賈昊，趙亞欣，魏忠，王賀云

(石河子大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院,新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)化工綠色過(guò)程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,新疆石河子 832003)

三聚氰胺甲醛樹(shù)脂(MF)泡沫通常是一種柔軟的開(kāi)孔泡沫,常被用于制備飛機(jī)座椅、油水分離器的濾芯、隔音泡沫裝飾等[1–3]。與其它常用高分子泡沫相比,MF泡沫具有更高的熱穩(wěn)定性和阻燃性能[4],使它有可能成為替代聚氨酯泡沫[5]和聚苯乙烯泡沫[6]用于建筑行業(yè)。但是,硬質(zhì)三聚氰胺甲醛樹(shù)脂(RMF)泡沫由三聚氰胺和甲醛(多聚甲醛)為主要原材料制備而成,在RMF泡沫的高分子結(jié)構(gòu)中,含有大量的三嗪環(huán),三嗪環(huán)之間由亞甲基橋和醚橋連接而成的體型高分子導(dǎo)致分子鏈段之間很難移動(dòng),宏觀上表現(xiàn)為剛性大、極易掉渣、易碎等,這使得RMF泡沫的應(yīng)用受到了很大限制[7]。為了改善RMF泡沫的這一缺陷,必須對(duì)RMF泡沫進(jìn)行增韌改性[8]。

為改善RMF泡沫的韌性問(wèn)題,研究者主要從三個(gè)方面進(jìn)行了研究：(1) RMF泡沫的工藝條件優(yōu)化。Liu Junxia等[9]研究發(fā)現(xiàn),合成MF預(yù)聚物時(shí),反應(yīng)溫度為80～90℃,pH值在7～9及甲醛與三聚氰胺的物質(zhì)的量之比在2.4～3.5時(shí),合成的MF預(yù)聚物制備的RMF泡沫性能較優(yōu)。但是,該方法僅改變合成條件,從本質(zhì)上講,MF的結(jié)構(gòu)并沒(méi)有改變,RMF泡沫的結(jié)構(gòu)中仍然有大量的交聯(lián)結(jié)構(gòu)和剛性基團(tuán)。(2)添加物理增韌劑。添加納米Fe3O4[10],3–氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)[11]、木質(zhì)素[12]等到MF中,阻隔三嗪環(huán)之間相互靠近,以達(dá)到增韌的效果。由于大多數(shù)物理改性劑不容易分散在MF中,因此制備的RMF泡沫具有缺陷結(jié)構(gòu)進(jìn)而影響增韌效果。(3)添加化學(xué)改性試劑。添加尿素[13]、乙二醇[14]、聚乙烯醇[11]等可以與MF中的羥甲基反應(yīng)的小分子,增加三嗪環(huán)之間鏈長(zhǎng)以達(dá)到為RMF泡沫增韌的目的。然而,大多數(shù)化學(xué)改性試劑含有較多的有機(jī)碳鏈結(jié)構(gòu),這就導(dǎo)致在提升RMF泡沫的韌性的同時(shí)降低其阻燃性能[15]。因此,迫切需要一種既能改善RMF泡沫韌性又不降低阻燃性能的方法。

Yu Yadong等[16]利用丙烯酰胺單體和無(wú)機(jī)磷酸鈣低聚物作為前驅(qū)體,成功制備了有機(jī)無(wú)機(jī)共聚物(聚丙烯酰胺–磷酸鈣共聚物)。由于這種共聚材料具有完整連續(xù)的混合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使它的力學(xué)性能遠(yuǎn)優(yōu)于有機(jī)無(wú)機(jī)摻雜的材料。受到他們的啟示,如果將無(wú)機(jī)片段鑲嵌在MF的分子鏈段中,形成有機(jī)無(wú)機(jī)連續(xù)結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)既間隔了三嗪環(huán)之間的距離,又引入了無(wú)機(jī)片段,所以不會(huì)降低MF的阻燃性能。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),筆者選擇具有片層結(jié)構(gòu)的蛭石作為無(wú)機(jī)片段,通過(guò)酸化處理,表面會(huì)暴露出羥基,得到酸化蛭石增韌劑,利用酸化蛭石、多聚甲醛和三聚氰胺原位合成具有有機(jī)無(wú)機(jī)連續(xù)結(jié)構(gòu)的三聚氰胺甲醛樹(shù)脂(MF)／酸化蛭石,制備具有有機(jī)無(wú)機(jī)連續(xù)結(jié)構(gòu)的RMF泡沫,并考察了不同酸化蛭石添加量對(duì)RMF泡沫的形貌、表觀密度、壓縮強(qiáng)度、熱導(dǎo)率、熱穩(wěn)定性和阻燃性能的影響。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要原料

