MICRO-PHASE SAEPARATION IN EPOXY RESIN WATERBORNE PARTICLES DURING CURING PROCESS

Sub-micron sized phenolic epoxy resin waterborne particles were prepared by phase inversion emulsification. Micro-phase separation occurred during the curing process at high temperature. The as-prepared samples possessed one glass transition temperature （Tg） and two exothermal processes during DSC heating scannings. After being thermally treated above the exothermal peak temperature, they possessed two glass transition temperatures with the disappearance of exothermal peaks, whilst a core/shell structure was formed. This was likely related with the outward diffusion of reactive oligomers to the outer layer of particles.

二次喷雾造粒法制备石榴结构硅碳负极材料

为进一步优化多孔类核壳结构硅碳负极材料的制备方法,通过“两步喷雾造粒、一步碳化成型”法制备出了具有石榴结构状的锂离子电池硅碳负极材料。采用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、扫描电子显微镜(scanning electron microsope,SEM)和热重分析(thermogravimetric analysis,TGA)等方法对材料的物理性质进行了表征。为提升复合材料的导电性与结构稳定性,提升其充放电性能,将碳纳米管(canbon nano tube,CNT)导电剂与鳞片石墨与复合材料进行了复合,得到了Si@Pore-C/CNT/G@C复合材料。该材料在0.1 C的电流密度下,在50次充放电循环后具有高达95.6%的容量保持率,并且在经过97次较长循环后仍具有82.8%的容量保持率。所提出的制备方式简单高效,具有量产的潜力,无需使用酸碱刻蚀或其他牺牲模板,是一种绿色、高效的制备方案。

建筑用改性双酚A型环氧树脂结构胶的制备及性能研究

针对目前装配式建筑采用的环氧树脂粘结剂其弹性模量低、脆性大的缺点,通过在环氧树脂结构胶中添加纳米碳酸钙和硅微粉,并对改性后环氧树脂结构胶抗拉、抗压、流淌性能进行了试验研究。试验结果表明,低掺量的纳米碳酸钙可以显著地改善其抗拉性能,而高掺量的纳米碳酸钙对结构胶拉伸强度改善作用不大;硅微粉能够提升建筑用改性环氧树脂结构胶抗压强度,当结构胶位移小于3 mm时,5%的硅微粉掺量比3%的硅微粉掺量的结构胶抗压强度高。当结构胶位移大于3 mm时,5%的硅微粉掺量比3%的硅微粉掺量的结构胶抗压强度低;当水泥∶纳米碳酸钙∶硅微粉=17∶10∶3.2时,改性后环氧树脂结构胶无流淌;改性后的环氧树脂结构胶具有良好力学性能,适用于建筑结构植筋、砼孔洞、裂缝、蜂窝露筋等损坏修补修复。

酚醛基活性炭纤维孔结构及其电化学性能研究

利用水蒸汽活化法制备了酚醛基活性炭纤维(ACF-H2O),对其比表面积、孔结构与在LiClO4/PC(聚碳酸丙烯酯)有机电解液中的电容性能之间的关系进行了探讨.用N2(77K)吸附法测定活性炭纤维的孔结构和比表面积,用恒流充放电法和交流阻抗技术测量双电层电容器(EDLC)的电容量及内部阻抗.研究表明,在LiClO4/PC有机电解液中,ACF-H2O电极的可用孔径(d)应在0.7nm以上.随着活化时间的延长,ACF-H2O的孔容和比表面不断增大,但微孔(0.7nm<d<2.0nm)和中孔(d>2.0nm)率变化很小,活化过程中孔的延伸和拓宽同步进行,但过度活化则造成孔壁塌陷,孔容和比表面迅速下降.因此,除活化过度的样品外,电容量随比表面积呈线性增长,最高达到109.6F·g-1.但中孔和微孔的孔表面对电容的贡献不同,其单位面积电容分别为8.44μF·cm-2和4.29μF·cm-2,中孔具有更高的表面利用率.ACF-H2O电极的电容量、阻抗特性和孔结构密切相关.随着孔径的增大,时间常数减小,电解液离子更易于向孔内快速迁移,阻抗降低,电极具有更好的充放电倍率特性.因此,提高孔径和比表面积,减少超微孔(d<0.7nm),是提高EDLC能量密度和功率密度的重要途径.然而仅采用水蒸汽活化,只能在小中孔以下的孔径范围内进行调孔,ACF-H2O电极电容性能的提高受限.

