酚醛泡沫制備策劃書(shū)(共17頁(yè))

1、2014年8月成都實(shí)驗(yàn)(shyn)計(jì)劃一、任務(wù)(rn wu)內(nèi)容 1、制備(zhbi)改性的、未改性的酚醛樹(shù)脂固體，為以后性能測(cè)試留樣品； 2、制備酚醛泡沫試樣，并測(cè)試其抗彎強(qiáng)度、壓縮率、吸水性、掉渣粉化率、防火性能、表觀密度、導(dǎo)熱系數(shù)；3、制備未涂水玻璃的STP板材噴膠防火材料。二、任務(wù)安排 1、制備酚醛樹(shù)脂固體樣品 （1）工藝按照現(xiàn)有的膠黏劑制備工藝制備酚醛樹(shù)脂膠黏劑，然后用低溫分階段固化工藝固化樹(shù)脂產(chǎn)品，固化工藝為： 酚醛樹(shù)脂膠黏劑溶液40 2h60 4h80 4h100 12h120 12h 酚醛樹(shù)脂固體試樣 （2）注釋：我們現(xiàn)階段膠黏劑的固化工藝為137 24min，但是用這種工藝固

2、化的膠黏劑固體存在著泡孔太多，無(wú)法制備出致密試樣的問(wèn)題，致使制備的樣品難以滿足后續(xù)的性能測(cè)試要求，因此我們本次提出了分階段固化的方案。但是本方案也存在弊端，及是，我們生產(chǎn)工藝為137 24min，如果用不同工藝制備的試樣數(shù)據(jù)是無(wú)法直接使用于我們的產(chǎn)品。也可以用低壓和添加消泡劑的方法處理泡孔多的問(wèn)題，但是翰江沒(méi)有(mi yu)低壓設(shè)備，采購(gòu)儀器花費(fèi)較大，使用消泡劑比較方便。消泡劑：乳液型消泡劑、有機(jī)硅消泡劑（該品應(yīng)用(yngyng)范圍廣，消泡效果好，成品(chngpn)為固體粉末）、復(fù)合型消泡劑、高效消泡劑。 2、 酚醛泡沫的制備及測(cè)試方案一 （1）酚醛泡沫制備的工藝圖 酚醛樹(shù)脂 表面活性劑

3、改性劑 發(fā)泡劑 混合料B 混合料A 發(fā)泡成型 脫模切割 固化劑 制品（2）制備具體步驟：稱取100份酚醛樹(shù)脂、15份改性劑、5份表面活性劑，13份發(fā)泡劑，攪拌5min，再向上述混合體系中勻速緩慢滴加固化劑，迅速均勻攪拌30s，迅速澆注到模具（20cm20cm5cm）中，澆注時(shí)間為3060s，然后放入恒溫烘箱中，將酚醛樹(shù)脂和模具加熱到30-40。發(fā)泡溫度定為60-80，反應(yīng)時(shí)間為6095min。在發(fā)泡結(jié)束時(shí)，在6080下熟化2-3h。（3）配方(pi fng)原料特征用量酚醛樹(shù)脂2-4Pa.s、5-8%（含水量）、固含量為80%左右100改性劑增柔、憎水1020（15）表面活性劑脂肪酸甘油酯、脂

4、肪酸山梨坦（司盤(pán)）、吐溫-80（混合使用好）28（5）發(fā)泡劑正戊烷、正己烷、二氯甲烷1020（13）固化劑40%左右的對(duì)苯磺酸和硫酸1020（15） （4）注釋(zhsh) 需要(xyo)購(gòu)買的試劑：表面活性劑（吐溫-80、壬基酚聚氧乙烯醚NP-8.6、脂肪醇聚氧乙烯醚），發(fā)泡劑（正戊烷、正己烷、二氯甲烷）。其余試劑翰江可以提供。需要準(zhǔn)備的設(shè)備：發(fā)泡有鋁制模具、或者耐高溫塑料模具，尺寸為（200mm200mm50mm根據(jù)我們后面需要做的測(cè)試設(shè)計(jì)的）。預(yù)帶回南京泡沫板數(shù)量60片 （5）酚醛泡沫測(cè)試 表觀密度 GB/T 6343-2009（試樣體積至少為100cm3，至少5個(gè)試樣） 導(dǎo)熱系數(shù) GB

5、/T 10295-2008（圓柱體25.4mm5mm，兩塊，厚度差小于2%） 氧指數(shù) GB 2406-2008(80150mm100.5mm100.5mm，至少15根樣品) 阻燃測(cè)試 GB 2408-2008 （長(zhǎng)1255mm，寬13.00.5，厚度不超過(guò)13mm，至少6根試樣） 彎曲強(qiáng)度 GB/T 8812-2007（長(zhǎng)方體，尺寸為350mm100mm25mm，至少5個(gè)試樣 粉化率 : GB/T 12812-2006 (將360目砂紙固定，取大小為2.5cm2.5cm2.5cm泡沫。在泡沫上加一個(gè)100 g的砝碼，用人力水平拉動(dòng)泡沫30次，計(jì)算泡沫前后質(zhì)量變化的百分率，此即泡沫掉渣率,5個(gè)試