三聚氰胺：純度為99%,上海麥克林生化科技有限公司；

多聚甲醛：純度為96%,上海阿拉丁生化科技股份有限公司；

辛基苯酚聚氧乙烯醚：OP–10,分析純,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；

二甲基硅油：運(yùn)動(dòng)黏度為10 mm2／s,分析純,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；

石油醚：沸程30～60℃,分析純,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；

鹽酸：質(zhì)量分?jǐn)?shù)為34%～40%,分析純,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；

六次甲基四胺、十水合四硼酸鈉、甲酸：分析純,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；

蛭石：新疆；

去離子水：自制。

1.2 主要儀器與設(shè)備

黏度計(jì)：NDJ–79型,上海平軒科學(xué)儀器有限公司；

掃描電子顯微鏡(SEM)：JSM–6490LV型,日本電子公司；

萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)：Instron 3366型,美國(guó)英斯特朗公司；

傅立葉變換紅外光譜(FTIR)儀：Nicolet 360型,美國(guó)尼高力儀器公司；

極限氧指數(shù)(LOI)儀：HC–2型,南京江寧分析儀器有限公司；

熱導(dǎo)儀：DR–S型,深圳?？迫饍x器設(shè)備有限公司；

同步熱分析儀：Netzsch STA 449F3型,德國(guó)耐馳儀器公司；

強(qiáng)力攪拌器：RW20 digital型,艾卡(廣州)儀器設(shè)備有限公司；

數(shù)顯恒溫水浴鍋：HH–S1型,江蘇金怡儀器科技有限公司。

1.3 酸化蛭石的制備

將蛭石放入微波爐中,在720 W的功率下加熱30 s生成膨脹蛭石,再經(jīng)球磨機(jī)球磨成48 μm(300目)左右的膨脹蛭石粉；將25 g 膨脹蛭石粉加入1 L 2 mol／L鹽酸溶液中,在50℃溫度下攪拌12 h,經(jīng)多次洗滌過(guò)濾,將過(guò)濾截留下的固體在100℃的恒溫干燥箱內(nèi)干燥10 h,研磨成粉末,即得到酸化蛭石。

1.4 RMF泡沫的制備

(1) MF／酸化蛭石預(yù)聚物及MF／膨脹蛭石預(yù)聚物的合成。

按照表1配方依次將三聚氰胺、多聚甲醛、去離子水、酸化蛭石或膨脹蛭石和六次甲基四胺加入反應(yīng)器中。當(dāng)溫度達(dá)到85℃時(shí),將機(jī)械攪拌速度調(diào)節(jié)至200 r／min,混合物在攪拌下反應(yīng),直至變?yōu)槌吻迦芤汉?繼續(xù)反應(yīng)40 min,然后加入十水合四硼酸鈉,將溶液的pH值調(diào)節(jié)至10,冷卻至室溫后,出料即得到MF／酸化蛭石預(yù)聚物及MF／膨脹蛭石預(yù)聚物。

表1 MF／酸化蛭石預(yù)聚物及MF／膨脹蛭石預(yù)聚物配方 份

(2) RMF泡沫的制備。

將100份MF／酸化蛭石預(yù)聚物或MF／膨脹蛭石預(yù)聚物、2份乳化劑、2份二甲基硅油、3份石油醚加入燒瓶中,在1 000 r／min的速率下攪拌2 min,然后加入6份甲酸,再攪拌2 min,將得到的發(fā)泡液倒入尺寸為100 mm×100 mm×100 mm的半密閉的模具中,將模具放入微波反應(yīng)器中,以240 W的功率加熱4 min,再在800 W的功率下熟化30 s。得到RMF泡沫。對(duì)應(yīng)于表1中MF／酸化蛭石預(yù)聚物或MF／膨脹蛭石預(yù)聚物,得到相應(yīng)的RMF 泡沫樣品依次記為 RMF–1,RMF–2,RMF–3,RMF–4,RMF–5,RMF–6。

1.5 性能測(cè)試與表征

(1)黏度測(cè)試。

按照GB／T 10247–2008測(cè)試,測(cè)試溫度為室溫。

(2) SEM分析。

①用SEM觀察RMF泡沫的泡孔形態(tài)。利用圖像軟件(Image Pro-Plus 6.0)分析SEM圖像,利用式(1)計(jì)算泡沫泡孔的平均直徑(D)：

