微波发泡法制备的脲醛树脂泡沫塑料建筑用保温材料
发布时间：2021-07-25 20:49
选用微波发泡技术方法制备脲醛树脂泡沫塑料;采用电子显微镜（SEM）、热重分析仪-红外联用（TG-FTIR）、导热系数测定仪、极限氧指数测试仪等,对发泡材料的力学性能、热性能、表观形态、微观结构、燃烧性能进行系统表征,分析微波辐射功率、辐射时间对泡沫结构与性能的影响。结果表明:微波发泡法制备的脲醛树脂泡沫保温材料,在微波功率为输出功率的100%时综合性能较好,力学性能达243 kPa,达到建筑保温材料的要求;从热性能看,脲醛树脂泡沫材料的主要质量损失的温度为272℃,最终的残余量为18.6%,热稳定性较好;微观结构表征表明,泡沫材料的泡孔结构较均匀;氧指数性能表征显示,制备的发泡材料具有难燃性能,满足建筑材料B1级别要求。
【文章来源】：东北林业大学学报. 2020,48(08)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
微波辐射发泡
脲醛树脂泡沫(UFF)横截面的SEM扫描图形,显示了泡沫材料的泡孔结构(见图2)。由图2可见:UFF的泡孔形态为不规则的多面体形状,泡孔为开孔状态,泡孔之间是由泡孔壁连接的,泡孔的大小不等。泡孔较大,一方面,是由于树脂中含有大量的水,通过微波加热,水从液相变为气相,其体积变大1 000倍,产生大的空隙[19];另一方面,是未反应的甲醛受热挥发、泡沫液搅拌混合不均匀,导致发泡剂分散的不均匀受热,出现并泡现象等。大的空隙存在,会影响泡沫的机械性能;在大功率的微波辐射下可减少大孔隙的数量,因为快速加热的同时树脂基受热快速固化,减少了并泡现象。从图2中可以看出,随着微波辐射功率的增大,泡孔壁明显变薄,其泡孔结构越接近相互贯穿的网络结构,这是随着辐射功率的增大发泡倍率提高的一个原因。2.2 脲醛树脂泡沫材料的机械性能
由图3可见:脲醛树脂泡沫的表观密度,随着发泡功率的增大呈现下降的趋势,发泡功率在30%～100%时,泡沫的表观密度趋于稳定,在0.073 g/cm3左右。发泡功率在10%时,功率小,在单位时间内产生的热量少,使得树脂的固化速度小于发泡速度,从而造成并泡率增加;泡孔塌陷,影响泡沫制品的质量,故泡沫的表观密度较大。发泡功率从30%～100%时,压缩强度有所增加,发泡功率在100%时压缩强度最大243 kPa;这是由于大功率利于发泡速度与固化速度的平衡,增加了泡沫的闭孔率,泡沫性能较好,发泡倍率大,压缩强度大。实验结果表明:脲醛树脂泡沫的粉化率随着微波功率的增大呈现增大的趋势,但总的变化范围不大;微波功率为10%、30%、50%、80%、100%时,脲醛树脂泡沫的粉化率分别为、11.67%、11.52%、14.32%、16.08%、15.38%,粉化率的变化范围在11.85%～16.00%;随着微波功率的增加,脲醛树脂泡沫的密度有所降低,粉化率会相应的增加。小的发泡功率时,由于固化速度小于发泡速度,加大气泡的合并、泡孔塌陷,导致本应形成泡孔壁的树脂流失,减少泡孔数量,粉化率降低。
【参考文献】：
期刊论文
[1]三聚氰胺改性脲醛树脂泡沫保温材料性能研究[J]. 张化腾,姚小瑞,高天元,李云龙,谭海彦,张彦华. 森林工程. 2018(06)
[2]改性热敏黑温致变色木材的耐老化性研究[J]. 高力娇,朱晓冬,刘乾,菅智斌,李培培,焦同. 森林工程. 2018(04)
[3]低分子量脲醛树脂浸渍杨木强化材的饰面性能研究[J]. 李永博,沈隽,王敬贤,邓富介. 森林工程. 2018(01)
[4]脲醛树脂泡沫保温材料的研究与发展[J]. 沈运文,张彦华,朱丽滨,谭海彦,顾继友. 化工新型材料. 2016(01)
[5]外墙用有机/无机复合阻燃保温材料的研制[J]. 娄春华,刘喜军,张霄,刘剑虹,马昕哲,董利. 新型建筑材料. 2014(10)
[6]用不同发泡剂制备的脲醛树脂泡沫塑料[J]. 张文政,黄丽,陈斌. 现代塑料加工应用. 2013(04)
[7]微波辐射制备蜜胺泡沫塑料[J]. 谢丹,徐强,王学军. 合成树脂及塑料. 2010(03)
[8]微波加热技术的应用与研究进展[J]. 牟群英,李贤军. 物理. 2004(06)
