以苯酚為溶劑,正硅酸四乙酯（TEOS）為硅源,采用溶膠-凝膠法制備了納米SiO₂,將其引入到酚醛樹脂中,最終制得改性酚醛泡沫。利用傅里葉變換紅外光譜、掃描電鏡、電子萬能試驗(yàn)機(jī)等方法對(duì)泡沫材料進(jìn)行表征。測試結(jié)果表明,納米SiO₂與酚醛樹脂成功發(fā)生反應(yīng)形成共價(jià)鍵。掃描電鏡顯示,硅酯質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%時(shí),泡沫具有最規(guī)整的形貌結(jié)構(gòu);同時(shí),此添加量下的酚醛泡沫力學(xué)性能最優(yōu),壓縮強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度較純泡沫提高50%和95%。 

【文章來源】：現(xiàn)代化工. 2017年10期 北大核心

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

納米SiO、PF0和PF3的紅外光譜曲線

2017年10月郭亞軍等:納米SiO2/酚醛泡沫復(fù)合材料的力學(xué)性能與形貌結(jié)構(gòu)圖2(b)所示。由圖2(b)可以看出，其趨勢與圖2(a)類似，改性泡沫PF3的彎曲強(qiáng)度為0.136MPa，比純酚醛樹脂的0.07MPa提高了95%。這是因?yàn)榧{米SiO2表面羥基和酚醛樹脂羥甲基發(fā)生了縮合反應(yīng)，像“橋梁”一樣連接著樹脂，形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)［6］。(a)TEOS添加量對(duì)泡沫壓縮強(qiáng)度的影響(b)TEOS添加量對(duì)泡沫彎曲強(qiáng)度的影響圖2不同TEOS添加量對(duì)酚醛泡沫壓縮強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度的影響2.3泡沫的表觀形貌純酚醛泡沫和改性酚醛泡沫的SEM圖如圖3所示。相比于純酚醛泡沫，改性泡沫PF3泡孔均勻度更好，開孔率更低，泡壁呈現(xiàn)規(guī)則的多邊形狀。而在改性泡沫PF4和PF5中，可以明顯看到泡孔塌陷甚至碎泡。說明一定量的納米SiO2類似于“海島結(jié)(a)PF0(b)PF1(c)PF2(d)PF3(e)PF4(f)PF5圖3泡沫的SEM圖構(gòu)”［7］，沉積在泡沫體的空隙之中，起到分散應(yīng)力載荷的效果。但過量的納米SiO2彼此之間的相互作用已經(jīng)超出了泡孔的承重能力，最終使其破裂。2.4樹脂的黏度與泡沫成型關(guān)系分析圖4是純酚醛樹脂和改性樹脂的黏度圖，由圖4可以看出，同樣的反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)溫度，樹脂黏度隨著納米SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加而增加，這就可以解釋圖3泡沫體的形貌變化情況。即黏度太小，說明樹脂階段反應(yīng)程度不夠，羥甲基質(zhì)量分?jǐn)?shù)富余，待發(fā)泡時(shí)加入固化劑后急劇縮合，泡沫生長過于迅速，超過支撐位后就會(huì)塌陷;黏度太大，說明樹脂階段反應(yīng)程度過大，羥甲基質(zhì)量分?jǐn)?shù)不足，泡沫生長緩慢以致于泡沫體之間作用時(shí)間太長，也容易擠壓破裂［8］。圖4不同TEOS添加量對(duì)酚醛樹脂黏度的影響3結(jié)論以苯酚為溶劑，正硅酸四乙酯為硅源，采用溶膠凝膠法制備了納米SiO2，將其引入到酚醛樹脂

2017年10月郭亞軍等:納米SiO2/酚醛泡沫復(fù)合材料的力學(xué)性能與形貌結(jié)構(gòu)圖2(b)所示。由圖2(b)可以看出，其趨勢與圖2(a)類似，改性泡沫PF3的彎曲強(qiáng)度為0.136MPa，比純酚醛樹脂的0.07MPa提高了95%。這是因?yàn)榧{米SiO2表面羥基和酚醛樹脂羥甲基發(fā)生了縮合反應(yīng)，像“橋梁”一樣連接著樹脂，形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)［6］。(a)TEOS添加量對(duì)泡沫壓縮強(qiáng)度的影響(b)TEOS添加量對(duì)泡沫彎曲強(qiáng)度的影響圖2不同TEOS添加量對(duì)酚醛泡沫壓縮強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度的影響2.3泡沫的表觀形貌純酚醛泡沫和改性酚醛泡沫的SEM圖如圖3所示。相比于純酚醛泡沫，改性泡沫PF3泡孔均勻度更好，開孔率更低，泡壁呈現(xiàn)規(guī)則的多邊形狀。而在改性泡沫PF4和PF5中，可以明顯看到泡孔塌陷甚至碎泡。說明一定量的納米SiO2類似于“海島結(jié)(a)PF0(b)PF1(c)PF2(d)PF3(e)PF4(f)PF5圖3泡沫的SEM圖構(gòu)”［7］，沉積在泡沫體的空隙之中，起到分散應(yīng)力載荷的效果。但過量的納米SiO2彼此之間的相互作用已經(jīng)超出了泡孔的承重能力，最終使其破裂。2.4樹脂的黏度與泡沫成型關(guān)系分析圖4是純酚醛樹脂和改性樹脂的黏度圖，由圖4可以看出，同樣的反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)溫度，樹脂黏度隨著納米SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加而增加，這就可以解釋圖3泡沫體的形貌變化情況。即黏度太小，說明樹脂階段反應(yīng)程度不夠，羥甲基質(zhì)量分?jǐn)?shù)富余，待發(fā)泡時(shí)加入固化劑后急劇縮合，泡沫生長過于迅速，超過支撐位后就會(huì)塌陷;黏度太大，說明樹脂階段反應(yīng)程度過大，羥甲基質(zhì)量分?jǐn)?shù)不足，泡沫生長緩慢以致于泡沫體之間作用時(shí)間太長，也容易擠壓破裂［8］。圖4不同TEOS添加量對(duì)酚醛樹脂黏度的影響3結(jié)論以苯酚為溶劑，正硅酸四乙酯為硅源，采用溶膠凝膠法制備了納米SiO2，將其引入到酚醛樹脂

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]酶解木質(zhì)素的活化及用于酚醛樹脂的制備[J]. 馬灼明,李淑君,楊冬梅.  森林工程. 2017(02)
[2]蓖麻油基聚氨酯預(yù)聚體改性酚醛泡沫的制備及表征（英文）[J]. 薄采穎,胡立紅,周靜,周永紅.  林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè). 2015(04)
[3]以堿木質(zhì)素胺鹽為模板制備納米二氧化鈦及其光催化性能研究[J]. 時(shí)金金,郭元茹,潘清江.  森林工程. 2015(03)



本文編號(hào)：2920063