非水解TiO_2凝胶改性酚醛树脂制备和表征.pdfVIP

第44卷 第 l0期 化 工 技 术 与 开 发 V01．44 No．10 2015年 10月 TechnologyDevelopmentofChemicalIndustry Oct．2015 非水解TiO2凝胶改性酚醛树脂制备与表征 吕东风，魏恒勇，崔 赕 ， 卜-景龙，于守武，魏颖娜，谢建强，刘会兴，温晓东 (华北理工大学材料科学与工程学院，河北省无机非金属材料重点实验室，河北 唐山 063009) 摘 要：以四氯化钛和异丙醚为原料，二氯甲烷为溶剂 ，采用非水解溶胶—凝胶法制备TiO，凝胶，作为钛源对酚 醛树脂进行改性。通过DTA—TG、F17R、XRD和SEM等分析研究了TiO：凝胶引入对酚醛树脂热稳定性的影响。结果表 明，当TiO用量为3．0wt％时，酚醛树脂的残碳率由29．8％提高到43．O％，酚醛树脂热稳定性提高。TiO凝胶改性酚醛 树脂经800％残碳率测试后还出现了石墨晶体，同时TiO：粒子分散较为均匀，无明显团聚。 关键词：非水解溶胶一凝胶；TiO凝胶；酚醛树脂 中图分类号：TQ323．1 文献标识码：A 文章编号：1671．9905(2015)10-0001．04 酚醛树脂具有 良好的耐酸陛、力学性能、耐热l生、 工艺简单。研究还发现，非水解凝胶表面残余的有 耐高温蠕变性、电绝缘性和化学稳定性等，广泛应用 机基团可促进其很好地分散于有机溶剂中，可与聚 于防腐蚀工程、胶粘剂和阻燃材料等领域 口】。但其热 合物形成物理化学结合 “]。如DavideMorselli等 佗] 分解温度和抗氧化能力较差，在高温下降解严重，残 以TiC1为钛源，苄醇为氧供体 ，采用非水解溶胶一 碳率较低。因此，通常对酚醛树脂进行改性，来提高 凝胶法制备出TiO：纳米粒子，将其用于环氧树脂改 其热稳定性以满足其实际的应用需要。 性，测试表明，改性后环氧树脂的玻璃化转变温度和 酚醛树脂改性方法主要有无机纳米粒子改性 弹性模量升高，硬度和耐擦伤性增加。 法 】及有机橡胶改性法 等。其中，无机纳米粒 为此，本文采用非水解溶胶 一凝胶法合成TiO， 子改性酚醛树脂工艺相对简单，可以提高树脂的耐 凝胶，作为改性剂对酚醛树脂进行改性，并对其热稳 烧蚀性、耐磨性和耐热性等。例如，钱春香等 以纳 定性和显微结构进行表征。 米TiO为钛源，通过与原料共混制备改性硼酚醛树 脂，使得硼酚醛树脂的热残碳率、耐热性有所提高。 1 实验部分 廖庆铃等 以有机硅为硅源，采用溶胶一凝胶法原 1．1非水解TiO凝胶改性酚醛树脂的合成 位制备纳米二氧化硅粒子，与原料共混制备改性酚 在通有高纯 N 的手套箱中，分别量取22．4mL 醛树脂，提高了酚醛树脂的热稳定性和抗冲击强度。 无水异丙醚、8．8mL四氯化钛和 30mL二氯甲烷，依 但纳米粒子易团聚，分散不均，常需要引入两性表面 次缓慢加入到广口瓶中，得到橘红色混合溶液。将 改性剂来提高其与树脂的结合性，这制约了无机纳 混合溶液转移到带聚四氟乙烯内衬的反应容器中， 米粒子在改性酚醛树脂的应用 [9]。为此，探索一种工 置于 110℃烘箱中引发非水解溶胶 一凝胶反应 38h 艺简单、易于控制，又可获得具有高分散性及有机亲 后 ，取出冷却至室温，反应产物凝胶经CHC1，洗涤、 和性的TiO纳米粒子的新技术，对酚醛树脂改性具 过滤后，于70℃下烘干 24h，得到Ti