高碳酚醛树脂及其复合材料的炭化性能演变

碳纤维增强酚醛树脂基复合材料是制备C/C复合材料的前驱体,但是目前所应用的酚醛树脂残炭率较低,浸渍炭化周期过长,工艺成本过高,限制了C/C复合材料在民用领域的大规模应用。因此,研究新型的高碳酚醛树脂及其作为基体的复合材料在炭化过程中的性能演变情况,可以有效促进酚醛树脂在C/C复合材料生产中的应用。本文探究了高碳酚醛树脂及其复合材料的炭化性能,研究了高碳酚醛树脂的结构、固化、耐热性,对高碳酚醛树脂及其碳纤维增强复合材料的炭化后性能进行了研究。研究结果表明:高碳酚醛树脂具有较普通酚醛树脂更高的残炭率;当炭化温度过高时,会出现无规则的非晶态的碳颗粒,影响材料的有序性、显气孔率等。在1000℃下炭化,会得到较为优异的孔隙率,利于后续制备工艺的进行。

模压高碳酚醛树脂基烧蚀复合材料制备与成型

采用常规性能分析、傅里叶变换红外光谱分析、差示扫描量热分析、热重分析、凝胶渗透色谱分析等对模压高碳酚醛树脂进行表征,通过模压成型分别制备了碳纤维和高硅氧纤维增强模压高碳酚醛树脂复合材料,测试了不同成型压力下两种复合材料的力学性能和耐烧蚀性能,最后通过超声无损检测方法对复合材料密实度进行表征。结果表明,模压高碳酚醛树脂苯环上以邻位取代为主,其游离酚和游离醛含量较低,180℃的凝胶时间低于50 s,适用于较高温度下的快速模压成型工艺;该树脂分子量小,对纤维的浸润性好,适宜的固化温度为(190±5)℃,900℃的残炭率可达67.13%。随成型压力增加,碳纤维和高硅氧纤维增强复合材料的拉伸和弯曲性能均逐渐提高,但当成型压力大于45 MPa后,增加趋势变缓;当成型压力为45 MPa时,两种复合材料具有最好的耐烧蚀性能,其中碳纤维增强复合材料的线烧蚀率和质量烧蚀率分别为0.006 8 mm/s和0.055 9 g/s,高硅氧纤维增强复合材料的线烧蚀率和质量烧蚀率分别为0.116 4 mm/s和0.070 8 g/s。通过超声无损检测方法可以初步判断碳纤维增强复合材料的密实度。

华东理工大学推出高碳酚醛树脂

华东理工大学材料科学研究所开发研制的新型高碳酚醛树脂,最近通过专家鉴定。 该新型高碳酚醛树脂综合性能优良,尤其是在复合材料成型工艺温度下粘度稳定,聚合速度稳定,特别适合新一代热防护复合材料成型工艺。该研究所已建立10t/a中试生产线。这种树脂耐热性能优良,可作为汽车、火车。