摘 要

酚醛复合泡沫是一种轻质复合材料，在航空领域，水下浮力材料，隔热材料等方面有广泛应用。采用适当的工艺,制备得到的复合泡沫会有较低的密度，同时材料强度减弱不大。经过偶联剂处理后，微球与树脂有更好的相容性和界面性能，有利于复合材料性能的提高。

本文介绍了酚醛复合泡沫材料的研究进展以及制备方法；对本实验中所要用到的基体树脂和玻璃微球进行了概述。通过对微球的红外光谱图、亲水性以及扫描电镜分析,结合对复合泡沫的断裂韧性和动态力学分析，讨论了偶联剂对复合泡沫的力学性能影响,得出戊二醛改性使复合泡沫力学性能最好;测量了不同微球填充量的酚醛复合泡沫力学性能,并分析了微珠含量对力学强度、导热性能和粘度的影响及温度对黏度的影响,分析数据得出微球填充量在40vol%时，制备的复合材料的抗压比强度最高，力学性能较好。

关键词：空心微球；酚醛树脂；微球改性；力学性能

Abstract

Phenolic foam is a lightweight composite materials, is widely used in the field of aviation, the water buoyancy materials, insulation materials. Under suitable processing conditions, the polymer filled with hollow microspheres can effectively reduce the density of the material, but also reduce the strength of the material. Moreover, The compatibility and interfacial properties of the microspheres can be improved after treatment with the coupling agent, which is beneficial to the improvement of the properties of the composite materials.

In this paper, the research progress and preparation methods of phenolic foam composites are discussed firstly, and the matrix resin and glass microspheres used in this experiment are summarized.By analyzing the infrared spectrum, the hydrophilicity and the scanning electron microscope,and combined with the fracture toughness and dynamic mechanical analysis of the composite foam,The effect of coupling agent on the mechanical properties of the composite foam was discussed.It was concluded that the mechanical properties of the composite foams were best modified by glutaraldehyde; Mechanical properties of phenolic foam composites filled with different micro spheres were measured , and the influence of micro beads content on the mechanical strength,thermal conductivity,viscosity and the influence of temperature on viscosity were analyzed,and the analytical data shows that the compressive strength of the composites is the highest and the mechanical properties are better when the microspheres filled in 40vol%, it is suitable for further consideration of the ratio of the actual application.

Key Words：Hollow microspheres; Phenolic resin; microsphere modification; mechanical property

目录

摘 要 1

Abstract 2

第1章 绪论 5

1.1　复合泡沫材料 5

1.1.1酚醛复合泡沫塑料简介 5

1.1.2酚醛复合泡沫塑料的研究进展 5

1.1.3复合泡沫塑料的制备方法 6

1.2基体树脂 6

1.2.1基体树脂的选择 6

1.2.2固化剂的选择 7

1.2.3 稀释剂的选择 7

1.3玻璃微球 8

1.3.1玻璃微球简介 8

1.3.2玻璃微球的用途 8

1.4本课题的研究目的意义及研究内容 8

第2章 微球改性酚醛复合泡沫的制备 10

2.1实验药品和仪器 10

2.1.1实验原料 10

2.1.2实验仪器 10

2.2试样制备与制品检测 11

2.2.1 试样制备 11

2.2.2性能测试 11

2.3空心玻璃微珠的改性原理 12

2.4 测试结果与讨论 14

2.4.1 不同偶联剂处理后的微球表面性能 14

2.4.2 不同表面处理的微球/酚醛复合材料的力学性能 17

2.4.3 改性微球与酚醛基体的相互作用机理 21

2.5结论 21

第3章 不同玻璃微球填充量的酚醛复合泡沫 22

3.1 实验药品和仪器 22

3.1.1实验原料 22

3.1.2实验仪器 22

3.2试样制备与检测 22

3.2.1制样 22

3.2.2 性能测试标准 23

3.3空心微球填充量对复合材料体系黏度的影响 24

3.4空心玻璃微球加入量对复合材料力学性能的影响 24

3.5不同微球加入量对复合材料导热性能的影响 25

3.6结论 26

第4章 结论 26

参考文献 28

第1章 绪论

1.1　复合泡沫材料

1.1.1酚醛复合泡沫塑料简介

酚醛复合泡沫是一种轻质复合材料，具有比强度高，耐高温，易制备等特点，是通过机械搅拌将空心玻璃微珠引入酚醛基体来制备的。空心玻璃微珠是一种轻质高强的无机填料，具有各向同性，低密度和低导热系数等特点。酚醛树脂热稳定好，残炭率高，耐溶剂性较好，是非常重要的技术材料^[1-3]。通过机械搅拌将玻璃微球混入酚醛基体中制备的酚醛泡沫具有良好的隔音隔热性能和轻质高强的特点，使酚醛复合泡沫材料在水下浮力材料，隔热材料方面等许多领域中应用较多。

酚醛复合泡沫按照不同的功能用途可以有不同的分类。如按照发泡类型可分为开孔和闭孔两种；按照组成结构可分为两相和三相两种。