高温煤焦油增韧酚醛泡沫的制备及性能表征

以高温煤焦油为原料,部分替代石油基苯酚合成可发泡性酚醛树脂,通过发泡工艺制备煤焦油酚醛泡沫。利用气相色谱质谱仪和红外光谱仪分别对高温煤焦油和酚醛泡沫进行分析表征;采用光学显微镜、热重分析仪、极限氧指数仪、导热系数仪等对酚醛泡沫的表观形貌、压缩强度、粉化率、热稳定性、阻燃性能和隔热性能进行表征。结果表明,煤焦油酚醛泡沫的压缩强度有所降低,但是泡沫的韧性提高,其粉化率下降。同时煤焦油酚醛泡沫具有良好的热稳定性,当替代率为10%-15%时,极限氧指数最高为36.1%,导热系数最低为0.034 W/（m·K）。这说明,高温煤焦油能够部分替代苯酚制备出性能优良的酚醛泡沫,为高温煤焦油的高值化利用提供了新的思路。     

聚酰亚胺改性酚醛泡沫

介绍了聚酰亚胺(PI)与酚醛树脂的共混改性方法,同时探讨了聚乙二醇(PEG)的加入对酚醛/聚酰亚胺复合体系的性能影响.结果显示经聚酰亚胺改性后,酚醛复合材料形成了网络互穿结构,其热稳定性、压缩强度以及隔热性能均有明显提高,粉化率、吸水率也有所降低,但仍然具有较高的脆性.在酚醛/聚酰亚胺复合体系中适当的加入聚乙二醇后,材料的脆性得到改善,然而其它性能如压缩强度、热稳定性和隔热性却比加入前有所降低.通过研究发现,为了改善酚醛泡沫塑料总体性能,聚酰亚胺和聚乙二醇的最佳用量均为3%～5%.     

间乙炔基苯偶氮线性酚醛泡沫的结构与性能研究

采用高温化学发泡法制备了一种间乙炔基苯偶氮酚醛树脂泡沫(EPANF).采用傅里叶红外光谱(FTIR)、凝胶渗透色谱(GPC)、光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、导热系数分析仪、临界氧指数分析仪和热重分析(TG)等表征了间乙炔基苯偶氮酚醛树脂(EPAN)结构和EPANF的泡孔结构、压缩强度、隔热性能、阻燃性能和热性能.研究结果表明,当所用发泡剂含量为18%,泡沫体的表观密度为0.179 g/cm~3时,EPANF泡孔均匀微细,闭孔率高,泡孔平均粒径为350μm左右.随着表观密度增加,泡沫体压缩强度增大,热导率系数增大,隔热性能略有下降,但其临界氧指数变大,阻燃性能提高.当表观密度为0.363 g/cm~3时,EPANF的压缩强度达到最大为5.63 MPa.EPANF的5%和10%热失重温度分别为333、381℃,其700℃的残炭率和1000℃的残炭率分别为65.8%和58.2%,耐热性和耐烧蚀性较普通线性酚醛树脂有明显提高.EPANF作为热结构材料和烧蚀材料有望在航天航空等领域应用.     

聚甲基丙烯酰亚胺结构泡沫的极低温环境稳定性

采用甲基丙烯腈(MAN)与甲基丙烯酸(MAA)作为共聚单体,通过自由基本体共聚合反应首先制备MAN-MAA共聚树脂板;然后,经加热发泡得到聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)硬质闭孔结构泡沫.研究发现,所制备PMI泡沫在室温下具有优良的力学性能、耐热性能及隔热性能;经液氢(LH₂：-253℃)和液氧(LO₂：-183℃)极低温环境处理1 h后,PMI泡沫仍表现出优良的化学结构及综合性能稳定性;在-150℃下,PMI泡沫的压缩强度和压缩模量高于室温(25℃),拉伸强度和断裂伸长率分别达到室温的70%和48%.     

空心玻璃微珠复合聚酰亚胺泡沫的泡孔结构与性能

通过填充空心玻璃微珠,采用预聚法制备了空心玻璃微珠复合聚酰亚胺泡沫,研究了空心玻璃微珠填充量对复合聚酰亚胺泡沫的泡孔结构、热性能和压缩性能的影响规律。结果表明,随着空心玻璃微珠填充量的增加,聚酰亚胺泡沫泡孔结构变得精细,并且热稳定性、玻璃化转变温度和压缩性能都随之提高。当填充量(空心玻璃微珠与均苯四甲酸酐的质量比)达到20%时,泡沫5%热失重温度提高了13.9℃,玻璃化转变温度提高了8.1℃,压缩强度提高了约21%,压缩模量提高了约12%。     

