風(fēng)電葉片材料雙酚F環(huán)氧樹脂的合成研究

【摘要】： 風(fēng)力發(fā)電是國家鼓勵和急需的節(jié)能環(huán)保項(xiàng)目。風(fēng)電葉片露天工作,在承受強(qiáng)風(fēng)載荷、砂粒沖刷、紫外線照射、大氣氧化與腐蝕、酸鹽腐蝕、材料成本等方面有較高的要求。目前兆瓦級風(fēng)機(jī)葉片已采用碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料,所需的環(huán)氧樹脂要求粘度低、對纖維浸透性好、耐沖擊性能高、韌性好。通用型環(huán)氧樹脂的粘度高、耐沖擊性及耐候性差,漆膜在戶外易粉化失光又欠豐滿,不宜作戶外用涂料和膠粘劑。研發(fā)新型風(fēng)電葉片環(huán)氧樹脂具有非常重要的意義。 新型雙酚F環(huán)氧樹脂具有粘度低、耐溶劑性強(qiáng)、耐沖擊性能高、對纖維浸漬性和與玻璃鋼復(fù)合性能好、使用成本低等優(yōu)點(diǎn)而被看好用于制造風(fēng)電葉片基制材料。 主要原料雙酚F在國外已有生產(chǎn),但存在高酚醛比、性能最好的對位異構(gòu)體含量低、收率低、產(chǎn)物后處理復(fù)雜等問題,且采用了大倍數(shù)苯酚循環(huán)蒸發(fā)套用,又在加熱條件下反應(yīng),造成生產(chǎn)成本較高。而進(jìn)口雙酚F價格過高,致使國內(nèi)雙酚F環(huán)氧樹脂規(guī)?；a(chǎn)很少。 論文首先用苯酚、甲醛在磷酸催化劑和甲醇溶劑存在下,進(jìn)行親電取代反應(yīng)制備了雙酚F,研究了原料配比、催化劑磷酸用量、反應(yīng)溫度及時間對產(chǎn)物收率及其中對位異構(gòu)體含量的影響,得到了最佳工藝參數(shù):苯酚/甲醛(mo1)=5:1,甲醇/甲醛=1:1,苯酚/磷酸=3:1,水/酸=2.5～3.0/1,反應(yīng)溫度45℃,反應(yīng)時間5h,在此反應(yīng)條件下,雙酚F產(chǎn)品收率達(dá)92.2%(以甲醛計,即每摩爾甲醛可以得到的雙酚F摩爾),所得的雙酚F產(chǎn)物中4,4'-位異構(gòu)體含量有73.2%。 再用雙酚F與環(huán)氧氯丙烷在催化劑四甲基氯化銨存在下進(jìn)行醚化反應(yīng),然后加入固體氫氧化鈉進(jìn)行環(huán)氧化脫氯反應(yīng),再精制得到雙酚F環(huán)氧樹脂。研究了原料配比、反應(yīng)時間和溫度對產(chǎn)品氯含量和環(huán)氧值的影響,確定了適宜的工藝條件:環(huán)氧氯丙烷/雙酚F(mol)=10:1,二氯丙醇/環(huán)氧氯丙烷=0.2,四甲基氯化銨用量為2%(mol/BPF),醚化溫度為80℃,時間為5h,環(huán)氧化催化劑為粉末狀氫氧化鈉,過量2%,閉環(huán)溫度為70℃,時間為1.5～2.0h。在這一工藝條件下制得的雙酚F型環(huán)氧樹脂為淺黃色透明,低溫流動性好,收率為91%,環(huán)氧值達(dá)到0.57,有機(jī)氯為2.1×10-4,無機(jī)氯為1.3×10-4。 經(jīng)傅里葉變換紅外光譜和核磁共振分析,初步確認(rèn)了所合成產(chǎn)品為雙酚F環(huán)氧樹脂。 【關(guān)鍵詞】：環(huán)氧樹脂 雙酚F環(huán)氧樹脂 雙酚F 醚化 環(huán)氧化
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：TQ323.5
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-20
• 1.1 課題研究背景與意義9-12
• 1.1.1 國內(nèi)外風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀9-10
• 1.1.2 風(fēng)電葉片材料的發(fā)展?fàn)顩r10-11
• 1.1.3 新型風(fēng)電級環(huán)氧樹脂的研究意義11-12
• 1.2 環(huán)氧樹脂文獻(xiàn)綜述及研究進(jìn)展12-18
• 1.2.1 環(huán)氧樹脂發(fā)展簡史12-13
• 1.2.2 環(huán)氧樹脂的結(jié)構(gòu)13-14
• 1.2.3 環(huán)氧樹脂的特性14
• 1.2.4 環(huán)氧樹脂的分類14-15
• 1.2.5 環(huán)氧樹脂的應(yīng)用15-16
• 1.2.6 環(huán)氧樹脂在風(fēng)電葉片上的應(yīng)用及其發(fā)展方向16-17
• 1.2.7 風(fēng)電級雙酚F環(huán)氧樹脂的研究狀況17-18
• 1.3 課題主要研究內(nèi)容和目的18-20
• 第2章 雙酚F的合成20-30
• 2.1 引言20
• 2.2 實(shí)驗(yàn)儀器及試劑20-21
• 2.2.1 主要儀器20-21
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)試劑21
• 2.3 反應(yīng)機(jī)理討論21-22
• 2.4 實(shí)驗(yàn)設(shè)計22
• 2.5 實(shí)驗(yàn)操作過程22-23
• 2.6 產(chǎn)物分析23-24
• 2.6.1 組成分析23-24
• 2.6.2 熔點(diǎn)分析24
• 2.7 結(jié)果與討論24-28
• 2.7.1 原料配比的影響24-25
• 2.7.2 反應(yīng)時間的影響25
• 2.7.3 反應(yīng)溫度的影響25-26
• 2.7.4 催化劑選擇26-27
• 2.7.5 合成溶劑的選擇27
• 2.7.6 水量的影響27-28
• 2.7.7 合成條件確定28
• 2.8 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)確定28-30
• 2.8.1 產(chǎn)物的x射線衍射圖28
• 2.8.2 產(chǎn)物的紅外光譜圖28-30
• 第3章 雙酚F環(huán)氧樹脂的合成30-46
• 3.1 引言30-31
• 3.2 反應(yīng)機(jī)理討論31-32
• 3.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計32-35
• 3.3.1 提高產(chǎn)物環(huán)氧值32-34
• 3.3.2 控制副反應(yīng)34-35
• 3.4 實(shí)驗(yàn)儀器及試劑35
• 3.4.1 實(shí)驗(yàn)試劑35
• 3.4.2 主要儀器35
• 3.5 實(shí)驗(yàn)操作步驟35-36
• 3.6 樹脂主要性能的測定36-38
• 3.6.1 環(huán)氧值測定36
• 3.6.2 無機(jī)氯測定36-37
• 3.6.3 有機(jī)氯測定37-38
• 3.7 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論38-44
• 3.7.1 原料配比的影響38
• 3.7.2 醚化溫度的影響38-39
• 3.7.3 醚化時間的影響39-40
• 3.7.4 醚化催化劑的影響40-41
• 3.7.5 閉環(huán)反應(yīng)溫度的影響41-42
• 3.7.6 閉環(huán)反應(yīng)時間的影響42
• 3.7.7 堿催化劑的影響42-44
• 3.7.8 二次閉環(huán)反應(yīng)44
• 3.7.9 雙酚F型環(huán)氧樹脂合成工藝條件的確定44
• 3.8 樹脂產(chǎn)物分析44-46
• 3.8.1 雙酚F型環(huán)氧樹脂的紅外光譜分析44-45
• 3.8.2 核磁共振45-46
• 結(jié)論及展望46-47
• 參考文獻(xiàn)47-49
• 致謝49-50
• 附錄50

