酚醛树脂泡沫炭结构与性能控制的研究

摘要

以自制甲阶酚醛树脂为原料,通过发泡法制备泡沫炭,考察了发泡和炭化条件对泡沫炭的微观结构、晶体结构、机械强度的影响.结果表明,酚醛树脂泡沫应在200℃-650℃之间应采用较慢的升温速率进行炭化;借助XRD分析发现,炭化条件下所得泡沫炭主要以无定形炭存在;表面活性剂吐温80用量主要影响泡沫炭中泡孔的分布均匀性,发泡剂正已烷用量对泡沫炭的泡孔数量及孔径影响较大,而固化剂盐酸用量则对泡孔的孔径影响较大.在三者匹配较好的情况下,可获得表观密度低而抗压强度高的泡沫炭材料.较佳泡沫炭的制备工艺为:固化剂用量、表面活性剂和发泡剂用量分别为甲阶树脂质量的3％(Wt/Wt)、6％(Wt/Wt)和6％(Wt/Wt),此条件下所得泡沫炭的泡孔孔径在50μm-150μm之间,孔泡结构规整、孔壁较薄,其表观密度为0.276g/cm3,抗压强度为13.5MPa,是一种密度较低而抗压强度较高的泡沫炭材料.