本文關(guān)鍵詞：三維間隔連體織物復(fù)合材料力學(xué)性能，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《中北大學(xué)》 2011年

酚醛泡沫及其復(fù)合材料制備與性能研究

王志才  

【摘要】：酚醛泡沫是一種性能優(yōu)異的材料,在常用的隔熱泡沫材料中,酚醛泡沫塑料具有其他泡沫塑料無法比擬的優(yōu)勢(shì)。 三維間隔連體織物是一種新型織物,具有整體性、可設(shè)計(jì)性和中空特性,且其復(fù)合材料可以一次成型,能大大降低成本。 制備三維間隔連體織物酚醛泡沫復(fù)合材料有助于提高酚醛泡沫的性能,擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。 系統(tǒng)研究了高溫發(fā)泡制備酚醛泡沫的工藝條件及配方。 針對(duì)采用常溫發(fā)泡模具進(jìn)行高溫發(fā)泡時(shí),常常產(chǎn)生樹脂液溢出量及發(fā)泡壓力不易控制的問題,設(shè)計(jì)了帶有放氣控制單元的酚醛樹脂高溫發(fā)泡模具,樹脂液溢出量過多的問題得到了解決,發(fā)泡壓力可調(diào)。 研究了酚醛樹脂高溫發(fā)泡的工藝條件,由室溫加熱至90℃,保溫4h,再升溫至170℃,保溫4h,可制備出性能優(yōu)良的酚醛泡沫。 在確定發(fā)泡工藝條件的前提下,研究了酚醛樹脂固含量、不同發(fā)泡劑對(duì)制備酚醛泡沫的影響,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):酚醛樹脂的固含量的適宜范圍為79%左右,采用HH-3發(fā)泡劑制備的泡沫較好。 進(jìn)一步研究了發(fā)泡劑HH-3不同用量對(duì)制備酚醛泡沫的影響,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):添加3%用量的HH-3發(fā)泡劑制備的泡沫較好,泡沫孔均勻,細(xì)密,閉孔率較高。研究了表面活性劑Tw-80不同用量對(duì)制備酚醛泡沫的影響,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):添加5%用量的Tw-80制備的泡沫較好,超過5%用量對(duì)酚醛泡沫的閉孔率的提高作用不大。 針對(duì)酚醛泡沫增韌這一問題,研究了添加聚酰胺增韌酚醛泡沫的適宜用量,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):聚酰胺添加量為10%較適宜,泡沫閉孔率可達(dá)95.25%,泡沫的韌性得到提高,使其粉化程度有了明顯的降低。 制備了三維間隔連體織物酚醛泡沫復(fù)合材料,研究了材料密度及芯柱高度對(duì)復(fù)合材料的平壓強(qiáng)度的影響,發(fā)現(xiàn):隨著材料密度增加,平壓強(qiáng)度近似呈現(xiàn)出指數(shù)增長(zhǎng);隨著材料芯柱高度增加,平壓強(qiáng)度呈現(xiàn)出下降的趨勢(shì)。 研究了三維間隔連體織物酚醛泡沫復(fù)合材料的耐灼燒性能,在溫度為500℃、800℃的條件下灼燒,材料在高溫與室溫之間多次溫度交替變化情況下,雖然在材料側(cè)面發(fā)生龜裂,但材料仍保持其原有良好的幾何形狀,在高溫灼燒狀態(tài)下材料結(jié)構(gòu)性能良好。 研究了三維間隔連體織物泡沫復(fù)合材料的隔熱性能,經(jīng)過最高熱面溫度1200℃的石英燈靜熱測(cè)試后,表面狀態(tài)完整,沒有出現(xiàn)裂紋,1200s時(shí)背面溫度為151.1℃,具有良好的抗靜熱性能。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：TQ328
【目錄】：

