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外墙外保温用栲胶改性酚醛树脂泡沫的研究外墙外保温是建筑节能的重要组成部分，而栲胶改性酚醛树脂泡沫作为一种新型保温材料，在提升建筑保温性能、降低能耗方面具有显著优势。本研究聚焦于栲胶改性酚醛树脂泡沫的制备工艺、性能优化及其在建筑外墙外保温中的应用潜力。
本研究采用栲胶对酚醛树脂进行改性，通过调节栲胶含量、催化剂种类及发泡工艺参数，制备出具有优良综合性能的改性酚醛树脂泡沫。实验结果表明，适量栲胶的加入可以显著提高泡沫的压缩强度和断裂韧性，同时保持较低的导热系数（约0.025W/(m·K)）。此外，改性后的泡沫表现出更佳的耐高温性能和尺寸稳定性，能够有效抵抗外界环境变化带来的影响。
综上所述，栲胶改性酚醛树脂泡沫为外墙外保温领域提供了一种高性能、低成本的解决方案，具有广阔的应用前景和市场潜力。未来的研究将进一步优化其制备工艺，探索其在复杂建筑环境中的长期稳定性和耐久性表现。
(1.江苏建筑科学研究院有限公司，江苏南京210008； 2.南京理工大学化学工程学院，江苏南京210094； 3.南京林业大学化学工程学院，江苏南京210037)
特大桥1#~13#墩水中墩实施性施工方案anninextractmodifiedphenolicfoamforexteriorv
ZHU Diankui'2,LIQing'，SHEN Zhiming'，ZHUCanvin',WANGXin²,JI Yongxin (1.Jiangsu Research Institute of Building Science Co., Ltd ., Nanjing 210008,Jiangsu, China; 2.The School of Chemical Engineering，Nanjing University of Scier amlTechnology,Nanjing 210094,Jiangsu,China
的酚醛树脂泡沫存在表面强度低、脆性大、吸水率高的问题， 且成本较高，不适合外墙外保温的使用。提高酚醛泡沫的强 度和韧性是目前国内外此方向课题研究的重点。目前出现的 改性方法众多*，但大多依赖于石油资源，石油化工类的下 游产品受到资源的限制，因此，人们正在努力寻找可替代石油 化工产品的可再生的生物质资源作为新一代环境友好型酚醛 树脂的原料。 针对以上问题，本研究主要采用我国来源丰富的可再生 植物提取物杨梅烤胶对酚醛树脂进行改性，杨梅胶中单宁 成分单一，为多元间甲酚结构，能够在合成中参与反应，反应 过程易于控制，以期实现内增塑效果，增强柔性，提高阻燃性，
BUILDINGMATERIALS
奎，等：外墙外保温用烤胶改性酚醛树脂泡沫的矿
并降低成本，减少对石油资源的依赖，
苯酚、醋酸：分析纯，扬州沪宝化学试剂有限公司：多聚甲 醛：分析纯，成都科龙化工试剂厂；氢氧化钠、尿素：分析纯，上 海实德化学有限公司；对甲苯磺酸、磷酸、正戊烷：分析纯，天 津市科密欧化学试剂开发中心；匀泡剂：工业级，扬州晨化集 团有限公司：胶：工业级，广西武鸣胶厂：去离子水，自制。
在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计的500ml四口烧瓶 内加入一定比例的苯酚和拷胶水溶液，在40~50℃预混15 min，加入质量浓度200kg/m?的氢氧化钠，并保温15min，升 温至70~90℃加入一定比例多聚甲醛，1h后加入第2批多聚 甲醛，反应一段时间，加入一定比例的尿素，保温30min，降至 室温，调节pH值至中性，在60C下真空脱水，至含水量为 5%~8%，降温出料
1.2.2泡沫体的制备
在改性的酚醛树脂中依次加入匀泡剂、发泡剂，并搅拌均 匀，然后加入固化剂，剧烈搅拌，迅速注入模具中闭模发泡，待 其完全固化后脱模即可。制备过程如图1所示。
图1酚醛树脂发泡过程示
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(7)扫描电镜（SEM)：采用Quanta200型环境扫描显微镜 进行分析。
拷胶是一种从富含单宁植物性物料中提取制得的浓缩型 产品，我们使用的胶为杨梅胶，是为数不多的只含有原翠 雀定型单宁的缩合类胶(因为原雀定总是与原青花定共存)， 其可能的结构为：
图 杨梅拷胶的可能结构
其多元酚结构能参与酚醛树脂的合成，从结构上改善酚 醛树脂的脆性，并提高耐火性。
2.1烤胶加入量对泡沫体性能的影响
胶溶于水后呈暗红色透明状，溶液有一定的黏度，中改 变胶的加入量对泡沫的性能进行了考察，结果见表1
表1烤胶加入量对泡沫体性能的影响
注：①占树脂质量百分比
