改性甲阶酚醛树脂在砂型3D打印铸造生产中的应用

介绍了新开发的砂型3D喷射用的改性甲阶酚醛树脂的特点及相关参数,同时介绍了与这种树脂相匹配的固化剂与喷头清洗剂。这种树脂具有砂型3D打印树脂需要的高纯净度、适当的黏度和表面张力参数,所开发的固化剂在满足铺砂要求的同时可和树脂正常交联硬化,达到砂型所需强度。这种砂型3D打印树脂在烟台冰轮智能铸造车间进行了实际打印生产应用,测试了不同树脂加入量条件下的砂型强度,砂型浇注的铸件表面质量良好,并进行了连续几个月的打印生产,满足铸造生产要求。

CO_2固化碱性甲阶酚醛树脂粘结剂的研究进展

CO2 固化碱性甲阶酚醛树脂粘结剂是一种新型的造型、制芯材料。自问世以来 ,引起了国内外学者的广泛重视 ,经过十多年的研究 ,已在粘结剂的固化机理、甲阶酚醛树脂的合成与改性、新型固化剂的选择、固化工艺的改进等方面取得了许多新的进展。

硼酸钠/甲阶酚醛树脂配合物结构和反应机理

通过对溶液 pH值的测定和红外光谱分析 ,研究了在水溶液中硼酸钠与甲阶酚醛树脂的配位反应、产物结构和反应机理 .结果表明 :在室温下硼酸钠能与甲阶酚醛树脂发生配位 ,并产生H+ 使溶液的 pH值降低 ;在水溶液中硼酸钠水解产生B(OH) 3,与甲阶酚醛树脂中的酚羟基和邻位羟甲基经过配位和酯化反应形成一个含有 2个O原子和

甲醛/苯酚配比对可发性甲阶酚醛树脂性能的影响研究

以苯酚、多聚甲醛、甲醛溶液为原料,NaOH为催化剂,采用逐步共聚的聚合工艺,制备可发性甲阶酚醛树脂,采用环保型发泡剂、匀泡剂、实验室自制复合酸固化剂制备阻燃保温酚醛泡沫材料。研究了甲醛/苯酚配比(物质的量之比即F/P)进行单因素分析,对可发性甲阶酚醛树脂的物理性能、有毒物质残余量、分子结构和活性的影响以及与树脂可发性的关系。结果表明,当F/P=2.0时,可发性甲阶酚醛树脂的粘度为2 680 mPa.s,游离甲醛含量为0.75%,游离苯酚含量为2.3%,羟甲基含量为34.83%,泡沫表观密度为0.050 7 g/cm3。

硼酸与甲阶酚醛树脂的配位反应及配合物的结构

本文通过对溶液pH值的测定和红外光谱分析 ,研究了硼酸与甲阶酚醛树脂的配位反应。结果表明 :在室温下硼酸能与甲阶酚醛树脂中的羟基发生配位反应 ,并产生H+ 使溶液的pH值降低 ;溶液的酸性强弱与甲阶酚醛树脂中的羟甲基含量和硼酸的用量有关 ;硼酸以硼酸根离子的形式与树脂中的酚羟基和邻位羟甲基发生配位反应 ,形成了一个含有两个氧原子和一个硼原子的六元环 。

尿素增韧改性甲阶酚醛树脂的合成及其泡沫

在合成阶段用不同量的尿素增韧改性甲阶酚醛树脂,并将改性后的树脂制备成泡沫,测试改性泡沫的性能。结果显示:随着尿素用量的增加,泡沫的吸水率、韧性、阻燃性上升,压缩强度下降,热稳定性有所改善;合成过程中的最佳尿素用量为3%。

水溶性低醛化甲阶酚醛树脂的合成与性能研究

针对传统的酚醛树脂在使用时污染环境、游离醛含量高的缺点,生产低毒、环保的水溶性甲阶酚醛树脂受到普遍重视。通过研究表明:选择合适的苯酚∶甲醛的摩尔比为1∶1.2～1∶1.5,控制适当的反应温度(90℃),并加入PVA改性剂(0.2%)等,可生产出综合性能较好的低毒水溶性酚醛胶。并用硫代硫酸钠滴定分析方法测定游离醛含量,所合成的水溶性酚醛树脂游离醛指标达到标准含量(标准含量≤2.5%),力学性能符合GB/T9846-1988标准要求。

硼酸钠/甲阶酚醛树脂配合物的热固化过程和耐热性

利用热分析法和红外分析法 ,研究了硼酸钠 /甲阶酚醛树脂配合物的热固化反应过程和耐热性 .结果表明 :配合物的热固化是一个放热反应 ;在加热的条件下 ,配合物中没有参与配位的苄羟基发生缩合反应 ,生成了亚甲基或羰基 ;固化过程中有小分子放出使配合物快速失重 ;配合物的耐热性能随着硼酸钠用量的增加而增强 .

