硼氮配位酚醛树脂有机蒙脱土-纳米复合材料的热性能

硼氮配位酚醛树脂/有机蒙脱土纳米复合材料的热性能

翟丁 高俊刚? 田庆 蒋超杰

河北大学 化学与环境科学学院 保定 071002 关键词：蒙脱土，含硼酚醛树脂，热重分析

蒙脱土是一种纳米厚度的硅酸盐片层构成的粘土,其基本结构单元是一片铝氧八面体夹在两片硅氧四面体之间靠共用氧原子而形成层状结构。在适当的条件下，聚合物的单体可以进入蒙脱土的硅酸盐片层之间聚合形成纳米复合材料。本文以经过有机改性过的蒙脱土为原料，采用多步插层聚合法合成不同蒙脱土含量的硼氮配位酚醛树脂/纳米蒙脱土复合材料,并用热重分析仪表征该材料的热性能,结果表明改性后的树脂耐热性有明显的改善。加入不同百分比量的蒙脱土对树脂的耐热性的影响不同。在736 ℃以前以9％MMT残留量最多。900 ℃高温下，以6％MMT耐热性最好。热分解过程可分为三个阶段，第一阶段(300-397 ℃), 第二阶段(397-617 ℃), 第三阶段(617-900 ℃)，从热失重数据可以看出，有机蒙脱土改性的BNPFR具有更好的耐热性。

?基金项目：河北省自然科学基金资助项目（B2005000108）

G-P-035

硼氮配位酚醛树脂/有机蒙脱土纳米复合材料的热性能

翟丁，高俊刚?,田庆,蒋超杰

（河北大学 化学与环境科学学院 保定 071002）

关键词：硼酚醛树脂蒙脱土热重分析

酚醛树脂是应用最广泛的热固性树脂之一，但是,关于酚醛树脂/蒙脱土纳米复合材料的研究不多。最近,韩国Choi等用熔融插层法制备了酚醛树脂/蒙脱土复合材料[1]。上海交通大学吴增刚等采用悬浮缩聚法，在酸性催化剂作用下制备了线性酚醛树脂/蒙脱土复合材料，再经六次甲基四胺固化得到酚醛树脂/蒙脱土纳米复合材料[2]。本文在合成的前期,采用多聚甲醛法合成了硼氮配位酚醛树脂,然后采用多步法插层聚合制备加入不同比重的蒙脱土改性树脂,采用热重分析仪对不同百分比含量的树脂进行了热性能的测定

以硼酸苯酚酯、有机蒙脱土、甲醛为原料经多步插层聚合合成了不同蒙脱土含量的改性硼氮配位酚醛树脂。在180 ℃固化2 h后，研成粉末用热重分析仪测定其热性能。

图1TG曲线图2 DTG曲线

20 ℃/min升温速率下不同蒙脱土含量的硼氮酚醛树脂的TG与DTG曲线

热重分析结果表明加入不同百分比量的蒙脱土改性后，对树脂的耐热性的影响不同。在736 ℃以前以9％MMT残留量最多。900 ℃高温下，以6％MMT耐热性最好，除去蒙脱土含量后残留量最多.结果如表1.

根据DTG曲线,认为 300 ℃以上的分解过程可分为三个阶段，第一阶段(300-397 ℃), 第二阶段(397-617 ℃), 第三阶段(617-900 ℃)，我们认为第一阶段的失重可能是由醚键和羰基的氧化和分解引起的，第二阶段主要是亚甲基和硼酯键被氧化分解，部分苯环的分解则是第三阶段的主要反应[3]。同时从表2三个阶段下的热失重数据可以看出，有机蒙脱土改性的BNPFR比改性前的BNPFR具有

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更好的耐热性。

表1 复合材料的残留量以及去除蒙脱土含量后的残留量

MMT含量/温

度 736 ℃残留量

736 ℃残留量

（去MMT）

900 ℃残留量

900 ℃残留量

（去MMT）

0%MMT 39.05%39.05% 22.97%22.97%

3%MMT 36.87%33.87％24.86%21.86%

6%MMT 45.33%39.33% 37.41%31.41%

9%MMT 52.31%43.31% 34.22%25.22%

12%MMT 45.88%33.88% 39.68%27.68%

15%MMT 52.33%37.33% 39.96%24.96%

参考文献：

[1]Choimh,Chung I J,Lee J D. Chem Mater,2000, 12: 2977-2983.

[2]吴增刚,周持兴.功能高分子学报,2001,14(4):449-452.

[3]Mikroyannidis J A, Melissaris A P. J Appl Polym Sci , 1989 , 37 : 2587-2601.

The Thermal Properties of Boron-Nitrogen Coordination

Phenol-Formaldehyde Resin/ O-MMT Nanocomposite

Zhai Ding, Gao Jungang*, Tian Qing, Jiang Chaojie

(College of Chemistry and Environmental Science, Hebei University, Baoding 071002) Abstract: The Boron-Nitrogen Coordination Phenol-Formaldehyde Resin/ O-MMT Nanocomposite was synthesized by the method of the paraformaldehyde, and was characterized by FTIR and 1H NMR. The thermal degradation temperatures (T d) of the nanocomposite under different condition are determined by TGA. The thermal degradation kinetics of the nanocomposite are investigated by thermogravimetric analysis (TGA). The results showed that the thermal degradation process could be pided into three steps, the first step is from 300 to 397 o C, second step is 397-617 o C, the third step is 617-900 o C, and degradation temperature increased with contents of O-MMT. The decompositon reaction in every stage was follow first order.

Key word: boron-containing phenol-formaldehyde resin, organic-montmorillonite, thermal analysis

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/vupl.html