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻(xiàn)來了解更多相關(guān)內(nèi)容

環(huán)氧樹脂膠粘劑應(yīng)用進(jìn)展    蔡永源,李彤,孔瑩,馬洪聲

鄰甲酚醛環(huán)氧樹脂研究進(jìn)展    張在利,劉守貴,王家貴,廖虹,蒲建光,楊林茂

二酚基甲烷的合成與表征    盤毅,胡蕓,宋威

環(huán)氧樹脂的合成與應(yīng)用    汪多仁

淺談環(huán)氧樹脂需求現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢    宋連珍

國外FR-4基板材料用環(huán)氧樹脂的發(fā)展    祝大同

混雜纖維復(fù)合材料參數(shù)設(shè)計與力學(xué)性能的關(guān)系    楊霜,孫康,吳人潔

風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片技術(shù)的發(fā)展概況與趨勢    蓋曉玲;田德;王海寬;韓巧麗;徐麗娜;王利俊;

雙酚F的合成    李艷云;尹振晏;盧金海;

環(huán)氧樹脂材料的研究概況    胡幼華,高輝,葉士標(biāo),何寧德

玻璃鋼飾面技術(shù)——無氰二元仿金電鍍工藝研究    張穎,王曉軒,陶珍東,李小濤

工程塑料在坦克裝甲車輛中的應(yīng)用    宋凌星

透明玻璃鋼板(瓦)糊制工藝探討    江劍林

PMMA/FRP浴缸    劉武強(qiáng)