6、樣)酚醛樹(shù)脂(fn qun sh zh)性能列表參考（市場(chǎng)）表觀密度（kg/m3）粉化率/%吸水率/%沖擊強(qiáng)度（kJ/m2）60.28.21134.80.664拉伸強(qiáng)度（MPa）抗壓強(qiáng)度（MPa）平均燃燒時(shí)間/s燃燒剩余質(zhì)量/%60.20.151595.7%方案(fng n)二（1）酚醛泡沫(pom)制備的工藝圖表面活性劑 混合料B 混合料A模具酚醛樹(shù)脂發(fā)泡劑發(fā)泡劑發(fā)泡成型制備具體步驟：將酚醛樹(shù)脂、表面活性劑、發(fā)泡劑加入容器中，用電動(dòng)攪拌機(jī)在室溫下均勻攪拌，時(shí)間為5min；加入固化劑，快速攪拌均勻，時(shí)間為30s；將攪拌好的混合溶液倒入預(yù)熱的模具中，將其放入真空干燥箱中；等泡沫完全固化后取出樣品

7、。發(fā)泡溫度為50-70。選擇(xunz)最優(yōu)方案：酚醛樹(shù)脂100、固化劑 15、發(fā)泡劑 22、表面(biomin)活性劑 1.5、發(fā)泡溫度 50。（3）配方(pi fng)原料特征用量酚醛樹(shù)脂2.5-3.5Pa.s100表面活性劑水溶性硅油1.5-3.5發(fā)泡劑正戊烷18-22固化劑鹽酸、磷酸和對(duì)苯磺酸（配比=2:5:3）13-17STP防火板噴膠涂覆膠黏劑的工藝：考慮到將膠黏劑直接噴灑到STP板上，人為操作導(dǎo)致噴灑均勻性難于實(shí)現(xiàn)，所以我們打算采用涂刷工藝。 （2）固化工藝：由于直接用137高溫固化會(huì)使STP板材受到損壞，或者使用性能受到影響，因此采用吹風(fēng)機(jī)熱風(fēng)烘干，先烘干一面，在烘干另一面。

8、（3）STP防火板可能會(huì)做的測(cè)試防火性能測(cè)試：用打火機(jī)點(diǎn)燃觀察現(xiàn)象三、關(guān)于膠黏劑用途的三個(gè)方案：在防火服上的應(yīng)用：將酚醛樹(shù)脂噴灑到纖維布、棉布或化纖布上，或者用浸漬的工藝處理（噴灑效果會(huì)好些，分布均勻，不結(jié)塊）；用在STP防火板上：可以克服現(xiàn)有STP防火板在涂覆水玻璃后板材較硬的缺點(diǎn)；制備酚醛泡沫：測(cè)試其防火和掉渣的性能，完善數(shù)據(jù)，為后期的研究工作做準(zhǔn)備。四問(wèn)題及解決方案1.酚醛泡沫的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)(yudin)：具有均勻的閉孔結(jié)構(gòu)，導(dǎo)熱系數(shù)低，絕熱性能好，與聚氨酯相當(dāng)(xingdng)，優(yōu)于聚苯乙烯泡沫；在火焰的直接作用下具有結(jié)碳、無(wú)滴落物、無(wú)卷曲(jun q)、無(wú)熔化現(xiàn)象，火焰燃燒后表面

9、形成一層“石墨泡沫”層，有效地保護(hù)層內(nèi)的泡沫結(jié)構(gòu)，抗火焰穿透時(shí)間可達(dá)1小時(shí)；適用的溫度范圍大，短期內(nèi)可在-200200下使用，可在140160下長(zhǎng)期使用，優(yōu)于聚苯乙烯泡沫（80）和聚氨酯泡沫（110）；酚醛分子中只含有碳、氫、氧原子，受到高溫分解時(shí)，除了產(chǎn)生少量CO氣體外，不會(huì)再產(chǎn)生其他有毒氣體，最大煙密度為5.0%。25mm厚的酚醛泡沫板在經(jīng)受1500的火焰噴射10min后，僅表面略有碳化卻燒不穿，既不會(huì)著火更不會(huì)散發(fā)濃煙和毒氣；酚醛泡沫除了可能會(huì)被強(qiáng)堿腐蝕外，幾乎能夠耐所有無(wú)機(jī)酸、有機(jī)酸、有機(jī)溶劑的侵蝕。長(zhǎng)期暴露于陽(yáng)光下，無(wú)明顯老化現(xiàn)象，因而具有較好的耐老化性；具有良好的閉孔結(jié)構(gòu)，吸水率低