式中：di——泡沫的泡孔直徑；

ni——泡沫的泡孔個(gè)數(shù)。

② 取MF／酸化蛭石預(yù)聚體平鋪在培養(yǎng)皿中,于80℃真空干燥箱內(nèi)干燥24 h,取出,淬斷,對(duì)斷面進(jìn)行噴金處理,用SEM觀察MF／酸化蛭石預(yù)聚體的斷面形態(tài)。

(3)表觀密度(ρ)測(cè)試。

按照ISO 845：2006測(cè)量泡沫的ρ,利用式(2)計(jì)算ρ：

式中：m——泡沫的質(zhì)量；

V——泡沫的體積。

樣品尺寸為50 mm×50 mm ×10 mm,測(cè)試次數(shù)不少于三次,測(cè)試結(jié)果取平均值。

(4)壓縮強(qiáng)度測(cè)試。

按照GB／T 8813–2008測(cè)試,測(cè)試溫度為室溫。樣品的測(cè)試方向平行于模具的高度方向。測(cè)試結(jié)果取5次測(cè)試的平均值。

(5)阻燃性能測(cè)試。

按照GB／T 2406.1–2008測(cè)試。

(6)粉碎率測(cè)試。

按照GB／T 12812–2006測(cè)試。利用式(3)計(jì)算粉碎率：

式中：P——粉碎率；

m1——樣品測(cè)試前的質(zhì)量；

m2——樣品測(cè)試后的質(zhì)量。

測(cè)試結(jié)果取5次測(cè)試的平均值。

(7)熱穩(wěn)定性分析。

測(cè)試條件：氮?dú)鈿夥?氮?dú)饬魉贋?0 mL／min,樣品質(zhì)量為5～8 mg,升溫速率為10℃／min,升溫范圍為50～950℃。

(8)熱導(dǎo)率數(shù)測(cè)試。

按照 ISO 22007–2–2008 測(cè)試。

(9) FTIR分析。

以4 cm-1的分辨率對(duì)KBr壓片樣品進(jìn)行掃描分析,掃描范圍為400～4 000 cm-1。

2 結(jié)果與討論

2.1 FTIR 分析

膨脹蛭石、酸化蛭石和RMF泡沫的FTIR譜圖如圖1所示。

從圖1a可以看出,在波數(shù)為3 425 cm-1處是酸化蛭石和膨脹蛭石上—OH的伸縮振動(dòng)峰,1 635 cm-1處是酸化蛭石和膨脹蛭石吸水后形成的—OH伸縮振動(dòng)峰,1 000 cm-1處是膨脹蛭石的Si—O伸縮振動(dòng)峰,酸化蛭石的Si—O伸縮振動(dòng)和彎曲振動(dòng)峰分別在1 081 cm-1和800 cm-1處,而800～805 cm-1處常被認(rèn)為是無(wú)定形Si—O的伸縮振動(dòng)峰,470 cm-1處可能是Si—O—Si的對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)峰,與膨脹蛭石不同的是,膨脹蛭石在680 cm-1處的X—O—Si (X表示Fe,Al,Mg)的平面變形振動(dòng)峰在酸化蛭石上消失[17],這一現(xiàn)象說(shuō)明酸化后的膨脹蛭石內(nèi)部的X—O—Si被破壞,金屬離子在酸洗時(shí)流出膨脹蛭石內(nèi)部,形成了Si—OH,而酸化蛭石在960 cm-1處也出現(xiàn)Si—OH的伸縮振動(dòng)峰[18],表明酸洗后的膨脹蛭石在其表面存在Si—OH基團(tuán)。這些Si—OH基團(tuán)的存在會(huì)在密胺樹(shù)脂合成中作為反應(yīng)基團(tuán)參與到反應(yīng)中,使膨脹蛭石與密胺樹(shù)脂形成共價(jià)鍵。

圖1 膨脹蛭石、酸化蛭石和RMF／酸化蛭石泡沫的FTIR譜圖

由圖1b可以看出,在1 650 cm-1和814 cm-1處是三聚氰胺中三嗪環(huán)的特征峰,3 400 cm-1處是RMF泡沫中仲胺基的伸縮振動(dòng)峰,2 951 cm-1是RMF泡沫中亞甲基的伸縮振動(dòng)峰[5],1 322 cm-1處是C—N—C的伸縮振動(dòng)峰[2]。1 092 cm-1處是Si—O—C鍵的特征吸收峰[19],MF–1和MF–6中并不存在此特征峰,說(shuō)明酸化蛭石中的硅羥基和羥甲基三聚氰胺的羥甲基可能形成了共價(jià)鍵。

