酚醛树脂炭含量对炭纸组织结构和性能的影响

摘要

对预制PAN基炭纤维纸进行树脂浸渍、模压和高温热处理,制备燃料电池用炭纸。借助SEM和XRD等技术研究了炭纸的微观结构和石墨化度。分别用压差法、四探针电阻法和拉伸测试测得炭纸的透气率、面电阻率和拉伸强度。结果表明:增加PF树脂炭含量可以提高炭纸的体积密度和拉伸强度,但导致透气性能下降。树脂炭含量的增加也有助于炭纸形成发达的三维网络状结构,炭纸的导电性能得到改善,炭纸整体石墨化趋势有一定的加强。当PF树脂炭含量为54%时,炭纸透气率为2050mL·mm/(cm2·h·mmAq),密度为0.48g/cm3,面电阻率21.1mΩ·cm,石墨化度58%,抗拉强度达到15MPa,基本满足炭纸的应用要求。