酚醛树脂的耐冲击增韧改性及其固化动力学研究

doi:10.19936/j.cnki.2096-8000.20220428.017

复合材料科学与工程 ›› 2022, Vol. 0 ›› Issue (4): 104-110.DOI: 10.19936/j.cnki.2096-8000.20220428.017

酚醛树脂的耐冲击增韧改性及其固化动力学研究

许国娟¹, 贾晨辉^2,3*, 陈敬菊⁴, 田谋锋^2,3*

1.晋西工业集团有限责任公司,太原030027;
2.北京玻钢院复合材料有限公司,北京102101;
3.特种纤维复合材料国家重点实验室,北京102101;
4.中材科技股份有限公司,北京100097

收稿日期:2001-06-07 出版日期:2022-04-28 发布日期:2022-06-02
通讯作者: 贾晨辉(1992-),男,硕士生,助理工程师,主要从事酚醛树脂改性方面的研究,18811527336@163.com。田谋锋(1980-),男,博士,教授级高工,主要从事酚醛树脂改性方面的研究,tianmoufeng@163.com。
作者简介:许国娟(1966-),女,高级工程师,主要从事复合材料成型、改性方面的研究。

Study on impact resistance and toughening modification of phenolic resin and its curing kinetics

XU Guo-juan¹, JIA Chen-hui^2,3*, CHEN Jing-ju⁴, TIAN Mou-feng^2,3*

1. Jinxi Industries Group, Taiyuan 030027, China;
2. Beijing Composite Materials Co., Ltd., Beijing 102101, China;
3. State Key Laboratory of Advanced Fiber Composites, Beijing 102101, China;
4. Sinoma Technology Co., Ltd., Beijing 100097, China

Received:2001-06-07 Online:2022-04-28 Published:2022-06-02

摘要/Abstract

摘要： 选用聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、核壳橡胶、丁腈橡胶及环氧树脂作为增韧剂,对酚醛树脂进行增韧改性;通过制备复合材料试板进行耐冲击性能评价,研究了不同增韧剂体系及增韧剂添加量对酚醛树脂增韧效果的影响;通过流变、DSC测试结合非等温动力学方法研究了增韧改性酚醛树脂的固化动力学;并通过SEM观察试板冲击后的断面形貌,对增韧机理进行了解释。结果表明:以PVB为增韧剂改性酚醛树脂的韧性效果提升最为显著,且PVB的加入不会对该酚醛树脂体系的固化动力学造成影响;PVB添加量为15%时,改性酚醛树脂复材试板的耐冲击性能达到最大值23.72 J,且通过SEM分析,增韧改性酚醛树脂中加入的PVB使树脂基体在受到外力冲击时呈现出较好的韧性断裂。

关键词: 酚醛树脂, 增韧改性, 耐冲击, 固化动力学, 复合材料

Abstract: Phenolic resin was toughened by polyvinyl butyral (PVB), core-shell rubber, nithile rubber and epoxy resin in this paper. The influence of different toughening agent systems and addition amounts of toughening agents on the toughening effect of phenolic resin was studied by evaluating the impact resistance performance of composite test panels. The curing kinetics of the toughened modified phenolic resin was studied by rheology, DSC testing combined with non-isothermal kinetics. The cross-section morphology of the test plate after impact was observed by SEM, and the toughening mechanism was explained. The results show that the toughness effect of modified phenolic resin modified with PVB as a toughening agent is the most significant, and the addition of PVB will not affect the curing kinetics of the phenolic resin system. When the amount of PVB added is 15%, the impact resistance of the modified phenolic resin composite test board reaches the maximum value of 23.72 J. According to SEM analysis, the PVB added in the toughened modified phenolic resin makes the resin matrix exhibit better ductile fracture when impacted by an external force.

Key words: phenolic resin, toughening modification, impact resistance, curing kinetics, composites

中图分类号:

TB332

许国娟, 贾晨辉, 陈敬菊, 田谋锋. 酚醛树脂的耐冲击增韧改性及其固化动力学研究[J]. 复合材料科学与工程, 2022, 0(4): 104-110.

XU Guo-juan, JIA Chen-hui, CHEN Jing-ju, TIAN Mou-feng. Study on impact resistance and toughening modification of phenolic resin and its curing kinetics[J]. COMPOSITES SCIENCE AND ENGINEERING, 2022, 0(4): 104-110.