10、，防蒸汽滲透力強(qiáng)，在作為隔熱目的（保冷）使用時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)結(jié)露；尺寸穩(wěn)定，變化率小，在使用溫度范圍內(nèi)尺寸變化率小于4%；酚醛泡沫的成本低，僅相當(dāng)于聚氨酯泡沫的三分之二。缺點(diǎn)：由于酚醛泡沫的大部分的組成原理是樹(shù)脂基體，因而樹(shù)脂的性能對(duì)其影響很大。酚醛樹(shù)脂結(jié)構(gòu)中的亞甲基使剛性芳環(huán)緊密堆砌，內(nèi)旋轉(zhuǎn)受阻，且交聯(lián)密度高，因而酚醛樹(shù)脂變脆，酚醛泡沫脆性較大，粉化率較高。酚醛樹(shù)脂的酚羥基和亞甲基易氧化， 使其耐熱性和耐氧化性變差。酚醛樹(shù)脂中的酚羥基屬于強(qiáng)極性基團(tuán)，易吸水，使酚醛樹(shù)脂制品的電性能變差，機(jī)械強(qiáng)度變低。應(yīng)用：酚醛泡沫的綜合性能良好，原料易得，價(jià)格低廉，工藝簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。近年來(lái)國(guó)外發(fā)展很快，并

11、已廣泛地應(yīng)用于石油、化工、交通運(yùn)輸、高層建筑、冷藏工業(yè)等對(duì)保溫隔熱材料要求高的方面。管道和罐體保溫。在過(guò)去幾年里，酚醛泡沫在海外，尤其在歐洲、美國(guó)(mi u)等地，越來(lái)越多地用于管道、化工容器及油罐的隔熱保溫，以取代聚氨酯泡沫塑料。酚醛泡沫之所以成為適用于各種管道保溫的理想材料，除了其優(yōu)良的防火性能外，它還具有高效的熱絕緣性和極低的吸濕性。中央空調(diào)風(fēng)管：酚醛泡沫復(fù)合夾芯板具有質(zhì)量輕、安裝方便、清潔環(huán)保、保溫、阻燃、美觀(migun)耐用等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)和民用建筑，尤其是食品加工廠房、醫(yī)院、體育場(chǎng)館、大型超市、賓館住宅等空氣質(zhì)量要求高的場(chǎng)所，還可用于輕質(zhì)墻體、隔熱襯里、吊頂防火門等。建筑業(yè)

12、：酚醛泡沫防火性能優(yōu)異、價(jià)廉、安全、輕質(zhì)，在建筑業(yè)中應(yīng)用前景十分誘人。如用于屋頂保溫層、天花板、辦公室隔板及隔音屏風(fēng)。經(jīng)玻璃纖維增強(qiáng)的酚醛泡沫可用做地板材料。隔熱用酚醛泡沫塑料與鋼、鋁復(fù)合做成夾心板材，不但具有優(yōu)異的隔熱性能，而且(r qi)保留了金屬材料所特有的強(qiáng)度，廣泛應(yīng)用于廠房、冷庫(kù)、易燃品倉(cāng)庫(kù)內(nèi)外墻及吊頂。(5)石油化工業(yè)：由于酚醛泡沫導(dǎo)熱系數(shù)低，防火性能及耐化學(xué)品性能好，可應(yīng)用于石油化工的容器、設(shè)備和管道保溫，還可用于蒸汽管道保溫。(6)彩鋼復(fù)合板：目前國(guó)內(nèi)大量采用的保溫隔熱泡沫材料主要是PU泡沫、PS泡沫等。市場(chǎng)需求量最大的是泡沫與彩鋼板單面或雙面復(fù)合夾心板材，主要用于冷庫(kù)、輕質(zhì)廠

13、房，如凈化車間、簡(jiǎn)易廠房、場(chǎng)館的屋面或墻體等。2.樹(shù)脂粘度粘度太高，發(fā)泡時(shí)各組分不易混合均勻，且由于流動(dòng)性差，導(dǎo)致充模困難，出現(xiàn)較大空洞（不發(fā)泡）；粘度過(guò)低時(shí)，發(fā)泡劑易于逃逸，并出現(xiàn)較大的氣泡，不利于形成均勻細(xì)微的泡孔結(jié)構(gòu)?？刂茦?shù)脂粘度：2-4Pa.s。 各粘度換算表： 運(yùn)動(dòng)粘度=動(dòng)力粘度（Pa.S）/密度水含量(hnling)樹(shù)脂中水含量高時(shí)，發(fā)泡及熟化過(guò)程中由于水蒸發(fā)而引起泡孔破裂，導(dǎo)致開(kāi)孔率提高和導(dǎo)熱系數(shù)增大；水含量較低時(shí)，雖能改善制品(zhpn)的絕熱性能，由于樹(shù)脂粘度增高，導(dǎo)致發(fā)泡操作困難?？刂?kngzh)樹(shù)脂水含量：5%8%。催化劑催化劑用量大，預(yù)縮聚反應(yīng)較完全，泡沫固化所需時(shí)間

