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题目:阻燃保温酚醛泡沫增强改性实验研究

关键词:酚醛泡沫;植物纤维;碳纳米管;力学性能;保温性能;阻燃性能

  摘要

酚醛泡沫是一种新型绝热保温材料,具有质轻、耐热、耐酸腐蚀、阻燃性能优异、低烟无毒及成型加工简便等优点,广泛应用于建筑、化工、交通及航空航天等领域。但是其强度、刚度和韧性偏低,需要对其进行改性。本文针对保温阻燃型酚醛泡沫力学性能偏低这一问题,研究其增强改性方法和增强机理,掌握树脂体系配方对泡沫性能的影响规律,考察不同增强体系的力学、保温及阻燃性能,为酚醛泡沫及其复合材料在建筑墙体的应用奠定重要的材料和实验基础。 首先研究确定了酚醛泡沫成型工艺参数和树脂配比,制备出导热系数低、阻燃保温性能高的发泡型酚醛树脂体系,然后采用碳纳米管、植物纤维作为增强体,制备改性酚醛泡沫材料,对改性泡沫的性能进行了系统的研究,对碳纳米管和植物纤维对酚醛泡沫的增强机理和界面相容性进行了分析。在此基础上,对比分析了不同增强体改性酚醛泡沫的优劣,并研究了植物纤维增强酚醛泡沫复合材料在外墙外保温系统应用时的基本使用性能。 研究结果表明,碳纳米管增强酚醛泡沫体系,以碳纳米管为异相成核剂,可以有效减小泡沫的平均尺寸,增加泡孔密度,有效提高酚醛泡沫的力学性能,其比压缩强度随碳纳米管含量的提高而增大,随碳纳米管种类的不同而改变。碳纳米管作为稳定剂,降低泡沫的热降解速率,使其热稳定性和阻燃性均略有提高,保温性能下降。植物纤维增强酚醛泡沫体系,通过纤维表面粗糙程度的改变,可以使纤维与树脂基体产生机械耦合作用,增加了与界面间的粘结作用,亦可以提高酚醛泡沫的力学性能。表面经阻燃剂处理的细叶草纤维使泡沫的保温、阻燃性能稍有减弱,改性泡沫与抹面砂浆之间的拉伸粘结性能相对酚醛泡沫较弱;但表面仅碱处理的玉米杆表皮纤维使泡沫的保温阻燃性能均降低,改性泡沫与抹面砂浆间的拉伸粘结性能与酚醛泡沫相比几乎未发生变化。