PF研究之低高环二高炭1干燥塔

PF研究之低高环(二)高炭1

低酚：改变传统合成工艺，在热塑性酚醛树脂合成过程中加入1种有机酸A，得到低游离酚酚醛树脂，考察酚、醛物质的量比，有机酸A用量对树脂软化点的影响，以及反应温度、反应时间对树脂中游离酚含量的影响，确定了最佳合成工艺条件。高炭：硼改性、钼改性、芳基酚改性及硅氮烷，改性酚醛树脂、酚三嗪树脂、苯并恶嗪树脂的研究进展，上述改性后的酚醛树脂、耐热性显著提高，为耐烧蚀材料的应用提供了理论依据，为新一代的高残炭树脂的开发提供了方向，指出今后的耐烧蚀材料领域仍然会发挥重要的作用。环保：采用多聚甲醛替代37%的甲醛水溶液，可以合成用于覆膜砂生产的热塑性酚醛树脂，以上述热塑性酚醛树脂生产中，排放的全部废水、多聚甲醛、苯酚为原料，可以合成多种用途的热固性酚醛树脂，这一联产工艺彻底解决了酚醛树脂生产企业的废水排放问题，热塑性酚醛树脂的成本仅增加1.24%、而热固性酚醛树脂可减少10.2%以上的支出，因此经济上也是可行的okmart.com。

二、高残炭酚醛树脂的研究进展

(一)引言

随着航空航天领域的发展，耐烧蚀材料的应用日益广泛。耐烧蚀材料在高温和高速气流的冲刷下，通过牺牲自己起到隔热的作用，从而保证了整体正常工作。烧蚀防热材料按其基体的不同，可分为：树脂基，炭基和陶瓷基3种类型。聚合物基复合材料防热烧蚀性能优良，耐热冲击性能好、力学强度高，相对密度低、，隔热性好，而且能控制聚合物分解产生的气体产物，被广泛应用于一次性使用的部件，如弹头大面积防热层材料上。从分子角度看，优秀的耐烧蚀树脂基体应具备以下特点：分子结构中含炭量高；其他元素，如氧含量低，氧元素不能存在于侧链或以醚键形式存在于主链上；聚合物中含有较多的炭炭双键、三键或芳环，有利于提高残炭率；交联密度高，能形成比较完整的体形结构，在高温时不易裂解出过多的小分子链段。

在耐烧蚀领域酚醛树脂是使用最早，而且目前仍在大量使用的烧蚀复合材料基体。目前在热防护领域，酚醛树脂的地位是不可替代的。这是因为酚醛树脂不仅成本低，而且具有良好的耐热性能和力学性能。国外20世纪60年代就已将其用作，高速飞行器的瞬时耐高温和耐烧蚀材料。但是传统的酚醛树脂由于分子结构中，有较多的醚键(-O-)和亚甲基键(-CH2-)，在高温条件下其醚键和亚甲基键均易受热断裂，而使酚醛树脂固化物裂解成小分子化合物逸出，从而导致固化物失重，所以酚醛树脂残炭率较低，在高温烧蚀过程中降解严重，易在材料中产生较多的孔洞和开裂，使材料极快损耗。因此提高树脂的耐热性和成炭率，对改善酚醛树脂基复合材料的性能起着关键的作用。为了更好地发挥酚醛树脂在耐烧蚀材料领域的作用，国内外学者对酚醛树脂的改性研究一直很活跃。

(二)高残炭酚醛树脂的研究进展

1、硼改性酚醛树脂

常用的硼酚醛树脂的合成方法有3种，1)在普通的线形或体形酚醛树脂的合成末期，加入硼化物或在加工混料中加入硼化物，使硼化物参与部分反应。2)苯酚和甲醛水溶液(或多聚甲醛)先反应生成水杨醇，然后再与硼酸反应生成硼酚醛树脂。3)采用硼化物与酚类反应生成硼酸酯，再与甲醛缩合生成硼酚醛树脂。利用硼酸改性能够提高酚醛树脂耐热性能，一方面，减少了体系中的游离酚羟基，另一方面所引入硼氧键的键能(774.04kJ/mol)远大于碳碳键的键能(334.72kJ/mol)，使硼酚醛树脂的热分解温度提高100～140℃。

此外由于硼酚醛树脂分子结构中，引进了柔性较大的B-O键，韧性和力学性能有所提高，固化物中含有硼的三向交联结构，使其耐烧蚀性能和耐中子辐射性能都得到了提高。硼酚醛树脂具有突出的综合性能和优异的耐热性能，在900℃的N2中其成炭率可达60%以上，在空气中的成炭率可达58.5%以上，其中包括了酚醛树脂固化阶段的正常失重。

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