酚醛樹(shù)脂表面活性劑的發(fā)泡探索與研究

摘 要：本文研究了復(fù)合表面活性劑對(duì)酚醛樹(shù)脂發(fā)泡過(guò)程及泡沫體性質(zhì)的影響，確定了制取不同密度、吸水量與開(kāi)孔率的泡沫體的發(fā)泡條件，并對(duì)酚醛樹(shù)脂發(fā)泡過(guò)程的表面化學(xué)進(jìn)行了初步探討。

關(guān)鍵詞：酚醛樹(shù)脂；表面活性劑；發(fā)泡；探索；研究

1 前言

酚醛樹(shù)脂是一種新型綠色環(huán)保型表面活性劑，無(wú)毒、無(wú)腐蝕，且易生物降解。具有良好的界面走向和降低液體樹(shù)脂的表面張力的作用，使泡沫塑料中親水性和疏水性相差很大的原料乳化成為均勻體系，各組分充分接觸并混合均勻，使各種反應(yīng)能較平衡地進(jìn)行，加快反應(yīng)過(guò)程，縮短固化時(shí)間，保證形成均勻微細(xì)多泡孔結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定的閉孔率，賦予泡沫體的泡壁以韌性，并避免泡壁上裂縫的發(fā)生，提高泡沫體的絕熱性能并降低其透濕性。

力學(xué)實(shí)驗(yàn)表明：泡沫體的壓縮強(qiáng)度隨泡沫體的密度增大而增大。熱重分析結(jié)果表明，泡沫體具有優(yōu)秀的熱穩(wěn)定性能。傳統(tǒng)的隔熱保溫材料，比如聚氨酯泡沫、聚苯乙烯泡沫等遇火容易燃燒，且燃燒時(shí)產(chǎn)生的濃煙和有毒、有害氣體對(duì)人類造成嚴(yán)重的危害。近幾年來(lái)，火災(zāi)事故時(shí)有發(fā)生，造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)巨大損失。因此許多部門在使用隔熱材料時(shí)，不但考慮其隔熱性能，同時(shí)也考慮其使用的綜合性能。酚醛泡沫塑料是一種新型隔熱材料，具有輕質(zhì)、低毒、難燃、低煙、隔熱、耐高低溫等優(yōu)點(diǎn)，被越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。酚醛泡沫在高溫或遇火情況下，表面發(fā)生炭化對(duì)內(nèi)層起到保護(hù)作用，因此能保持良好的隔熱性能。由于一些技術(shù)和質(zhì)量的原因，我國(guó)實(shí)行了工業(yè)化生產(chǎn)酚醛泡沫的廠家并不多。因此，研究復(fù)合表面活性劑對(duì)酚醛樹(shù)脂發(fā)泡過(guò)程和泡沫體性質(zhì)的影響，并探索酚醛樹(shù)脂發(fā)泡過(guò)程的表面化學(xué)，對(duì)節(jié)能和環(huán)保等事業(yè)具有重要意義。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 原料

（1）酚醛樹(shù)脂：實(shí)驗(yàn)室自己制備，固體含量為80.02%，pH約為7.001，粘度大致為5到7Pa·S。

（2）表面活性劑：二非離子表面活性劑是上海大眾制藥廠產(chǎn)品提供的聚氧化乙烯失水山梨醇醋（Tween80，相對(duì)分子量1308）；陰離子表面活性劑為上海化學(xué)試劑采購(gòu)供應(yīng)站提供的SDBS。

（3）發(fā)泡劑與固化劑：市售的純凈的鹵代烷，硫酸或鹽酸。

2.2 發(fā)泡過(guò)程

3 結(jié)果與討論

3.1 表面活性劑的配比對(duì)發(fā)泡過(guò)程和泡沫體性質(zhì)的影響

由于泡沫體的長(zhǎng) 寬、發(fā)泡劑的用量均固定不變，所以發(fā)泡高度會(huì)隨著SDBS用量增加而下降，這表明著泡沫體的密度在不斷增大，其固化過(guò)程也在逐漸縮短。圖1（a）顯示出泡沫體的密度和吸水量是同步增大的，說(shuō)明泡沫連通性和開(kāi)孔率的增大。當(dāng)SDBS用量太大而致使大部分泡孔發(fā)生了連通，引起了塌泡的發(fā)生，這表明SDBS破壞了發(fā)泡體系的穩(wěn)定性。所以，SDBS在發(fā)泡初期發(fā)揮著合并和連通體系內(nèi)泡沫的作用，當(dāng)增大SDBS用量至一定數(shù)值（74.5%）時(shí)，SDBS對(duì)發(fā)泡體系的破壞勝過(guò)了Tween80對(duì)發(fā)泡體系的穩(wěn)定作用。當(dāng)SDBS用量為50%，此時(shí)的泡沫體的吸水量最大且致密均勻；而用量增加到57%時(shí)，泡沫孔徑變大而成了肉眼可區(qū)分的孔洞，因?yàn)榕菘茁┧鹞拷档汀Ｋ裕景l(fā)泡體系的SDBS用量為50%是制作穩(wěn)定連通泡沫體的極限值。

3.2 表面活性劑的配比對(duì)酚醛樹(shù)脂溶液表面性質(zhì)的影響

實(shí)際上，酚醛樹(shù)脂的發(fā)泡過(guò)程是氣泡成核、增長(zhǎng)、穩(wěn)定與固化的過(guò)程，這一系列變化都跟酚醛樹(shù)脂溶液的表面性質(zhì)緊密相連。隨著發(fā)泡的進(jìn)行，體系中的物質(zhì)迅速?gòu)囊簯B(tài)變成固態(tài)，此過(guò)程在數(shù)十秒內(nèi)便可以完成。因?yàn)榘l(fā)泡固化的過(guò)程較短，要測(cè)定與樹(shù)脂表面性質(zhì)有關(guān)的定量數(shù)據(jù)比較困難，所以只好通過(guò)對(duì)酚醛樹(shù)脂與表面活性劑進(jìn)行混合后的表觀粘度和表面張力進(jìn)行測(cè)定，來(lái)探討表面活性劑對(duì)酚醛樹(shù)脂溶液表面性質(zhì)的影響。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行分析和討論，可以得出以下結(jié)論：

（1）采用Tween80和SDBS作表面活性劑對(duì)酚醛樹(shù)脂溶液進(jìn)行發(fā)泡，實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)Tween80能夠穩(wěn)定發(fā)泡體系，而SDBS則會(huì)破壞發(fā)泡體系，主要是由于它們對(duì)表面張力的影響不同而造成的不同結(jié)果。

（2）將Tween80與SDBS按1：1的重量進(jìn)行混合使用時(shí)，能夠得到吸水量最大的致密均勻泡沫。

參考文獻(xiàn)

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