14、長(zhǎng)；催化劑用量少，樹(shù)脂分子中含有較多數(shù)量的活性基團(tuán)-羥甲基，樹(shù)脂活性大，導(dǎo)致泡沫體不均勻。選擇堿性催化劑，用量為2%6%。4.表面活性劑表面活性劑分為離子型表面活性劑（包括陽(yáng)離子表面活性劑與陰離子表面活性劑）、非離子型表面活性劑、兩性表面活性劑、復(fù)配表面活性劑、其他表面活性劑等。按極性基團(tuán)的解離性質(zhì)分類：陰離子表面活性劑：硬脂酸，十二烷基苯磺酸鈉；陽(yáng)離子表面活性劑：季銨化物；兩性離子表面活性劑：卵磷脂，氨基酸型，甜菜堿型；非離子表面活性劑：脂肪酸甘油酯，脂肪酸山梨坦（司盤(pán)），聚山梨酯（吐溫）。表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)具有兩親性：一端為 HYPERLINK /view/3116383.htm t /

15、view/_blank 親水基團(tuán)，另一端為憎水基團(tuán)；親水基團(tuán)常為極性基團(tuán)，如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其鹽，羥基、 HYPERLINK /view/321266.htm t /view/_blank 酰胺基、醚鍵等也可作為極性親水基團(tuán)；而憎水基團(tuán)常為非極性烴鏈，如8個(gè)碳原子以上烴鏈。通過(guò)分子中不同部分分別對(duì)于兩相的親和，使兩相均將其看作本相的成分，分子排列在兩相之間，使兩相的表面相當(dāng)于轉(zhuǎn)入分子內(nèi)部。從而降低表面張力。由于兩相都將其看作本相的一個(gè)組分，就相當(dāng)于兩個(gè)相與表面活性劑分子都沒(méi)有形成界面，就相當(dāng)于通過(guò)這種方式部分的消滅(xiomi)了兩個(gè)相的界面，就降低了表面張力和表面自由能。選擇正

16、確的表面活性劑有助于形成均勻微細(xì)多泡孔結(jié)構(gòu)(jigu)。表面活性劑用量太少，泡孔不均勻，不穩(wěn)定，泡沫質(zhì)量不合格；表面活性劑太多，表面張力下降多，氣泡自由膨脹，導(dǎo)致泡孔破裂。溫度(wnd)對(duì)表面活性劑的影響。溫度過(guò)高使表面活性劑的溶解度下降并析出，出現(xiàn)渾濁，作用失效，稱此溫度為濁點(diǎn)。吐溫-80的濁點(diǎn)是93。表面活性劑：吐溫-80，脂肪酸甘油酯，用量28。5.發(fā)泡劑發(fā)泡劑就是使對(duì)象物質(zhì)成孔的物質(zhì)，它可分為 HYPERLINK /view/8981180.htm t /view/_blank 化學(xué)發(fā)泡劑和物理發(fā)泡劑和 HYPERLINK /view/277778.htm t /view/_blank

17、 表面活性劑三大類?；瘜W(xué)發(fā)泡劑是那些經(jīng)加熱分解后能釋放出二氧化碳和氮?dú)獾葰怏w，并在 HYPERLINK /view/344690.htm t /view/_blank 聚合物組成中形成細(xì)孔的 HYPERLINK /view/63037.htm t /view/_blank 化合物；物理發(fā)泡劑就是 HYPERLINK /view/73683.htm t /view/_blank 泡沫細(xì)孔是通過(guò)某一種物質(zhì)的物理形態(tài)的變化，即通過(guò)壓縮氣體的膨脹、液體的揮發(fā)或固體的溶解而形成的；發(fā)泡劑均具有較高的 HYPERLINK /view/627234.htm t /view/_blank 表面活性，能有效降低

18、液體的 HYPERLINK /view/263802.htm t /view/_blank 表面張力，并在液膜表面雙電子層排列而包圍空氣，形成氣泡，再由單個(gè)氣泡組成泡沫。物理發(fā)泡劑：是復(fù)配型物理發(fā)泡劑，不僅具有發(fā)泡倍數(shù)高、泡沫穩(wěn)定性好、泌水量低等優(yōu)點(diǎn)。發(fā)泡劑：正戊烷、正己烷、二氯甲烷，用量1020。正戊烷 沸點(diǎn)：36.1正己烷 沸點(diǎn)：68.74二氯甲烷 沸點(diǎn)：39.8（毒性大）氟利昂R113 沸點(diǎn)：45.7（效果好，但是污染環(huán)境）一般(ybn)都用的正戊烷，發(fā)泡溫度都在6080左右(zuyu)；還有用氟利昂F-114，其沸點(diǎn)為20，發(fā)泡溫度(wnd)為2535。均都在沸點(diǎn)以上。發(fā)泡溫度溫度既影

