高绝缘高韧性耐热型酚醛塑料的研制

高绝缘高韧性耐热型酚醛塑料的研制

董瑞玲[1]2000年在《高绝缘高韧性耐热型酚醛塑料的研制》文中研究说明玻璃纤维增强酚醛塑料具有突出的机械强度,耐热性能,电绝缘性能以及优良的尺寸稳定性能等,因而广泛用于电气、仪表、机械、国防等工业领域。目前,随着我国航空航天等工业的快速发展,特别是第叁、四代先进战斗机的引进,对材料提出更高的要求,要求材料的各项性能达到TOCT标准。目前,在国内众多牌号的酚醛塑料中,性能尚达不到俄标。本论文是结合研制该战斗机用材料而进行的。为制得高绝缘高韧性耐热型酚醛塑料,本文在提高酚醛塑料力学性能、耐热性和电绝缘性能等方面进行了研究。采用固体多聚甲醛与苯酚反应合成了一种高固体含量,无排污,快速固化的环保型酚醛树脂。在国内首次成功地合成了聚砜改性酚醛树脂,并加入自制电性能助剂、增韧剂A等助剂,对酚醛树脂进行综合改性。用SEM、DAT等仪器研究其改性机理。通过配方体系及工艺的优化,制得高绝缘高韧性耐热型酚醛塑料,其各项性能指标达到并超过TOCT标准,为国产第叁、四代先进战斗机机体和机载设备提供了理想的材料。

魏强[2]2017年在《KH550改性酚醛树脂层压板电绝缘性能的研究》文中提出电工层压木在干燥状态下具有较高的绝缘电阻,广泛应用在电力、电器行业中。然而木材中的纤维素、半纤维素等组分因含极性基团在潮湿环境下易吸水而使电绝缘性能和力学性能下降。采用酚醛(phenol-formaldehyde,缩写PF)树脂浸渍处理是改善层压木电绝缘性及其他物理力学性能的主要方法之一,但固化后的PF树脂分子链上仍存在未反应的极性酚羟基,也易吸水并将使电绝缘性能下降。因此,本研究使用环境友好且可降解的硅烷偶联剂KH550(γ-氨丙基叁乙氧基硅烷)改性低分子量PF树脂,封闭酚羟基,进而改善PF树脂的电绝缘性能;采用真空浸渍和涂胶方式分别制备绝缘层压板,研究KH550对层压板电绝缘性能及物理力学性能的影响;优化热压工艺条件,研究结果如下:(1)使用不同用量的KH550(苯酚质量的0,3%,5%,8%),在PF树脂制备过程中直接加入到反应体系,制备共聚改性低分子量PF树脂,然后进行吸水前后电绝缘性能测试。研究结果显示,经过改性后,PF树脂的吸水性降低,体积电阻提高。该方法制备工艺简单,所制备的树脂为游离醛和游离酚含量均较低的环境友好的水溶性低分子量PF树脂,且5%用量可使改性胶的各项物理力学性能最优。FT-IR谱图显示,KH550能够接枝到PF树脂上,有效地封锁了极性酚羟基。DSC和DMA分析可知,几种树脂的固化温度和固化时间相近。固化温度较为适中,在130℃左右;KH550改性低分子量PF树脂固化速度较快,没有增加固化过程中的能量消耗。(2)KH550改性的低分子量PF树脂渗透性较好,用其浸渍单板制备绝缘层压板,吸水率及吸水厚度膨胀率减小,尺寸稳定性好,板材的甲醛释放量较低;体积电阻率增大;胶合强度等力学性能较高;DMA分析表明,KH550改性后,板材耐热性能好,在高温条件下依然保持较优的力学性能。当KH550用量为苯酚的5%时,层压板吸水前后的电学性能及各项物理力学性能最优,有效提高了普通层压板在湿热环境下的电绝缘性,扩大了其使用范围,延长其有效使用时间。(3)KH550改性的低分子量PF树脂同样可明显改善涂胶层压板的耐水性,提高其水煮前后的体积电阻率值。但相比之下,浸渍绝缘层压板吸水率更低,水煮前后的体积电阻率更高,电学性能更优异。浸渍方式更有效地保持了层压板在湿热环境下的持久电绝缘性。(4)通过正交试验对层压板的热压工艺进行优化,板材的性能测试结果表明,最佳热压工艺为热压温度130℃,单位热压压力3.6MPa,单位热压时间1.2min/mm。