碳纖維/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料連續(xù)抽油桿的研制    劉建軍,王延相,陳厚,朱波,王成國

單向碳纖維/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料疲勞裂紋擴(kuò)展的研究    朱波,蔡珣,劉建軍,蔡華甦

玻璃鋼成型技術(shù)    蔡建

環(huán)氧樹脂/SiO_2,納米復(fù)合材料性能的研究    惠雪梅,張煒,王曉潔

環(huán)氧樹脂改性MC尼龍的研究    王玫瑰,譚壽再,張燕忠

透波復(fù)合材料樹脂基體的研究進(jìn)展    趙紅振;齊暑華;周文英;涂春潮;武鵬;

反滲透膜殼用韌性環(huán)氧樹脂基體研究    周文英;牛國良;張嫻;寇靜利;杜澤強(qiáng);

酚醛環(huán)氧樹脂在提高覆銅板耐熱性中的應(yīng)用    唐國坊;

FR-4覆銅板專用溴化環(huán)氧樹脂CYDB-521-A80的工藝技術(shù)改進(jìn)    湯冬英;鄧海波;

空心玻璃微珠填充環(huán)氧復(fù)合泡沫材料的制備及性能表征    韋璇;朱曉君;

酚醛改性環(huán)氧應(yīng)變計基底膠研制    史煜;姚程煒;李琦;

電子類灌封材料的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢    曾誠;

千島湖玻璃鋼船艇安全使用年限研究    阮學(xué)初;楊輝杰;

航空波導(dǎo)密封結(jié)構(gòu)的環(huán)境應(yīng)力失效機(jī)理研究    肖軍;陳建敏;周惠娣;

有機(jī)硅含量對改性酚醛環(huán)氧樹脂涂料性能的影響    湯志剛;張三平;趙進(jìn);張菘;鄭朋華;

湖南筱溪水利樞紐工程化學(xué)固結(jié)灌漿試驗(yàn)淺析    王克宏;

液晶環(huán)氧增韌復(fù)合材料樹脂基體的研究    陳立新

反應(yīng)燒結(jié)碳化硅質(zhì)反射鏡制備技術(shù)的研究    郝寅雷

環(huán)氧樹脂及高性能熱塑性樹脂與粘土插層復(fù)合的研究    呂建坤

側(cè)鏈液晶聚酰亞胺的合成、表征及性能研究    范浩軍

疏浚工況泥沙磨損機(jī)理及其耐磨新材料研究    李愛農(nóng)

緯編針織物增強(qiáng)復(fù)合材料力學(xué)性能研究    龍海如

熱固性丙烯酸酯液晶樹脂的研究    左瑞霖

扁擠壓筒強(qiáng)度分析與設(shè)計方法研究    王勻

含聯(lián)苯結(jié)構(gòu)高性能環(huán)氧樹脂的合成與性能研究    張春玲

高分子納米復(fù)合材料微結(jié)構(gòu)的正電子研究    張明

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組關(guān)鍵部件的有限元分析    許燕

環(huán)氧砂漿大面積應(yīng)用的研究    祝君

環(huán)氧樹脂新型固化劑雙酚A線型酚醛的合成與固化反應(yīng)研究    陳湘

異向?qū)щ姛崛勰z制備研究    馬達(dá)國

高介電性能性環(huán)氧覆銅箔層壓板的研制    王嚴(yán)杰

環(huán)氧樹脂/粘土納米復(fù)合材料的制備與性能研究    傅萬里

粉體填充型聚合物基復(fù)合材料界面粘結(jié)性能研究    朱錦濤

添加聚合物粉末的316粉末SLS成型與后處理的研究    劉錦輝

粘土在熱固性樹脂/粘土體系中插層及剝離行為    宋春芳

各向同性NdFeB粘結(jié)磁體的制備工藝及性能研究    沈文娟

雙酚F/間苯二酚共聚型環(huán)氧樹脂    李志宏,盤毅,謝凱

環(huán)氧模塑料性能及其發(fā)展趨勢    成興明

21世紀(jì)我國電子封裝行業(yè)的發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)    陽范文,趙耀明

微電子封裝技術(shù)的發(fā)展與展望    李枚

熱致液晶聚合物增韌環(huán)氧樹脂的研究    梁偉榮,王惠民

電子封裝用金屬基復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀    黃強(qiáng),顧明元

環(huán)氧樹脂在電子封裝中的應(yīng)用及發(fā)展方向    李曉云,張之圣,曹俊峰

電子封裝用環(huán)氧樹脂的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢    陽范文,趙耀明