19、響酚醛樹(shù)脂的固化速度又影響體系的發(fā)泡速度。溫度過(guò)低，樹(shù)脂的固化速度低于發(fā)泡速度，發(fā)泡劑容易逃逸，會(huì)導(dǎo)致泡沫發(fā)泡倍率降低，表觀密度增大。隨著溫度升高，樹(shù)脂的固化速度會(huì)增大，發(fā)泡劑產(chǎn)生的氣體能夠及時(shí)的被包裹住，所以泡沫的泡孔數(shù)量會(huì)增多，形成的泡孔也更加均勻細(xì)小。溫度過(guò)高，易引起泡孔壁破裂，形成大泡，從而影響泡沫性能。發(fā)泡溫度：6080。7.開(kāi)孔針孔式開(kāi)孔。這種開(kāi)孔的形成原因是在強(qiáng)酸固化樹(shù)脂的過(guò)程中，附著于孔壁上的小水滴由于樹(shù)脂的水溶性越來(lái)越差，本來(lái)應(yīng)該在孔壁上析出，然后原來(lái)小水滴占有的位置被樹(shù)脂填補(bǔ)上，但是由于樹(shù)脂固化速度太快，流動(dòng)性變差，導(dǎo)致水揮發(fā)后留下的孔洞無(wú)樹(shù)脂來(lái)填補(bǔ)，形成針孔。形成針孔，會(huì)

20、使樹(shù)脂的強(qiáng)度變低、柔性下降，并且也會(huì)降低酚醛泡沫的阻燃，隔熱性能。水分揮發(fā)會(huì)使泡沫出現(xiàn)針孔，因此適當(dāng)減少水的含量來(lái)改變這一現(xiàn)象，但是根據(jù)查看獻(xiàn)了解到，水的含量不能小于5%，是因?yàn)樗枯^低時(shí)，會(huì)使樹(shù)脂粘度增高，導(dǎo)致發(fā)泡操作困難。裂紋式開(kāi)孔。是因?yàn)樵跇?shù)脂的固化過(guò)程中，一方面，樹(shù)脂交聯(lián)固化速度慢，導(dǎo)致孔壁強(qiáng)度不高；另一方面，樹(shù)脂放熱量大，導(dǎo)致內(nèi)部氣體壓力大，不斷的膨脹，孔壁逐漸被擠壓變薄，最后直至破裂。發(fā)泡劑用量影響閉孔率。隨著發(fā)泡劑用量的增加，發(fā)泡倍率增大，泡孔致密度增加，泡孔更加均勻，閉孔率升高；但是繼續(xù)增加，由于表面活性劑用量不變，發(fā)泡倍率增大后產(chǎn)生的大量泡孔中開(kāi)孔的數(shù)量增加較多，又導(dǎo)致閉孔

21、率下降。溫度影響閉孔率。溫度升高，樹(shù)脂的固化速度會(huì)增大，發(fā)泡劑產(chǎn)生的氣體能夠及時(shí)的被包裹住，所以泡沫的泡孔數(shù)量會(huì)增多，形成的泡孔也更加均勻細(xì)小，泡孔破裂也減少，因此，會(huì)使閉孔率升高。但是溫度過(guò)高會(huì)使泡孔壁破裂，形成大泡，導(dǎo)致閉孔率降低。8.酚醛泡沫表觀(bio un)密度發(fā)泡劑用量。隨著(su zhe)發(fā)泡劑用量的增加，泡沫體表觀密度逐漸下降。當(dāng)發(fā)泡劑的用量增加(zngji)到一定時(shí)，泡沫體外觀結(jié)構(gòu)致密，泡孔分布均勻，手觸表面無(wú)塌陷現(xiàn)象。當(dāng)發(fā)泡劑用量過(guò)高時(shí)，泡沫體外觀結(jié)構(gòu)疏松，泡孔分布不均，手觸很容易出現(xiàn)表面塌陷現(xiàn)象，掉渣現(xiàn)象嚴(yán)重，主要是由于隨著發(fā)泡劑用量增多，產(chǎn)生的泡孔較多，易破裂，形成較大

22、泡孔，導(dǎo)致孔徑不均。固化溫度。隨著溫度升高，泡沫體的密度逐漸降低。溫度升高，固化反應(yīng)速率增大，反應(yīng)產(chǎn)生的熱量和高溫環(huán)境的熱量使發(fā)泡劑揮發(fā)速率加快。但固化反應(yīng)需要時(shí)間，致使其反應(yīng)速率要慢于發(fā)泡劑的揮發(fā)，即隨溫度升高，發(fā)泡劑揮發(fā)速率大于固化反應(yīng)速率，致使泡沫體發(fā)泡倍率增大，表觀密度降低。當(dāng)溫度過(guò)高，如90時(shí)，發(fā)泡劑揮發(fā)速率過(guò)快，使制品內(nèi)部產(chǎn)生大小不一，分布不均勻的泡孔。溫度過(guò)低，如40時(shí)，固化速率慢，沒(méi)有足夠的熱量使發(fā)泡劑揮發(fā)，發(fā)泡倍率低。固化劑。隨著固化劑用量的增加，酚醛泡沫體的表觀密度逐漸增大。原因是在其他條件不變的情況下，固化劑用量增大，酚醛樹(shù)脂的交聯(lián)固化反應(yīng)速度加快，固化反應(yīng)與發(fā)泡速率之比

