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基于原位红外光谱的热固性酚醛树脂固化过程研究

2018-12-27王晓静曹文志邓立松

宇航材料工艺 2018年6期

王晓静 李 寅 梁 欢 曹文志 李 毅 邓立松

(1 航天材料及工艺研究所,北京 100076)

(2 北京航天长征飞行器研究所,北京 100076)

0 引言

热固性酚醛树脂具有优良的耐热性、瞬时耐高温性能和力学性能,以其为基体的复合材料在火箭、导弹和空间飞行器等航空航天领域有着广泛的应用。目前,有关酚醛树脂固化过程的研究大多集中在利用DSC、TG等手段表征其固化动力学[1-3],红外光谱测试则是用来表征固化前和固化完成后的化学结构[4-5],以判断在固化是否完成,而对于酚醛树脂在热固化过程中化学结构变化的研究则较少。通过原位红外光谱对热固性酚醛树脂固化过程中活性基团进行实时监测,可评价树脂的固化反应程度,对设计大厚度、异形复合材料固化工艺、提高产品性能和质量具有指导意义。

吴瑶曼等[6]人在热固性酚醛树脂固化过程中进行间断性取样,用红外光谱法研究了在固化过程中醚键和羰基键的形成过程,参加反应的羟甲基通过缩合反应大部分形成了醚键,而醚键仅有一部分或小部分形成羰基键。杨雪忠[7]以酚醛树脂中羟甲基在红外光谱中1014 cm-1吸收谱带的强度来表征其固化过程,测定了该谱带在不同温度下随时间的变化研究酚醛树脂的固化动力学,推断120℃是经甲基交联反应的热力学最低温度,温度高于170℃时氧化加剧,宜选用120~160℃作为酚醛树脂的固化温度范围,固化时间宜选择羟甲基基本消失的时间。冀克俭等[8]利用红外光谱法测定……

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