2.2 MF／酸化蛭石預(yù)聚物的黏度分析

MF／酸化蛭石預(yù)聚物及MF／膨脹蛭石預(yù)聚物的黏度如圖2所示。

圖2 MF／酸化蛭石預(yù)聚物和MF／膨脹蛭石預(yù)聚物的黏度

從圖2可以看出,隨著酸化蛭石加入量從0份增至6份,MF／酸化蛭石預(yù)聚物的黏度從150 mPa·s增至450 mPa·s；與加入2份膨脹蛭石的MF／膨脹蛭石預(yù)聚物(MF–6)的黏度相比,MF／酸化蛭石預(yù)聚物的黏度明顯增大。造成這一現(xiàn)象的原因是酸化蛭石含有羥基,羥基可以作為反應(yīng)基團(tuán)與羥甲基三聚氰胺反應(yīng),將酸化蛭石引入分子的鏈段中,而酸化蛭石作為預(yù)聚物分子一部分,增加了預(yù)聚物中低聚物的分子量,低聚物的分子量的增加會(huì)引起樹(shù)脂黏度的上升。

2.3 微觀結(jié)構(gòu)分析

MF／酸化蛭石預(yù)聚物和MF／膨脹蛭石預(yù)聚物的SEM照片如圖3所示。

圖3 MF／酸化蛭石預(yù)聚物和MF／膨脹蛭石預(yù)聚物的SEM照片

從圖3可以看出,酸化蛭石與MF結(jié)合緊密,之間沒(méi)有形成空穴,而膨脹蛭石與MF則出現(xiàn)了超過(guò)0.421 9 μm寬的空穴,這種空穴存在樹(shù)脂基體中會(huì)使制備的泡沫中存在結(jié)構(gòu)缺陷,導(dǎo)致泡沫的力學(xué)性能下降。

結(jié)合FTIR分析,推測(cè)酸化蛭石和MF形成的緊密結(jié)構(gòu)是因?yàn)樗峄问械墓枇u基與羥甲基三聚氰胺的羥甲基反應(yīng)形成共價(jià)鍵導(dǎo)致的。酸化蛭石表面含有的硅羥基可與活性羥甲基反應(yīng)形成Si—O—C結(jié)構(gòu),通過(guò)共價(jià)鍵的形式使酸化蛭石與羥甲基三聚氰胺連接起來(lái),形成有機(jī)–無(wú)機(jī)連續(xù)結(jié)構(gòu)的低聚物,進(jìn)而增加三嗪環(huán)之間的距離,提升了分子之間的活動(dòng)空間,使RMF泡沫的韌性得以提高。

添加酸化蛭石或膨脹蛭石的RMF泡沫的SEM照片如圖4所示,泡孔直徑見(jiàn)表2。

圖4 添加酸化蛭石或膨脹蛭石的RMF泡沫的SEM照片

表2 RMF泡沫的泡孔平均直徑、LOI、熱導(dǎo)率及粉碎率測(cè)試結(jié)果

從圖4和表2可明顯看到,RMF泡沫的泡孔都為開(kāi)孔結(jié)構(gòu)。當(dāng)酸化蛭石添加量為1份時(shí),RMF泡沫的泡孔平均直徑達(dá)到316.60 μm,持續(xù)增加酸化蛭石的添加量,RMF泡沫的平均直徑也隨之減小。這是由于隨著酸化蛭石的不斷加入,樹(shù)脂黏度不斷上升,在發(fā)泡速率不變的情況下,泡孔直徑也會(huì)不斷減小。添加酸化蛭石和膨脹蛭石的RMF泡沫的泡孔平均直徑比純RMF泡沫的平均直徑211.53 μm大。這是因?yàn)榕蛎涷问退峄问瘯?huì)在發(fā)泡階段起到異相成核的作用,異相成核增加成核速率,減少成核時(shí)間,促進(jìn)泡孔生長(zhǎng)[20]。但是過(guò)量酸化蛭石的存在,會(huì)在樹(shù)脂內(nèi)部聚集,導(dǎo)致成核效率降低,形成不均勻的泡孔,減緩泡孔的生長(zhǎng)[20],因此在酸化蛭石的添加量超過(guò)1份后,RMF泡沫的泡孔直徑逐漸減小。