23、增加，使泡沫體還未發(fā)泡完全即發(fā)生部分交聯(lián)固化，發(fā)泡倍率下降，導(dǎo)致泡沫體的密度增大。但是固化劑用量過(guò)多，導(dǎo)致固化速度過(guò)快，發(fā)泡效果會(huì)受到影響，使酚醛泡沫發(fā)泡率降低。9.微觀結(jié)構(gòu)酚醛比。采用F/P=2.0比的樹(shù)脂發(fā)泡，從泡沫的微觀結(jié)構(gòu)來(lái)看，平均孔徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于F/P=l.6，F(xiàn)/P=1.8比的樹(shù)脂。一方面，F(xiàn)/P=2.0配比的樹(shù)脂酸固化反應(yīng)活性低，前期放熱慢，起泡甲穩(wěn)，同時(shí)凝膠時(shí)間短，有利于樹(shù)脂快速固化，形成小孔徑泡沫。不同F(xiàn)/P配比制得的泡沫孔壁上均存在一些裂紋和小針孔。相對(duì)來(lái)說(shuō)，由于F/P=2.O的樹(shù)脂由于水含量高，孔壁上的小針孔較多，但是固化速度快，放熱平穩(wěn)，裂紋少。固化劑。固化劑用量的增多，使

24、得更多的游離醛參與到反應(yīng)中，形成了多羥甲基酚，減少了酚環(huán)上活潑氫的含量降低了樹(shù)脂的活性，縮短了凝膠時(shí)間有利于泡沫“慢起發(fā)快固化”，最終形成微孔結(jié)構(gòu)。樹(shù)脂粘度、水含量。隨著粘度的增加，水含量的降低，平均孔徑從逐漸減小，孔壁上不存在小針孔，但是裂紋較多，從測(cè)得的閉孔率來(lái)看，仍然很高。分析原因，盡管孔壁上存在一些裂紋，但是并沒(méi)有導(dǎo)致所有的孔連通，可能內(nèi)部是幾個(gè)連通的孔，整體上還是(hi shi)個(gè)閉孔的結(jié)構(gòu)，所以閉孔率高。10.粉化率 1）增韌改性，可以(ky)降低泡沫粉化率。酚醛樹(shù)脂結(jié)構(gòu)上的薄弱環(huán)節(jié)是酚羥基和亞甲基易氧化，同時(shí)酚醛泡沫的脆性大。由其制得的材料硬度大、模量高、韌性差，易在界面上產(chǎn)生(

25、chnshng)應(yīng)力裂紋，大大限制了酚醛泡沫塑料在各領(lǐng)域的應(yīng)用。酚醛泡沫的增韌，可以通過(guò)以下幾種途徑實(shí)現(xiàn)：外加增韌劑，以物理共混的方式達(dá)到增韌的目的。增韌劑的種類很多，選擇的依據(jù)是樹(shù)脂和增韌劑必須具有一定的混溶性。選擇的方法為根據(jù)極性相似、 溶解度參數(shù)相近的原則來(lái)選擇增韌劑。 一般是在已合成的普通甲階酚醛樹(shù)脂中加入增韌劑，再依次加入其它原料及助劑，發(fā)泡便可。這類改性劑常用的有三類。第一類是橡膠彈性體改性劑。常用的橡膠有丁腈、丁苯、天然橡膠和端羧基丁腈橡膠及其它含有活性基團(tuán)的橡膠，如羧基丙烯酸橡膠、環(huán)氧基液體丁二烯橡膠和環(huán)氧羧基丁腈的加成物。增韌的效果還與橡膠的添加量相關(guān)，添加量太少效果不明顯；

26、添加量太高，樹(shù)脂與橡膠相容性差，難以混合均勻，也會(huì)影響增韌效果， 同時(shí)還會(huì)影響其耐熱性。適宜的橡膠添加量一般控制在520%之間為宜。第二類是熱塑性樹(shù)脂。用于酚醛泡沫改性的有聚酰胺、聚乙烯醇縮醛、聚乙烯醇、聚乙二醇等。FENG YIHWANG等人的研究表明，聚酰胺和酚醛樹(shù)脂的相容性極好。聚酰胺中柔性的氨基鏈可以改變酚醛樹(shù)脂體型結(jié)構(gòu)的剛性，使酚醛樹(shù)脂的韌性得到提高。同時(shí)酚醛樹(shù)脂/聚酰胺共混物的IR光譜和DSC結(jié)果顯示其中存在氫鍵，它的熱降解溫度高于400，因此大大提高了酚醛泡沫的熱穩(wěn)定性。另外聚酰胺本身有較高的機(jī)械強(qiáng)度，與酚醛樹(shù)脂間形成互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可以提高酚醛樹(shù)脂的強(qiáng)度。第三類是小分子物質(zhì)如乙二

