酚醛树脂基多孔炭材料制备的研究

酚醛树脂的应用

酚醛树脂的发展概述 侯远东 （河北化工医药职业技术学院，方兴路88号 050026） 摘要：酚醛树脂也叫电木，又称电木粉。是最古老的合成树脂，因其具有较高的机械强度，耐热性好，难燃、低毒、低发烟，可与其它多聚物共混，实现高性能化。本文主要介绍酚醛树脂的生产销售状况、发展趋势。 关键字：酚醛树脂发展趋势生产销售 产品介绍 酚类化合物与醛类化合物缩聚而得的树脂为酚醛树脂。其中以苯酚和甲醛缩聚而得的酚醛 树脂最为重要。 酚醛树脂综合性能优良，是一种人工合成的最古老树脂，拥有近百年的使用历史。早在1872年德国化学家拜耳（A,Baeyer）首先发现了酚和醛在酸的存在下反应可以得到结晶的产物，但当时没有对其开展研究。接着化学家克莱堡（W,Kleeberg,1891）和史密斯(A,Smith,1899) 对这个反应进行了研究。进入20世纪，1902年布卢默（B.Blumer）合成了第一个商业化酚醛 树脂，命名为Laccain 。然而直到1905～1907，被称为酚醛树脂创始人的美国化学家巴克兰（L.H.Baekeland）才对酚醛树脂进行了系统而广泛的研究，并于1907年申请了关于酚醛树脂“加压、加热”固化的专利，而且于1910年10月10日成立了Bakelite公司。巴克兰的功绩 不仅首次合成了交联的聚合物，而且发现了树脂的模压过程，实现了酚醛树脂的实用化，这对 酚醛树脂的生产和应用起了很重大的作用。因此此年（1910年）定为酚醛树脂元年（或者合成高分子元年），巴克兰被成为酚醛树脂之父【1】。 由于酚醛树脂原料易得，价格低廉，生产工艺和设备简单，而且制品具有优异的机械性能、耐热性、耐寒性、电绝缘性、尺寸稳定性、成型加工性、阻燃性及低烟雾性，因此其成为工业 部门不可缺少的材料，具有广泛的用途[2]。 酚醛树脂的性质 （1）物理性质 物理性质：固体酚醛树脂为黄色、透明、无定形块状物质，因含有游离酚而呈微红色，市 场销售往往加着色剂而呈红、黄、黑、绿、棕、蓝等颜色，比重1.25~1.30。液体酚醛树脂为 黄色、深棕色液体。因选用催化剂的不同，可分为热固性和热塑性两类。

炭炭复合材料

1 C/C复合材料概述 炭/炭复合材料(C/C)是由炭纤维及其制品(炭毡或炭布)增强的炭纤维复合材料。C/C的组成元素只有一个，即碳元素，因而C/C具有许多炭和石墨材料的优点，如密度低(石墨的理论密度为2.2 g/cm3)和优异的热性能，即高的导热性、低热膨胀系数以及对热冲击不敏感等特性。作为新型结构材料，C/C还具有优异的力学性能，如高温下的高强度和模量，尤其是其随温度的升高，强度不但不降低，反而升高的特性以及高断裂韧性、低蠕变等性能。这些特性，使C/C复合材料成为目前唯一可用于高温达2800 ℃的高温复合材料。C/C复合材料自上世纪60年代问世以来，在航空航天、核能、军事以及许多民用工业领域受到极大关注，并得到迅速发展和广泛应用。 1.1 C/C复合材料的性能特点 (1) 物理性能 C/C复合材料在高温热处理后的化学成分，碳元素高于99%，像石墨一样，具有耐酸、碱和盐的化学稳定性。其比热容大，热导率随石墨化程度的提高而增大，线膨胀系数随石墨化程度的提高而降低等。 (2) 力学性能 C/C复合材料的力学性能主要取决于炭纤维的种类、取向、含量和制备工艺等。单向增强的C/C复合材料，沿炭纤维长度方向的力学性能比垂直方向高出几十倍。C/C复合材料的高强高模特性来自炭纤维，随着温度的升高，C/C复合材料的强度不仅不会降低，而且比室温下的强度还要高。一般的C/C复合材料的拉伸强度大于270 MPa，单向高强度C/C复合材料可达700 MPa以上。在1000 ℃以上，强度最低的C/C复合材料的比强度也较耐热合金和陶瓷材料的高。 C/C复合材料的断裂韧性与传统的炭材料相比，有极大的提高，其破坏方式是逐渐破坏，而不是突然破坏，因为基体炭的断裂应力和断裂应变低于炭纤维。经表面处理的炭纤维与基体炭之间的化学键与机械键结合强度强，拉伸应力引起基体中的裂纹扩展越过纤维/基体界面，使纤维断裂，形成脆性断裂。而未经表面处理的炭纤维与基体炭之间结合强度低，C/C复合材料受载一旦超过基体断裂应变，基体裂纹在界面会引起基体与纤维脱粘，裂纹尖端的能量消耗在炭纤维的

(整理)CC复合材料的制备及方法.