2.4 粉碎率測(cè)試

粉碎率是反映硬質(zhì)泡沫材料脆性的最直接手段。由表2可以看出,由于純RMF泡沫(MF–1)自身結(jié)構(gòu)缺陷,其粉碎率達(dá)到3.05%,但添加酸化蛭石的RMF泡沫的粉碎率可降低至2.52%以下,其中加入1份酸化蛭石的RMF泡沫(MF–2)的粉碎率最低,僅為1.14%。添加2份膨脹蛭石的RMF泡沫(MF–6)的粉碎率高于添加2份酸化蛭石的RMF泡沫(MF–3)的粉碎率。說(shuō)明添加蛭石可以增加泡沫基體的強(qiáng)度[20],但不會(huì)改變泡沫的脆性。酸化蛭石與MF樹(shù)脂是以Si—O—C結(jié)合的,酸化蛭石增加了三嗪環(huán)之間的距離,增大了樹(shù)脂分子鏈的活動(dòng)空間,使RMF泡沫在受到外力時(shí),有一定的吸收空間,減少了外力對(duì)硬質(zhì)RMF泡沫的破壞。

2.5 LOI測(cè)試

LOI是評(píng)價(jià)材料可燃燒性能的重要指標(biāo),由表2可以看出,當(dāng)酸化蛭石的添加量從0份增加到2份時(shí),RMF泡沫的LOI值從32%增加到34.5%。酸化蛭石的添加量超過(guò)2份后,RMF泡沫的LOI值開(kāi)始緩慢下降,但保持在34%以上,高于純RMF泡沫的LOI值。這一結(jié)果表明,酸化蛭石的引入可以改善RMF泡沫的阻燃性能,不會(huì)像有機(jī)增韌劑那樣,在增加RMF泡沫韌性的同時(shí),犧牲其本身的阻燃性能。添加酸化蛭石的RMF泡沫在燃燒時(shí),由于蛭石本身具有片層結(jié)構(gòu),層間的距離可以吸收部分熱量,減緩了熱的傳導(dǎo),降低了RMF泡沫的分解[21]；另一方面,酸化蛭石與MF樹(shù)脂之間形成的Si—O—C可以促進(jìn)炭層的形成[22],阻礙熱源和空氣循環(huán),進(jìn)而提升RMF泡沫的阻燃性能。

2.6 熱導(dǎo)率測(cè)試

熱導(dǎo)率是評(píng)價(jià)發(fā)泡材料保溫性能的重要指標(biāo)。由表2可以看出,加入酸化蛭石的RMF泡沫的熱導(dǎo)率均低于純RMF泡沫的熱導(dǎo)率。這主要是由于添加的酸化蛭石在發(fā)泡過(guò)程中起到異相成核的作用,導(dǎo)致加入酸化蛭石的RMF泡沫的密度均低于純RMF泡沫的密度。較大的密度會(huì)提供更多的固相傳熱,相反密度越小,固相占比越少,泡沫材料中的氣相占比會(huì)更多,熱導(dǎo)率也會(huì)越低[23]。而添加2份酸化蛭石時(shí),RMF泡沫(MF–3)的熱導(dǎo)率最低,為0.036 3 W／(m·K)。這主要受兩個(gè)影響因素,一方面是因?yàn)樗峄问桥蛎涷问男缘?保留了部分的片層結(jié)構(gòu),可以在傳熱過(guò)程中阻礙熱量的傳遞過(guò)程[24]；另一方面是因?yàn)樗峄问募尤敫纳屏薘MF泡沫泡孔的孔壁結(jié)構(gòu),會(huì)存在更多的泡壁,阻礙熱量傳遞的過(guò)程,使泡沫的熱導(dǎo)率數(shù)降低。

