烯丙基酚醛树脂的合成与性能研究.doc
约41页DOC格式手机打开展开
烯丙基酚醛树脂的合成与性能研究,摘 要本文合成了不同接枝率的烯丙基酚醛树脂，并测定了所合成的烯丙基酚醛树脂的溶解度，软化点等性能指标。进而，选取接枝率为50%的烯丙基酚醛树脂按不同配比与双马来酰亚胺进行共聚改性，研究了不同的固化工艺对共聚改性树脂的力学性能（弯曲性能，冲击性能）和热稳定性能的影响。研究表明: 按不同配比使双马来酰亚胺与烯丙基酚醛树脂共...
内容介绍
此文档由会员 losece 发布
摘 要
本文合成了不同接枝率的烯丙基酚醛树脂，并测定了所合成的烯丙基酚醛树脂的溶解度，软化点等性能指标。进而，选取接枝率为50%的烯丙基酚醛树脂按不同配比与双马来酰亚胺进行共聚改性，研究了不同的固化工艺对共聚改性树脂的力学性能（弯曲性能，冲击性能）和热稳定性能的影响。研究表明: 按不同配比使双马来酰亚胺与烯丙基酚醛树脂共聚，配比中随着烯丙基酚醛树脂含量的增加，共聚物的弯曲性能越好，但是其冲击强度有所降低。
关键词： 烯丙基酚醛树脂 双马来酰亚胺 共聚改性
目 录
摘 要 I
ABSTRACT II
1前言 1
1.1研究背景及意义 1
1.2文献综述 2
1.2.1酚醛树脂的改性 2
1.2.2双马来酰亚胺 7
1.2.3与烯丙基化合物共聚改性 9
1.2.4 浇铸固化 11
1.3 本论文的研究内容 11
1.3.1 论文任务 11
1.3.2 研究内容 11
2实验原理与方法 13
2.1 实验目的 13
2.2实验原理 13
2.3 实验流程 13
2.4 烯丙基酚醛树脂的制备 14
2.4.1实验药品 14
2.4.2实验装置图 14
2.4.3 实验步骤及现象 15
2.5后处理 16
2.5.1实验仪器 16
2.5.2试验装置图 17
2.5.3实验步骤 17
2.5.4 注意事项 18
2.6 改性 18
2.6.1实验仪器 18
2.6.2 预聚合实验步骤 18
2.6.3注意事项 19
2.6.4预聚物的固化 19
2.7树脂的力学性能测试 19
2.7.2试样制作步骤 20
2.7.3测试方法 21
2.8树脂的热力学性能测试 21
2.8.1TGA原理 21
2.8.2试验样品 22
2.8.3试验条件 22
2.9 红外吸收光谱测定双键含量的测定 23
3结果与讨论 24
3.1溶解度测试 24
3.2软化点的测试 24
3.3红外光谱测试 24
3.4热失重分析 31
3.5弯曲试验 32
3.6冲击试验 33
4结论 34
参考文献 35
前言
1.1研究背景及意义
作为最早合成树脂品种之一的酚醛树脂。具有机械强度高、电气绝缘性好，低可燃性和低发烟性等特点，在各行业中得到了广泛的应用[1-2]。但是由于其自身结构导致的脆性、耐热等级不高等缺点以及成型工艺中存在的一些问题(释放出低分子物、成型压力高)，使其一问世就始终面临着改性的问题。针对其缺点，人们先后采用酚醛树脂的共混改性、纤维增强以及改变酚醛树脂结构(如酚羟基醚化、酯化、重金属螯合)等方法来改善其不足之处[3-4]。随着科学技术的进步，进一步发展了酚醛树脂的共聚改性，即将某些活性基团引入到酚醛树脂的结构中，使其进行自聚或与不同交联剂共聚。该方法具有很强的分子可设计性，开拓了酚醛改性的新思路。
早在1872年德国化学家拜耳首先发现酚与醛在酸的存在下形成树脂状产物。1910年巴克兰提出了关于酚醛树脂“加压，加热”固化专利，成功地确立了“缩合反应”，即在施加高压的情况下，使预聚体发生固化的技术。他还明确指出，酚醛树脂是否具有热塑性取决于苯酚与甲醛的用量比，以及所用催化剂类型，并介绍采用木粉或其他填料可以克服树脂脆性的缺点，实现了酚醛树脂的实用化和工业化生产。1911年艾尔斯沃斯发现应用六次甲基四胺可使酚醛树脂固化；1913年德国科学家阿尔贝特发现了油溶性酚醛树脂的制造方法，为合成树脂在涂料工业的应用带来了极大的推动力，从而确立了重要的地位。近年来，国外十分重视酚醛树脂的合成反应机理及塑料固化机理的研究工作，在酚醛树脂合成机理及固化行为方面，比利时的Robby Rego等人对Resol型酚醛树脂的预聚过程进行了表征；西班牙的M.A.Espinosa等人对环氧-苯并噁嗪-novolac酚醛体系的固化行为进行了研究；加拿大的Guangbo He等人研究了苯酚-尿素-甲醛Resol型树脂的结构、组成和固化行为；印度的S.Goswami等人研究了novolac树脂/聚甲基丙烯酸甲酯PMMA互穿网络（IPN）体系的工程性能[5]。这些努力使酚醛树脂及其复合材料更好地应用于民用、工业、交通、采矿、航空航天等领域，并且带动了全球酚醛树脂行业向着专业化，高功能化的方向发展。
参考文献
[1]殷荣忠:《酚醛树脂及其应用》[M],化学工业出版社，北京，1990：1
[2]张凤桐:《工程塑料应用》[M]，1996；（6）：53
[3]殷荣忠:《酚醛树脂及其应用》[M]，化学工业出版社，北京，1990：101
[4]福田明德:《高分子论文集》[C]，1983；40：329
