本文選題：酚醛泡沫 + 粘彈性　； 參考：《江南大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：酚醛泡沫作為一種常見的泡沫夾芯材料,具有輕質(zhì)、隔熱隔音、高比強(qiáng)度、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn),廣泛用于建筑工程領(lǐng)域。然而這種材料存在易粉化和力學(xué)強(qiáng)度不高的缺陷,使酚醛泡沫夾芯復(fù)合材料在使用過程中易芯材受損而導(dǎo)致失效,極大程度上限制了該復(fù)合材料的廣泛應(yīng)用。為了解決這個問題,本課題提出從不同的研究角度對酚醛泡沫的壓縮性能進(jìn)行改性,并制備一體式三維中空織物/酚醛泡沫夾芯復(fù)合材料。論文針對酚醛泡沫的壓縮性能改性涉及兩種思路,均相改性和異相改性。均相改性采用端羥基聚硅氧烷共混酚醛樹脂進(jìn)行發(fā)泡,需重點(diǎn)解決可發(fā)性樹脂體系的粘彈性及組分相容性對泡孔結(jié)構(gòu)及壓縮性能的影響。實(shí)施方法有:一是通過流變測試分析可發(fā)性樹脂體系中的端羥基聚硅氧烷與樹脂的物理相容性,闡述體系粘彈性對泡孔成核、生長及穩(wěn)定的影響;二是通過動態(tài)熱力學(xué)性能(DMA)分析酚醛樹脂樣條的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度及儲能模量,分析不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的端羥基聚硅氧烷與酚醛樹脂的化學(xué)相容性;三是通過傅里葉紅外光譜、熱失重分析酚醛泡沫基體的性能,證明端羥基聚硅氧烷可與酚醛樹脂產(chǎn)生化學(xué)鍵,形成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的IPN互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。四是通過掃描電鏡及壓縮性能分別研究酚醛泡沫的泡孔結(jié)構(gòu)及壓縮性能的變化規(guī)律,并總結(jié)出端羥基聚硅氧烷改性酚醛泡沫的壓縮機(jī)理。結(jié)果顯示添加15%的端羥基聚硅氧烷可明顯改善可發(fā)性樹脂體系的粘彈響應(yīng),能夠與樹脂交聯(lián)形成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的IPN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),有利于形成尺寸均一的小泡孔,使酚醛泡沫的壓縮性能得到提高。異相改性選用石墨烯作為成核劑,需重點(diǎn)解決成核劑表面能及含量對泡孔結(jié)構(gòu)及壓縮性能的影響規(guī)律。主要實(shí)施方法有:一通過粉末表面接觸角測試法測量并計(jì)算石墨烯及氧化石墨烯的表面能;二是通過可發(fā)性樹脂體系的動態(tài)流變性能分析石墨烯及氧化石墨烯與樹脂基體之間的界面性能;三是通過掃描電鏡及壓縮測試表征酚醛泡沫的泡孔結(jié)構(gòu)及壓縮性能,分析石墨烯及氧化石墨烯對酚醛泡沫壓縮性能的作用機(jī)理。結(jié)果顯示,氧化石墨烯較高的表面能可以減小樹脂體系成核所需的吉布斯自由能,提高成核速率,因而會減少泡孔尺寸;而較多的成核粒子在樹脂基體中會阻礙泡孔的生長,導(dǎo)致破孔;同時(shí)石墨烯及氧化石墨烯在樹脂基體中能夠傳遞載荷,提高酚醛泡沫的壓縮性能。將氧化石墨烯預(yù)分散在端羥基聚硅氧烷中,再與酚醛樹脂共混進(jìn)行發(fā)泡。動態(tài)流變性能、泡孔形態(tài)結(jié)構(gòu)、壓縮性能結(jié)果表明一定量的氧化石墨烯與端羥基聚硅氧烷在樹脂基體中可發(fā)揮協(xié)同作用,獲得更優(yōu)的粘彈響應(yīng),有效改善泡孔結(jié)構(gòu),提高酚醛泡沫的壓縮性能。根據(jù)改性酚醛泡沫的制備工藝,通過手工灌注法將其填充三維中空織物,然后密閉發(fā)泡制備三維中空織物/酚醛泡沫夾芯復(fù)合材料。結(jié)果表明三維織物起到了物理加固支撐作用,并且能夠有效傳遞載荷,使復(fù)合材料能夠整體抗壓以實(shí)現(xiàn)壓縮性能的提高。
[Abstract]:As a common foam core material, phenolic foam has the advantages of light quality, heat insulation, sound insulation, high specific strength, low price and so on. It is widely used in the field of construction engineering. However, this material has the defects of easy powder and low mechanical strength, which causes the failure of the core material damaged by the phenolic foam sandwich composites in the process of use. In order to solve this problem, in order to solve this problem, we propose to modify the compression properties of the phenolic foam from different research angles, and prepare the integrated three-dimensional hollow fabric / phenolic foam sandwich composites. The paper deals with the modification of the compression properties of the phenolic foam with two ways of thinking and the homogeneous modification. The effect of the viscoelasticity and compatibility of the soluble resin system on the structure of the bubble and the compressive properties of the blends with hydroxyl terminated polysiloxane blend should be focused on. The first is to analyze the hydroxyl polysiloxane and resin in the hair tree by rheological test. Physical compatibility, the effect of viscoelasticity on the nucleation, growth and stability of the bubble hole, two is to analyze the glass transition temperature and storage modulus of the