氧化钴溶胶复合酚醛树脂的热解碳结构变化

以乙醇为介质将制备的氧化钴溶胶与酚醛树脂进行复合,经固化后在埋炭条件下炭化处理,制备热解碳。借助场发射扫描电镜、高分辨率透射电镜、X射线衍射仪等手段对热解碳的晶体结构、显微结构进行了分析表征。结果表明:氧化钴溶胶粒子在酚醛树脂中以纳米尺寸均匀分散,复合树脂热解过程中氧化钴被还原为单质钴,从而对树脂热解过程起到了催化作用,使其由无定形玻璃态碳部分转变为石墨化碳。对热解碳的显微结构分析表明,热解碳中有大量的碳纳米管生成,其含量、形貌与氧化钴溶胶掺杂量有关。

炭化温度对酚醛树脂基活性炭孔结构及电化学性能的影响研究

以酚醛树脂为炭前驱体,KOH作活化剂,通过调节炭化温度在相同活化条件下制备了具有不同孔隙结构的活性炭材料。N2吸附测试表明随着炭化温度降低,活性炭材料比表面积先增大后减小,孔容则不断增大。其中,550℃炭化样品与KOH反应活性最佳,可制得比表面积为2983m2/g,总孔容为1.58cm3/g,中孔孔容达到0.59cm3/g的活性炭材料。采用直流充放电法、交流阻抗法和循环伏安法测定以上述多孔炭为电极材料的双电层电容器的电化学性能,结果表明,PF550活性炭材料电容性能最佳,在有机电解液中100mA/g充放电时,比电容达到160F/g,电流密度增大50倍容量保持率达到82%,显示出良好的功率特性;活性炭材料中存在一定比例的中孔不仅可以改善电极材料的功率特性,而且可以提高微孔的利用率。

纳米孔径酚醛树脂基泡沫碳前驱体的隔热性能

文摘采用热塑性酚醛树脂为原料,通过液相低压发泡工艺制备得到具有纳米孔径的酚醛树脂基泡沫碳前驱体。研究了前驱体的隔热机理和纳米孔径结构对热导率的改善以及材料的热导率随体积密度和测试温度的变化规律。结果表明,由于具有均匀分布的纳米孔径结构,前驱体的隔热性得到改善和提高。前驱体的热导率随体积密度的增大存在一个最佳密度点,此时热导率取得极小值。200℃以前,前驱体的热导率随测试温度的升高先增后减,200℃以后热导率变化甚少,高密度的前驱体出现极大值拐点的温度比低密度前驱体延缓20℃。

固化和炭化条件对酚醛树脂基球形活性炭机械强度与吸附性能的影响

讨论了不同固化温度、固化时间以及炭化升温速率对酚醛树脂基球形活性炭机械强度与吸附性能的影响。结果表明，随着固化温度的升高，酚醛树脂基球形活性炭的机械强度先升后降，吸附能力先降后升。随着固化时间的延长，其机械强度增大，吸附能力下降。随着炭化升温速率的上升，机械强度下降。

酚醛树脂基玻璃炭制备机理及结构的研究进展

玻璃炭作为一种特殊炭材料已广泛应用于许多领域,其制备、性质、应用以及基本结构的研究已经取得了很大的进展,已有的研究结果表明酚醛树脂基玻璃炭是一种典型的非石墨化炭材料,由sp2杂化态碳原子和 sp3杂化态碳原子组成,且在其类富勒烯结构中存在五元环和七元环。本文着重介绍了热分析和红外光谱在酚醛树脂热解过程的机理研究方面的应用,讨论了酚醛树脂的热解化学及机理,详述了X射线衍射、Raman光谱和高分辨率透射电子显微镜对酚醛树脂基玻璃炭微观结构表征方面的进展。

活化温度对超级电容器用酚醛树脂基活性炭电化学性能的影响

以水溶性酚醛树脂为原料,采用KOH活化法制备超级电容器用高比表面活性炭(AC)。考察活化温度所引起活性炭的孔隙结构变化,进一步分析其对超级电容器电化学性能的影响。实验结果显示,在650℃所制得活性炭(AC650)具有最大比表面积和最小的微孔比率;然而在700℃所制得活性炭(AC700)和750℃所制得活性炭(AC750)呈现微孔特征。电化学阻抗谱(EIS)揭示由于AC700和AC750的微孔相互贯通,使得它们的导电性和离子迁移阻力均优于AC650。此外,倍率充放电性能和1 000次循环测试也表明AC650的电化学性能是由其自身导电性和电解液离子迁移阻力所决定。