由表1可以看出，随着胶加入量的增多，树脂体系的黏 度逐渐增大。当胶加入量为树脂质量的5%时，体系黏度稍有 增加，这是由于胶的主要成分缩合单宁类含有的多元酚与体 系中的甲醛发生加成反应，较大相对分子质量的单宁引入树脂 体系，导致树脂的黏度增加，树脂发泡效果较好，泡孔均匀，密 度适中。而过高和过低的黏度对树脂发泡影响很大，当胶加 入量大于等于20%时，树脂的黏度超过了5000mPa*s（25℃）
导致发泡过程中树脂流动困难，泡沫的外观较差，泡孔粗大。 加入胶改性后，泡沫体的吸水率明显降低。为了分析吸 水率降低的原因，我们考察了纯树脂固化后的吸水率与加入 胶前后的变化，发现吸水率变化不大，因此可以排除是由于材 料本身僧水性造成的吸水率的降低。对加入胶前后泡沫的微 观孔隙结构进行了扫描电镜分析，结果如图2、图3所示。
图2 未加入烤胶改性酚醛树脂泡沫的SEM分析
图3加入15%烤胶改性后酚醛泡沫的SEM分析
由图2、图3可以看出，加入烤胶后泡沫的闭孔率有一定 的提高，闭孔率的提高直接使泡沫的吸水率降低。 但是，闭孔率并不随着胶加入量的增加而线性增大，而 是在拷胶加入量大于15%时呈现稳定的趋势（参见表1中的吸 水率)。这是由于胶中的单宁分子不会无限量的接入到酚醛 树脂分子中，而是在加入量为树脂质量的15%时趋于稳定。
酚醛树脂韧性较差的根本原因是分子结构中含有大量的 酚羟基和亚甲基，而固化后的酚醛树脂分子之间只有亚甲基 相连。此亚甲基不足以保证芳环内的旋转，因此泡沫的韧性很 差，掉粉严重。增韧是目前酚醛树脂泡沫广泛应用于外墙保温 的一个瓶颈。基于前期试验结果，拷胶加入量为树脂质量的 10%~20%效果较优，因此在考察力学性能时，比较了纯酚醛 树脂泡沫和烤胶加入量分别为10%、15%、20%时改性酚醛树
朱殿奎，等：外墙外保温用胶改性酚醛树脂治
脂泡沫的力学性能，结果如表2所示。
表2烤胶加入量对酚醛泡沫力学性能的影响
注：①占树脂质量百分比
注：①占树脂质量百分比。 由表2可以看出，加入胶后泡沫的压缩强度和弹性模 量有了明显提高，但并不随烤胶加入量的增大而呈线性变化， 在烤胶加入量为树脂质量的15%时，改性效果最佳，继续增 加考胶加入量时，树脂的综合力学性能提高不明显。这是由于 烤胶内的有效成分单宁的相对分子质量为2000~5000，相对 于甲阶酚醛树脂的几百相对分子质量而言，存在较大的空间 位阻，虽然间苯二酚型的官能团活性比苯酚高，反应速度快， 但是综合空间位阻的因素，拷胶中的单宁分子与酚醛分子的 接枝率很低，多余未接枝的大分子单宁在树脂体系中处于游 离状态，对酚醛树脂泡沫韧性和压缩强度没有太大影响。
2.3烤胶加入量对氧指数的影响
酚醛泡沫的分子键热稳定性高，燃烧时易形成高碳泡沫 结构，体系成碳率高，产生的挥发物少，成为优良的热绝缘体 从而阻止内部的继续燃烧。我们考察了不同烤胶加入量的酚 醛泡沫的氧指数，结果见图4。
胶加入量对酚醛泡沫氧指数
由图4可见，加入胶后酚醛泡沫的氧指数有了明显增 大，但是氧指数的增加不随胶加入量呈线性变化，而是稳定 在50左右小范围波动。这是由于胶部分接枝到酚醛树脂分 子中，接枝量不随胶加入量的增加而增加。胶作为一个复 杂的混合物，单宁是改性酚醛树脂的有效成分，其余非单宁成 分对于酚醛树脂泡沫的影响无法作定量分析。
杨梅烤胶是一种很复杂的混合物，其主要成分是缩合单 宁，且结构目前尚不是很明确，因此，我们只讨论其中的原翠 雀定型缩合单宁。这是一种多元酚结构，其有效官能团为间二
NEW BUILDING MATERIALS
朱殿奎，等：外墙外保温用胶改性酚醛树脂泡
酚结构，与酚醛树脂可能的反应式如下：
图5拷胶改性酚醛树脂反应示意
单宁中含有的间二苯酚结构会与甲醛加成反应生成羟甲 基结构的中间产物，羟甲基有足够的活性使得其与酚醛树脂 中的羟甲基缩聚，得到单宁立体结构型分子接枝酚醛树脂线 性分子中间结构的改性酚醛树脂。然而，由于单宁的立体结构 和空间位阻效应计算机应用能力考试常见问题解答，使得单宁只能接枝到酚醛树脂缩聚体的链 结或链端（见图5)，不可能出现多个重复的单元。改性后的酚 醛树脂的红外谱图见图6。
图6胶改性酚醛树脂的红外光谱
从图6可以看出，1480cm处是芳核C=C双键的伸缩 振动吸收峰，3426cm处及指纹区的875cm处是酚羟基的 伸缩振动峰，由文献[11]可知，1440cm和1711cm处为 胶中的酯基吸收峰，而在改性后出现了814cm处苯环上间 位取代的吸收峰，说明烤胶中单宁分子以化学键的方式接入 了酚醛树脂中。
可用于外墙保温的烤胶改性酚醛树脂泡沫 的技术指标（见表3）
桂林市某县污水处理厂施工组织设计可用于外墙保温的烤胶改性酚醛树脂泡沫 的技术指标（见表3）
胶改性酚醛树脂泡沫的主要
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