[9]脲醛树脂合成与生产中的几个问题[J]. 曾宪文,于海深. 化学与粘合. 1995(04)
硕士论文
[1]脲醛与酚醛共混发泡体的制备与强韧化研究[D]. 郭晓娜.哈尔滨工业大学 2014
[2]脲醛发泡体的增强与增韧研究[D]. 安诗卉.哈尔滨工业大学 2013
本文编号：3302753
【文章来源】：东北林业大学学报. 2020,48(08)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
微波辐射发泡
脲醛树脂泡沫(UFF)横截面的SEM扫描图形,显示了泡沫材料的泡孔结构(见图2)。由图2可见:UFF的泡孔形态为不规则的多面体形状,泡孔为开孔状态,泡孔之间是由泡孔壁连接的,泡孔的大小不等。泡孔较大,一方面,是由于树脂中含有大量的水,通过微波加热,水从液相变为气相,其体积变大1 000倍,产生大的空隙[19];另一方面,是未反应的甲醛受热挥发、泡沫液搅拌混合不均匀,导致发泡剂分散的不均匀受热,出现并泡现象等。大的空隙存在,会影响泡沫的机械性能;在大功率的微波辐射下可减少大孔隙的数量,因为快速加热的同时树脂基受热快速固化,减少了并泡现象。从图2中可以看出,随着微波辐射功率的增大,泡孔壁明显变薄,其泡孔结构越接近相互贯穿的网络结构,这是随着辐射功率的增大发泡倍率提高的一个原因。2.2 脲醛树脂泡沫材料的机械性能
由图3可见:脲醛树脂泡沫的表观密度,随着发泡功率的增大呈现下降的趋势,发泡功率在30%～100%时,泡沫的表观密度趋于稳定,在0.073 g/cm3左右。发泡功率在10%时,功率小,在单位时间内产生的热量少,使得树脂的固化速度小于发泡速度,从而造成并泡率增加;泡孔塌陷,影响泡沫制品的质量,故泡沫的表观密度较大。发泡功率从30%～100%时,压缩强度有所增加,发泡功率在100%时压缩强度最大243 kPa;这是由于大功率利于发泡速度与固化速度的平衡,增加了泡沫的闭孔率,泡沫性能较好,发泡倍率大,压缩强度大。实验结果表明:脲醛树脂泡沫的粉化率随着微波功率的增大呈现增大的趋势,但总的变化范围不大;微波功率为10%、30%、50%、80%、100%时,脲醛树脂泡沫的粉化率分别为、11.67%、11.52%、14.32%、16.08%、15.38%,粉化率的变化范围在11.85%～16.00%;随着微波功率的增加,脲醛树脂泡沫的密度有所降低,粉化率会相应的增加。小的发泡功率时,由于固化速度小于发泡速度,加大气泡的合并、泡孔塌陷,导致本应形成泡孔壁的树脂流失,减少泡孔数量,粉化率降低。
【参考文献】：
期刊论文
[1]三聚氰胺改性脲醛树脂泡沫保温材料性能研究[J]. 张化腾,姚小瑞,高天元,李云龙,谭海彦,张彦华. 森林工程. 2018(06)
[2]改性热敏黑温致变色木材的耐老化性研究[J]. 高力娇,朱晓冬,刘乾,菅智斌,李培培,焦同. 森林工程. 2018(04)
[3]低分子量脲醛树脂浸渍杨木强化材的饰面性能研究[J]. 李永博,沈隽,王敬贤,邓富介. 森林工程. 2018(01)
[4]脲醛树脂泡沫保温材料的研究与发展[J]. 沈运文,张彦华,朱丽滨,谭海彦,顾继友. 化工新型材料. 2016(01)
[5]外墙用有机/无机复合阻燃保温材料的研制[J]. 娄春华,刘喜军,张霄,刘剑虹,马昕哲,董利. 新型建筑材料. 2014(10)
[6]用不同发泡剂制备的脲醛树脂泡沫塑料[J]. 张文政,黄丽,陈斌. 现代塑料加工应用. 2013(04)
[7]微波辐射制备蜜胺泡沫塑料[J]. 谢丹,徐强,王学军. 合成树脂及塑料. 2010(03)
[8]微波加热技术的应用与研究进展[J]. 牟群英,李贤军. 物理. 2004(06)
[9]脲醛树脂合成与生产中的几个问题[J]. 曾宪文,于海深. 化学与粘合. 1995(04)
硕士论文
[1]脲醛与酚醛共混发泡体的制备与强韧化研究[D]. 郭晓娜.哈尔滨工业大学 2014
[2]脲醛发泡体的增强与增韧研究[D]. 安诗卉.哈尔滨工业大学 2013
本文编号：3302753
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