参考文献

[1] 王登武, 王芳. 酚醛树脂的耐热及增韧改性研究进展[J]. 工程塑料应用, 2014, 11(42): 133-137.
[2] 刘佳宁, 侯秋飞, 胡若飞, 等. 酚醛树脂改性及应用概述[J] .科技创业月刊, 2016(11): 134-136.
[3] 李春华, 齐暑华, 张剑, 等. 酚醛树脂的增韧改性研究进展[J]. 国外塑料, 2006, 2(24): 35-39.
[4] 张栋. 建筑用酚醛泡沫保温板的增韧改性[D]. 沈阳: 沈阳建筑大学, 2015.
[5] 董景隆. 改性酚醛树脂/碳纤维复合材料的研究[D]. 长春: 长春工业大学, 2016.
[6] 刘世强, 宁培森, 丁著明. 改性酚醛树脂的研究进展[J]. 热固性树脂, 2016, 31(5): 64-70.
[7] 欧阳涛, 尹绍峰, 谢志勇, 等. 膨胀石墨/酚醛树脂-聚乙烯醇缩丁醛复合双极板的制备与性能[J]. 复合材料学报, 2018, 35(11): 38-45.
[8] 周书助, 尹绍峰, 黄启忠, 等. PVB改性酚醛树脂对PEMFC碳纸的影响[J]. 高科技纤维与应用, 2017, 42(2): 32-36, 49.
[9] 葛东彪, 王书忠胡福增, 等. 酚醛树脂增韧改性的进展[J]. 玻璃钢/复合材料, 2003(5): 37-41.
[10] 彭进, 张琳琪, 等. 纳米端羧基丁睛橡胶增韧酚醛树脂及其在有机磨具中的应用研究[J]. 河北化工, 2008, 31(3): 4-6.
[11] 宋进, 张连霞, 赵先义, 等. 酚醛树脂的增韧改性研究[J]. 冶金与材料, 2019, 39(6): 35-37.
[12] KISSINGER H E. Reaction kinetics in differential thermal analysis[J]. Journal of Analytical Chemistry, 1957, 29: 1702-1706.
[13] 孙举涛. 室温固化剂对硅树脂热分解反应动力学的影响[J]. 高校化学工程学报, 2006, 22(3): 532.
[14] 李文娅, 赵春霞, 岳杰, 等. 苯并噁嗪/核壳橡胶体系的固化动力学研究[J]. 材料导报, 2015(s1): 248-250.
[15] 马玉春, 孟庆荣, 张留成. 酚醛树脂/双马来酰亚胺体系的固化动力学[J]. 高分子材料科学与工程, 2008, 24(9): 120.

酚醛树脂的耐冲击增韧改性及其固化动力学研究

Study on impact resistance and toughening modification of phenolic resin and its curing kinetics

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	王孟, 刘程, 张玉, 贾航, 乔越, 蹇锡高. 成型温度对CF/PPEK复合材料的缺陷和力学性能影响[J]. 复合材料科学与工程, 2024, 0(3): 5-12.
[2]	史洪源, 任文坚, 党杰, 周鹏. 玻璃纤维增强复合材料超声检测声场的CIVA仿真与试验研究[J]. 复合材料科学与工程, 2024, 0(3): 20-24.
[3]	杨思鑫, 曹忠亮, 顾付伟. 双三角点阵夹芯结构低速冲击下的动态响应与失效机制[J]. 复合材料科学与工程, 2024, 0(3): 25-34.
[4]	张斌, 赵晶, 王世杰. Kagome点阵结构参数对其压缩特性的影响及轻质化设计[J]. 复合材料科学与工程, 2024, 0(3): 35-42.
[5]	王宇轩, 曹东风, 胡海晓, 李书欣. 计及层内和层间的L形层合板失效的数值研究[J]. 复合材料科学与工程, 2024, 0(3): 43-53.
[6]	耿健, 董九志, 梅宝龙, 蒋秀明. 三维四向碳/碳复合材料力学性能预测与试验验证[J]. 复合材料科学与工程, 2024, 0(3): 54-60.
[7]	高坤, 张兆恒, 邢亚娟, 左小彪, 王博尧, 赵泽华. 含磷POSS阻燃乙烯基酯树脂性能研究[J]. 复合材料科学与工程, 2024, 0(3): 61-64.
[8]	郑子君, 乔英, 邵家儒. 基于机器视觉的短纤维复合材料的取向度提取方法[J]. 复合材料科学与工程, 2024, 0(3): 65-72.
[9]	许晓婷, 郝恩全, 邵慧奇, 邵光伟, 毕思伊, 陈南梁, 蒋金华. 三维大隔距机织间隔织物柔性复合材料的服役性能研究[J]. 复合材料科学与工程, 2024, 0(3): 73-78.
[10]	苏桐, 胡果馨, 刘振. 全碳纤维复合材料太阳能无人机机翼结构优化设计[J]. 复合材料科学与工程, 2024, 0(3): 79-83.
[11]	伍强, 赵凯, 刘鹏飞, 张涛涛, 朱德勇. Z形纤维增强复合材料层压板固化变形分析[J]. 复合材料科学与工程, 2024, 0(3): 84-90.
[12]	宋贵宾, 黄光启, 杨胜春. 复合材料层压板胶接挖补修理分析方法及影响因素研究[J]. 复合材料科学与工程, 2024, 0(3): 91-96.
[13]	王耀, 邵丹丹, 雷炳育. 共沉淀析出-热压技术制备高储能性能复合材料薄膜[J]. 复合材料科学与工程, 2024, 0(3): 97-102.
[14]	张仲香, 刘宝锋, 方晨鑫, 陈文光, 顾育慧, 李军向. 沙戈荒环境下风电叶片中复合材料耐高温性能研究[J]. 复合材料科学与工程, 2024, 0(3): 103-107.
[15]	邓忠, 支亚非, 程家林, 杨文. 太阳能无人机机翼复合材料主梁铺层优化[J]. 复合材料科学与工程, 2024, 0(3): 108-112.