硼改性酚醛树脂的合成及其复合材料的性能

从催化剂用量、反应时间和温度等方面研究了合成工艺条件对硼改性酚醛树脂(BPR)性能的影响,研究了碳纤维/硼改性酚醛树脂(CF/BPR)复合材料性能与碳纤维含量及其表面处理的关系.结果表明:在特定的反应温度、时间和催化剂条件下,可以合成出性能良好的BPR.随着碳纤维含量的增加,CF/BPR复合材料弯曲强度、弯曲模量和冲击强度均逐渐增加;当碳纤维含量达到30%(质量分数)时,CF/BPR复合材料弯曲强度、弯曲模量和冲击强度达到最大值.CF/BPR复合材料弯曲强度和弯曲模量因碳纤维的表面处理而提高,但冲击强度却略有下降.

硼改性酚醛树脂的合成及其热性能研究

通过合成性能优于传统酚醛树脂的新型酚醛树脂以满足国内工业、机械制造业飞速发展的配套需要.主要研究硼改性酚醛树脂的特定合成工艺,并与传统热固性酚醛树脂进行比较,研究催化剂用量、酚醛比、硼酸加入量等因素对硼改性酚醛树脂性能的影响.并通过红外光谱和热重分析仪等分析手段对硼改性酚醛树脂的结构和热性能进行表征.实验结果表明:合成硼改性酚醛树脂的最佳反应条件为n(甲醛)∶n(苯酚)∶n(硼酸)=1.4∶1∶0.4,氢氧化钠用量为苯酚质量的3%,第一阶段反应时间为1.5h,反应温度为60℃,第二阶段反应时间为1.5h,反应温度为90℃,在该条件下合成的硼改性酚醛树脂的残碳率为71.07%,远高于传统酚醛树脂的残碳率48.48%.

硼改性酚醛树脂的合成及其模塑料力学性能研究

研究了硼酸加入量对所合成硼改性酚醛树脂性能的影响。通过红外光谱和热重等分析手段对硼改性酚醛树脂的结构和热性能进行表征,分别考察其在氮气和空气氛围下的残炭率,获知当苯酚、甲醛和硼酸之间的物质的量比为1∶1.4∶0.4时,硼改性酚醛树脂的残炭率最高,分别为67.82%和10.92%。此外,以硼改性酚醛树脂为基体树脂制备模塑料并考察其拉伸强度、弯曲强度和抗冲击强度等力学性能。综合考虑以上热性能和力学性能,确定苯酚、甲醛和硼酸之间的最佳物质的量比为1∶1.4∶0.3。最后,研究了添加不同种类和不同含量的填料对酚醛模塑料力学性能的影响。研究结果表明:以短玻璃纤维为填料时,酚醛模塑料的力学性能优于木粉和长玻璃纤维混合物填料;若使用木粉和长玻璃纤维混合物填料,当木粉与长玻璃纤维的质量比为1∶3时,酚醛模塑料的力学性能最佳。

耐高温的硼改性酚醛树脂涂敷砂

由碱法酚醛树脂与硼酸制成硼改性酚醛树脂（乙醇溶液），再与粒径0．4～0．8mm的石英砂一起制成树脂涂敷砂．经组分筛选得到实用配方如下（以质量计）：石英砂100％．树脂10％，偶联剂ST-30．15％～0．20％。增韧剂ZF-0.1 0．9％～1．0％。由100g石英砂＋10g树脂＋0．9g增韧剂＋0．2g偶联剂组成、在水介质中于70℃固化反应72小时，再在180～360℃不同温度下老化24小时得到的固结砂样，抗压和抗张强度在老化温度为200℃时最高．分别为12．1和7．7MPa，老化温度300℃时分别为9．7和4．2MPa，符合防砂要求；老化温度在240～300℃时空气渗透率为32．6～34．1时。在以蒸汽吞吐方式开发、油井出砂严重的胜利孤岛稠油油田，从2002年开始用该树脂涂敷砂进行防砂施工128井次，施工成功率98．6％，平均注汽温度305℃，注汽质量流量13．5t／h．平均有效期298天。表5参2。

