【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高分子材料以及竹质复合材料应用领域，具体涉及一种基于poss核壳结构的酚醛树脂增韧方法及其应用。
技术介绍
1、我国竹材资源极其丰富，将竹材制备成竹质复合材料，以竹代木，是一种有效缓解我国木材供需矛盾的方法。但是由于竹质复合材料制备过程中最常使用的酚醛树脂由于固化后比较硬脆，在使用过程中极易在界面处产生应力集中，进而导致竹质复合材料开裂，降低其界面结合强度，严重影响其使用寿命和耐久性。因此，有必要对酚醛树脂进行改性增加其韧性以及提高竹质复合材料的界面结合强度，制备一种高性能的竹质复合材料，延长其使用寿命。
2、为了增韧酚醛树脂，cn115895001a中利用聚乙烯醇缩丁醛增韧碳纤维增强酚醛树脂获得良好的韧性效果。cn108017878a中制备了一种改性纳米纤维素增韧酚醛树脂的方法，虽然酚醛树脂的韧性有所提升但效果并不明显，且纳米纤维素制备过程存在污染问题，除此之外纳米纤维素作为纳米材料会存在随着含量增加出现团聚现象反而影响增韧效果。在界面增强方面，cn107009478a、cn103436923a分别研究了等离子体以及超声处理对界面增强的效果，尽管这些改性方法均在一定程度上增加界面胶接强度，却存在环境污染、处理及时性差、操作复杂等不足。因此，有必要开发一种新的高效增强增韧竹质复合材料胶合界面的方法。
技术实现思路
1、本专利技术旨在解决竹质复合材料使用过程中胶合界面易产生应力集中导致开裂的问题，提供了一种基于poss核壳结构的酚醛树脂增韧方法及其在竹质复合
2、本专利技术的技术方案主要如下：
3、第一方面，本专利技术提供一种基于poss核壳结构的酚醛树脂增韧方法，包括以下步骤：
4、(1)poss-pei核壳结构的合成
5、将1-15g环氧基聚倍半硅氧烷(poss)溶于适量四氢呋喃溶剂，1-15g聚乙烯亚胺(pei)溶于适量无水乙醇中，磁力搅拌至完全溶解；然后，将溶解后的poss与pei以摩尔比4:(1-16)加入三口烧瓶中，接冷却及搅拌装置，密封后置于水浴锅中加热至45-80℃，反应6-24小时后将反应生成物依次用酒精、四氢呋喃、去离子水洗涤抽滤2次；之后，将洗涤抽滤获得的物质置于60℃烘箱中烘至绝干，制备出poss-pei核壳结构粉末。
6、(2)合成的poss-pei核壳结构用于酚醛树脂改性
7、将上述制备的poss-pei核壳结构粉末以酚醛树脂胶粘剂质量的百分比0.5-8wt％加至胶粘剂中混合，利用均质机搅拌5-30min；然后，抽真空去气泡即获得改性酚醛树脂(pf)胶粘剂。
8、第二方面，本专利技术提出一种酚醛树脂模压试件的制备方法。酚醛树脂模压试件的制备主要是为了衡量poss-pei核壳结构改性对pf树脂韧性效果，具体方法如下：
9、将酚醛树脂胶粘剂冷冻干燥成粉末，用100目筛网筛选，然后将粉末加入特制的模具中。首先，以实压1-3mpa在80-150℃下预压5-15min；然后，再以实压5-20mpa在100-150℃下热压固化10-30min；最后，冷却至常温，开模即可获得酚醛树脂模压试件。
10、第三方面，本专利技术提出一种上述基于poss核壳结构的酚醛树脂增韧方法制备得到的改性酚醛树脂胶粘剂在制备竹质复合材料中的应用。
11、具体应用方法如下：
12、首先，将竹材锯成一定尺寸的试件，并于烘箱中进行干燥至竹条含水率为8-12％；并以60-120g/m2的施胶量将改性酚醛树脂胶粘剂均匀涂刷在竹材的竹黄面；最后，将竹材试件以竹黄面对竹黄面进行粘接，置于110-150℃热压机中，于1.0-2.5mpa条件下热压6-15min，即得到高性能竹质复合材料。
13、本专利技术相较现有技术的优点以及有益效果为：
14、①本专利技术采用有机-无机杂化的方式，通过分子结构设计将反应型超支化合物pei接枝到poss纳米粒子表面，构筑了一种兼具纳米粒子的强度与超支化合物柔性的刚柔并济的核壳结构。
15、②本专利技术通过pei接枝改性，一方面提高纳米poss在酚醛树脂中的分散性，实现了酚醛树脂胶粘剂的高效增韧，减少了pf树脂和竹材胶合界面的应力集中；另一方面其表面活性官能团能够与酚醛树脂以及竹材表面基团形成共价或非共价键，有效增强竹材界面胶合强度，二者共同作用下，克服了竹质复合材料的开裂问题，进而延长了竹质复合材料的使用寿命。
16、③本专利技术提出的刚柔并济型poss基核壳结构的制备工艺简单，且其在pf树脂增韧改性中用量小，增韧效果好，实用性高。
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1.一种基于POSS核壳结构的酚醛树脂增韧方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于POSS核壳结构的酚醛树脂增韧方法，其特征在于，步骤(1)中，加热反应采用三口烧瓶，接冷却及搅拌装置，密封后置于水浴锅中加热至45-80℃，反应6-24h。
3.根据权利要求1所述的基于POSS核壳结构的酚醛树脂增韧方法，其特征在于，步骤(2)中，POSS-PEI核壳结构粉末的添加量为0.5wt％-8wt％。
4.根据权利要求1所述的基于POSS核壳结构的酚醛树脂增韧方法，其特征在于，步骤(1)中，POSS溶于四氢呋喃溶剂，PEI溶于无水乙醇溶剂。
5.根据权利要求4所述的基于POSS核壳结构的酚醛树脂增韧方法，其特征在于，步骤(1)中，将反应生成物依次用无水乙醇、四氢呋喃、去离子水洗涤抽滤。
6.权利要求1制备得到的改性酚醛树脂胶粘剂在制备竹质复合材料中的应用。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，将竹材锯成竹条并烘干至竹条含水率为8-12％，以60-120g/m2的施胶量将改性酚醛树脂胶粘剂均匀涂
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述的热压工艺下，热压机温度为110-150℃，压力为1.0-2.5Mpa，热压时间为6-15min。
9.一种酚醛树脂胶粘剂的模压试件制备方法，适用于测量酚醛树脂的韧性，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于poss核壳结构的酚醛树脂增韧方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于poss核壳结构的酚醛树脂增韧方法，其特征在于，步骤(1)中，加热反应采用三口烧瓶，接冷却及搅拌装置，密封后置于水浴锅中加热至45-80℃，反应6-24h。
3.根据权利要求1所述的基于poss核壳结构的酚醛树脂增韧方法，其特征在于，步骤(2)中，poss-pei核壳结构粉末的添加量为0.5wt％-8wt％。
4.根据权利要求1所述的基于poss核壳结构的酚醛树脂增韧方法，其特征在于，步骤(1)中，poss溶于四氢呋喃溶剂，pei溶于无水乙醇溶剂。
5.根据权利要求4所述的基于poss核壳结构的酚醛树脂增韧方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：严玉涛，王金辉，纪小小，王瑞松，周如意，马新，胡甜甜，
申请(专利权)人：浙江农林大学，
类型：发明
国别省市：
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