腰果壳酚改性酚醛树脂的制备与表征

酚醛树脂作为重要的摩擦材料胶粘剂,其热稳定性对摩擦制动材料的性能有至关重要的影响。为改善传统酚醛树脂耐热性不足的缺点,以腰果壳酚、苯酚、甲醛为原料制备了改性酚醛预聚体,并利用DSC和TG等分析手段,对改性后的酚醛树脂进行了表征,结果表明:腰果壳酚改性酚醛树脂的热失重过程主要发生在400℃以上,其耐热性相比普通酚醛树脂有较大提高,适合用作高温摩擦制动材料的胶粘剂。

腰果壳酚改性酚醛树脂固化动力学研究

在以气质联谱分析腰果壳酚组成的基础上，以腰果壳酚、苯酚、甲醛为原料制备了腰果壳酚改性酚醛预聚体，采用不同的升温速率，利用差示扫描量热（DSC）仪将预聚体在50～380℃的范围内进行动态固化行为分析，并运用Kissinger方程和Ozawa方程对改性树脂的固化行为进行了动力学研究。结果表明，实验中所使用的腰果壳酚仅有相对分子量为300，302和304的三种结构，根据质谱结果估算其整体平均相对分子质量为302；此外，通过对改性后的酚醛树脂的DSC表征可以看出，随着升温速率的加快，树脂固化的峰值温度逐渐向高温方向移动，从203．10℃移动至246．73℃；通过Kissinger法拟合直线计算的改性树脂固化反应的活化能约为11．44103kJ／mol；通过Ozawa法计算改性树脂固化活化能约为15．1566kJ／mol，两种方法计算所得的结果较为相近。

腰果壳酚改性酚醛树脂热降解动力学的研究

为研究腰果壳酚改性酚醛树脂的热降解动力学，首先分别合成了纯酚醛树脂和腰果壳酚改性酚醛树脂，并利用傅里叶变换红外光谱（FTIR）对它们结构进行了表征。采用热重分析法（TG）考察它们的热性能，分别以5、10、15、20℃／min的升温速率将两者从40℃升温至800℃。最后运用Kissinger法对两者的热降解行为进行了动力学研究。红外测试表明，成功制备了腰果壳酚改性酚醛树脂；热重分析表明，纯酚醛树脂有4个明显的失重阶段，其第一阶段的失重峰值温度仅为100℃左右，而腰果壳酚改性酚醛树脂仅有一个明显的失重阶段，且其峰值失重温度在450℃左右；通过Kissinger法计算所得腰果壳酚改性酚醛树脂热降解反应的活化能约为130．15kJ／mol，高于纯酚醛树脂的热降解平均活化能120．42kJ／mol。

改性酚醛树脂基层压式摩擦制动材料制备与表征

酚醛树脂作为重要的摩擦材料胶粘剂,其热稳定性对摩擦制动材料使用的安全性至关重要。为改善传统酚醛树脂因耐热性不足而容易导致层压式摩擦制动材料摩擦因数低且不稳定的缺点,本实验以腰果壳酚、苯酚、甲醛为原料制备了改性酚醛树脂,并以此改性酚醛树脂为基体制备了层压式摩擦制动材料,并系统研究了腰果壳酚用量对酚醛树脂耐热性以及对层压式摩擦制动材料摩擦因数的影响。测试结果表明,当甲醛(37%水溶液)用量为97.30 g(1.2 mol),苯酚用量为56.45 g(0.6 mol),腰果壳油用量为122.00 g(0.4 mol),氨水用量为30.00 g时制备的改性酚醛树脂的耐热性最佳,峰值热失重温度为462.5℃。此外,以其为基体制备的层压式摩擦制动材料摩擦因数最大值达0.42,且稳定无衰减,符合美国SAE-J661标准。

酚醛树脂耐热改性的研究

以腰果壳油、苯酚及甲醛为原料制备了改性酚醛树脂,通过红外光谱、DSC及TG分析研究了原料配比对产物性能的影响。结果表明,当甲醛(37%水溶液)用量为97.30g,苯酚用量为56.40g,腰果壳油用量为121.60g,氨水用量为30.00 g时合成的改性酚醛树脂的耐热性最佳,热失重温度在400℃以上,非常适合用作高温摩擦制动材料的胶粘剂。