1.3 TE-F树脂浇注体制备方法

以树脂表面形貌为观察指标，通过优选法发现，马占相思栲胶和糠醇比例1:3时，获得树脂表观较好。试验过程中，用电子天平称量60 g马占相思栲胶放入烧杯，然后再分步添加180 g糠醇，边添加边用电磁搅拌器搅拌，均匀混合，得到棕黄色液体。配置65%的对甲苯磺酸溶液，用移液管吸取8 mL加入上述混合均匀的液体中，继续搅拌10 min，使其充分混合，用pH计测试pH值，观察到样品颜色略加深。将混合好的栲胶/糠醇溶液倒入圆底烧瓶中，在旋转蒸发仪60 ℃水浴加热中，旋蒸1 h，样品变成深褐色，pH值在2.8左右，格式管粘度计测出粘度在2.5 s左右。将旋蒸后的溶液注入聚四氟乙烯模具，然后置入60 ℃烘箱2 d，接着在100 ℃烘箱放置1 d，最后在150 ℃烘箱里放置1 d，固化结束后取出样品并冷却至室温并脱模，即可得到深褐色的TE-F树脂。

1.4 TE-F树脂性能与表征

1.4.1 扫描电子显微镜形貌观察

将固化后的TE-F树脂切成薄片，超声波清洗，采用TM-3000台式扫描电子显微镜进行观察，分别放大400×、500×、600×下观察其微观形貌特征。

1.4.2 X射线衍射分析表征

用XD-2X射线衍射仪检测TE-F树脂样品，Cu靶，波长为1.540 6 ?，管压30 KV，电流20 mA，扫描范围10°～90°，连续扫描，扫描速度8°/min。根据X 射线衍射图谱可以测定碳材料的002衍射峰，结晶度采用Segal经验方程计算：

式（1）中：CrI、I002、IAmorph分别为结晶度、（002）晶格2θ=22°衍射强度和无定型区2θ=18°衍射强度。

1.4.3 主要力学性能检测

固化后的TE-F树脂，拉伸强度依据国家标准GB/T —2006进行，在微机控制电子万能试验机WDW-20上完成；冲击强度参考国家标准GB/T 1843—2008进行，在冲击试验机XJJ-50上执行；主要力学性能每组检测试样不少于5个。

1.4.4 电学性能检测

固化后的TE-F树脂，体积电阻按照国家标准GB/T 1410—2006进行，将直径100 mm、厚度8～10 mm的圆盘置于PC68型数字高阻计与绝缘测试电阻箱里完成；介电常数按照国家标准GB/T 1693—2007进行，用测试夹具平整固定直径25～27 mm、厚度3～5 mm的圆盘试样，通过WY2851DQ仪表完成。

1.4.5 表面润湿性能表征

固化后的TE-F树脂，表面润湿性通过十六烷和水与树脂表面的接触角来进行表征，实验环境温度在(25±5)℃，相对湿度为（60±5）%。在OCA15视频光学接触角测定仪上进行，每次测量的液滴为4 μL，选取3个试样，每个试样每个面至少选取10个点，计算接触角平均值为树脂润湿特性值。

1.4.6 热重分析表征

采用TGA1热重分析仪分析TE-F树脂在不同温度下的质量变化及最后的残炭量。先取10 mg树脂粉末置于测试专用的坩埚内，放入热分析仪中，设置好试验参数，保护气氛为氮气，测试温度为40～1 200 ℃，升温速率为5 ℃/min。

2 结果与分析

2.1 TE-F树脂的宏观形貌特征

从图3（a）中可以看到，该树脂未固化的溶液呈棕褐色，溶液中零星分布米粒大小的深褐色块状，用格式管粘度计测量未固化的TE-F树脂的粘度为2.5 s，粘度较大，轻轻晃动烧杯，未固化的树脂非常缓慢蠕动。试验过程中发现，如果栲胶加入的量较多，则树脂中可见有较多未反应的栲胶粉末（未固化树脂溶液中的块状物）；如果糠醇加入量较多，则糠醇在缩聚时放热较多，易造成安全隐患[13-15]；因此试验通过优选法发现栲胶与糠醇的比例为1:3时，对后续反应效果最好。在对甲苯磺酸的磺酸根作用下缩合单宁发生水解，空间位阻减小，与糠醇发生反应更加容易固化[15]，因此对甲苯磺酸添加量对树脂性能影响也比较大；若对甲苯磺酸加入较少，则会影响缩合单宁和糠醇不能完全反应；若对甲苯磺酸加入量较多，在酸性条件中，树脂缩聚速度加快，树脂反应过程中的水来不急旋蒸出去，当树脂固化时产生过多的水蒸气而排出，则树脂成品中产生大量孔洞，影响树脂的外观和力学性能。图3（b）为按照栲胶、糠醇和对甲苯磺酸合理比例试制的外观较好的固化树脂样品，样品为深黑褐色，表面光滑，无明显气孔和裂痕，硬度大。图3（c）为栲胶、糠醇和对甲苯磺酸添加量不合理而获得外观较差的固化树脂样品，表面明显凹凸不平，内部有大量的不规则孔洞，质地较脆，用手指轻按压便塌陷，强度较差。

图3 TE-F树脂的外观Fig.3 The appearance of TE-F resin

2.2 TE-F树脂的微观形貌特征