂的增韧研究

  酚醛树脂的增韧分为物理(混合型)增韧及化学(反应型)增韧,化学增韧通过化学反应将具有韧性的柔性长链分子接枝到酚醛树脂的主链上,使苯酚连接上柔性长链,然后再与甲醛反应制得增韧改性的酚醛树脂,机理:当酚醛树脂受力发生龟裂时,这些柔性链能吸收部分能量,并使应力分散,降低树脂的模量,从而降低脆性,增韧改性常用改性剂有烷基酚、腰果油、桐油、尼龙、橡胶、PVB等改性。近年来,高校在对酚醛树脂增韧方面有了更深入的研究,其中沈阳工业大学等用4 种自制的功能化离子液体氯代1-(2- 羟乙基)-3- 甲基咪唑([HeMIM]Cl)、氯代1- 羧乙基-3- 甲基咪唑盐([CeMIM]Cl)、溴代1- 乙胺基-3- 甲基咪唑盐([AeMIM]Br)、溴代1- 丁基-3-甲基咪唑盐([BMIM]Br)改性PF,发现离子液体的活性功能基团可以与PF 发生化学反应,从而更好地增强增韧PF,降低游离醛含量。其中[AeMIM]Br 改性的酚醛性能最好。

  2。2、酚醛树脂的耐热研究

  材料切削时所做的功几乎全部转化成热能,据资料报道,磨料磨具在磨削时只有10-20%左右的热量被磨屑带走,80-90%的热量被传入工件及磨具,而以酚醛树脂为粘结剂的树脂磨具在中温(250℃以下)有较好的强度保持性,高温会导致树脂软化或者分解使其粘结力下降,引起大量磨料脱落,对磨具的磨削效率及磨削比有较大的影响。所以对酚醛树脂的耐热研究比较重要。

  无机材料改性:以硼、钼改性酚醛树脂为主。基本原理就是在树脂分子结构中引入硼、钼等元素,生成键能较高的B-O、O-Mo-O键,提高改性树脂的热分解温度及耐热性。研究表明,B-O键能为774KJ/mol,远远高于C-C键能345KJ/mol;钼酚醛树脂的热解过程是一级反应,其热分解活化能高达137.5KJ/mol。700℃下普通酚醛树脂的失重率达到100%,硼改性酚醛树脂仅为67%,钼改性酚醛树脂为30.3%。

  有机材料改性:将具有高分解温度、耐热性等综合性能良好的有机高分子材料通过共混或者化学的方式与树脂结合,达到改善酚醛树脂的目的,通常有聚酰亚胺、聚砜、有机硅、苯并噁嗪等。

  纳米材料改性:主要有纳米TiO2、SiO2、碳纳米管、铜和纳米蒙脱土等,加入时通常会进行表面处理或者表面疏水化,以便能与酚醛树脂作用。纳米材料不同其改性树脂的原理也不尽相同。

  外保护法提高耐热性:外保护法是通过树脂与其它特殊材料复配,在磨削过程中通过辅助材料的物理或化学变化,达到保护酚醛树脂的目的,比如金属磨削中加入冰晶石及硫铁矿粉等。其机理:(1)在磨削过程中容易融化;(2)由于冰晶石的融化吸收磨削热量,降低了磨削表面温度;(3)冰晶石融化后是一种很好的润滑剂;(4)冰晶石融化后可以析出氟,有利于钢的磨削与切割(5)硫铁矿可以吸收氧减弱树脂的氧化。

  以上就是关于酚醛树脂的研究的内容,更多相关内容请关注我们的网站。

2019年3月7日 17:56
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