静电纺丝法制备酚醛纤维研究进展

酚醛树脂是一种广泛使用的合成树脂,包括热固性和热塑性两类,具有良好的阻燃性、耐热性和耐腐蚀性。酚醛纤维是由酚醛树脂所制成的交联纤维,传统的酚醛纤维制备方法有熔融纺丝法和湿法纺丝法,后来出现了静电纺丝法。本文根据酚醛树脂的种类分别介绍了热固性、热塑性和热塑/热固混合酚醛树脂三类材料静电纺丝的研究进展。在改善酚醛纤维特性方面,综述了四种优化措施,包括加入无机盐、微波辐射辅助固化、非匀速阶梯式加热固化、氧化石墨烯修饰的静电纺丝法等。此外,对本实验室制备酚醛纤维的研究也进行了概述,阐述了酚醛纤维当前存在的问题及未来发展方向。     

高分辨率Ⅰ-line正性光刻胶的制备及应用性能研究

利用两种不同重均分子量的改性酚醛树脂(PF)与一种三个酯化度的四羟基二苯甲酮-重氮萘醌磺酸酯光敏剂(PAC)按比例配制,加入适量助剂优化感光性能,制备出一种应用于电子触屏加工领域的Ⅰ-line正性光刻胶,其具有刻蚀精度高、工艺性能优良、单位成本较低等优势特点.     

酚醛树脂包覆氧化天然石墨作为锂离子电池负极材料

天然石墨经过浓硫酸氧化处理,酚醛树脂包覆并高温碳化后形成具有核壳结构的碳包覆氧化天然石墨复合材料.采用扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM),X射线衍射(XRD),激光显微拉曼光谱(Raman)等检测技术对氧化处理以及酚醛树脂热解碳包覆前后天然石墨材料的结构与形貌进行分析与表征.结果表明,氧化处理与适量的酚醛树脂热解碳包覆有效修复了天然石墨表面的一些缺陷结构,使其表面更为光滑.电化学测试结果显示,经过氧化处理与酚醛树脂热解碳包覆后天然石墨材料电化学性能得到明显提高.酚醛树脂包覆量为9%时,复合材料表现出最好的电化学性能,其首次放电比容量为434.0mAh·g-1,40次循环后,放电比容量保持在361.6mAh·g-1,而未经处理的天然石墨放电比容量仅为332.3mAh·g-1.该改性方法有效提高了天然石墨材料的比容量,对其进一步应用具有重要意义.     

Preparation and Characterization of Polyborosiloxanesand Their Blends with Phenolic Resin as ShapeableCeramic Precursors简

Two polyborosiloxanes(PBSis) with char yield up to 74.13% at 800 °C were synthesized by the direct polycondensation of boric acid with phenyltrimethoxysilane in diglyme. The PBSis were characterized by gel permeation chromatography, IR spectroscopy as well as1H-,29Si- and11B-NMR. PBSi modified phenol-formaldehyde resins(PBSi/PFs) were prepared at different PBSi/PF mass ratios and were cured at 150 °C. The PBSi/PFs were characterized by IR spectroscopy, scanning electron microscopy, thermogravimetric analysis and tensile test. The results revealed that the cured PBSi/PFs had sea-island morphology and higher char yield than the common PF. PBSi/PF blend with PBSi/PF mass ratio of 0.4:1 had char yield up to 70.83% at 800 °C. The PBSi/PFs had tensile strength similar to PF. The ceramization of PBSi/PFs was also studied. The silicon boron oxycarbide(SiBOC) ceramics formed were characterized by IR spectroscopy and elemental analysis. This method provided a valuable way to prepare easily shapeable polymer blends as ceramic precursors.     

9,10-2H-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物基1,3-苯并噁嗪树脂的合成与表征

以水杨醛、对甲基苯胺(或对氟苯胺,对甲氧基苯胺)、9,10-2H-9-氧-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)及甲醛为原料,通过三步反应合成了三个含DOPO基的1,3-苯并噁嗪化合物3a-3c.第一步,水杨醛与对位取代苯胺进行缩合反应生成亚胺(1a-1c);第二步,DOPO对亚胺进行加成反应得到仲胺(2a-2c);第三步,仲胺与甲醛在强酸性离子交换树脂催化下进行关环反应形成含DOPO的1,3-苯并噁嗪树脂.采用红外光谱、核磁共振谱和质谱等表征了化合物3a-3c,同时采用热失重分析技术测定了其热稳定性.结果表明,3a-3c由两对对映体组成,质谱条件下2a-2c和3a-3c均经裂解失去稳定的DOPO基团;3a-3c热降解反应包含两个热失重过程,分别在250和400℃下出现最大热释放速率.     