酚醛树脂基玻璃炭结构的显微激光喇曼光谱研究

采用显微激光喇曼光谱,考察了以热固性酚醛树脂为原料制备玻璃炭过程中碳结构的变化特征,通过对样品的喇曼光谱图进行分析,详细讨论了炭化温度对玻璃炭结构的影响。结果表明,773 K以上制备的样品其一级喇曼光谱D线波数在1346 cm-1~1354 cm-1之间,G线在1591 cm-1~1599 cm-1之间,且根据二者的积分强度比计算得到样品的无序度R值随温度升高而减小;同时利用T u instra-K oen ing经验式计算得到样品中石墨微晶的大小,是随温度升高而从1.86 nm增加到3.28 nm;说明随炭化温度的升高有利于玻璃炭结构无序度的减小,以及微晶尺寸的增大;进一步分析发现,在773 K^973K间是炭化发生最快的阶段,而1173 K^1373 K和1573 K^1773 K温度区间则是玻璃炭结构转变较快的阶段。

炭化温度对木质陶瓷性能和结构的影响

以烟杆和热固性酚醛树脂为原料制备了木质陶瓷,研究了炭化温度对木质陶瓷失重率、体积收缩率、表观密度、开口气孔率和体积电阻率的影响,并通过扫描电镜、激光喇曼光谱和X射线衍射技术对木质陶瓷的微观结构进行了表征与研究。结果表明,木质陶瓷是一种由烟杆生成的无定形炭和酚醛树脂生成的玻璃炭组成的多孔复合炭材料;炭化温度越高,失重率和体积收缩率越大,体积电阻率越小,表观密度和开口气孔率则在973K出现转折点;炭化温度的升高使木质陶瓷中石墨微晶平均层间距d002减小,堆积厚度Lc增加,微晶直径La在973K之后增加;而木质陶瓷的激光喇曼谱图中只出现表征无序结构的D线和表征石墨结构的G线,并且表征无序化度的R值随着炭化温度的升高以973K为分界点先增加后减小;试样在973K之前主要是进行热解反应,之后则是木质陶瓷结构的重排及有序化过程。

新型改性剂对酚醛树脂成碳性能影响的研究

研究了DA改性剂的种类、用量对酚醛树脂残碳率的影响 ,并用扫描电镜观察和分析了改性酚醛树脂的成碳结构。结果表明 :DA改性剂可明显提高热固性酚醛和热塑性酚醛树脂的残碳率 ,其中DA1改性剂效果最好 ,用量为 0 .1% (质量分数 )时可将树脂残碳率提高 7%～ 8% ,而且DA1改性剂可明显改善树脂成碳结构。

热解温度对酚醛树脂焦的微观结构和还原No反应性的影响

利用傅立叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和Raman光谱研究了热解温度(500～900℃)对酚醛树脂焦炭微观结构的影响。使用热重分析仪(TGA)研究了酚醛树脂焦还原NO的反应性。结果表明,随着热解温度升高,苯环、酚羟基、脂肪亚甲基等官能团含量降低。衍射实验表明存在(002)峰、(10)峰和(11)峰。随着热解温度升高,焦炭微晶尺寸增大,微晶结构逐渐趋向有序。酚醛树脂焦的Raman光谱分析与XRD分析存在较好的关联性。反应性实验表明焦炭还原NO的反应性没有随热解温度呈现规律性的变化。

Ni(NO_3)_2催化酚醛树脂的炭化结构特性及其力学性能（英文）

在酚醛树脂中添加Ni(NO_3)_2,逐步固化、高温炭化后,用X射线衍射、扫描电镜和透射电镜观察表征树脂高温炭化显微结构,并测试树脂炭的抗折强度、弹性模量和断裂能来分析其力学性能。显微结构观察表明:添加质量分数5%的Ni(NO_3)_2会在酚醛树脂炭化结构中生成体积分数约2%的纳米炭纤维,纳米炭纤维交错排布;由于酚醛树脂热解产生的含碳小分子气体成分复杂,在树脂玻璃炭出现了炭纳米纤维与碳纳米管接替生长的现象。力学性能测试结果表明:树脂玻璃炭中原位生成的纳米炭纤维与树脂炭基体有一定的结合强度,能提高树脂玻璃炭的抗折强度、弹性模量;可显著提高树脂炭的断裂能,增强其抗拉强度和断裂韧性。

