改性热塑性酚醛树脂的制备及其成纤性能研究

酚醛纤维(PF)由于具有较高的耐高温、耐火焰、耐腐蚀等优良性能,被广泛应用于阻燃、耐腐蚀织物,航空复合材料等领域,并可作为碳材料和活性碳纤维的前驱体材料。酚醛纤维一般是由酚醛树脂(PR)通过熔融纺丝成形,然后在含有甲醛的酸性溶液中进行交联,并进一步高温固化而成。酚醛纤维的性能主要取决于酚醛树脂的结构性能和后交联处理的交联程度。由于酚醛树脂中的酚羟基和亚甲基易氧化,会使其耐热性能降低,而很大程度限制了酚醛纤维的应用范围。因此,需对酚醛树脂进一步改性以满足纺制高性能纤维材料的要求。本论文主要探究了合成高邻位的酚醛树脂以提高酚醛纤维的交联速度,分别采用硼酸和钼酸铵对其进行改性以进一步提高酚醛纤维的耐热性能,并探讨了改性酚醛纤维的交联后处理工艺。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)、核磁共振波谱仪(NMR)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析仪(TGA)和单纤维强伸度仪表征测试了制得的改性酚醛树脂及其纤维的结构性能,探讨了纺丝及交联后处理工艺对改性酚醛纤维耐热性能和力学性能的影响。本论文首先优化了合成硼改性高邻位酚醛树脂(o-BPR)的合成工艺,制得了Mw为4973 g/m...