耐高温聚酰亚胺泡沫材料

聚酰亚胺泡沫具有低介电、隔热、吸声、高比强度以及高经济效益等诸多优点,因而近些年来在航空、航天、船舶航舰、能源与环境保护等领域有着广泛的应用。聚酰亚胺泡沫按照泡孔结构分为软质开孔泡沫和硬质闭孔泡沫两大类,其通常是由芳香族二酐与芳香族二胺通过缩聚反应制备得到分子量可控的聚酯铵盐,再将其作为前驱体经过热发泡制备得到最终的聚酰亚胺泡沫。前驱体的化学结构对最终的聚酰亚胺泡沫的机械性能和热性能都有非常显著的影响,同时前驱体的分子量也会对泡沫的密度、机械性能和热性能有非常显著的影响。聚酰亚胺泡沫的研究进展,特别是其化学结构、性能和应用都会在本文中逐一阐述。     

功能化离子液体液化木粉及其酚醛复合材料

合成了氯代1-(2-羟乙基)-3-甲基咪唑离子液体[He MIM]Cl、溴代1-乙胺基-3-甲基咪唑离子液体[Ae MIM]Br和氯代1-羧乙基-3-甲基咪唑离子液体[Ce MIM]Cl 3种功能化咪唑离子液体,并分别进行了红外与氢核磁结构表征.然后用3种离子液体液化木粉,液化3 h后向体系直接加入苯酚、甲醛和氢氧化钠,制备酚醛复合材料,并采用FTIR、XRD、DSC和SEM对酚醛复合材料进行结构、性能与形貌测试,研究离子液体种类对木粉液化率及酚醛树脂性能的影响.结果表明,离子液体及其液化木粉产物制备的酚醛复合材料性能得到明显改善.[Ce MIM]Cl液化效果最好,90℃液化率高达24.6%,当[Ce MIM]Cl与木粉质量比为10∶1时,制备的酚醛复合材料的游离醛释放量由原来的3.64%降低到0.92%.离子液体[Ae MIM]Br能将酚醛复合材料的冲击强度由原来的0.93 k J/m2提高到6.96 k J/m2,而[Ae MIM]Br及其液化的木粉产物制备的酚醛复合材料拉伸强度从原来的3.28 MPa提高到9.70 MPa.     

木质素对酚醛/木质素嵌段共聚树脂制备的影响及反应机理

以工业木糖生产残渣为原料, 用不同条件下碱提取得到的碱木质素液与苯酚和甲醛原位反应制备酚醛/木质素嵌段共聚树脂. 以所制备树脂中甲醛释放量最小为原则, 得到木质素的最佳提取条件: 碱浓度5%(质量分数), 固液体积比1:12, 反应时间3 h. 在此条件下树脂中甲醛释放量为0.115%, 相应的胶合强度为1.197 MPa, 均远优于GB/T14074-2006中对于一类胶合板用酚醛胶的要求(甲醛释放量≤0.3%, 胶合强度≥0.7 MPa). 实验结果表明, 碱木质素液能参与到反应中, 提高酚醛/木质素嵌段共聚树脂的热稳定性及胶合强度, 降低甲醛释放量, 有利于树脂的储存及应用. 同时讨论了碱木质素与苯酚和甲醛的可能反应机理.     

强度增强泡沫炭的制备、结构与性能

本文采用石油系中间相沥青为原料,通过发泡、炭化和石墨化制备了沥青基泡沫炭,用聚碳硅烷（PCS）浸渍-裂解（PIP）工艺增强泡沫炭的机械强度。采用扫描电子显微镜（SEM）分析其微观结构, X射线衍射（XRD）分析确认PCS的裂解产物为β-SiC。经过三次PIP工艺,压缩强度测试表明泡沫炭的压缩强度随PIP次数的增加而显著提高。     

酚醛胺复合固化高渗透弹性环氧浆液

将腰果酚、三乙烯四胺和多聚甲醛(CH2O单元计算)按照摩尔比为1∶1∶1在110~120℃下通过Mannich反应制备了含长链烷基的腰果酚酚醛胺,研究了腰果酚酚醛胺与酚醛叔胺2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚的酚铵复合后催化固化以糠醛丙酮为活性稀释剂的AB双组分环氧浆液的固化机理及固结体的力学性能。结果表明,酚铵盐与腰果酚酚醛胺复合物具有良好的催化糠醛与丙酮的醇醛缩合、环氧树脂的开环聚合固化。当A组分中环氧含量在30%~40%(wt)、A/B=100∶10~20、酚铵盐在B组分中占20%(wt)时,浆液具有较低的起始粘度高渗透性及较快的固化,净浆和水泥基浆液固体体强度高,韧性大,压缩应变分别高达18%、9%。     