甲醇气相羰基化新型镍催化剂的研究 Ⅰ.酚醛树脂基活性炭负载镍催化剂的制备

制备了酚醛树脂基活性炭 (PHAC)负载镍型催化剂 ,研究了催化剂制备条件对催化活性的影响 ,结果表明催化剂还原温度、镍的负载量、酚醛树脂的炭化升温速率对催化剂活性影响较大 ,在还原时间 1h ,还原温度 6 2 3K ,固化剂加量、填料加量、发泡剂加量分别占酚醛树脂质量分数的 16 %、15 %、8% ,固化温度 4 2 3K ,炭化温度 873K ,镍负载量 7%的条件下 ,炭化升温速率为 4K/min时 ,制得的催化剂活性最高。羰基化产物总收率可达到 5 4 1% ,甲醇转化率可达93 8%。

有机高分子树脂碳化过程中结构基团的变化

用红外光谱法对不同温度下处理的酚醛和聚苯乙烯阳离子交换树脂碳化产物的结构基团进行了测试分析。实验结果表明 ,酚醛树脂苯环上的氢虽然在碳化过程中不断减少 ,但经 10 0 0℃碳化处理后仍有少量氢联接在苯环结构上 ,主要以单个或两个相邻的形式存在苯环之中 ,多氢相邻形式较少。在碳化过程中 ,聚苯乙烯阳离子交换树脂的苯环结构和烯烃基团比磺酸基团稳定。两种树脂中的苯环结构均随着碳化处理温度的升高逐渐形成多苯稠环结构。在 10 0 0℃下碳化处理时 ,苯环之间相互连接成多苯稠环结构的速度比较缓慢。特别是聚苯乙烯阳离子交换树脂的苯环结构基团变化也较缓慢 。

分层接结三维机织预制体增强酚醛树脂基材料的摩擦性能

为克服短切纤维和二维碳布增强预制体结构强度低的缺点,分别设计并制备了浅交弯联和深交联2种分层接结三维机织碳纤维预制体增强酚醛树脂基复合材料,并以相同复合工艺制备了短切碳纤维增强酚醛树脂基复合材料。测试碳纤维/酚醛树脂复合材料的摩擦性能,并通过观察3种复合材料的磨损表面和磨屑的微观形貌,探讨了其摩擦机制。结果表明:短切纤维复合材料的摩擦因数和磨损率最高,深交联的摩擦因数和磨损率最低,浅交弯联的居中。分层接结三维机织结构预制体具有优良的力学性能和整体性,会使复合材料在摩擦过程中减少磨屑与磨损,保持稳定的摩擦因数,从而使复合材料具有良好的摩擦性能。

嵌段共聚物对树脂基多孔炭电化学性能的影响

以间苯二酚(R)、甲醛(F)为原料,盐酸作催化剂,通过添加嵌段共聚物F127作致孔剂,利用溶液协同自组装和炭化处理制备多孔炭材料。采用扫描电镜、透射电镜和N2吸附分析不同F127加入量制得的多孔炭材料的形貌和孔隙结构,并利用直流充放电、交流阻抗技术和循环伏安法测定以上述多孔炭材料为电极的双电层电容器(EDLC)的电化学性能。结果表明:酸催化下的酚醛树脂基体网络结构在炭化过程中较好地保留了F127形成的微相结构,不同F127加入量制得的多孔炭材料比表面积在640～700 m2/g。F127/R为1.3时制得的多孔炭材料比表面积为701.2 m2/g,孔容为0.54cm3/g,其中中孔孔容0.362 cm3/g,中孔率达67.04%;在30%KOH电解质溶液中低电流密度(1 mA/cm2)充放电时的比电容为165 F/g,电流密度增大20倍,容量保持率为95%,经过5 000次循环,容量保持率达94%以上,具有良好的大电流充放电性能和循环性能。

酚醛树脂基球形活性炭对苯蒸气动态吸脱附性能的研究

采用热重法研究了酚醛树脂基球形活性炭（PHSAC）对苯蒸气的动态吸脱附性能。结果表明PHSAC对苯蒸气有良好的吸脱附性能，其动力学曲线可分为三部分随着比表面积的增大和吸附温度的降低，苯蒸气平衡吸附量增加。再生后，吸脱附性能没有明显变化。