由于聚酰亚胺的溶剂是高沸点的N-甲基吡咯烷酮( bp 202 ℃) ,很难挥发干净,导致复合酚醛材料的固化、发泡和最终泡沫材料的物理机械性能都受到很大的影响. 如果先通过减压蒸馏的方法除去吡咯烷酮,又会得到坚硬凝固的聚酰亚胺块体,无法进行复合实验. 为解决这一问题,我们选取了低极性低沸点的正戊烷作为溶剂,由于此溶剂可与吡咯烷酮互溶,用其润洗聚酰亚胺能较为有效地除去难挥发的N-甲基吡咯烷酮.在酚醛的复合过程中,加入适量的正戊烷,还能作为反应的发泡剂,从而得到发泡效果较好的复合材料.聚酰亚胺改性后的酚醛泡沫仍然比较脆,这可能是由于共混的方法并未使得两种高分子物质在分子级别上发生较好的交联.
经过探索,在共混体系中适当地添加了少量的聚乙二醇,混合后先在60 ℃下预热20 min,然后加入多元有机酸和无机酸的混合物作为固化剂,在发泡剂存在下固化成型. 最终得到的酚醛泡沫材料韧性有较为明显的改善. 这可能是由于聚酰亚胺、酚醛树脂分子与聚乙二醇分子之间形成了氢键,使三者的分子链能够更加紧密地结合在一起,分子间作用增强,从而使复合材料的脆性得到改善.聚酰亚胺改性酚醛的发泡工艺对产品的质量起着重要作用,发泡温度、时间、固化剂用量等条件对泡沫体性能产生影响. 比如温度的升高有利于发泡,但温度过高时泡沫会发生穿孔现象; 固化剂用量增大有利于泡沫发泡时间缩短,但固化剂过量则会导致酚醛过早固化从而使发泡困难,根据我们的研究和文献报道,发现当其用量在16% ~ 18%时,泡沫体的质量较好,经过不断探索,我们确定了如下工艺路线: 先将高分子混合物在60 ℃下预热20 min,使不同相态的高分子互相融合、渗透,然后加入多元有机/无机混酸作为固化剂和发泡剂,在70 ℃下发泡成型,得到聚酰亚胺增强的酚醛泡沫塑料. 这种工艺得到的产品泡孔均匀、外观及机械性能较佳.