[5]朱永茂:《2004-2005年国外酚醛树脂及塑料工业进展》[J]，《热固性树脂》，2006，21（3）：29-34
[6]云南化工研究所，《新酚树脂简介》[J]，1977
[7]西北工业大学、江油电工材料厂，《烯丙基新酚树脂的研究鉴定资料》[J]，1993
[8]顾媛娟博士论文:《双马来酰亚胺树脂的改性研究》[D]，1995：42
[9]龚云表等:《合成树脂与塑料手册》[M]，上海科学技术出版社，上海，1993：286
[10]龚云表:《合成树脂与塑料手册》[M]，上海科学技术出版社，上海，1993：290
[11]焦扬声:《中国复合材料高聚物基复合材料与工艺1994年年会论文集》[C]，P8
[12]梁正国等:《高分子材料》[M]，1995；（4）：42
[13]Kinloch A J. et al. Toughened thinnest resins for application in composites ACS polym Sci&Eng.1983, 49:307
[14]Takeda S. et al. Synthesis and properties if bismaleimide resins containing ether bonds J Appl Polym Sci.18983, 35:1341
[15]Morgan R J. et al. Toughening procedures, processing and performance of bismaleimide-carbon fibre composites.Polymer,1993,34(4):835
[16]李顺林等:《复合材料进展》[M]，航空工业出版社，北京，1994：251
[17]Stenzenberger H D. et al. BMI/bis(allyphenox phthalimede)copolymers.
SAMPE Tech Conf. 18th Int.1986:500
[18]Hefner R E. Process for allylating bydroxyaromatic compounds. US
4 613 703, 1986-09-13
[19]Stenzenberger H D. et al. Curable resin from bismaleimide and alkenyl phenyl hydrox ether. US 4 789 704, 1988-12-06
[20]Carduner K R. et al. 13C study of o-allybisphenol A-bismaleimide copolymer. Polym Mater Sci&Eng, 1987, 56:660
[21]李玉青等:《双马来酰亚胺树脂增韧改性研究进展》[J]，《工程塑料应?.
本文合成了不同接枝率的烯丙基酚醛树脂，并测定了所合成的烯丙基酚醛树脂的溶解度，软化点等性能指标。进而，选取接枝率为50%的烯丙基酚醛树脂按不同配比与双马来酰亚胺进行共聚改性，研究了不同的固化工艺对共聚改性树脂的力学性能（弯曲性能，冲击性能）和热稳定性能的影响。研究表明: 按不同配比使双马来酰亚胺与烯丙基酚醛树脂共聚，配比中随着烯丙基酚醛树脂含量的增加，共聚物的弯曲性能越好，但是其冲击强度有所降低。
关键词： 烯丙基酚醛树脂 双马来酰亚胺 共聚改性
目 录
摘 要 I
ABSTRACT II
1前言 1
1.1研究背景及意义 1
1.2文献综述 2
1.2.1酚醛树脂的改性 2
1.2.2双马来酰亚胺 7
1.2.3与烯丙基化合物共聚改性 9
1.2.4 浇铸固化 11
1.3 本论文的研究内容 11
1.3.1 论文任务 11
1.3.2 研究内容 11
2实验原理与方法 13
2.1 实验目的 13
2.2实验原理 13
2.3 实验流程 13
2.4 烯丙基酚醛树脂的制备 14
2.4.1实验药品 14
2.4.2实验装置图 14
2.4.3 实验步骤及现象 15
2.5后处理 16
2.5.1实验仪器 16
2.5.2试验装置图 17
2.5.3实验步骤 17
2.5.4 注意事项 18
2.6 改性 18
2.6.1实验仪器 18
2.6.2 预聚合实验步骤 18
2.6.3注意事项 19
2.6.4预聚物的固化 19
2.7树脂的力学性能测试 19
2.7.2试样制作步骤 20
2.7.3测试方法 21
2.8树脂的热力学性能测试 21
2.8.1TGA原理 21
2.8.2试验样品 22
2.8.3试验条件 22
2.9 红外吸收光谱测定双键含量的测定 23
3结果与讨论 24
3.1溶解度测试 24
3.2软化点的测试 24
3.3红外光谱测试 24
3.4热失重分析 31
3.5弯曲试验 32
3.6冲击试验 33
4结论 34
参考文献 35
前言
1.1研究背景及意义