硼改性酚醛树脂的结构和耐热性

合成了不同硼含量的改性酚醛树脂(硼酚醛树脂),并分别用红外光谱(FT-IR)、动态力学分析(DMA)和热重分析(TGA)方法对其结构和性能进行了分析。结果表明,165℃时的固化物具有两个玻璃化温度,表明该固化物中同时存在交联和线型两种不同结构的酚醛树脂。固化物的残炭率随硼含量的增加而增加,说明硼的加入使硼酚醛树脂的耐热性得到提高,800℃的残炭率最高可达74.9%,对硼酚醛树脂进行后固化处理可进一步提高其耐热性。

玻璃纤维增强硼改性酚醛树脂复合材料的性能

研究了玻璃纤维(GF)含量对玻璃纤维增强硼改性酚醛树脂(GF/BPR)复合材料力学性能、耐热性能的影响.结果表明:随着玻璃纤维含量的增加,GF/BPR复合材料的弯曲强度和压缩强度均提高,当玻璃纤维含量达到50%(质量分数,下同)时,其弯曲强度和压缩强度达到最大值;GF/BPR复合材料的冲击强度随着玻璃纤维的增加而增大,当玻璃纤维含量达到70%时,GF/BPR复合材料的冲击强度达到最大值;GF/BPR复合材料的软化变形随着玻璃纤维含量的增大而逐渐降低;当玻璃纤维含量为50%时,GF/BPR复合材料的热变形温度达到196.6℃,比纯BPR提高了51.3℃,而热膨胀系数则降低近1个数量级,为1.6×10-5℃-1.

热熔胶膜法制备硅硼改性酚醛树脂预浸料及复合材料

纤维增强酚醛树脂基复合材料具有易成型、加工周期短和隔热性能好等优点,可用作烧蚀型热防护材料。本文对热熔胶膜法制备的高硅氧/硅硼改性酚醛预浸料及其复合材料进行了研究。硅硼改性酚醛树脂具有优异的热稳定性,氮气气氛下,800℃残碳率高达75.3%。高硅氧/硅硼改性酚醛预浸料的百分流动度、挥发份和树脂含量分别为21.3%、5.7%和40.2%。对比溶液法制备预浸料成型的层压板,采用热熔胶膜法制备的高硅氧/硅硼改性酚醛复合材料层压板的弯曲强度和层间剪切强度分别提高了56.2%和22.1%。氧乙炔线烧蚀率和质量烧蚀率分别为0.0498mm/s和0.0506g/s。高硅氧/硅硼改性酚醛复合材料优异的耐烧蚀性能有助于降低热防护材料的厚度,减轻火箭、导弹等的总体质量,对提高武器装备的性能具有重要的意义。

硼改性酚醛树脂在机油滤纸中的应用

本研究采用水杨醇法制备硼改性酚醛树脂(BPF),并将其应用于机油滤纸以增强其物理性能。研究结果表明,最佳的BPF合成条件为:苯酚:甲醛:硼酸物质的量比1.0∶1.4∶0.2、反应温度110℃、反应时间1.5 h,其在800℃的残余质量为68.4%。当固化温度180℃,上胶量(24±1)%时,BPF浸渍固化滤纸性能最佳,耐破指数达2.67 kPa·m^(2)/g,抗张指数达50.2 N·m/g,滤纸纵向挺度为6.37 mN·m。180℃老化试验(老化12 h)后滤纸耐破指数为1.38 kPa·m^(2)/g,抗张指数为44.4 N·m/g。且在150℃的机油中老化192 h后,耐破度为196 kPa,满足JB/T 12651.1中对机油滤纸的质量要求。

