探讨PEG与PU复合增韧酚醛泡沫塑料的研究
0 引言
酚醛泡沫塑料是由酚醛树脂加入表面活性剂、发泡剂、固化剂等多种助剂经搅拌、发泡、熟化而成的泡沫塑料，可应用于航空、航天、车船工业、采矿、电子通讯等领域[1]。酚醛泡沫密度低、重量轻，导热系数低，使用温度范围大，尺寸稳定性好[2-3]。与聚氯乙烯泡沫、聚乙烯泡沫、聚氨酯泡沫相比，具有优异的难燃、自熄、低烟雾、耐火焰贯穿等优点[4]。随着我国经济的发展，建筑业及花卉业蓬勃发展，于是开发酚醛泡沫塑料得到了广泛重视[5]。但是酚醛泡沫塑料也有缺点，比如泡沫脆性大、易粉化、吸水率高，阻碍了其应用发展[6]。本文以热固性酚醛树脂为基体，通过加入聚氨酯和聚乙二醇两种改性剂，对其进行复合增韧，从而提高酚醛泡沫的韧性和脆性；同时通过添加一些其他填料使其性能更加完善，从而得到韧性好，脆性低，粉化率小等特点的高性能酚醛泡沫塑料。以往的实验讨论的都是以单一的改性剂对酚醛泡沫塑料进行改性，本实验通过用PEG 与PU 复合增韧的方式力图得到比用一种增韧剂改性的的酚醛泡沫塑料各方面性能更好的酚醛泡沫塑料。 1 试验材料及方法
试验材料有基料酚醛树脂；改性剂聚氨酯、聚乙二醇；表面活性剂吐温-80；发泡剂正戊烷；；固化剂36%乙酸36~37%盐酸；填充剂硅灰石制备原始泡沫塑料试样，进行配料计算得出各原料加入量后，将
带有温度计和搅拌器的三口瓶放在水浴锅中，然后加入酚醛树脂，预热几分钟后，加入一定量的聚乙二醇，加速搅拌，使其反应完全，按6%，9%，12%，15%的量，分别制样。再依次加入表面活性剂、泡沫调节剂和发泡剂，然后加入固化剂，快速搅拌，最后将其倒入模具中, 起泡固化。人山
通过测试抗冲击强度，粉化率，吸水率和图像分析等来测试改性酚醛泡沫塑料的性能。 移动视频监控2 试验结果及分析
2.1 发泡温度对聚氨酯增韧酚醛泡沫塑料冲击强度和粉化率的影响性
最好。从图中可以直观的看出，当温度达到75℃时，其试样强度急速下降。这是由于当温度超过70℃时，改性酚醛树脂发泡过于迅速，发泡过快，使泡沫塑料内部的泡孔不均匀，且造成泡孔过大，导致泡孔壁变薄，变脆，韧性下降，最后导致泡沫塑料冲击强度大幅度下降。同样，当改性温度为70℃时，酚醛泡沫塑料的粉化率最低，韧性最好。因此，本实验的最佳实验温度为70℃。
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2.2 改性时间对酚醛泡沫塑料冲击强度和粉化率的影响
由可知，改性时间在10 分钟的时候样品抗冲击强度最大。从图中可以直观看出当改性时间为15 分钟的时候，冲击强度急剧下降。这是因为当改性时间过长时，树脂会变得越来越粘稠，不利于搅拌，导致药品反应不均匀。单一从粉化率方面看，改性时间为15分钟的时候粉化率最低，但是不能单方面考
虑这一因素，要综合抗冲击强度和粉化率，两者同时考虑，选择比较好的一组，所以确定最佳的改性时间为10 分钟。为了更好的分析改性时间对改性酚醛泡沫塑料的抗冲击强度和粉化率的影响，补加一组实验，即改性时间为8min这组实验，并且实验结果也证明了最佳改性时间为10min。
2.3 聚氨酯与聚乙二醇的配料比对冲击强度和粉化率的影响spank站点集合营
