酚醛树脂裂解行为研究开题报告

 2020-02-10 11:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

随着航空航天、冶金、化工、军事等高新技术的飞速发展,越来越多的材料被应用于高速、高温、高压、高腐蚀等。因此,材料和工件需要更严格的性能。包括合成树脂在内的有机高分子材料广泛应用于许多领域。[1]酚醛树脂是 1907年合成的第一种热固性树脂。它已被证明具有许多良好的性能,包括耐热,耐腐蚀,磨损,优良的力学性能。[2]然而,与其他聚合物材料相似,普通酚醛树脂由于受分子结构的限制,热稳定性和残炭率较低,限制了其应用领域的拓展。众所周知,剧烈的热解会导致聚巯基结构的解体,进而导致树脂基及其复合材料的失效。树脂基体在烧蚀过程中经历分解、碳化和石墨化,其宏观和微观结构、形貌经历很大变化。[3]目前国内对酚醛树脂及其它新型树脂基体的热分解、碳化行为还缺乏系统的研究方法,也不清楚树脂的哪些参数和特征与使用性能直接相关,一定程度上阻碍了新型烧蚀材料的研制与应用。而基体树脂合成和改性的基本原则是力学性能好、脆性小和残碳率高,工艺要求是粘度低。碳化工艺设计的原则是在基体树脂发生剧烈的热解反应温度区间内降低升温速率, 尽可能减少体积变化和热应力相互作用而引起的 C/C 复合材料的缺陷 , 所以碳前驱体的热解特征的研究是碳化工艺设计的研究重点。[4,5]

酚醛树脂是使用较广的一类高温热防护材料,作为三大树脂基体之一,因其阻燃、耐高温、残炭率高有着广泛的应用。[6]酚醛树脂是目前广泛使用烧蚀材料基体,酚醛树脂以其优良的瞬时耐高温烧蚀性能成为空间飞行器、导弹、火箭等热防护材料首选的基体树脂。 [7,8]由于酚醛树脂转化而成的树脂炭对环境污染小,粘度相对于沥青较低,易于渗透纤维,成炭强度大、硬度大,现已有越来越多的酚醛树脂通过转化为树脂基体炭,而用于制备C/C复合材料。

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