phenolic resin sample by dynamic thermodynamic properties (DMA), and analyze the chemical compatibility of hydroxyl terminated polysiloxane and phenolic resin with different mass fraction, and three through Fourier infrared spectroscopy. The performance of weightless analysis of phenolic foam matrix shows that hydroxyl terminated polysiloxane can produce chemical bonds with phenolic resin to form a stable structure of IPN interpenetrating network structure. Four the changes of pore structure and compression properties of phenolic foam are studied by scanning electron microscopy and compression properties, and the modified phenolic aldehyde modified by hydroxyl polysiloxane is summarized. The compression mechanism of the foam shows that the addition of 15% hydroxyl terminated polysiloxane can obviously improve the viscoelastic response of the resinous system, and can cross link the resin with the resin to form a stable structure of IPN network, which is beneficial to the formation of a homogeneous small bubble hole and improve the compression properties of the phenolic foam. The influence of the surface energy and content of the nucleating agent on the pore structure and compressive properties of the nucleating agent should be focused on. The main implementation methods are as follows: first, the surface energy of graphene and graphene oxide is measured and calculated by the surface contact angle test of powder. Two the analysis of graphene and graphene oxide through the dynamic rheological properties of the hair resin system The interfacial properties between the resin matrix and the pore structure and compression properties of the phenolic foam were characterized by scanning electron microscopy and compression test. The mechanism of the effect of graphene and graphene oxide on the compressive properties of the phenolic foam was analyzed. The results showed that the higher surface of graphene oxide was able to reduce the Gibbs freedom required for the nucleation of the resin system. It is possible to increase the nucleation rate, thus reducing the size of the bubble hole, and more nucleated particles will impede the growth of the pores in the resin matrix and lead to holes, while graphene and graphene oxide can transfer loads in the resin matrix to improve the compressibility of the phenolic foam. The dynamic rheological properties, the pore shape structure and the compression properties show that a certain amount of graphene oxide and hydroxyl terminated polysiloxane can play a synergistic effect in the resin matrix, obtain better viscoelastic response, improve the pore structure and improve the compressive properties of the phenolic foam. The three-dimensional hollow fabric was filled with the manual perfusion method, and then the three-dimensional hollow fabric / phenolic foam sandwich composite was prepared by the closed foam. The results show that the three-dimensional fabric has the effect of physical reinforcement and support, and can effectively transfer the load, so that the composite can be compressed as a whole to improve the compression performance.
【學(xué)位授予單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TQ328;TB332

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本文編號：1988797