氮气条件下酚醛的热分析(2)

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1.1 课题背景与意义

酚醛树脂（Phenol Formaldehyde ,简称PF）。为黄色、透明、无定形块状物质，因含有游离分子而呈微红色，比重1.25~1.30，易溶于醇，不溶于水，对水、弱酸、弱碱溶液稳定。由苯酚和甲醛在催化剂条件下缩聚、经中和、水洗而制成的树脂。因选用催化剂的不同，可分为热固性和热塑性两类。酚醛树脂具有良好的耐酸性能、力学性能、耐热性能，广泛应用于防腐蚀工程、胶粘剂、阻燃材料、砂轮片制造等行业。酚醛泡沫是一种新型难燃、防火低烟保温材料[1]，它是由酚醛树脂加入阻燃剂、抑烟剂、发泡剂、固化剂及其它助剂制成的闭孔硬质泡沫塑料。它最突出的特点是难燃、低烟、抗高温歧变。它可以现场浇注发泡、可模制、也可机械加工，可制成板材、管壳及各种异型产品。它克服了原有泡沫塑料型保温材料易燃、多烟、遇热变形的缺点，保留了原有泡沫塑料型保温材料质轻、施工方便等特点。

PF可制作为酚醛泡沫防火保温板，我国水立方和神舟七号都采用了PF板作为防火耐高温材料。酚醛泡沫材料属高分子有机硬质铝箔泡沫产品，是由热固性酚醛树脂发泡而成，它具有轻质、防火、遇明火不燃烧、无烟、无毒、无滴落，使用温度围广（-196～+200℃）低温环境下不收缩、不脆化，是暖通制冷工程理想的绝热材料，由于酚醛泡沫闭孔率高，则导热系数低，隔热性能好，并具有抗水性和水蒸气渗透性，是理想的保温节能材料[2，3]。由于酚醛具有苯环结构，所以尺寸稳定，变化率<1%。且化学成分稳定，防腐抗老化，特别是能耐有机溶液、强酸、弱碱腐蚀。酚醛泡沫板在生产工艺发泡中不用氟利昂做发泡剂符合国际环保标准，且其分子结构中含有氢、氧、碳元素，高温分解时，溢出的气体无毒、无，对人体、环境均无害，符合国家绿色环保要求。故此，酚醛复合板是最理想的防火、绝热、节能、美观的环保绿色保温材料。

为了对氮气条件下PF的热分析进行研究，我认为测定不同状态下酚醛的活化能E,指前因子A和反应级数n等热降解反应动力学参数是必要的，其中最重要的参数便是活化能。本文选用热重法(TG)和示差扫描量热法(DSC（differential scanning calorimetry）)

1.2 国内外发展情况

1.3 本实验的目的

由于现代保温个人材料主要是酚醛树脂的发泡材料，酚醛泡沫产品特点是保温、隔热、防火、质轻，作为绝热、节能、防火的新材料可广泛应用于中央空调系统、轻质保温彩钢板、房屋隔热降能保温、化工管道的保温材料（尤其是深低温的保温）、车船等场所的保温领域。酚醛泡沫因其导热系数低，保温性能好，被誉为保温之王。酚醛泡沫不仅导热系数低、保温性能好，还具有难燃、热稳定性好、质轻、低烟、低毒、耐热、力学强度高、隔音、抗化学腐蚀能力强、耐侯型好等多项优点，酚醛泡沫塑料原料来源丰富，价格低廉，而且生产加工简单，产品用途广泛。

对酚醛的DSC、TGA实验结果进行比较全面的分析，获得热物性的基本特征。在材料可燃性多尺度研究中首先应采用微小尺度的热分析方法获得酚醛热解过程中的特征参数，本课题就是利用热分析方法在氮气环境中对酚醛进行实验研究。

2 热分析技术

2.1 热分析的基本定义

热分析（thermal analysis，TA）是指用热力学参数或物理参数随温度变化的关系进行分析的方法。国际热分析协会（International Confederation for Thermal Analysis，ICTA）于1977年将热分析定义为：“热分析是测量在程序控制温度下，物质的物理性质与温度依赖关系的一类技术。”根据测定的物理参数又分为多种方法。