论文摘要：高抗冲改性酚醛树脂及其复合材料研究

      酚醛树脂具有热固性树脂固有的缺点，呈现三维交联的复杂结构，芳环紧密堆积，脆性大，柔韧性差，其应用受到很大程度的限制。因此，本文采用平均粒径约60nm的丁苯橡胶（SBR）纳米粒子作为增韧剂对酚醛树脂（PF）进行改性，制备了PF/SBR纳米复合材料，研究了其力学性能和热学性能，并从玻璃化转变温度、聚集态结构和化学结构三方面系统深入地分析了SBR对PF的增韧机理。进一步，以冲击强度最高的改性酚醛树脂作为基体制备了纤维改性酚醛树脂模塑复合材料（PFMC），研究了不同纤维对PFMC力学性能的影响。

本文由五章组成：

      第一章  绪论。介绍了本文的研究背景及意义；概述了酚醛树脂的发展、应用以及常用的增韧方法；提出了本文的研究目的和研究内容。

      第二章  实验材料和实验方法。介绍了改性酚醛树脂及其模塑复合材料制备所需原料和设备，以及试样的制备过程和测试方法。

      第三章  改性酚醛树脂的结构与性能分析。首先进行了SBR添加比例和固化工艺的探索，确定成型工艺并制备PF/SBR纳米复合材料。然后研究了PF/SBR纳米复合材料的力学性能和热性能，并通过动态机械热分析（DMTA）、透射电镜（TEM）、扫描电镜（SEM）、原位红外光谱（In-situ FTIR）和X射线光电子能谱（XPS）深入地研究了SBR对PF的增韧机理。

      第四章  纤维改性酚醛树脂模塑复合材料的研究。选用PF/SBR2.5作为基体树脂，纤维含量为31.1wt%，研究了氨纶纤维（PU）、涤纶纤维（PET）、尼龙6（PA）、玻璃纤维（GF）及芳纶纤维（PPTA）对PFMC力学性能的影响。

      第五章  混杂纤维改性酚醛树脂模塑复合材料的研究。选用PF/SBR2.5作为基体树脂，在保持纤维总量为31.1wt%的条件下，研究了四种混杂纤维即玻璃纤维（GF）分别与氨纶纤维（PU）、涤纶纤维（PET）、尼龙6（PA）及芳纶纤维（PPTA）混杂对PFMC力学性能的影响，GF与每种纤维的混杂比均分别为1:4，2:3，3:2，4:1。

本文的主要贡献如下：

      通过添加SBR纳米粒子制备出了高抗冲改性酚醛树脂，从玻璃化转变温度、聚集态结构和化学结构三方面分析了SBR对PF的增韧效果和增韧机理，结果表明：当添加2.5wt% SBR粒子时，改性酚醛树脂的缺口冲击强度达到最大，较纯PF提高了约52%。SBR和PF之间良好的相容性、弱的化学作用以及SBR在PF基体中的纳米级分散是SBR具有良好增韧效果的主要原因。

    （2）以添加2.5wt% SBR粒子的改性酚醛树脂PF/SBR2.5为基体，短纤维为增强体制备了PFMC，研究了单一纤维PU、PET、PA、GF、PPTA，以及GF分别与PU、PET、PA、PPTA的混杂纤维对PFMC力学性能的影响。从纤维表面化学基团、纤维自身物理性能的角度分析了增韧效果的不同。结果表明：纤维表面的化学基团和纤维的增韧效果之间并没有直接联系，增韧效果在很大程度上受到纤维自身性质的影响。要使纤维发挥良好的增韧效果，首先需要保证纤维在成型条件下不受到破坏，即纤维需要具有良好的耐热性，其次要保证纤维具有足够的抗拉强度。

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