C/C复合材料的制备及方法 地点：山西大同大学炭研究所 时间：5.31——6.3 学习内容： 一、C/C复合材料简述 C/C复合材料是以碳纤维及其织物为增强材料，以碳为基体，通过加工处理和碳化处理制成的全碳质复合材料。 优点：抗热冲击和抗热诱导能力极强，具有一定的化学惰性，高温形状稳定，升华温度高，烧蚀凹陷低，在高温条件下的强度和刚度可保持不变，抗辐射，易加工和制造，重量轻。 缺点：非轴向力学性能差，破坏应变低，空洞含量高，纤维与基体结合差，抗氧化性能差，制造加工周期长，设计方法复杂。 二、C/C复合材料的成型技术 化学气相沉积法 气相沉积法（CVD法）：将碳氢化合物，如甲烷、丙烷、液化天然气等通入预制体，并使其分解，析出的碳沉积在预制体中。 技术关键：热分解的碳均匀沉积到预制体中。 影响因素：预制体的性质、气源和载气、温度和压力都将影响过程的效率、沉积碳基体的性能及均匀性。 工艺方法：温度梯度法 温度梯度法 工艺方法：将感应线圈和感应器的几何形状做得与预制体相同。接近

感应器的预制体外表面是温度最高的区域，碳的沉积由此开始，向径向发展。 温度梯度法的设备如下图：

三、预制体的制备 碳纤维预制体是根据结构工况和形状要求，编织而成的具有大量空隙的织物。 二维编织物：面内各向性能好，但层间和垂直面方向性能差；如制备的氧化石墨烯和石墨烯 三维编织物：改善层间和垂直面方向性能；如热解炭 四、C/C的基体的获得 C/C的基体材料主要有热解碳和浸渍碳两种。 热解碳的前驱体：主要有甲烷、乙烷、丙烷、丙烯和乙烯以及低分子芳烃等；大同大学炭研究所使用的是液化天燃气。 浸渍碳的前驱体：主要有沥青和树脂 五、预制体和碳基体的复合 碳纤维编织预制体是空虚的，需向内渗碳使其致密化，以实现预制体和碳基体的复合。 渗碳方法：化学气相沉积法。 基本要求：基体的先驱体与预制体的特性相一致，以确保得到高致密和高强度的C/C复合材料。 化学气相沉积法制备工艺流程： 碳纤维预制体→通入C、H化合物气体→加热分解、沉积→C/C复合材料。 六、碳碳复合材料的机械加工和检测 可以用一般石墨材料的机械加工方法，对C/C制品进行加工。对C/C

【CN110004760A】复合乳化剂、酚醛树脂水乳液及纸基摩擦材料的生产工艺【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910112513.4 (22)申请日 2019.02.13 (71)申请人 浙江杭摩合成材料股份有限公司 地址 313300 浙江省湖州市安吉天子湖现 代工业园 (72)发明人 王海龙　刘明钊　吴忆彤　姜松建　 孟付良　周大鹏　沈晓音　 (74)专利代理机构 杭州天勤知识产权代理有限 公司 33224 代理人 沈自军 (51)Int.Cl. D21F 11/00(2006.01) D21H 13/40(2006.01) D21H 17/63(2006.01) D21H 17/67(2006.01) D21H 21/14(2006.01) (54)发明名称 复合乳化剂、酚醛树脂水乳液及纸基摩擦材 料的生产工艺 (57)摘要 本发明公开一种复合乳化剂、酚醛树脂水乳 液及纸基摩擦材料的生产工艺，所述复合乳化剂 以水为溶剂，含有酪蛋白酸盐、 尿素和吐温。本发明复合乳化剂可以将酚醛树脂分散在水中，乳液 长时间静置不会分层，可以很好地与纸基摩擦材 料的其它原料混合，因整个工艺过程没有使用有 机溶剂，减少了环境污染，另外缩短了工艺流程， 降低了生产成本。权利要求书1页 说明书4页 附图1页CN 110004760 A 2019.07.12 C N 110004760 A

