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壳法用酚醛树脂微波合成的研究

夏春  
【摘要】:随着全球经济一体化进程的加快,我国酚醛树脂行业迎来巨大机遇的同时,也面临着前所未有的挑战。为在竞争日益激烈的国际化市场中求生存、求发展,就必须加大力度进行科技创新,在改善树脂生产中存在的合成时间长、效率低、耗能大等缺点的基础上,解决树脂游离酚含量高、聚合速度慢、综合性能差等问题,以满足铸造业日益增长的质量、环保、效率等方面的需求。为此,本课题将高效快速、节能环保的微波加热技术应用于热塑性酚醛树脂的合成中,通过合成工艺的筛选、优化和化学改性等方法,试图开发出综合性能优良的壳法用酚醛树脂,并在此基础上,对树脂微波合成以及改性剂介入树脂分子结构的机理进行研究和分析。 为热塑性酚醛树脂微波合成的研究奠定基础,本文首先对热塑性酚醛树脂传统合成工艺进行了研究,并探讨了树脂软化点、聚合速度、流动性等理化性能对覆膜砂强度的影响规律。 然后,在对家用微波炉加热原理及热塑性酚醛树脂在微波炉中合成特点进行分析的基础上,基于家用微波炉的改造,开发了一套具有回流、搅拌、测温等功能的适合实验室的微波合成装置。利用该微波合成装置,以传统合成为对比,通过红外光谱(IR)、凝胶渗透色谱(GPC)等手段分别从微波合成反应、微波脱水两个方面系统地分析了微波合成对树脂性能影响的规律及其原因,揭示了微波合成致使流动性、聚合速度等树脂性能改善的原因所在; 并通过实验证实了树脂微波合成中存在着潜在的局部热点,而局部热点和反应体系的过热是致使微波合成时间相比于传统工艺缩短约80%的根本原因。 另外,本文也以大量的实验数据为样本,建立了基于热塑性酚醛树脂微波合成的人工神经网络模型,并利用该人工神经网络对树脂的合成配方及工艺进行了进一步的优化。 在上述工艺优化的基础上,本文还开展了A 催化剂或其与草酸所组成的复合催化体系、双酚A(BPA)及水杨酸改性的研究,在获得综合性能优良的改性树脂同


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