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1、华中科技大学博士学位论文壳法用酚醛树脂微波合成的研究姓名：夏春申请学位级别：博士专业：材料加工工程指导教师：李远才20050901摘要随着全球经济一体化进程的加快我国酚醛树脂行业迎来巨大机遇的同时也面临着前所未有的挑战为在竞争日益激烈的国际化市场中求生存求发展就必须加大力度进行科技创新在改善树脂生产中存在的合成时间长效率低耗能大等缺点的基础上解决树脂游离酚含量高聚合速度慢综合性能差等问题以满足铸造业日益增长的质量环保效率等方面的需求为此本课题将高效快速节能环保的微波加热技术应用于热塑性酚醛树脂的合成中通过合成工艺的筛选优化和化学改性等方法试图开发出综合性能优良的壳法
2、用酚醛树脂并在此基础上对树脂微波合成以及改性剂介入树脂分子结构的机理进行研究和分析为热塑性酚醛树脂微波合成的研究奠定基础本文首先对热塑性酚醛树脂传统合成工艺进行了研究并探讨了树脂软化点聚合速度流动性等理化性能对覆膜砂强度的影响规律然后在对家用微波炉加热原理及热塑性酚醛树脂在微波炉中合成特点进行分析的基础上基于家用微波炉的改造开发了一套具有回流搅拌测温等功能的适合实验室的微波合成装置利用该微波合成装置以传统合成为对比通过红外光谱IR凝胶渗透色谱GPC等手段分别从微波合成反应微波脱水两个方面系统地分析了微波合成对树脂性能影响的规律及其原因揭示了微波合成致使流动性聚合速度
3、等树脂性能改善的原因所在并通过实验证实了树脂微波合成中存在着潜在的局部热点而局部热点和反应体系的过热是致使微波合成时间相比于传统工艺缩短约80%的根本原因另外本文也以大量的实验数据为样本建立了基于热塑性酚醛树脂微波合成的人工神经网络模型并利用该人工神经网络对树脂的合成配方及工艺进行了进一步的优化在上述工艺优化的基础上本文还开展了A催化剂或其与草酸所组成的复合催化体系双酚ABPA及水杨酸改性的研究在获得综合性能优良的改性树脂同I时分析了改性树脂微波合成的机理提出了二价金属阳离子弱酸催化条件下高邻位树脂微波合成的机理包括二苄基醚的形成分解等过程双酚A介入树脂分子结构的机
4、理可能归因于其预聚物与树脂基体的进一步缩聚而水杨酸改善树脂性能的原因在于树脂基体中羧基的引入等观点最后对改性树脂的实用性在有关厂家进行了试验结果证明树脂改性取得了良好的效果改性树脂不仅游离酚含量远低于国内水平且在保持适中软化点较快聚合速度较好耐热性的同时其覆膜砂工艺性能达到国内目前较高水平具有良好的实用性关键词热塑性酚醛树脂微波合成传统合成改性覆膜砂游离酚流动性聚合速度IIAbstractWiththedevelopmentofglobaleconomization,hugeopportunities,butunprecedentedchallengeshavebe
5、enbroughtforthephenolicresinindustryinchina.Inordertowintheinternationalmarketcompetitionandmeetthedemandanddevelopmentinthefoundryindustry,thetechnologicalinnovationisrequiredthatslovingtheproblem,suchasthehighfreephenolcontent,slowcurerate,lowgeneralperformanceandsoon,basedonthereduc
6、tionofsynthesistime,improvementofefficiencyandeconomizationofenergy.Therefore,themicrowaveheating,whichishighheatingefficiency,rapidheatingrate,lowconsumedenergyandprotectedenvironment,hasbeenintroducedtothesynthesisofnovolacresins.Thepurposeofthissubjectistodevelopnovolacresinsforshel
7、lprocesswithexcellentgeneralperformance,bymeansoftheselectionandoptimizationofthesynthesisandchemicalmodificationprocesses,andbesides,investigateandanalyzethemechanismsofthemicrowave-assistedsynthesisandmodificationoftheresins.Inthispaper,firstly,theconventionalsynthesisprocessesofno