接枝受阻酚聚氨酯泡沫抗老化性能研究

对比研究了分别采用化学接枝受阻酚抗氧剂与物理共混四甲基[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯制备的两类室温固化聚氨酯泡沫在湿热及干热老化条件下的抗老化性能。结果表明:接枝受阻酚抗氧剂的聚氨酯泡沫初始拉伸强度为0.31MPa,在湿热老化条件下材料1周及52周龄期拉伸强度分别为0.42MPa和0.40MPa,而在干热老化条件下材料1周及52周拉伸强度分别为0.38MPa和0.32MPa。湿热老化52周,接枝受阻酚抗氧剂的聚氨酯泡沫强度保持率为129%,添加传统抗氧化剂的物理共混聚氨酯泡沫强度保持率为90%。无论是接枝型还是物理共混型聚氨酯泡沫的拉伸强度降低速率均低于无抗氧剂的纯聚氨酯泡沫,接枝受阻酚抗氧剂的聚氨酯泡沫的抗老化性能得到显著提高。     

水性聚氨酯甲阶酚醛水分散液微观形态及杂化膜的性能

以自乳化型聚氨酯和甲阶酚醛制备了聚氨酯 酚醛复合水分散液 .pH值与酚醛溶解度的关系表明甲阶酚醛的溶解是酚羟基电离的结果 .聚氨酯 甲阶酚醛水分散液粒子的形态有核壳结构、不完善的核壳结构及纯聚氨酯颗粒三种 ,后者粒径最小 .随着酚醛用量的增大 ,粒子平均粒径增大 .酚醛含量增加使体系热稳定性、机械稳定性、冻融稳定性及临界聚沉值下降 ,pH值稳定范围变窄 .分散液稳定性和电性能考察证明 ,本复合分散液的稳定性主要由分散液的电性能所决定 ,属真溶胶 ,但在一定程度上也具有大分子溶液的特性 .复合液涂膜的性能较纯聚氨酯有所改善 ,尤其在添加了硅溶胶之后     

脲醛树脂微胶囊的改性

为了提高脲醛树脂微胶囊的稳定性,选择化学结构不同的聚乙烯醇、苯酚、三聚氰胺对脲醛树脂进行了改性.通过优化反应条件,得到了具有良好耐热、耐水性的脲醛树脂微胶囊.采用光学显微镜观测了微胶囊的形貌;用FT-IR表征了微胶囊的化学结构;用TGA分析了微胶囊的热性能.研究结果表明:3种改性后的微胶囊的热稳定性均有所提高,其中苯酚改性的微胶囊热稳定性最好;聚乙烯醇改性微胶囊的疏水性下降,苯酚和三聚氰胺改性的微胶囊的疏水性都有所增强.     

Ni-Co-W-B非晶态催化剂的制备及其加氢脱氧性能

采用化学还原法制备了不同Ni/Co原子比的Ni-Co-W-B非晶态催化剂,以苯酚为探针,研究了其加氢脱氧性能.结果表明,新鲜的Ni-Co-W-B催化剂具有非晶态结构,其中Ni0和B0之间存在电子转移,且随着Co含量的增加,催化剂的热稳定性逐渐提高,表面Ni0含量减少.该催化剂上苯酚加氢脱氧反应按照先加氢再脱氧的方式进行...     

端硅烷基液体氟弹性体的合成与固化及性能

用两步法合成了端硅烷基液体氟弹性体:(1)以端羧基液体氟弹性体和五氟苯酚为原料,通过Steglich反应制备了端五氟苯酚酯液体氟弹性体;(2)端五氟苯酚酯液体氟弹性体与γ-氨丙基三乙氧基硅烷发生取代反应,制备端硅烷基液体氟弹性体.用FTIR,1H-NMR,19F-NMR和GPC对端羧基液体氟弹性体、端五氟苯酚酯液体氟弹性体和端硅烷基液体氟弹性体的化学结构进行了表征.端硅烷基液体氟弹性体可在室温下进行湿度固化,固化膜的T g随着固化前硅烷封端液体氟弹性体相对分子质量的增加而降低.固化膜具有很好的耐酸,航空煤油,非极性溶剂等化学药品性,且高分子量的固化膜的耐航空煤油,环己烷,盐酸性能优于低分子量的固化膜.固化膜具有较好的疏水疏油性,与水的接触角为91°~114°,与丙三醇的接触角为89°~111°.固化膜具有较好的耐热性能,5%热失重温度T5在215~280℃,800℃的残炭率为23.44%~38.69%.     

