酚醛树脂基复合材料的制备及其热性能研究

摘要

酚醛树脂是最早合成并实现工业化生产的合成高分子树脂，并且在生活中得到了广泛的应用。酚醛树脂属于有机高分子合成材料，纯酚醛树脂的耐热极限温度为200℃左右，当温度超过300℃时，酚醛树脂将发生热解、炭化，造成结构、性能的巨大变化，对其在高温下安全、稳定的使用产生重大影响。随着科学技术的发展，酚醛树脂及其复合材料在高温特别是较快地升温速率工况条件下的应用越来越多，从而对酚醛树脂及其复合材料在高温领域的应用和发展提出了更高的要求。 针对以上情况，本文分析了热固性酚醛树脂耐热性的部分影响因素，以及通过改性的方式提高酚醛树脂的耐热性能；并且制备了耐热性能优良的金属/酚醛树脂复合材料。 本文通过改变甲醛/苯酚摩尔比和催化剂种类来合成酚醛树脂并研究其耐热性，发现这些因素对普通酚醛树脂热性能影响不大；通过在酚醛树脂的分子结构中引入硼元素，生成键能较高的B—O键，显著提高了酚醛树脂的耐热性能，结果当甲醛/苯酚摩尔比为1．6，硼酸/苯酚摩尔比为0．1，用氢氧化钠做催化剂时合成的硼酚醛树脂热残留率最高，在40℃/min的升温速率下，700℃时普通酚醛树脂的热残留率为22．81％，而硼酚醛树脂最高可达39．01％，红外分析表明，酚醛树脂结构中有硼酯键的形成；通过在硼酚醛树脂的合成过程中加入铜粉，制备的铜/硼酚醛树脂复合材料，显著的提高了酚醛树脂的耐热性，当铜/苯酚的摩尔比为0．2时，700℃的热残留率可达到45．54％。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1酚醛树脂

1.1.1酚醛树脂的发展概况

1.1.2酚醛树脂的合成及固化

1.1.3酚醛树脂的应用

1.2酚醛树脂的改性

1.2.1酚醛树脂的增韧复合改性

1.2.2酚醛树脂的耐热复合改性

1.2.3酚醛树脂复合材料研究中的主要问题

1.3本论文的研究目的及意义

1.3.1研究目的

1.3.2研究内容

1.3.3研究思路及技术路线

1.3.4研究中的创新之处

第二章酚醛树脂的合成及其热性能

2.1试验部分

2.1.1试验原料

2.1.2试验仪器

2.1.3合成及测试方法

2.2结果与讨论

2.2.1醛/酚比对酚醛树脂热性能的影响

2.2.2催化剂种类对酚醛树脂热性能的影响

2.3本章小结

第三章硼酚醛树脂的合成及其热性能研究

3.1试验部分

3.1.1试验原料

3.1.2试验仪器

3.1.3合成及测试方法

3.2结果与讨论

3.2.1不同硼含量对硼酚醛树脂热性能的影响

3.2.2不同醛酚比对硼酚醛树脂的热性能影响

3.2.3不同催化剂对硼酚醛树脂的热性能影响

3.3本章小结

第四章铜/硼酚醛树脂复合材料的制备及其热性能研究

4.1试验部分

4.1.1试验原料

4.1.2试验仪器

4.1.3合成及测试方法

4.2结果与讨论

4.3本章小结

第五章结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

致谢

附录A：攻读学位期间所发表的学术论文目录