27、醇。磷酸三甲苯酯、磷苯二甲酸二辛酯等都是常用的增韌劑?；瘜W(xué)(huxu)增韌甲階酚醛樹(shù)脂化學(xué)增韌即內(nèi)增韌。指在合成甲階酚醛樹(shù)脂時(shí)加入改性劑， 通過(guò)改性劑與酚醛樹(shù)脂的酚羥基和羥甲基發(fā)生化學(xué)反應(yīng)使酚醛樹(shù)脂分子結(jié)構(gòu)中接枝上柔性鏈， 從而達(dá)到增韌效果。這種改性方法較共混方法的效果要好。聚氨酯改性酚醛泡沫塑料是一種典型的化學(xué)增韌方法，取得了很好的效果。該方法不僅使酚醛樹(shù)脂分子剛性的體型結(jié)構(gòu)變得柔韌，還將聚氨酯的優(yōu)異性能，如高閉孔率，低吸水率，高的固化速度引入其中，同時(shí)也提高了制品(zhpn)的強(qiáng)度。原位聚合(jh)增韌法這種方法是用部分帶有韌性鏈的改性苯酚代替苯酚合成酚醛樹(shù)脂來(lái)達(dá)到增韌的目的。如采用適量的

28、間甲酚、間苯二酚、對(duì)甲酚、壬基酚、對(duì)苯二酚（占總酚量0.2%10%）等代替部分苯酚，可提高泡沫的強(qiáng)度和韌性。添加增強(qiáng)材料法玻璃纖維、玻璃布、石棉等經(jīng)偶聯(lián)劑處理后， 與酚醛樹(shù)脂共混， 然后發(fā)泡制成酚醛泡沫塑料，還有在酚醛樹(shù)脂中添加聚苯乙烯顆粒、泡沫玻璃、膨脹珍珠巖、發(fā)泡黏土和沸石顆粒，均可以提高酚醛泡沫的機(jī)械強(qiáng)度和燃燒性能。改變工藝。查閱文獻(xiàn)得出，適當(dāng)提高溫度，增加表面活性劑用量，升高溫度，會(huì)使泡均勻、致密性提高、粉化率下降。11.吸水性適當(dāng)升高發(fā)泡溫度溫度，使固化速率增大，使泡沫均勻，泡孔孔徑減小，使吸水性能下降。但是不能超過(guò)80。溫度過(guò)高使泡孔破裂，出現(xiàn)大孔，吸水性能提高。適當(dāng)控制樹(shù)脂粘度，

29、泡孔均勻，泡孔表觀質(zhì)量較好，系吸水性降低。樹(shù)脂粘度過(guò)小時(shí)，發(fā)泡劑逃逸，泡孔塌陷。隨著樹(shù)脂粘度增大，泡孔生長(zhǎng)的阻力增大，泡孔易增多且分布易均勻。但是樹(shù)脂粘度過(guò)大時(shí)，便難以與其它組份混合均勻，導(dǎo)致泡體質(zhì)量下降，同時(shí)泡孔生長(zhǎng)阻力過(guò)大，體系難以起泡，表觀密度會(huì)增大。并且充模困難，操作不易。12.酚醛泡沫的導(dǎo)熱(dor)系數(shù)樹(shù)脂水含量。樹(shù)脂中水的含量高時(shí)，發(fā)泡及熟化過(guò)程中由于水蒸發(fā)而引起泡孔破裂，導(dǎo)致開(kāi)孔率提高和導(dǎo)熱系數(shù)增大。反之，降低水含量雖能改善制品的絕熱性能(xngnng)，但由于樹(shù)脂的粘度增加，導(dǎo)致發(fā)泡操作困難。因此要控制水含量，一般應(yīng)在58%范圍內(nèi)。酚醛泡沫表觀密度。隨著表觀密度的增大，導(dǎo)熱系

30、數(shù)呈增加趨勢(shì)。靜止空氣的導(dǎo)熱系數(shù)均低于所有致密固體的導(dǎo)熱系數(shù)，所以單位體積的材料其固體物質(zhì)的含量越低，導(dǎo)熱系數(shù)就會(huì)越小，即表觀密度越小，導(dǎo)熱系數(shù)就會(huì)越小。但是表觀密度的下降會(huì)使孔徑增大，氣孔數(shù)量減少。孔徑增大會(huì)提高氣孔內(nèi)空氣對(duì)流傳熱的效率，氣孔數(shù)量減少會(huì)導(dǎo)致單位長(zhǎng)度的固體界面數(shù)減少，從而減少固體反射面，提高輻射(fsh)傳熱效率。所以表觀密度越低，溫度越高，導(dǎo)熱系數(shù)會(huì)越大。所以對(duì)應(yīng)于某一特定的使用溫度， 每一種保溫材料都有一個(gè)最佳的體積密度。 并不是表觀密度越小越好?？讖酱笮?。隨著孔徑的增大，導(dǎo)熱系數(shù)呈增加趨勢(shì)。當(dāng)酚醛泡沫的表觀密度一定時(shí)， 即孔隙率和單位體積內(nèi)固體物質(zhì)的含量就會(huì)保持不變，那么