催化反应制备碳化硅纳米粉体的密度泛函理论计算及实验研究

以Si_(55),Si_(43)M_(12)和Si_(37)M_(18)(M=Fe,Co或Ni)团簇为模型,采用密度泛函理论(DFT)研究了Fe,Co及Ni纳米团簇催化硅粉转化为SiC的机理.计算结果表明,Fe,Co及Ni纳米催化剂先与Si形成合金,拉长并弱化Si—Si键的强度,起到活化Si粉的作用;合金的形成有利于C原子的吸附及Si原子和C原子间的反应;Fe的催化能力强于Co和Ni.在此基础上,以Si粉和酚醛树脂为原料,以Fe,Co及Ni硝酸盐为催化剂前驱体,通过微波加热反应制备了3C-SiC纳米粉体.研究了催化剂种类、反应温度、催化剂用量和反应时间等对制备3C-SiC纳米粉体的影响.结果表明,催化剂Fe,Co和Ni的加入均可显著降低3C-SiC的合成温度.当以2.0%(质量分数)的Fe为催化剂时,Si粉在1100℃下反应30 min后即可全部转化为3C-SiC纳米粉体;而在相同条件下,无催化剂时Si粉的完全转化温度为1250℃;Fe的催化效果优于Co和Ni,与DFT计算结果吻合.     

高残炭硼酚醛树脂的制备

酚醛树脂(PF)因其具有良好的耐热性能和机械性能而被广泛应用。但其耐热性能已经满足不了现代航空航天技术的需求,研究发现,采用硼酸对酚醛树脂进行改性,可以制得具有优良耐高温性能的硼酚醛树脂(BPF)。采用硼酸酯法合成硼酚醛树脂,n(苯酚)∶n(甲醛)=1∶1.5时耐热性最佳。热分析结果表明,合成的BPF在1000℃条件下的残炭率为78%,其耐热性能明显优于传统的酚醛树脂。同时讨论了不同硼酸含量对BPF耐热性能的影响,当n(硼酸)∶n(苯酚)0.33∶1时,残炭率趋于稳定。此外,利用差示扫描量热仪(DSC)方法确定BPF预固化温度为160℃,后固化温度为220℃。     

熔盐电解SiO2/C直接制备SiC纳米线

采用纳米SiO₂和酚醛树脂为原料制备酚醛树脂裂解碳纳米SiO₂复合阴极(硅碳物质的量的比为1:1),直接电解PFC/SiO₂复合阴极,在900℃熔融盐CaCl₂中,恒槽压2.0V下电解,制备出碳化硅纳米线。采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)及其附带的能谱仪、X射线分析衍射仪(XRD)和拉曼光谱(Raman)对产物的组成、形貌、微观结构等进行了表征。结果表明:碳化硅纳米线呈立方晶体结构,其直径为4~13nm,长可达数微米;室温下该纳米线在415nm和534nm附近有宽的发光峰。最后,讨论了碳化硅纳米线的生成机制。     

DAIP树脂及其复合材料的性能研究

加入热固性丁苯树脂可降低DAIP树脂的酯键密度,提高其耐水性,在该体系中加入适量的偶联剂,可改善树脂与玻璃纤维的界面,提高复合材料的耐水性和介电性能。     

含柔性链的液晶双马来酰亚胺／双烯丙基氧基联苯共聚物的合成

合成了含柔性链（Ｃ１０）的液晶双马来酰亚胺与双烯丙基氧基联苯的共聚物，经ＦＴＩＲ、ＤＳＣ、偏光显微镜表征了该共聚物的结构及液晶性，结果表明：二者发生共聚反应，且共聚反应快于均聚反应，形成的共聚物具有较好的热致液晶性。