华斯嘉[3]2014年在《二氰基苯基醚化苯酚—联苯酚醛树脂中空微球的研究》文中进行了进一步梳理酚醛树脂中空微球因其低比重、高绝热等特性而广泛用作航天器材表面绝热涂层材料。但随着宇航事业的迅速发展,传统的酚醛树脂基体已不能满足更高的要求,这就促使人们加快了对高性能改性酚醛树脂微球研究开发的步伐。本文以提高酚醛树脂中空微球的热性能为目的,采用发泡法制备了二氰基苯基醚化苯酚-联苯树脂中空微球。利用傅里叶红外光谱、核磁共振光谱、凝胶渗透色谱、热重分析、扫描电子显微镜、漂浮率测试等实验方法和检测手段,系统地研究了苯酚与4,4’-二氯甲基联苯摩尔数比(n苯酚:n4',4-二氯甲基联苯)等因素对树脂合成及其性能的影响;探讨了树脂自固化和固化剂固化所得固化产物的性能差异;分析了溶剂种类、油浴温度、搅拌时间、表面活性剂种类及用量、发泡剂种类及用量等因素对树脂中空微球制备的影响,此外还表征了树脂中空微球的结构。实验结果表明,苯酚与4,4’-二氯甲基联苯摩尔数比对树脂的合成与性能产生了较大的影响。联苯酚醛树脂中酚羟基的含量随苯酚含量的增加而上升,分子量随苯酚含量的增加先上升再下降,按n苯酚:114'4-二氯甲基联苯=5:1合成的联苯型酚醛树脂具有较高的相对分子质量及较小的分子量分布指数。树脂采用自固化及固化剂固化两种方式得到的固化产物性能有较大差别。1000℃氩气气氛下其固化产物残碳率分别为66%和70%,600℃空气气氛下固化产物残碳率分别为70%和47%。采用丙酮和二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂可以降低树脂黏度使其利于发泡,用丙酮做溶剂时发泡所得微球的球形度优于用DMF做溶剂时发泡所得微球的球形度;合适的油浴温度可以使树脂的固化速率与发泡剂的发泡速率相匹配。当油浴温度小于150℃时,树脂的固化速率大于发泡剂的发泡速率,得到的是一些实心微球;当油浴温度大于150℃时,发泡剂的发泡速率大于树脂的固化速率,得到的是一些树脂残片;当油浴温度为150℃时所得微球球形度较好。合适的搅拌时间可以使微球充分形成并分散均匀。当搅拌时间小于15min时,微球没有完全形成;当搅拌时间大于15min时,微球开始出现粘连、团聚;当搅拌时间为15min时所得微球球形度最好。采用A型非离子表面活性剂和B型非离子表面活性剂可以使制备的微球保持形貌稳定并分散均匀。用A做表面活性剂时发泡所得微球的球形度优于用B做表面活性剂时发泡所得微球的球形度;微球的漂浮率随A用量的增加先上升后下降,A用量为PBN树脂质量的13%时所得微球球形度好,漂浮率最高。采用发泡剂A和发泡剂B为发泡剂可以使树脂形成中空结构。用B做发泡剂时发泡所得微球的球形度优于用A做发泡剂时发泡所得微球的球形度;微球的漂浮率随B用量的增加先上升后下降,B用量为PBN树脂质量的4.5%时所得微球球形度好,漂浮率最高。按优化的配方和制备方法所制得的中空微球结构完整、球形度好、尺寸均一且中空度高。通过SEM观察得出PBN树脂(自固化)中空微球直径大约在400-800gm之间,壁厚约25μm;PBN树脂(加DDS. AMD固化)中空微球直径大约在350-750μm之间,壁厚约45gm。所得微球均达到满意的中空效果。

参考文献:

[1]. 高绝缘高韧性耐热型酚醛塑料的研制[D]. 董瑞玲. 西北工业大学. 2000

[2]. KH550改性酚醛树脂层压板电绝缘性能的研究[D]. 魏强. 东北林业大学. 2017

[3]. 二氰基苯基醚化苯酚—联苯酚醛树脂中空微球的研究[D]. 华斯嘉. 中南大学. 2014

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高绝缘高韧性耐热型酚醛塑料的研制
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