31、以熱傳導(dǎo)方式進(jìn)行的固體部分的導(dǎo)熱率在某一溫度下也就保持不變。此時(shí)， 泡孔的狀態(tài)便成了影響酚醛泡沫導(dǎo)熱系數(shù)的主要因素。當(dāng)酚醛泡沫的孔隙率（或表觀密度）確定之后，孔徑增大，氣孔數(shù)量會(huì)減少?？讖皆龃髸?huì)提高氣孔內(nèi)空氣對(duì)流傳熱的效率，氣孔數(shù)量減少會(huì)導(dǎo)致單位長(zhǎng)度的固體界面數(shù)減少， 從而減少固體反射面，提高輻射傳熱效率。 因此，在保持材料孔隙率不變的情況下，增加氣孔尺寸會(huì)使材料的導(dǎo)熱系數(shù)升高。13.氧指數(shù)氧指數(shù)是評(píng)價(jià)塑料及其他高分子材料相對(duì)燃燒性的一種表示方法，以此判斷材料在空氣中與火焰接觸時(shí)燃燒的難易程度非常有效。材料的氧指數(shù)越高，說(shuō)明其不易燃燒，燃燒所需的能量越高。氧指數(shù)越低，說(shuō)明其容易燃燒，燃燒所需的

32、能量越低。影響因素及措施如下：狀態(tài)調(diào)節(jié)時(shí)間的影響(yngxing) 。隨著試樣調(diào)節(jié)時(shí)間的增加，試驗(yàn)所得的氧指數(shù)的平均值不斷降低，當(dāng)調(diào)節(jié)時(shí)間滿足一定視線時(shí)，氧指數(shù)保持穩(wěn)定狀態(tài)。試樣的大小、形狀、取向、表面情況都會(huì)影響測(cè)試結(jié)果，因此試樣應(yīng)保持清潔、平整、光滑(gung hu)無(wú)影響燃燒行為的缺陷如氣泡、裂紋、飛邊、毛刺等 試樣在試驗(yàn)前溫度應(yīng)在232、相對(duì)濕度(xingdu shd)為（505）% 條件下至少狀態(tài)調(diào)節(jié)88h，從而消除樣品內(nèi)應(yīng)力，使樣品內(nèi)外達(dá)到平衡狀態(tài)，減少結(jié)果的偏差。點(diǎn)火方式用頂端點(diǎn)燃法時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制點(diǎn)火時(shí)間，火焰接觸頂面最長(zhǎng)時(shí)間30s，并每隔5s移開(kāi)觀察試樣燃燒情況。這樣可以防止?fàn)顟B(tài)

33、調(diào)節(jié)后的試樣再次被火焰加熱，從而得到較低的OI值,因?yàn)槎鄶?shù)材料隨著溫度的升高OI值下降。此外，一個(gè)樣條燒完后，燃燒筒的溫度有所提高，會(huì)影響下一個(gè)測(cè)試結(jié)果。為保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確，應(yīng)準(zhǔn)備2-3個(gè)燃燒筒和試樣架。阻燃劑的影響。添加量在一定的比例范圍內(nèi)，隨著加入量的增加，氧指數(shù)也呈增加趨勢(shì)，達(dá)到一定程度時(shí)上升幅度趨緩。同時(shí)，不是阻燃劑添加量越多越好，還要考慮阻燃劑的添加量對(duì)泡沫物理機(jī)械性能的影響。不同的阻燃劑在聚氨酯泡沫中的阻燃作用各不相同,隨阻燃劑含量的變化,阻燃作用變化規(guī)律也不一樣,這主要是受阻燃劑的種類差異以及阻燃劑與酚醛泡沫相容性的影響。對(duì)于加入一定量的尿素會(huì)提高酚醛泡沫的氧指數(shù)。一方面是在合成

34、階段尿素會(huì)反應(yīng)掉體系內(nèi)剩余的甲醛，酚醛樹(shù)脂及泡沫中的易燃甲醛含量降低；另一方面是因?yàn)榈幕衔锉旧砭褪且环N很好的阻燃劑。14.酚醛泡沫阻燃性能阻燃方法是在聚合物材料中添加阻燃劑，來(lái)達(dá)到阻燃目的。阻燃泡沫塑料組成的基本要求是隔斷所需氧氣、降低反應(yīng)溫度、中斷燃燒反應(yīng)，通過(guò)加入阻燃劑和填充劑來(lái)實(shí)現(xiàn)上述多個(gè)要求。酚醛泡沫樹(shù)脂分子的主鏈上含有大量的芳基，熱解剩焦量（CR）高，燃燒時(shí)炭化層迅速覆蓋在燃燒著的聚合物表面，從而使火焰熄滅。阻燃機(jī)理有固相機(jī)理、氣相機(jī)理和協(xié)效阻燃機(jī)理。固相阻燃機(jī)理添加(tin ji)的阻燃劑能夠延緩或終止聚合物熱分解產(chǎn)生的可燃?xì)怏w和自由基，在低于聚合物熱分解溫度下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。阻燃劑具有較大比熱容，會(huì)起到蓄熱作用，