摘要4-6

ABSTRACT6-11

第1章 緒論11-28

1.1 課題研究目的與意義11-13

1.2 酚醛樹脂概況13

1.3 酚醛泡沫概況13-14

1.4 酚醛泡沫的組成14-17

1.4.1 酚醛樹脂14-15

1.4.2 催化劑/固化劑15

1.4.3 發(fā)泡劑15-16

1.4.4 表面活性劑16-17

1.5 國(guó)內(nèi)外酚醛泡沫研究與市場(chǎng)應(yīng)用17-20

1.5.1 酚醛泡沫國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展17-19

1.5.2 市場(chǎng)應(yīng)用19-20

1.6 酚醛泡沫增韌研究20

1.7 三維間隔連體織物泡沫復(fù)合材料研究進(jìn)展20-27

1.7.1 三維間隔連體織物20-22

1.7.2 三維間隔連體織物復(fù)合材料的制備方法22-24

1.7.3 三維間隔連體織物復(fù)合材料性能研究24-27

1.8 課題研究?jī)?nèi)容27-28

第2章 實(shí)驗(yàn)部分28-42

2.1 實(shí)驗(yàn)原料28

2.2 主要實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備28-29

2.3 酚醛泡沫的制備29

2.4 三維間隔連體織物增強(qiáng)酚醛泡沫復(fù)合材料的制備29-30

2.4.1 三維間隔連體織物的預(yù)定型29-30

2.4.2 織物增強(qiáng)酚醛泡沫復(fù)合材料的制備30

2.5 酚醛樹脂高溫發(fā)泡模具設(shè)計(jì)30-36

2.5.1 模具結(jié)構(gòu)方案的確定31-35

2.5.2 模具使用情況35-36

2.6 物性表征36-42

2.6.1 酚醛樹脂的性能測(cè)試36-37

2.6.2 酚醛泡沫性能測(cè)試37-40

2.6.3 酚醛泡沫復(fù)合材料的性能測(cè)試40-42

第3章 酚醛泡沫高溫制備工藝的優(yōu)化42-51

3.1 酚醛樹脂的粘溫曲線42-43

3.2 酚醛泡沫配方的DSC 曲線43-46

3.3 酚醛泡沫配方的凝膠時(shí)間46-47

3.3.1 酚醛樹脂的凝膠時(shí)間46

3.3.2 添加有HH-3 及Tw-80 的酚醛樹脂凝膠時(shí)間46-47

3.4 酚醛泡沫高溫發(fā)泡制備工藝的優(yōu)化47-49

3.4.1 80℃保溫再升溫至170℃制備酚醛泡沫工藝47-48

3.4.2 90℃保溫再升溫至170℃制備酚醛泡沫工藝48-49

3.4.3 100℃保溫再升溫至170℃制備酚醛泡沫工藝49

3.5 酚醛泡沫高溫制備工藝49-51

第4章 酚醛泡沫的性能及其影響因素51-69

4.1 酚醛樹脂的發(fā)泡性能51-61

4.1.1 酚醛樹脂固含量對(duì)泡沫體的影響51-52

4.1.2 發(fā)泡劑種類對(duì)泡沫體的影響52-56

4.1.3 發(fā)泡劑用量對(duì)泡沫體的影響56-60

4.1.4 表面活性劑用量對(duì)泡沫體閉孔率的影響60-61

4.2 聚酰胺改性酚醛樹脂的性能61-63

4.2.1 聚酰胺用量對(duì)樹脂凝膠化時(shí)間的影響61-62

4.2.2 聚酰胺改性酚醛樹脂的DSC 曲線62-63

4.3 聚酰胺改性酚醛樹脂的發(fā)泡性能63-69

4.3.1 聚酰胺用量對(duì)泡沫起泡時(shí)間的影響63-64

4.3.2 聚酰胺用量對(duì)泡沫閉孔率的影響64-65

4.3.3 聚酰胺用量對(duì)泡沫壓縮強(qiáng)度的影響較65-66

4.3.4 聚酰胺用量對(duì)泡沫彎曲強(qiáng)度影響66-67

4.3.5 聚酰胺用量對(duì)泡沫掉渣率影響67-68

4.3.6 聚酰胺用量對(duì)泡沫體微觀形貌的影響68-69

第5章 酚醛泡沫復(fù)合材料性能及其影響因素69-75

5.1 復(fù)合材料平壓強(qiáng)度69-71

5.1.1 密度對(duì)復(fù)合材料平壓強(qiáng)度的影響69-70

5.1.2 芯柱高度對(duì)復(fù)合材料平壓強(qiáng)度的影響70-71

5.2 增韌酚醛泡沫對(duì)復(fù)合材料平壓強(qiáng)度的影響71

5.3 復(fù)合材料耐灼燒性能71-72

5.4 復(fù)合材料的隔熱性能72-75

5.4.1 酚醛泡沫的熱導(dǎo)率72-73

5.4.2 復(fù)合材料的石英燈性能73-75

結(jié)論75-77

參考文獻(xiàn)77-82

攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果82-83

致謝83

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【相似文獻(xiàn)】

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3 馬俊杰;用粉煤灰制備磷酸鹽基廢棄物復(fù)合材料及其泡沫化工藝研究[D];昆明理工大學(xué);2003年

相關(guān)機(jī)構(gòu)

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