改性酚醛泡沫塑料制备和性能的研究

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1、改性酚醛泡沫塑料制备和性能的研究江门市道生工程塑料有限公司广东江门529095【摘要】酚醛泡沫是一种新型不燃、防火低烟的保温材料，因其使用温度范围广、阻燃、保温性好等优点，受到广泛关注。但酚醛泡沫塑料性脆、軔性差、易掉濟，严重限制了它的宽领域应用。文章试图通过实验，借助化学改性方法，分析酚醛泡沫塑料的性能变化，结果表明：在不对酚醛泡沫塑料的泡孔造成影响下，改性酚醛泡沫塑料热稳定性和阻燃性都得到改善，综合性能有所提高。【关键词】改性酚醛泡沫塑料；应用领域；泡孔；综合性能酚醛泡沫塑料是由PF树脂通过化学发泡而得到的一种硬质泡沫塑料，具有优异隔热性、阻燃性、低烟、低毒、

2、耐热、耐化学腐蚀的特点，得到人们的广泛重视。但是酚醛树脂结构上的薄弱环节酚羟基和亚甲基易氧化，使其泡沫体存在强度低、脆性大、易掉粉、不耐弯曲等问题，限制了酚醛泡沫塑料的应用。现有研究表明，通过改性可改善泡沫塑料的力学性能、热性能、阻燃性能等，使其在更为广阔的领域得到广泛应用。因而对其进行改性研宄成为业内研宄的热点。1实验部分1.1主要原材料实验备置：苯酚、37%〜40%甲醛溶液、吐温–80、正戊烷；双铽胺、6mol/L盐酸溶液、50%硫酸溶液、20%氢氧化钠溶液：自制。1.2主要仪器与设备恒温水浴锅：WC/09–05型旋转蒸发仪：RE52&

3、ndash;98型傅立叶变换红外光谱(FTIR)仪：SpectrumOne型扫描电子显微镜(SEM):jSM–5500LV型电子万能试验机：WSM–5KN型悬臂梁冲出试验机：XjU–22型热重/差热综合热分析仪：DiamondTG/DTA型极限氧指数测定仪：jF&ndaSh;3型1.3酚醛树脂及其泡沫塑料的制备将一定比例的苯酚、甲醛（物质的量之比为1:1.8＞加入到三口瓶中，滴加20mL的20%NaOH溶液，使反应液呈•一定的碱性（pH值在9〜10范围内为宜）。加入双氰胺改性剂（用量为苯酚质量的1%〜6%）,首先使该反应在60°

4、C下反应30min,使苯酚、双氰胺与甲醛发生充分的羟甲基化反应，提高•其反应活性，为进一步聚合交联提供有利条件；升高温度至90°C发生聚合反应；50min后，结束反应。用6mol/L盐酸溶液对反应液进行中和；将中和后的液体在旋转蒸发仪上旋蒸到一定黏度（5〜7Pa·s），以供发池使用。苏它步骤不变，不加入双氰胺改性剂，制备未改性的酚醛树脂。分别称量100g上述制备的改性和未改性酚醛树脂，在搅拌条件下，依次加入4g表面活化剂吐温–80,10g发泡剂正戊烷和3g固化剂50%H2SO4溶液，搅拌均匀后倒入模具中，在70°C下恒温发泡，固化成型，冷

5、却脱模，得到改性和未改性酚醛泡沫塑料，其密度在50kg/m3左右。1.4性能测试FTIR分析：对制备的改性和未改性酚醛树脂进行水洗，以除去未反应的双氰胺和游离醛，通过溴化钾压片，将酚醛树脂涂布于溴化钾片上的方式进行FTIR测试。SEM分析：用SEM观察改性和未改性酚醛泡沫塑料的微观形态，放大倍数为200倍。压缩强度测试：按照GB/T8813–2008测试，试样尺、j•为50mm×100mm×100mm,每组实验测试5次，取平均值。冲击强度测试：按照GB/T1843–2008测试，试样尺寸为10mm×10m

6、m×100mm，每组实验测试5次，取平均值。粉化率测试：参照GB/T12812–2006对酚醛泡沬塑料进行粉化率测定。试样尺寸为30mm×30mm×30mm，在试样上方固定一个200g的砝码，在长度为130mm的360B(28〜40μm)砂纸上往复拉动30次之后,用试样摩擦损失的质量除以试样摩擦前的质量，计算损失质量的百分数，用以表示粉化率。每组实验测试5次，取平均值。2结果与讨论2.1经改性的酚醛树脂的结构酚醛树脂的合成过程可以分为两个阶段，即羟甲基化反应阶段和缩合反应阶段。当反应温度为60°C吋，在碱性条件

7、下，苯酚和双氰胺分别与甲醛发生羟甲基化反应，羟甲基化反应基本完成后，在90°C下，这些羟甲基化产物彼此间发生缩合反应，得到主要为线型的改性酚醛树脂结构。纯酚醛树脂与3%双氰胺改性酚醛树脂的FTIR谱图如图1所示。酚醛树脂是一种多羟基聚合物，其FTIR谱图中3300cm-l左右出现较为明显的宽峰，正是羟基中0&ndaSh;H键的伸缩振动吸收峰，这是改性前后酚醛树脂均有的吸收峰；双氰胺的化学结构中，主要是氨基经羟甲基化后再与苯环相连，其中以伯胺的反应为主，在双氰胺改性酚醛树脂的FTIR谱图中冇明显体现，双氰胺的怕胺经过反应形成仲胺，仲胺的N–H键伸缩振动吸

8、收峰出现在