作为最早合成树脂品种之一的酚醛树脂。具有机械强度高、电气绝缘性好，低可燃性和低发烟性等特点，在各行业中得到了广泛的应用[1-2]。但是由于其自身结构导致的脆性、耐热等级不高等缺点以及成型工艺中存在的一些问题(释放出低分子物、成型压力高)，使其一问世就始终面临着改性的问题。针对其缺点，人们先后采用酚醛树脂的共混改性、纤维增强以及改变酚醛树脂结构(如酚羟基醚化、酯化、重金属螯合)等方法来改善其不足之处[3-4]。随着科学技术的进步，进一步发展了酚醛树脂的共聚改性，即将某些活性基团引入到酚醛树脂的结构中，使其进行自聚或与不同交联剂共聚。该方法具有很强的分子可设计性，开拓了酚醛改性的新思路。
早在1872年德国化学家拜耳首先发现酚与醛在酸的存在下形成树脂状产物。1910年巴克兰提出了关于酚醛树脂“加压，加热”固化专利，成功地确立了“缩合反应”，即在施加高压的情况下，使预聚体发生固化的技术。他还明确指出，酚醛树脂是否具有热塑性取决于苯酚与甲醛的用量比，以及所用催化剂类型，并介绍采用木粉或其他填料可以克服树脂脆性的缺点，实现了酚醛树脂的实用化和工业化生产。1911年艾尔斯沃斯发现应用六次甲基四胺可使酚醛树脂固化；1913年德国科学家阿尔贝特发现了油溶性酚醛树脂的制造方法，为合成树脂在涂料工业的应用带来了极大的推动力，从而确立了重要的地位。近年来，国外十分重视酚醛树脂的合成反应机理及塑料固化机理的研究工作，在酚醛树脂合成机理及固化行为方面，比利时的Robby Rego等人对Resol型酚醛树脂的预聚过程进行了表征；西班牙的M.A.Espinosa等人对环氧-苯并噁嗪-novolac酚醛体系的固化行为进行了研究；加拿大的Guangbo He等人研究了苯酚-尿素-甲醛Resol型树脂的结构、组成和固化行为；印度的S.Goswami等人研究了novolac树脂/聚甲基丙烯酸甲酯PMMA互穿网络（IPN）体系的工程性能[5]。这些努力使酚醛树脂及其复合材料更好地应用于民用、工业、交通、采矿、航空航天等领域，并且带动了全球酚醛树脂行业向着专业化，高功能化的方向发展。
参考文献
[1]殷荣忠:《酚醛树脂及其应用》[M],化学工业出版社，北京，1990：1
[2]张凤桐:《工程塑料应用》[M]，1996；（6）：53
[3]殷荣忠:《酚醛树脂及其应用》[M]，化学工业出版社，北京，1990：101
[4]福田明德:《高分子论文集》[C]，1983；40：329
[5]朱永茂:《2004-2005年国外酚醛树脂及塑料工业进展》[J]，《热固性树脂》，2006，21（3）：29-34
[6]云南化工研究所，《新酚树脂简介》[J]，1977
[7]西北工业大学、江油电工材料厂，《烯丙基新酚树脂的研究鉴定资料》[J]，1993
[8]顾媛娟博士论文:《双马来酰亚胺树脂的改性研究》[D]，1995：42
[9]龚云表等:《合成树脂与塑料手册》[M]，上海科学技术出版社，上海，1993：286
[10]龚云表:《合成树脂与塑料手册》[M]，上海科学技术出版社，上海，1993：290
[11]焦扬声:《中国复合材料高聚物基复合材料与工艺1994年年会论文集》[C]，P8
[12]梁正国等:《高分子材料》[M]，1995；（4）：42
[13]Kinloch A J. et al. Toughened thinnest resins for application in composites ACS polym Sci&Eng.1983, 49:307
[14]Takeda S. et al. Synthesis and properties if bismaleimide resins containing ether bonds J Appl Polym Sci.18983, 35:1341
[15]Morgan R J. et al. Toughening procedures, processing and performance of bismaleimide-carbon fibre composites.Polymer,1993,34(4):835
[16]李顺林等:《复合材料进展》[M]，航空工业出版社，北京，1994：251
[17]Stenzenberger H D. et al. BMI/bis(allyphenox phthalimede)copolymers.
SAMPE Tech Conf. 18th Int.1986:500
[18]Hefner R E. Process for allylating bydroxyaromatic compounds. US
4 613 703, 1986-09-13
[19]Stenzenberger H D. et al. Curable resin from bismaleimide and alkenyl phenyl hydrox ether. US 4 789 704, 1988-12-06
[20]Carduner K R. et al. 13C study of o-allybisphenol A-bismaleimide copolymer. Polym Mater Sci&Eng, 1987, 56:660
[21]李玉青等:《双马来酰亚胺树脂增韧改性研究进展》[J]，《工程塑料应?.