由可知，在聚氨酯与聚乙二醇的配料比为1:3 时抗冲击强度大，而且粉化率最低。随着聚氨酯的减少聚乙二醇的增多直到两者之间的配比为1:4时，抗冲击强度下降到最小值，粉化率升高到最大值。这说明，在改性剂中，聚氨酯的用量不宜过少，聚氨酯的加入使脆性的酚醛树脂基中含有了柔性的聚氨酯分散相，起到了很显著的增韧效果，故而大大解决了酚醛泡沫塑料的易掉渣性，同样，加入聚乙二醇使酚醛树脂中导入长的柔性醚 链，从而起到增韧作用。最后确定聚氨酯与聚乙二醇的最佳配料比为1:3。
2.4 固化剂用量对冲击强度和粉化率的影响
由可知在固化剂用量为12%的时候，酚醛泡沫塑料的抗冲击强度最大。当固化剂用量增大时，样品的抗冲击强度下降。因为固化剂不仅是酚醛树脂交联反应的催化剂，也因其引发反应的放热效应促使发泡剂发挥发泡作用。固化剂在反应中的用量对固化速率及制品密度都有显著影响，固化剂用量过多时，
固化速度过快，泡沫密度大。用量过低时不能达到固化温度，容易出现塌泡等现象。单从粉化率方面看，固化剂用量为9%时，粉化率最小，但是固化剂用量对粉化率的影响不是主要的影响因素，并且不能单方面考虑这一因素，要综合抗冲击强度和粉化率，两者同时考虑，选择比较好的一组。所以最佳的固化剂用量定为12%。
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2.5 扫描电镜图像分析
泡孔结构如所示，未改性的酚醛泡沫塑料泡孔直径大，孔与孔间较疏散，泡孔大小不均，没有交联网络结构，而经过复合改性后的酚醛泡沫塑料泡孔直径更小，孔与孔之间分布更致密，更均匀，整体形成了交联网络结构。这是因为加入了增韧剂后，树脂体系中导入较长的柔性链，树脂分子量增大，使得体系粘度增大，在发泡过程中能包覆发泡剂产生的气体，其发泡效果就更好。故使改性后的酚醛泡沫塑料压缩强度增加，抗冲击强度增加，粉化率下降等一系列性能有所提高。
3 结论
1）通过聚氨酯与聚乙二醇复合增韧酚醛泡沫塑料，制得的酚醛泡沫塑料较未改性酚醛泡沫塑料在韧性方面均有提高，其抗冲击强度和粉化率均好于未改性的酚醛泡沫塑料。最优组的抗冲击强度和粉化率分别为3.125 kJ/m2 和2.032%，而原始的数据为0.664 kJ/m2 和8.21%。
2）获得性能最优的复合改性酚醛泡沫塑料的配方为：聚氨酯与聚乙二醇用量为酚醛树脂用量的15%（配比为1:3），改性时间为10min，发泡温度为70℃，固化剂用量为12%。表面活性剂用量为酚醛树脂用量的10%，发泡剂用量为酚醛树脂用量的10%。
3）改性后的酚醛泡沫塑料泡孔大小均匀，整体形成了交联网络结构，韧性、粉化率、抗冲击强度等性能均得到改善。
硕士毕业论文
[参考文献] (References)
[1] 李万利，李航昱等.酚醛泡沫塑料研究[J].塑胶工业,2003,31(4):50
[2] 刘铁民等.泡沫塑料高性能化研究进展[J].工程塑胶应用,2006,34(1):61~64
[3] 刘浩.酚醛泡沫塑料的研究[J].广州电器科学研究所,2000,2
[4] Shutov F A.Processing and Application of Phenolic Foams[J].Cellular Polymers,1984,3 (2) :4~95
[5] 唐路林，李乃宁，吴培熙.高性能酚醛树脂及其应用技术[M].北京：化学工业出版社,2008,4
[6] 梁明莉，金关泰，祝军，程珏.聚氨酯改性酚醛泡沫塑料[J].北京化工大学学报,2002,29(1):47
