酚醛泡沫的制備及吸水率研究實(shí)驗(yàn)

     酚醛泡沫塑料是一種新型隔熱材料，具有輕質(zhì)、低毒、難燃、低煙、隔熱、耐高低溫等優(yōu)點(diǎn)，被越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。酚醛泡沫在高溫或遇火情況下，表面發(fā)生炭化對(duì)內(nèi)層起到保護(hù)作用，因此能保持良好的隔熱性能。由于一些技術(shù)和質(zhì)量的原因，我國(guó)實(shí)行了工業(yè)化生產(chǎn)酚醛泡沫的廠家并不多，因此探索酚醛泡沫的工業(yè)化生產(chǎn)條件并提高泡沫體的各種性能對(duì)節(jié)能和環(huán)保等事業(yè)具有重要意義。目前酚醛泡沫的生產(chǎn)主要是采用可發(fā)性酚醛樹脂與發(fā)泡劑、固化劑和其他助劑經(jīng)過(guò)快速攪拌混合澆鑄加熱發(fā)泡，在60-70℃的條件下經(jīng)過(guò)一段時(shí)間熟化后得到泡沫體。本實(shí)驗(yàn)研究了酚醛泡沫體制備過(guò)程中一些條件參數(shù)對(duì)泡沫體性能的影響。通過(guò)力學(xué)試驗(yàn)和熱重分析測(cè)試了泡沫體的力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性能。

1、實(shí)驗(yàn)主要原料

   苯酚、甲醛、鹽酸、硫酸：工業(yè)級(jí)，市售；正戊烷：分析純；吐溫-80：分析純；氫氧化鈉：分析醇。

2、主要儀器

   梅特勒電子天平；電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱；電動(dòng)攪拌器；電子試驗(yàn)機(jī)；熱重分析儀。

3、可發(fā)泡性酚醛樹脂合成

   將苯酚/甲醛按一定的物質(zhì)的量比加入裝配有冷疑器、電動(dòng)攪拌器和溫度計(jì)的三頸燒瓶中，開動(dòng)攪拌器并對(duì)燒瓶水浴加熱，待瓶?jī)?nèi)混合物到一定溫度后加入一定量氫氧化鈉作為催化劑，繼續(xù)加熱到一定溫度并保持一段時(shí)間后停止加熱，用冷水浴使混合物迅速降溫至70℃以下，再用稀鹽酸中和混合物至pH=6.5-7.4，減壓脫水至合適黏度即得到可發(fā)泡性酚醛樹脂。樹脂質(zhì)，量指標(biāo)如下：固含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))：88%；黏度：2.5-3.5Pa·s(25℃)；游離酚含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))：5%-8%。

4、酚醛泡沫的制備

   將一定比例的樹脂、發(fā)泡劑、表面活性劑、固化劑高速攪拌混合后放在50-80℃的恒溫室內(nèi)發(fā)泡一段時(shí)間，固化成型后得到酚醛泡沫。

5、泡沫性能測(cè)試表觀密度：

   測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)GB/T6343-1986(1995)；吸水率：測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)GB/T8810-1988(2005)；壓縮強(qiáng)度：測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)GB/T8813-1988，試驗(yàn)機(jī)速度2mm/min；熱重分析：N2氣氛中，N2氣流速20mL/min，升溫速率為10℃/min，溫度范圍50-800℃。

6、泡沫體的吸水率

    酚醛泡沫塑料是一種具有閉孔結(jié)構(gòu)的低密度微孔泡沫材料，具有很多的性能，吸水量的大小直接影響其絕熱性能。列出了不同密度的泡沫體的吸水率，可以看到泡沫體的吸水率隨著密度的增大而略有減小。這是因?yàn)榕菽呐菘捉Y(jié)構(gòu)對(duì)泡沫的吸水率有很大影響，泡孔大、酚醛開閉孔率高、粗糙，吸水率就大；相反，吸水率就小。研究發(fā)現(xiàn)泡沫的吸水率隨容重的變化而變化，容重越大，泡孔越細(xì)密，吸水率越小，但變化量并不大。影響比較大的還是制備泡沫的配方、工藝等。