改性树脂炭的石墨化及应用进展

树脂炭具有良好的力学、电学以及热物理性能,是广泛应用于航空、航天、能源等领域的结构功能一体化材料。树脂固有的分子结构特性导致树脂炭难石墨化,限制了树脂炭的广泛应用。本文综述了近年来改性树脂炭石墨化及应用的研究进展,系统介绍了催化剂、碳纳米材料、易石墨化共炭化剂三类树脂改性剂,可提高树脂炭的石墨化炭含量并降低其石墨化温度。其中催化剂和碳纳米材料改性剂方面的研究较多,催化剂改性剂在较低温度下(低于1400℃)便能使树脂炭的石墨化度达74%,而碳纳米材料改性剂需要在2000℃以上才能较明显地提高树脂炭的石墨化度。相比前两种改性剂,易石墨化的共炭化改性剂不仅能提高树脂炭的石墨化度,还能提高树脂的残炭率。在应用方面,提高树脂炭的石墨化度能提高炭/炭复合材料的导热和导电性能,也能提高超级电容器材料和二次电池电极材料的导电性能、倍率性能和功率密度。最后探讨了改性树脂炭的石墨化及应用面临的挑战和发展方向。