木质素基酚醛树脂泡沫塑料的结构与性能研究

研究了木质素基可发性酚醛树脂(LPF)及LPF泡沫塑料的结构与性能。结果表明,采用酚化木质素制备的LPF具有比酚醛树脂(PF)更低的游离甲醛(质量分数为0.35%)和更低的游离苯酚(质量分数为0.59%);傅立叶变换红外光谱(FTIR)分析证明了木质素的酚化及参与树脂固化反应;体视显微镜观测结果表明,LPF泡沫塑料具有比PF泡沫塑料更高的闭孔结构;热重分析及氧指数分析结果表明,LPF泡沫塑料具有更好的热稳定性和阻燃性能;压缩强度、导热系数和吸水率测定结果表明,LPF泡沫塑料具有更好的力学性能、保温性能和防水性能。相比于传统的PF泡沫塑料,采用热化学酚化技术制备的LPF泡沫塑料,具有更加优良的力学、保温、防火、防水性能,且更加安全、环保、经济。

高沸醇木质素热化学酚化的研究

以苯酚为液化试剂,对高沸醇木质素分别在加热和热酸催化条件下进行酚化,制备得到100%液化效率和很好流动性的高沸醇木质素液化产物。采用红外光谱、核磁共振和热重分析方法对液化前后木质素进行了分析测试,结果表明液化后的高沸醇木质素羟值和反应活性显著提高;木质素分子在酚化条件下发生降解并通过酚化产生了新的具有不同取代基的苯环结构。

高软化点低游离酚热塑性酚醛树脂的合成与表征

通过单因素实验,考察了影响制备高软化点热塑性酚醛树脂软化点、收率和树脂中游离酚的因素,并获得了优化的配方和工艺条件。结果表明,在苯酚与甲醛的物质的量之比为1∶0.9、催化剂为草酸、催化剂用量为1%(按苯酚的质量计算)、反应温度为90℃、反应时间为6h的条件下,所制备的线性酚醛树脂为无色透明、光泽度好的固体,软化点为121.3℃,游离苯酚含量为0.44%,收率为115.8%(按苯酚质量计算),数均分子量为1742。红外光谱分析结果进一步表明了合成的产物为线性热塑性酚醛树脂。

氧化石墨烯的制备及其改性酚醛泡沫塑料

以改进的Hummers法为基础,重点探究了高温阶段不同的保温时间与保温温度对氧化石墨烯活性的影响,并通过傅立叶变换红外光谱和X射线衍射对氧化后的石墨烯进行结构分析。结果表明,当高温阶段的保温时间为20 min,保温温度为80℃或85℃时,氧化石墨烯(GO)的氧化程度最高,采用改进的Hummers法获得的GO具有较高活性和更为规整的结晶结构。采用原位发泡制备了酚醛树脂/GO泡沫塑料。结果表明,GO的加入能有效地提高泡沫塑料的耐热性能、阻燃性能,并改善其防水性能。

酚醛树脂共聚改性竹纤维复合材料的制备及其碳化行为

用超声浸渍和热处理法制备酚醛树脂共聚改性竹纤维复合材料(PR-BF),研究了PR-BF的碳化性能及其机理。结果表明,在超声及热处理条件下,竹纤维(BF)具有很好的吸胶性能;红外光谱分析结果表明,酚醛树脂(PR)通过共聚反应接枝到竹纤维表面。碳化实验结果表明,与BF相比,PR-BF的热稳定性显著提高,25%PR-BF在900℃碳化后残碳率达到37.75%。用红外光谱法探讨了PR改性BF的碳化机理。结果表明,PR-BF发生热解的同时,BF还与PR通过进一步的共聚反应形成了新的苯环取代结构,使PR-BF表现出比BF高得多的热稳定性和残碳率。SEM结果表明,PR-BF碳化后出现纳米级纤维状粉体。