权　利　要　求　书1/1页CN 110004760 A 1.一种用于分散酚醛树脂的复合乳化剂，其特征在于，以水为溶剂，含有酪蛋白酸盐、尿素和吐温。 2.如权利要求1所述的复合乳化剂，其特征在于，以重量份计，所述复合乳化剂包括：5-10重量份的酪蛋白酸盐、5-10重量份的尿素、5-10重量份的吐温。 3.一种酚醛树脂水乳液，其特征在于，由酚醛树脂、如权利要求1所述的复合乳化剂以及水混合均匀后，乳化制成。 4.如权利要求3所述的酚醛树脂水乳液，其特征在于，所述酚醛树脂的质量百分数为40％-60％。 5.如权利要求3所述的酚醛树脂水乳液，其特征在于，以重量份计，包括50-60重量份酚醛树脂、10-15重量份复合乳化剂、30-40重量份水，100重量份复合乳化剂中含有70-80重量份的水。 6.如权利要求3所述的酚醛树脂水乳液，其特征在于，所述酚醛树脂经三聚氰胺和烷基酚改性。 7.如权利要求3所述的酚醛树脂水乳液，其特征在于，所述酚醛树脂由摩尔比为1.4-1.6的甲醛与苯酚合成。 8.一种纸基摩擦材料的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤： (1)将除酚醛树脂外的其它原料加入水中，破碎制得浆液； (2)将所述浆液与如权利要求3-7任一所述的酚醛树脂水乳液混合，制得纸浆； (3)抄纸获得原纸，烘干，冲压成型； (4)在芯板表面涂覆粘结剂，晾干后与原纸复合，热压、固化，制得纸基摩擦材料。 9.如权利要求8所述的生产工艺，其特征在于，所述其它原料包括纤维材料、填料和摩擦性能调节剂。 10.如权利要求8所述的生产工艺，其特征在于，以重量份计，所述纸基摩擦材料的原料包括20-40份纤维材料、15-30份填料、5-10摩擦性能调节剂和5-10份酚醛树脂乳液，所述酚醛树脂乳液的质量百分数为40％-60％。 2

金属基复合材料的制备方法

金属基复合材料的制备技术 摘要：现代科学技术的发展和工业生产对材料的要求日益提高，使普通的单一材料越来越难以满足实际需要。复合材料是多种材料的统计优化，集优点于一身，具有高强度、高模量和轻比重等一系列特点。尤其是金属基复合材料(MMCs)具有较高工作温度和层间剪切强度，且有导电、导热、耐磨损、不吸湿、不放气、尺寸稳定、不老化等一系列的金属特性，是一种优良的结构材料。 Abstract: The development of modern science and technology and industrial production of materials requirements increasing, the ordinary single material is more and more difficult to meet the actual needs. Composite material is a variety of statistical optimization, set merit in a body, has the advantages of high strength, high modulus and light specific gravity and a series of characteristics. Especially the metal matrix composite ( MMCs ) has the high working temperature and interlaminar shear strength, and a conductive, thermal conductivity, wear resistance, moisture, do not bleed, dimensional stability, aging and a series of metal properties, is a kind of structural material. 关键词：复合材料(Composite material)、发展概况(Development situation)、金属基复合材料(Metal base composite materia l)、发展前景(Development prospect) 正文： 一：复合材料简介 复合材料是由两种或两种以上不同物理、化学性质的物质以微观或宏观的形式复合而成的多相材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。复合材料按其组成分为金属与金属复合材料、非金属与金属复合材料、非金属与非金属复合材料。按其结构特点又分为：①纤维复合材料。②夹层复合材料。③细粒复合材料。④混杂复合材料。[1] 二：金属基复合材料简介 (1)定义：金属基复合材料是以金属或合金为基体，以高性能的第二相为增强体的复合材料。它是一类以金属或合金为基体, 以金属或非金属线、丝、纤维、晶须或颗粒状组分为增强相的非均质混合物, 其共同点是具有连续的金属基体。 (2)分类：按增强体类型分为：1.颗粒增强复合材料；2.层状复合材料；3.纤维增强复合材料 按基体类型分为：1.铝基复合材料；2.镍基复合材料；3.钛基复合材料；4.镁基复合材料 按用途分为：1.结构复合材料；2.功能复合材料 （3）性能特征：金属基复合材料的性能取决于所选用金属或合金基体和增强物的特性、含量、分布等。综合归纳金属基复合材料有以下性能特点。 A．高比强度、比模量 B. 良好的导热、导电性能 C．热膨胀系数小、尺寸稳定性好 D．良好的高温性能和耐磨性