硼改性酚醛树脂加入量对铝碳材料性能的影响

为了改善铝碳材料的性能，以质量分数为40％的电熔刚玉（1—0．2mm）、30％的Al2O3微粉（40．01mm）、25％的鳞片石墨（≤0．3mm）、5％的添加剂（≤0．047mm）为主原料，外加有机硼改性酚醛树脂粉和普通的酚醛树脂粉作为结合剂制备了铝碳材料。用热重分析法测定了树脂的残碳量，按相关标准测定了铝碳材料的常温抗折强度、高温抗折强度、显气孔率、抗氧化性、抗热震性，研究了硼改性酚醛树脂加入量（质量分数分别为0、2％、4％、6％、8％）对铝碳材料性能的影响。结果发现：硼改性树脂的残碳量较高；加入硼改性酚醛树脂不利于铝碳材料的强度，但可以提高铝碳材料的抗氧化性和抗热震性。

不同含量硼改性酚醛树脂基复合摩擦材料性能研究

为探讨不同树脂的含量对农机制动摩擦材料的磨损性能和力学性能的影响,选用不同含量硼改性酚醛树脂作为基体制备复合摩擦材料,对复合摩擦材料的密度、力学性能、摩擦磨损性能和热性能进行测试,并观察其磨损表面微观形貌。结果表明:随着硼改性酚醛树脂含量的增加,材料的密度递减,硬度、压缩强度和冲击强度先增加再减小,其中基体含量为25%的复合摩擦材料力学性能最优,但热性能逐渐降低,线膨胀系数波动加大;基体含量为15%的摩擦材料对温度有较好的稳定性;高温下硼改性酚醛树脂含量为15%的摩擦材料的摩擦表面缺陷较少。

硼改性酚醛树脂的固化及裂解

采用DSC、Ozawa法、固态13C核磁共振（13C NMR）、红外光谱（IR）、裂解-气相色谱（Py-GC）和XRD研究了硼改性酚醛树脂的固化动力学、固化机制和裂解行为。结果表明：硼改性酚醛树脂的近似凝胶温度、固化温度和后处理温度分别为350.0 K、386.2 K和433.3 K,固化反应峰顶的活化能为152.4 kJ/mol;硼改性酚醛树脂的固化反应主要包括PhCH2—OH之间的反应、PhCH2—OH与B—OH之间的反应、PhCH2—OH与酚环上活泼氢之间的反应,以及醚键的歧化反应。硼改性酚醛树脂的剧烈分解温度为500~800℃,失重为14.9%;裂解生成的挥发物有CO、CO2、H2O、苯和甲苯等;在1000℃时的残碳率为67.2%;硼改性酚醛树脂在1000℃高温裂解30 min后生成了玻璃碳。

橡胶改性酚醛树脂摩擦材料的研究

研究了用4种橡胶共混改性酚醛树脂的效果。通过对硼改性酚醛树脂(FB)、腰果壳油改性酚醛树脂(YM)及苯并噁嗪开环聚合酚醛树脂(BEN)进行热分析及摩擦性能试验,筛选出FB树脂为摩擦材料的基体树脂;对NBR、羧基丁腈橡胶、SBR及丁苯吡橡胶改性FB树脂摩擦材料进行冲击性能和摩擦性能试验,结果表明羧基丁腈橡胶改性FB树脂摩擦材料的综合性能最佳。

改性酚醛树脂对石墨电刷性能的影响

采用原位聚合法合成改性酚醛树脂,并用其制作成树脂石墨电刷。测试电刷试样的烧结收缩率、电阻率、肖氏硬度等性能,研究酚醛树脂改性对电刷性能的影响。结果表明:硼改性酚醛树脂中的B会吸收树脂热分解产生的氧,形成的B2O3能促进制品的烧结,产生收缩,获得密度较高、硬度较大的电刷制品。邻甲酚醛环氧树脂和环氧氯丙烷热分解时会产生比普通酚醛树脂更多的小分子气体,导致试样膨胀更大,甚至开裂,烧结后密度、硬度提高较小;硼酸的加入量对试样的电阻率影响较小,随硼酸含量的增加密度先增加后减小,当硼/酚比为0.35时,密度达到了最大。

硼改性树脂高温涂敷砂研究

稠油疏松油田经热采吞吐工艺开采后 ,因蒸汽温度高 ,注汽强度大 ,对地层冲击破坏大 ,因此要求开发强度高、胶结能力强、耐高温的新型防砂剂。本文主要介绍了硼改性树脂高温涂敷砂室内研制及相关技术指标。通过现场应用 。

