具有可控纳米多孔结构的酚醛树脂规模化制备、性能和应用

【作者】 赵彤； 王晓鹏； 罗振华； 李昊； 陈凤华；

【机构】 中国科学院化学研究所；

【摘要】 轻质化是未来热防护功能复合材料的发展趋势,目前主要通过加入空心微珠的方法制备低密度防热复合材料,降低树脂的本征密度实现其复合材料轻质化是非常值得探索的解决方案。目前热防护领域应用最成熟的酚醛树脂固化物密度较高,约为1.26g/cm~3。本文利用酚醛组分与成孔剂组分之间的反应诱导相分离及成孔剂分解逸出的方案,研制了可原位形成纳米孔的低密度、低热导率的高性能酚醛树脂。研究结果表明,通过调控成孔剂组成、用量及酚醛组分反应活性可以调控该树脂的相分离行为,从而调控其碳化物的孔隙率、孔径大小和分布,进一步调控其密度、热导率和压缩强度。结果表明,碳化后树脂的密度约为0.80g/cm~3,其热导率较传统酚醛降低约35%,且压缩强度较传统酚醛提高约6倍。SEM分析表明,该树脂中形成了约100nm的孔,并与酚醛组分形成了双连续分布,该结构赋予材料轻质、隔热、高强的特点。该树脂工艺性能优良,易于规模化制备,已实现50Kg/批的制备,其复合材料力学性能和防隔热性能优良。更多还原