酚醛树脂纤维的研究进展

酚醛树脂纤维的研究进展 *** 中北大学材料科学与工程学院，山西太原，030051 摘要：简单的介绍了酚醛树脂及其重要性能、合成原理，酚醛树脂改性的目的主要是改进它脆性或其它物理性能，提高它对纤维增强材料的粘结性能并改善复合材料的成型工艺条件等。最后对酚醛树脂纤维未来的发展方向进行了展望。 关键词：酚醛树脂、纤维、改性、复合材料 引言：酚醛树脂耐热性好，机械强度高，电绝缘性和耐高温蠕变性能优良，价格低廉且成型加工性好，特别是其良好阻燃性及很少产生有害气体的特性，使该种具有近百年历史的合成材料得到进一步发展，应用于塑料、复合材料、胶粘剂、涂料和纤维等各个领域。经过改性的酚醛树脂广泛应用于高尖端技术领域。所以，酚醛树脂纤维很受欢迎的。 一、酚醛树脂的简介 酚醛树脂也叫电木，又称电木粉，英文名称：phenolic resin, 简称PF。原为无色或黄褐色透明物，市场销售往往加着色剂而呈红、黄、黑、绿、棕、蓝等颜色，有颗粒、粉末状。耐弱酸和弱碱，遇强酸发生分解，遇强碱发生腐蚀。不溶于水，溶于丙酮、酒精等有机溶剂中。固体酚醛树脂为黄色、透明、无定形块状物质，因含有游离酚而呈微红色，比重 1.25~1.30，易溶于醇，不溶于水，对水、弱酸、弱碱溶液稳定。液体酚醛树脂为黄色、深棕色液体。 酚醛树脂由苯酚和甲醛在催化剂条件下缩聚、经中和、水洗而制成的树脂。因选用催化剂的不同，可分为热固性和热塑性两类。热固性酚醛树脂具有很强的浸润能力，成型性能好，体积密度大，气孔率低，用于耐火制品，该树脂在15℃- 20℃下可保持三个月。酚醛树脂制品优点主要是尺寸稳定，耐热、阻燃，电绝缘性能好，耐酸性强，它主要应用于运输业、建筑业、军事业、采矿业等多种行业，应用广泛。在NH4OH、NaOH或NaCO3等碱性物质的催化下，过量的甲醛与苯酚（其摩尔比大于1）反应生成热固性酚醛树脂。其反应过程如下：在碱性催化剂存在下使反应介质PH大于7，苯酚和甲醛首先发生加成反应生成一羟甲基苯酚。室温下，在碱性介质中的酚醇是稳定的，一羟甲基苯酚中的羟甲基与苯酚上的氢的反应速度比甲醛与苯酚的邻位和对位上的氢的反应速度小，因此一羟甲基苯酚不容易进一步缩聚，只能生成二羟甲基苯酚和三羟甲基苯酚。热塑性酚醛树脂（或称两步法酚醛树脂），为浅色至暗褐色脆性固体，溶于乙醇、丙酮等溶剂中，长期 姓名：*** 班级：*** 学号：***

炭炭复合材料单晶生长热场系统项目

炭/炭复合材料单晶生长热场系统项目 （炭/炭复合材料**吨/年、碳/石墨材料**吨/年）可行性研究报告 **有限责任公司 二OO 年月 **有限责任公司

地址： 电话： 院长： 主管副院长： 总建筑师： 总规划师： 编制人员： 目录 第一章总论 (4) （一）项目背景 (4) （二）项目主要经济技术指标 (9) （三）研究结论 (11)