含聯(lián)苯結(jié)構(gòu)的環(huán)氧樹脂固化性能的研究    張春玲,那輝,牟建新,于文志,付鐵柱,仉新功,李子傳,吳忠文

新型含聯(lián)苯結(jié)構(gòu)的酚氧樹脂的性能研究    蔡紅莉;那輝;

大型風(fēng)力機(jī)復(fù)合材料葉片技術(shù)及進(jìn)展    陳宗來,陳余岳

大型風(fēng)力機(jī)玻璃鋼葉片設(shè)計    陳余岳

風(fēng)機(jī)葉片RTM工藝模擬分析及其優(yōu)化    孫玉敏,段躍新,李丹,梁志勇,張佐光

先進(jìn)生物質(zhì)復(fù)合材料在風(fēng)電葉片中的應(yīng)用    江澤慧;孫正軍;任海青;

二酚基甲烷的合成與表征    盤毅,胡蕓,宋威

雙酚A在環(huán)氧樹脂和端羧丁腈增韌的環(huán)氧樹脂中作用的研究    陶德輝,趙世琦,孫以實(shí)

端羥基丁腈橡膠增韌環(huán)氧樹脂研究    韓孝族,王蓮芝,趙國琴,肖剛,張慶余

熱固性樹脂韌性的改進(jìn)途徑及其增韌機(jī)理    陳平;張顯友;

復(fù)合材料在風(fēng)力發(fā)電上的應(yīng)用    趙稼祥

耐高溫改性環(huán)氧樹脂粘接劑的制備及改性機(jī)理研究    白宗武,張秋紅,汪曉東

風(fēng)力機(jī)葉尖加小翼動力放大的數(shù)值模擬研究    賈瑞博

雙酚F環(huán)氧/聚甲基丙烯酸甲酯互穿網(wǎng)絡(luò)的研究    趙洪池,高俊剛,李燕芳,周瑋琪

聚甲基丙烯酸甲酯包覆雙酚F環(huán)氧樹脂微膠囊的研制    林牧春;魏文政;

雙酚F環(huán)氧樹脂/DDM體系固化動力學(xué)的研究    宋家樂;陳立新;陳偉偉;趙寧;曹魏;王汝敏;

雙酚F中同分異構(gòu)體的比例對合成環(huán)氧化物性能的影響    陳立新;曹魏;宋家樂;王亞洲;

稻草纖維素醚化改性及其結(jié)構(gòu)表征    鹿保鑫;王喜剛;周睿;曹龍奎;

雙酚F環(huán)氧樹脂的改性研究    李志宏;武繼民;洪曉斌;盤毅;謝凱;

室溫固化低黏度雙酚F環(huán)氧樹脂體系的研究    刁巖;洪曉斌;陳一民;

有機(jī)硅改性雙酚F環(huán)氧樹脂固化反應(yīng)    洪曉斌;謝凱;肖加余;

利用時溫等效原理修正的VARTM用雙酚F型環(huán)氧樹脂體系化學(xué)流變模型    劉相;謝凱;洪曉斌;

提高山梨醇單硬脂酸酯質(zhì)量的影響研究    鄭紹成;余曉紅;嚴(yán)曉陽;盛含晶;

納米SiO_2增韌對碳纖維/環(huán)氧復(fù)合材料低溫力學(xué)性能的影響    吳云龍;王文虎;熊玉峰;趙偉棟;耿東兵;

江蘺提取瓊膠后殘渣制備羧甲基纖維素的研究    劉生利;楊磊;李思東;

羧甲基纖維素在紙印刷包裝材料中的應(yīng)用研究進(jìn)展    李金麗;劉全校;徐麗娟;許文才;

低粘度雙酚F環(huán)氧樹脂固化體系的研究    刁巖

微波固相法制備交聯(lián)—羧甲基玉米淀粉及其性質(zhì)應(yīng)用研究    張運(yùn)芳

稻草纖維素基全生物降解地膜的研制    鹿保鑫

疏水化改性淀粉/PVA生物降解塑料地膜的研究    閆美珍

殼聚糖接枝物的制備及其初步應(yīng)用    張榮

交聯(lián)-CMS的制備及其應(yīng)用    馮承

1，2-環(huán)己二醇的應(yīng)用研究    袁劍民

微波固相合成三種反應(yīng)產(chǎn)物及其應(yīng)用性能研究    王福偉

高取代度羧甲基淀粉鈉制備及其在砂漿中的應(yīng)用    卞亞洲

改性甜菜纖維素—植物蛋白可食性復(fù)合膜成膜工藝及性質(zhì)研究    賀昱