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《华南理工大学》 2011年
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植物单宁改性酚醛树脂的制备及其应用

辛玉军  
【摘要】:随着常规化石资源的不断利用,它们的储量也在逐渐地减少。鉴于此,人类开始寻找这些资源的替代性能源。近年来,天然植物资源的开发利用愈来愈受到人们的重视。本研究工作的目的主要是尝试用植物单宁部分替代苯酚,与苯酚、甲醛在碱性催化条件下进行缩聚反应制备改性酚醛树脂作为炭膜的前驱体材料,同时利用这种前驱体材料进行高温炭化制备炭膜的探索。主要研究及结果如下: 我们首先通过利用溶剂萃取法在室温下从天然植物塔拉粉中提取塔拉单宁,然后利用紫外分光光度法测定了蒸馏水、乙酸乙酯、无水乙醇这三种溶剂提取的单宁溶液的吸光度值、利用铬皮粉吸附后的非单宁溶液的吸光度值,以及每种单宁的干燥失重情况。我们发现,经过无水乙醇提取的单宁纯度是这几种溶剂中最高的,可以达到91.88%。紧接着,我们对无水乙醇单宁提取工艺进行优化,研究的结果表明,当塔拉粉与无水乙醇的固液比例为1:10、提取次数为6次时,基本上可以完全提取出塔拉粉中的单宁成分,提取率达到60.8%,同时测定了所用的粗塔拉粉的单宁含量大约为54%;最后对无水乙醇提取的单宁进行精制,经过一系列的提纯操作后,测定其纯度可以达到97.54%。 我们利用先前制备并提纯的植物塔拉单宁对酚醛树脂进行改性,同时把改性后的酚醛树脂作为炭膜的前驱体材料进行高温炭化制备炭膜的实验,得到了塔拉单宁部分替代苯酚制备改性酚醛树脂的工艺。我们首先考察了酚醛树脂随着植物单宁替代苯酚量的增加对制备炭膜的性能的影响,发现不同植物单宁替代率时加入等量的催化剂氢氧化钠溶液而体系溶液的pH值不同的,这说明植物单宁是偏酸性的;然后选取40%替代率的配比作为对照样,逐渐减少作为催化剂氢氧化钠溶液的量,考察溶液pH值对制备改性酚醛树脂炭膜热性能的影响;在40%的替代率的基础上,比较50%、60%的替代率的情况下制备的炭膜的红外图谱、热重分析的对比;再改变苯酚(植物单宁)甲醛的比例,其他条件不变,制备改性酚醛树脂,然后进行高温炭化实验,分析其制备前驱体材料炭化后含碳率大小,得出植物单宁替代苯酚制备新型的改性酚醛树脂作为炭膜前驱体材料的最佳配方。最后利用五倍子单宁、粗塔拉粉按照同样的工艺条件制备前驱体材料与塔拉单宁改性酚醛树脂的碳膜材料作对比后认为,塔拉单宁改性树脂制备炭膜的效果是比较优异的。
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TQ323.1

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【引证文献】
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