耐温抗烧蚀酚醛树脂的合成及其性能研究

采用硼酸、有机硅预聚物对酚醛树脂进行化学改性,合成出具有较好耐温抗烧蚀性能的硼硅改性酚醛树脂。利用FT-IR对合成树脂的结构进行分析,结果表明,树脂分子链中含有硼氧基团和硅氧基团,具有明显的高邻位树脂结构。利用TGA和氧指数仪对树脂的耐热性和阻燃性进行分析,结果表明:合成的硼硅改性酚醛树脂具有优异的耐热性,固化后的改性酚醛树脂在800℃下的残重可达79%;同时,改性酚醛树脂具有良好的阻燃性,临界氧指数达46.8%,高于绝大部分热固性和热塑性树脂。

三聚氰胺聚磷酸盐/硼酚醛协效体系阻燃PA66/GF复合材料的研究

采用氮磷型阻燃剂三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)与硼改性酚醛树脂(BPF)组成的复合阻燃体系对玻纤(GF)增强尼龙66(PA66)复合材料进行阻燃,获得了阻燃性能优异、力学性能良好的增强复合材料,研究了协效阻燃剂BPF/MPP配比、BPF/MPP用量及GF用量对阻燃复合材料阻燃性能的影响,采用微型燃烧量热和质量保持率分析方法研究了阻燃复合材料的燃烧及成炭行为,对复合阻燃剂的协效机理进行了讨论。结果表明,当BPF在BPF/MPP中的质量分数为15%时,添加25%BPF/MPP复合阻燃剂可使20%GF增强PA66复合材料达到V–0(1.6 mm)阻燃级别,极限氧指数增加至25.3%,拉伸强度、弯曲强度、缺口冲击强度分别为116 MPa,132 MPa,7.1 kJ/m2。该复合材料可满足高性能无卤阻燃的使用要求。

摩擦材料中树脂对其性能的影响

阐述了硼桐油双改性酚醛树脂的改性原理,对以此为基体的编织型摩擦材料的磨损率和摩擦系数进行了测试和分析,并与其他几种酚醛树脂基摩擦材料进行了对比。结果表明,对酚醛树脂进行硼桐油双改性后应用于摩擦材料的效果理想。

耐高温硼改性酚醛胶粘剂的制备及性能研究

选用硼改性酚醛树脂为基体,固体羧基丁腈混炼胶为增韧剂,硼粉、硅粉、碳化硼(B4C)为填料,制备了酚醛胶粘剂。通过粘接强度测试和热重分析研究了丁腈混炼胶用量,硼粉、硅粉、B4C的粒径对硼酚醛胶粘剂性能的影响。结果表明:当固体羧基丁腈混炼胶的质量分数为12%时,其室温粘接强度达到最大值。硼粉,硅粉和碳化硼的最佳粒径分别为20,13,3.5μm,所制备的硼酚醛胶粘剂对不同材料都有较好的高温粘接性能,其使用温度可以达到800℃以上。

C/C与C/C-SiC复合材料连接件的高温热处理及微观结构

以硼改性酚醛树脂作为连接剂的主要成分,添加微米B4C粉、纳米SiO2粉和微米Mo粉作为填料,采用反应成形连接法连接C/C复合材料和C/C-Si C复合材料,并将连接件在300～1 400℃真空环境中热处理30 min。在室温环境下测量连接件的连接强度,计算不同温度下热处理后的强度保留率,并观察与分析连接层以及经连接强度测试后的断口形貌和元素分布。结果表明,连接件在1 200℃下热处理后,连接强度保留率取得极大值97.8%,连接层结构致密,孔洞、裂纹等缺陷较少;母材与胶层的界面处发生了C,O,Si,B和Mo元素的扩散;胶层中生成熔点及硬度都很高的Mo B和Si C,Mo B作为增强体与硼改性酚醛树脂裂解生成的玻璃碳形成复相陶瓷,从而提高连接件的强度保留率。