腰果壳酚改性酚醛树脂固化动力学研究.pdf

第43卷,第3期
工程塑料应用
Vol43. No.3
94201s年3月
ENGINEERING PLASTICS APPLICATION
Mar.2015
doi:10.3969/issn,1001-3539.2015.03.019
腰果壳酚改性酚醛树脂固化动力学研究
刘渊',杜婕',罗军',冯晓琴2
(1.贵阳学院材料磨损与腐蚀防护贵州省高校工程技术研究中心,贵阻550005;2.贵州理工学院化学工程学院,贵阳55000
摘要:在以气质联谱分析腰果壳酚组成的基础上,以腰果壳酚、苯酚、甲醛为原料制备了腰果壳酚改性酚醛预聚
体,采用不同的升温速率,利用差示扫描量热(DSC)仪将预聚体在50~380℃的范国内进行动态固化行为分析,并运
用 Kissinger方程和 Ozawa方程对改性树脂的固化行为进行了动力学研究。结果表明,实验中所使用的腰果売酚仅
有相对分子量为300,302和304的三种结构,根据质谱结果估算其整体平均相对分子质量为302;此外,通过对改性
后的酚醛树脂的DSC表征可以看出,随着升温速率的加快,树脂固化的峰值温度逐渐向高温方向移动,从203.10℃
移动至246.73℃;通过 Kissinger法拟合直线计算的改性树脂固化反应的活化能约为14403kJ/mol;通过 Ozawa
法计算政性树脂固化活化能约为15.1566kI/mol,两种方法计算所得的结果较为相近。
关键词:酚醛树脂;腰果壳酚;国化行为;动力学
中图分类号:TQ323.1文献标识码:A文章编号:1001-3539(2015)03-0094-04
Curing Kinetics of Cardanol Modified Phenolic Resin
Liu Yuan, Du Jie, Luo Jun, Feng Xiaoq(7
(I. Engineering Technology Rescarch Center for Materials Protection of Wear and Corrosion of Guizhou Province, Guiyang University
Guiyang 550005, China 2 School of Chmical Engineering, Guizhou Institute of Technology, Guiyang 550003, China)
Abstract On the basis of analyzing cardano] composition by GC-MS spectrogram, cardanol modified phenolic oligomer was
synthesized by using cardanol, phenol, and formaldehyde. Furthermore, the oligomer was cured by DSC at difterent heat speed rates
Kissinger function and Ozawa function were employed to perform the kinetic analysis of curing behaviors of oligomers. The results
show that the selected cardano! contains three components whose relative molecular mass was 300, 302, 304 respectively, Besides
the curing peak temperature of modified phenolic resin moves from 203. to 246.73 the curing reaction activation energy is
about 11 441 03 KJ/mol obtained by Kissinger formula, and it is around 15.1566 KJ/mol calculated by Ozawa formula, and the
two results were quite similar with each other
Keywords phenolic resin; cardanol curing behavior; kinetics
酚醛树脂常用于制备摩擦制动材料,其磨损率量热(DSC)分析测试手段对改性树脂的固化过程
和热衰退性能与固化行为密切相关2。
进行了表征,并分别以 Kissinger方程和 Ozawa方
腰果壳酚作为腰果壳油的有效成分常用于制程对其固化行为进行了分析,以期获得关于腰果壳
备摩擦制动材料用改性酚醛树脂,但腰果壳酚是酚改性酚醛树脂固化行为的重要工艺参数
种多种结构的混合物,如果不经过分析直接投料1实验部分
难以精确控制其加入量,但关于这方面几乎没有文1.1原材料
献报道。此外,虽然目前对酚醛树脂化行为的研
苯酚:分析纯,重庆川东化工(集团)有限公司;
究日益增多的,但关于腰果壳酚改性酚醛树脂固化
动力学的研究同样鲜有报道。
贵州省教育厅产学研基地项目(黔教合KY字[2013]126号),
笔者尝试首先使用气质联谱对腰果売酚各分贵州省科技厅联合基金项目(黔科合LH字a047163号),贵州省
子量组成的含量进行定量分析,然后进一步通过计科技厅工业攻关项目(科合GY字120103号)贵州省教育厅
算确定其平均分子量,从而尽可能地实现对投料量
工程中心项目(黔教合KY字[2012]023号)
联系人:刘渊,讲师,主要从事高分子材料的合成、改性及成型加
的精确控制。随后使用腰果壳酚、苯酚、甲醛在碱性
工研究
条件下制备腰果壳酚改性酚醛树脂,利用差示扫描
收稿日期:2014-12-22