2.7 壓縮強(qiáng)度及表觀密度測(cè)試

添加不同酸化蛭石含量的RMF泡沫的表觀密度及壓縮強(qiáng)度如圖5所示。

圖5 添加不同酸化蛭石含量的RMF泡沫的表觀密度及壓縮強(qiáng)度

從圖5可以看到,酸化蛭石加入量對(duì)RMF泡沫的表觀密度并無(wú)太大影響,但對(duì)其壓縮強(qiáng)度影響較大。純RMF泡沫的壓縮強(qiáng)度最低,僅為113 kPa,添加1,2,4,6份酸化蛭石的RMF泡沫的壓縮強(qiáng)度分別為204.19,293.81,217.4,202.75 kPa,添加2份酸化蛭石的RMF泡沫的壓縮強(qiáng)度最大,是純RMF泡沫的2.6倍,當(dāng)酸化蛭石添加量超過(guò)2份后,RMF泡沫的壓縮強(qiáng)度隨著酸化蛭石含量的增加而降低,但添加酸化蛭石的RMF泡沫仍比純RMF泡沫的壓縮強(qiáng)度高。泡沫的壓縮強(qiáng)度與泡孔結(jié)構(gòu)有關(guān),一般來(lái)說(shuō),泡孔越小,泡壁所承受的力越大[25],而加入2份酸化蛭石的RMF泡沫的泡孔比純RMF泡沫的大,但其壓縮強(qiáng)度卻更高,可歸因于蛭石作為一種高模量的填料,與基體之間存在很強(qiáng)的相互作用,在聚合物基體中表現(xiàn)出增強(qiáng)作用,使泡沫的壓縮強(qiáng)度增大[26]。添加酸化蛭石的RMF泡沫的壓縮強(qiáng)度均比添加2份膨脹蛭石的RMF泡沫的壓縮強(qiáng)度(186.6 kPa)高。這是因?yàn)樗峄问辛u基,部分羥基與MF樹(shù)脂中的羥甲基反應(yīng),增加三嗪環(huán)之間的距離,提高分子鏈段的活動(dòng)空間,宏觀上會(huì)表現(xiàn)為RMF泡沫的韌性提升,在受到外力時(shí),泡沫骨架不會(huì)因?yàn)閯傂赃^(guò)高直接斷裂,會(huì)吸收部分能量繼續(xù)維持原有骨架狀態(tài),故其壓縮強(qiáng)度比純泡沫的高。

2.8 熱性能測(cè)試

添加酸化蛭石或膨脹蛭石的RMF泡沫的熱失重(TG)曲線如圖6所示,相應(yīng)的TG數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。

圖6 添加酸化蛭石或膨脹蛭石的RMF泡沫的TG曲線

表3 添加酸化蛭石或膨脹蛭石的RMF泡沫的TG數(shù)據(jù)

由圖6和表3可以看出。隨著酸化蛭石含量的增加,RMF泡沫的失重溫度Td5%,Td20%,Td50%總體呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)。這主要是因?yàn)榕蛎涷问哂懈叩目狗纸馓匦?而酸化蛭石在結(jié)構(gòu)上保持了膨脹蛭石的這一特性。Td5%的質(zhì)量損失主要來(lái)源于RMF泡沫中水分子和未反應(yīng)的甲醛小分子的分解[27],由于酸化蛭石的加入可以阻礙小分子的溢出,進(jìn)而提高了分解溫度；Td20%,Td50%是RMF泡沫最主要的兩個(gè)分解溫度,此時(shí)的分解主要是由于泡沫基體內(nèi)部的鏈節(jié)的斷裂和降解,而酸化蛭石的加入阻礙了這一進(jìn)程,加入2份酸化蛭石的RMF泡沫的Td20%達(dá)到395.4℃,比純RMF泡沫的272.5℃高出45.1%。這主要是因?yàn)轵问钠瑢咏Y(jié)構(gòu)可以阻礙熱傳導(dǎo)的過(guò)程和揮發(fā)性氣體的溢出,進(jìn)而緩解RMF泡沫的分解過(guò)程[23]。隨著酸化蛭石的加入,RMF泡沫在900℃時(shí)的殘?zhí)柯蕪?1.69%提高到22.58%,這與文獻(xiàn)[21]的TG分析結(jié)果相一致。

3 結(jié)論

通過(guò)鹽酸處理蛭石,得到硅羥基結(jié)構(gòu)的酸化蛭石,根據(jù)MF樹(shù)脂的分子結(jié)構(gòu)特性,制備有機(jī)無(wú)機(jī)連續(xù)結(jié)構(gòu)的酸化蛭石–MF預(yù)聚物,進(jìn)而制備出RMF泡沫。這種制備方法不僅賦予了RMF泡沫良好的韌性,也賦予了RMF泡沫高的熱穩(wěn)定性能。添加2份酸化蛭石的RMF泡沫的綜合性能最優(yōu),其壓縮強(qiáng)度可達(dá)到293.81 kPa,LOI為34.5%、粉碎率為2.22 %、熱導(dǎo)率為0.036 3 W／(m·K)。