【摘 要】
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酚醛树脂及其复合材料具有良好的力学性能、电绝缘性能、尺寸稳定性和耐热性。普通酚醛树脂的耐热性不够理想,它超过300℃时热分解相当严重,在高温(800℃以上)时的残碳率仅为40
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酚醛树脂及其复合材料具有良好的力学性能、电绝缘性能、尺寸稳定性和耐热性。普通酚醛树脂的耐热性不够理想,它超过300℃时热分解相当严重,在高温(800℃以上)时的残碳率仅为40%左右,不能满足在比较苛刻条件下的使用要求,例如钢铁行业中在800~1200℃条件下使用的刮水板、机衬板和滑板。
因此,为了适应钢铁行业的发展需要,进一步提高酚醛树脂的耐热性,本论文开展了硼改性酚醛树脂的研究,将硼引入到酚醛树脂的分子结构中,使得硼改性酚醛树脂具有优异的耐热性,同时研究了硼改性酚醛树脂的固化工艺制度,得到以下主要研究成果:(1)应用FTIR与DMA手段对硼改性酚醛树脂的结构进行了表征。DMA和索氏抽提数据证明了165℃条件下固化的硼改性酚醛树脂中存在两种不同的结构,即交联结构和线型结构。对硼改性酚醛树脂进行后固化处理,使硼羟基之间继续发生交联反应,增加了BPF固化物中交联结构的质量分数,进一步提高了硼改性酚醛树脂的耐热性。(2)采用非等温DSC技术分析了硼改性酚醛树脂的固化行为。运用Kissinger和Ozawa方法对其固化反应动力学进行了研究,结果表明硼的加入使酚醛树脂的固化峰温度向低温方向移动,降低了酚醛树脂固化反应的活化能,使固化反应易于进行。(3)应用TGA技术对硼改性酚醛树脂的耐热性和热分解行为进行了研究。BPF0.3在800℃下的残碳率可达74.9%。PF、BPF0.1、BPF0.2、BPF0.3的热分解活化能E分别为123.10kJ/mol、132.65kJ/mol、177.36kJ/mol、188.48kJ/mol,这两点表明BPF0.3具有更优异的耐热性。
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