高羟甲基含量甲阶酚醛树脂的合成

利用KOH作催化剂 ,以甲醛和苯酚为原料合成了一种高羟甲基含量的甲阶酚醛树脂 ,通过羟甲基含量、可被溴化物含量、固有粘度的测定和甲醛转化率的计算 ,研究了反应条件对合成的影响。结果表明 :随着反应温度的升高、甲醛和KOH用量的增加、反应时间的延长 ,树脂中的羟甲基含量先增加 ,后减小 ,树脂的固有粘度则逐渐增大 ,其中反应温度和催化剂用量的变化对树脂固有粘度的影响较大。在 6 5℃的条件下 ,n(甲醛 )∶n(苯酚 )∶n(氢氧化钾 )为 2 .5∶1∶0 .1时 ,反应 3h ,甲阶酚醛树脂中的羟甲基质量分数可以达到 32 .8% ,固有粘度达到2 .6 8ml·g-1。

甲阶酚醛树脂-硼酸盐水凝胶的热可逆性研究

通过测定凝胶的融化温度(T),研究了甲阶酚醛树脂(PF)-硼砂(SB)水凝胶的热可逆性,还研究了PF树脂、SB和KOH浓度对T的影响。结果表明:体系的温度升高和降低时,凝胶可发生热可逆溶胶-凝胶相互转变;T与PF、SB及KOH浓度有关,PF浓度增大,T逐渐升高,KOH浓度增大,T逐渐降低,SB浓度增大时T先增大后减小,c(SB)为0.225mol/L时T出现极大值。根据Eldridge-Ferry理论,利用c(SB)与T之间关系,计算结果表明,凝胶的融化焓变△H为-45.81kJ/mol。

双酚A改性甲阶酚醛树脂的合成和表征

利用双酚A、苯酚、甲醛水溶液为原料,在KOH的催化下,合成了一种含有羟甲基的双酚A改性甲阶酚醛树脂,研究了反应温度、反应物配比、催化剂用量、反应时间对合成的影响,并用红外光谱分析了产品的结构。结果表明,在反应温度为80℃,反应时间为3 h条件下,各反应物物质的量比的适宜范围:n(甲醛):n(苯酚)为(3.0～3.5):1,n(氢氧化钾):n(苯酚)为(0.085～0.15):1;n(双酚A):n(苯酚)为(0.1～0.35):1。

高羟甲基低游离醛含量甲阶酚醛树脂的合成

以苯酚和甲醛为原料,CaO为催化剂,用甲醛两次分批加入的方法合成了高羟甲基低游离醛含量的甲阶酚醛树脂.采用正交试验探讨了原料摩尔比、催化剂用量、反应时间、反应温度对合成的酚醛树脂中游离醛和羟甲基含量的影响.结果表明,催化剂用量对树脂中游离醛和羟甲基含量的影响最显著,优化出合成工艺的适宜条件为:酚醛比1.6、催化剂用量0.07mol、反应时间3h、反应温度80℃.由树脂的红外光谱分析可知,树脂中羟甲基含量高,有利于发泡过程中的固化反应.

甲阶酚醛树脂的合成研究进展

综述了甲阶酚醛树脂合成研究方面取得的进展,分析了酚醛合成时的化学计量比(F/P)在1.0～3.0时对反应的影响(催化剂分别采用了NaOH、KOH、Ba(OH)2、三乙胺和醋酸锌等),并比较了各种催化剂的反应机理,同时还从反应温度等方面介绍了反应条件对合成的影响.