原位缩聚制备聚氨酯/碳纳米管复合泡沫材料

采用球磨方法制备了均匀分散的碳纳米管(CNTs)/聚丙二醇分散体系,解决了碳纳米管在高黏滞聚醚醇中的分散问题,进一步以水为发泡剂,采用两步的原位缩聚法制备了碳纳米管均匀分散的聚氨酯(PU)/碳纳米管复合泡沫材料.通过FTIR、SEM、压缩实验、亲水性实验等表征了材料的结构和性能.结果表明碳纳米管的加入使聚氨酯材料的压缩强度和保水率得到显著提高.     

化学改性氧化石墨烯交联的聚酰亚胺气凝胶

聚酰亚胺(PI)气凝胶是一类密度低、机械性能好、隔热性能优异的多孔材料, 通常使用昂贵的化学交联剂进行交联. 氧化石墨烯(GO)是近年来广受关注的用于聚合物增强的纳米功能填料. 以前报道的PI/GO 复合材料多是纤维或膜的形式. 为了获得PI/GO 复合气凝胶, 本文采用化学改性氧化石墨烯(m-GO)替代1,3,5-三(4-氨基苯氧基)苯(TAB)等常规的交联剂, 使之与4,4'-二氨基二苯基醚(ODA)和3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐(BPDA)反应, 制得了m-GO交联的PI 气凝胶. GO的化学改性通过其与过量ODA在水热条件下反应实现. 通过扫描电子显微镜(SEM)研究了PI/m-GO气凝胶的微观结构. 分别通过氮气吸脱附测试、热重分析和热线法研究了m-GO对气凝胶的孔特性、热稳定性和热导率的影响. 测试结果表明, 所获得的PI/m-GO气凝胶保持了高的孔隙率、热稳定性和绝热性. 压缩测试结果显示, 与采用1.8% (质量分数, w)的TAB进行交联的PI 气凝胶相比,仅用0.6% (w)的m-GO交联所获得的气凝胶具有更高的比杨氏模量(杨氏模量/密度)、比屈服强度(屈服强度/密度)和更小的体积收缩率.     

甲基三氯硅烷改性三聚氰胺阻燃疏水泡沫的制备及其性能

以软质三聚氰胺泡沫为基材,甲基三氯硅烷作为改性剂,使用化学气相沉积法成功制备得到包含二维聚硅氧烷涂层和三维多孔网络骨架结构的三聚氰胺改性泡沫。这种独特的结构赋予三聚氰胺改性泡沫优异的疏水、油水分离、吸油以及阻燃性能,其水接触角、吸油量、氧指数、热释放速率、热释放速率峰值和总热释放量下降比例分别可以达到104（°）、155.6 g/g、38.5%、57.4%、59.5%和31.1%。兼具独特结构、优异疏水和阻燃性能的三聚氰胺改性泡沫的设计制备,为今后多功能油水分离材料的设计以及处理油污问题的解决提供了一种新的途径。     

钛基二氧化铅电催化电极的制备及电催化性能研究

以电沉积法制备了钛基PbO2电极，优化并确定了电极的制备工艺，以苯酚为目标有机物，考察了电极的电催化氧化性能，研究结果表明，该电极的电催化性能优于传统的DSA钛基RuO2电极。采用该电极，在10Ma/cm^2电流密度下通过0.72Ah电量后，可使100Ml、COD浓度为270mg/L的苯酚溶液中的苯酚完全分解，COD去除率为67.4%，单位电量COD降解量为0.254mgCOD/Ah，且电流效率随电流密度的增加而减小，初步研究了苯酚的电催化氧化机理，提出了苯酚的电催化氧化可能是由苯酚的直接电化学氧化为苯醌及苯醌的间接电化学氧化有机酸两部分组成。     

邻苯二甲腈基联苯酚醛树脂中空微球的制备与性能研究

以苯酚及4,4′-二氯甲基联苯为单体,盐酸作催化剂经Friedel-Crafts烷基化反应,合成了联苯酚醛(BN)树脂,并在此基础上通过BN树脂和4-硝基邻苯二甲腈发生亲核反应合成了邻苯二甲腈基联苯酚醛(PBN)树脂,采用高温发泡法制备了邻苯二甲腈基联苯树脂中空微球.利用红外吸收光谱(FTIR)、核磁氢谱(~1H-NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)、热失重(TG)以及扫描电子显微镜(SEM)等对制备的PBN树脂以及PBN中空微球进行了结构与性能表征.研究结果表明,采用自固化和固化剂固化的PBN树脂中空微球均已完全固化,2种固化产物中都形成了异吲哚啉和酞菁环结构,固化剂固化产物中还有三嗪环结构的形成.PBN树脂的自固化产物和固化剂固化产物固化物在1000°C氩气氛围残炭率分别为67%和70%,在600°C空气氛围残炭率分别为70%和47%.PBN树脂中空微球粒径分布范围为350~800μm,数均粒径和体积平均粒径分别为562和583μm,单分散指数为1.04.