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脲醛树脂的热机械性能分析
- 2020-09-12-

     热固性反应是热固性树脂固化过程中比较重要的应用。热固性树脂通过固化反应形成网状结构,产生粘结强度。因此,对固化反应、固化机理及固化过程控制的研究具有重要的理论意义和较高的商业价值。

  脲醛树脂是典型的热固性树脂,溶剂胶合制品的后期性能与固化过程密切相关。近年来,低甲醛释放溶剂的较多应用再次唤起科学家和企业对树脂固化反应的研究热情,其原因在于低甲醛释放树脂的获得途径通常是使用低摩尔比甲醛P尿素合成配方,而低摩尔比溶剂固化反应迟缓,后面直接导致生产效率的下降。

  热分析是研究化学反应机理比较好的工具之一,差热分析法(DTA) 、差示扫描量热法(DSC) 等是溶剂固化机理研究比较传统的方法并继续获得比较广的应用。近期,Kim 使用DSC 研究了三聚氰胺甲醛树脂改性溶剂的活化能 ,Fan等使用DSC研究了不同固化剂下低摩尔比脲醛树脂的热行为,而马红霞等 通过DSC 分析了固化剂加入量和棉杆P杨木的混合比例对溶剂固化的影响。通过对传统DSC 分析进行改造实现了热重和差热联用(TG/ DTA) ,这样不仅节省了时间,而且使测试结果更具有合理性和说服力,使样品分析达到更深的层次,这一分析方法已在溶剂固化研究中获得应用。此外,扭辫分析法(TBA) 也是比较好的分析方法之一。

  热机械性能分析( Thermal Mechanical Analysis ,TMA) 是研究高分子材料在应力作用下,形变随温度变化的一种热分析方法,即使样品处于一定的温度程序下,施加一定的机械力,观察样品在一定方向上的尺寸随温度或时间的变化关系。对脲醛树脂而言,热机械性能分析方法可以模拟人造板的热压过程,通过测量树脂胶黏剂强度形成过程观测树脂的固化反应。TMA 测量形变或挠度,根据弹性模量与挠度之间的关系公式E = [ L3P(4 bh3) ] [F/Δf ],由挠度的数量值,得到弹性模量与温度和时间之间的关系, 而弹性模量与树脂固化程度有关。Simon等通过大量试验,已证明基于TMA 分析得到的弹性模量值具有可重复性。