组成对甲阶酚醛树脂/硼酸盐水溶液体系凝胶化的影响

利用凝胶相图和粘度测定研究了组成对甲阶酚醛树脂(PF)/硼酸盐(Na2B4O7·10H2O)(SB)水溶液体系凝胶化的影响。结果表明,只有当PF浓度C≥Cgel(凝胶形成的最低树脂浓度)时,PF/SB水溶液体系才能凝胶化随着SB浓度的增大,体系出现溶胶-凝胶-溶胶的相转变现象,即过多地使用SB不利于体系的凝胶化;在羟甲基含量基本相同的情况下,PF的分子量越大,Cgel越小,越有利于体系的凝胶化;随着碱含量的增大,体系的凝胶范围逐渐减小,CKOH= 3.0 mol/L时,体系在任何PF和SB浓度下都不能形成凝胶。Cgel≈1/[η]([η]为树脂溶液的特性粘度),Cgel可以通过测定树脂溶液的[η]作近似估计。

甲阶酚醛树脂/硼酸盐水凝胶的脱水性能

利用凝胶脱水率的测定,研究了甲阶酚醛树脂/硼酸盐水凝胶的脱水性能。结果表明,甲阶酚醛树脂/硼酸盐水凝胶的脱水速率与其硼砂浓度、碱浓度、添加剂的种类和浓度,以及脱水的温度有关。随着硼砂浓度的增大,凝胶的脱水速率先减小,后增大,在0.125mol/L时达到最小值。升高温度凝胶的脱水速率明显加快。添加不易挥发的醇或醚,可以有效地抑制凝胶的脱水;随着添加剂浓度的增大,凝胶的脱水速率先减小,后增大。凝胶中的碱含量越高,凝胶越难脱水。

甲阶酚醛树脂的合成、表征及应用研究

利用NaOH作催化剂,合成了一类低游离酚/醛含量的甲阶酚醛树脂。研究了反应时间及催化剂用量对甲阶酚醛树脂的羟甲基含量、游离醛/酚含量以及粘均分子量影响。结果表明:随着反应时间的延长,树脂的羟甲基和游离酚含量降低,粘均分子量增大;增加催化剂用量会使游离酚和游离醛含量下降,催化剂用量对分子之间的缩聚反应类型有明显的影响。红外光谱结果表明:树脂的结构中含有羟甲基特征吸收峰。合成树脂用作粘结剂制备覆膜砂,并对覆膜砂的强度和性能进行了测试。由该合成树脂所混制的覆膜砂具有优越的使用性能,有望在覆膜砂生产中应用。

氯丙烯改性甲阶酚醛树脂的性能

针对甲阶酚醛树脂贮存稳定性低、耐碱性差的缺点,用氯丙烯对其进行改性。通过红外光谱分析(FT-IR)、热重分析(TGA)、差示扫描量热法(DSC)、动态力学分析(DMA)等手段表征了改性前后酚醛树脂的基团变化、热性能和动态力学性能。研究表明:烯丙基团成功地接入了酚醛树脂,并使酚醛树脂的贮存期由原来的30 d提高到了102 d;固化物玻璃化转变温度(T_g)从改性前的58℃提高到改性后的122℃;耐腐蚀性和耐热性也均有一定程度的提升,力学性能则随着烯丙基质量的增加呈现先增强后减弱的趋势。

甲阶酚醛树脂的贮存稳定性

甲阶酚醛树脂在贮存过程中容易自缩聚,稳定性低。采用两种方法对其进行改性:一种是引入氯丙烯以降低羟甲基活性,另一种是合成高邻位酚醛树脂并加入聚乙二醇。通过红外光谱(FT-IR)、差示扫描量热法(DSC)分别表征了改性前后树脂的基团变化、热性能,并进行了固化动力学分析,考察了酚醛树脂的黏度变化以研究其贮存性能。研究表明:成功地运用这两种方法合成了改性树脂,且热分析结果说明羟甲基的活性有所减弱;固化动力学结果表明树脂活化能变化较小,说明树脂贮存稳定性提高且对固化影响不大,烯丙基改性将酚醛树脂的贮存期由30d提高到108d,聚乙二醇改性后也可以贮存至108d。

甲阶酚醛树脂酯催化反应动力学及产物热分析

利用凝胶转化率的测定,研究了醋酸甘油酯(三醋酸甘油酯、二醋酸甘油酯、一醋酸甘油酯)对甲阶酚醛树脂交联反应的催化动力学,并对交联产物进行了热分析。结果表明,醋酸甘油酯对甲阶酚醛树脂的催化交联反应是一级动力学反应,三醋酸甘油酯、二醋酸甘油酯、一醋酸甘油酯等作催化剂时该反应的表观活化能分别为:11.45 kJ/mol、22.53 kJ/mol和29.27 kJ/mol;交联反应主要由甲阶酚醛树脂中的羟甲基引起,其酯催化交联产物比热固化产物更容易发生热分解。