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《河北大学》 2005年
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硼氮酚醛树脂的结构、固化机理及热性能研究

苏晓辉  
【摘要】:为了获得使用性能更加优异的酚醛树脂,可采用不同的方法对酚醛树脂进行改性,在酚醛树脂的合成过程中加入无机元素就是其中的一种,本文就是在酚醛树脂中引入了硼、氮元素,合成了硼氮酚醛树脂,并且与纳米材料做了复合,研究工作主要分为两个部分。 (?)、合成了硼氮酚醛树脂(BNPFR)并通过FTIR、TGA、NMR和TBA分析法,研究了BNPFR的合成机理、分子结构、固化机理和热性能。 用傅立叶红外(FTIR)和核磁共振法(NMR)研究了BNPFR的合成机理,结果表明:苄羟基优先与氨水反应形成了第一阶段中间产物,进一步的反应中,硼酸酯与酚羟基发生了酯交换反应,在固化反应中,形成了含有B-N配位键和B-O配位键的六元环结构。在合成和固化过程中,同时有醚键和羰基生成。 用TBA测定了BNPFR在不同固化程度下的玻璃转化温度(T_g)和不同氮含量的BNPFR的玻璃转化温度。数据表明:BNPFR的玻璃化温度随固化程度的增加而升高,BNPFR中氮含量的变化对玻璃化温度没有太大的影响。 用TGA研究了BNPFR自固化体系的热分解动力学,结果表明:醚键和羰基的生成是影响该树脂热稳定性的主要因素。该树脂的热稳定性远远高于普通的酚醛树脂。其热降解过程可分为两个阶段,并且热降解反应都遵从一级反应原理。 1、制备了硼氮酚醛树脂/纳米蒙脱土复合材料,并对其性能进行了表征。 通过X-射线衍射(XRD)分析了有机蒙脱土的层间距变化,确定产物为插层型纳米复合材料。热重分析表明,少量有机蒙脱土的加入可以更好的提高硼氮酚醛树脂的耐热性。
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