| 硼酚醛樹脂是目前最成功酚醛樹脂改性的品種之一,新興的硼酚醛樹脂與環氧樹脂體系在兵器、航天部門的耐燒蝕涂料、耐燒蝕膠粘劑等領域具有潛在的應用價值,決定其耐熱性能研究的重要性。作為耐燒蝕材料,在原理上,硼酚醛改性環氧樹脂材料與單純的酚醛基復合材料的耐燒蝕性能沒有什么不同,其耐燒性主要取決于樹脂的成炭率大小及成炭質量,因此研究此體系的成炭性能具有現實意義。出于此研究目的,分別采用熱重分析、電鏡掃描及x射線衍射等技術對樹脂的成炭規律及殘炭表觀形態進行了試驗性研究.在理論研究方面,盡管有文獻報道了酚醛樹脂的熱解動力學模型,但是對于硼酚醛樹脂與環氧樹脂固化體系的動力學研究的文獻較少,出于了解樹脂熱解過程的目的,采用ozawa法計算了樹脂在500℃前的熱解動力學參數,建立了樹脂相應的熱解動力學模型.硼酚醛改性環氧樹脂類耐燒蝕材料配方設計及性能評估具有借鑒意義。
1·實驗部分
1.1主要原材料
硼酚醛樹脂(bpf):thc400西安太航阻火聚合物研究所。環氧樹脂(ep):e-51無錫樹脂廠。
1.2測試儀器
傅里葉變換紅外光譜儀(ftir):magna750型,美國nicolet公司。
熱重分析儀(tga):sta449c型,德國耐馳儀器有限公司.x射線衍射儀(xrd):x’pert型,荷蘭philips公司.掃描電子顯微鏡(sem):quanta200,荷蘭fei公司。
1.3樣品制備
把淡黃色的硼酚醛樹脂研磨成小于80目粉體,按照質量配比均勻摻混到液體環氧中,混合體系首先在150℃下固化;冷卻后用研缽研磨成粉體,然后在180℃下深度固化,完全固化后取60目篩下份,混合均勻后備用,樣品為紅褐色粉體,試驗備用。
1.4ftir測定
把樣品放入溴化鉀內,研磨均勻后壓片,檢測器為dtgs,分束器為kbr,掃描范圍為0~4000cm-1.1.5tga測定
采用al2o3坩堝,樣品量為10mg,載氣流量為60mlmin,加熱速率為2、5、10及20℃/min,做室溫到800℃熱重曲線。
1.6實密度測定
參照gb4472-84,化工產品密度、相對密度測試通知試驗標準,液體采用無水乙醇,密度為0.790g·cm-3。
1.7微觀結構與形態測定
殘炭表面噴金,掃描電子顯微鏡做500x、1000x、2000及5000x掃描圖片;x射線衍射儀做0~80°掃描。
2結果與討論
2.1硼酚醛固化環氧樹脂ftir譜圖分析
硼酚醛能否充分固化環氧樹脂影響材料的機械性能和耐燒蝕性能,而ftir是判斷固化程度最為直接有效的一種方法,可以采用ftir譜圖中環氧吸收峰的強度大小來判斷。圖1和圖2分別是環氧樹脂固化前后的兩張譜圖。
在圖2上,754.0cm-1,827.3cm-1是鄰對位取代苯環上兩個相鄰氫原子的面外彎曲振動;1108.9cm-1是端環氧基的吸收;1247.7cm-1是苯醚的碳氧鍵c-o吸收;1035.6cm-1是脂肪族醚鍵的吸收;1384.7cm-1是硼氧鍵b-o伸縮振動;1608.4cm-1,1508.1cm-1是苯環的骨架振動,在圖1中的916.0cm-1處,有環氧基伸展振動吸收峰,在圖2中,環氧吸收峰吸收消失,說明環氧完全固化。 |