第二章市场预测 (12) （一）产品市场供应预测 (12) （二）产品目标市场分析 (13) （三）总体营销思路 (15) 第三章建设用地规模与产品方案 (16) （一）建设用地规模 (16) （二）产品方案 (16) 第四章场址选择 (19) （一）场址所在位置现状 (19) （二）场址建设条件 (19) 第五章技术方案、设备方案 (22) （一）技术方案 (22) （二）主要设备方案 (23) 第六章主要原材料、燃料供应 (25) （一）主要原材料供应 (25) （二）能源供应 (25) （三）主要原材料价格 (25) 第七章总体布置、运输与公用辅助工程 (27) （一）总体布置 (27) （二）场内外运输 (27) （三）公用辅助工程 (28) 第八章节能、节水措施 (31) （一）概述 (31) （二）节能措施 (31) 第九章环境影响评价 (32) （一）项目建设和生产对环境的影响 (32) （二）环境保护措施方案 (32) （三）环境影响评价 (33) 第十章劳动安全卫生与消防 (34) （一）劳动安全 (34) （二）生产事故及防范 (35) （三）职业危害的防护 (35) （四）消防设施 (36) 第十一章组织机构与人力资源配置 (37) （一）组织机构 (37) （二）人力资源配置 (38) （三）员工培训计划 (38) 第十二章项目实施进度 (39) （一）项目建设工期 (39) （二）施工进度安排 (39) （三）项目实施进度表（横线图） (39) 第十三章投资估算 (41) （一）投资估算依据 (41) （二）估算范围 (41)

酚醛树脂

酚醛树脂 以酚类与醛类为原料，在催化剂作用下，缩聚而得到的树脂，统称为酚醛树脂。酚醛树脂是应用于工业上最早的一种合成树脂。 由于它原材料来源丰富，合成工艺简单，成本较低，而且具有良好的化学性能、物理性能、力学性能和电气绝缘性能，具有广泛的用途。它可以根据不同的使用要求，合成各种使用性能的酚醛树脂，例如，可制成耐热纤维、黏合剂、泡沫塑料等。 酚醛纤维 酚醛纤维具有优异的阻燃、抗烧蚀、高热稳定性和吸声等特性，得到了广泛应用。酚醛纤维是过量的苯酚与甲醛反应生成直线性酚醛树脂，酚醛树脂经熔融纺丝，在酸和醛的混合液中固化形成不溶不熔纤维。纺出纤维的固化反应，就是此聚合物纤维原丝在酸催化作用下进一步同甲醛发生的加成缩合反应，生成亚甲基桥键-CH2-和亚甲基醚键-CH2OCH2-化合物。 (l)酚醛纤维的制备在草酸催化作用下，使过量苯酚与甲酸反应，合成直线形热塑性酚醛树脂；进一步分馏，制备出软化点130℃、数均分子量2000和游 离酚含量小于0.3%的高纯可纺性热塑性酚醛树脂；再经熔融纺丝，纺制成平均 直径1Oum的纤维；将初生纤维固定在石墨夹板上，浸入盛有甲醛和盐酸水溶液的固化液的反应器内，按一定的升温速率升温至95℃，进行固化反应，得到酚 醛纤维。甲醛浓度、盐酸浓度、升温速率等因素对固化反应产生影响，最终影响酚醛纤维的性能。 (2)影响酚醛纤维性能的因素初生纤维的熔并温度随着甲醛浓度的增大而依次降低。其原因在于甲醛与酚醛树脂具有良好的相容性，甲醛的浓度越高，对酚醛树脂的渗透性越强；甲醛对酚醛树脂有显著的溶胀作用，并使其在甲醛浓溶液中的熔点降低。为提高+CH2OH在纤维内部的扩散速度，在+CH20H马初生纤维的液固反应体系中，选用高浓度的+CH30(18.5%)，即HCHO (37%)与HCl(37%)各50%相混合。将初生纤维置于18.5%的盐酸溶液中，按10℃／h的速率升温至95℃，并在此温度下恒温2h。初生纤维在反应结束后变成棕红色纤维，将此反应生成 物用热台显微镜和IR进行分析，结果表明，初生纤维经盐酸处理后亚甲基-CH2-和酚羟基-OH 吸收峰相对强度减少，出现了新的吸收峰芳香醚键C-O-C和芳香酮键C-C=O。这可能是初生纤维在强酸作用下酚羟基之间、酚羟基与亚甲基之间发生了脱水缩合反应，导致了芳环中取代基数目增多，交联程度提高，酚醛纤维熔点的提高，热台显微镜分析结果显示，经过HCl处理的酚醛纤维依然为可熔融物，这说明在盐酸作用下只能发生部分交联，发生高度交联化必须存在交联基因的供应体。 纤维内部芳环之间的交联基团越多，宏观上反应在力学性能上拉伸强度越高。在较低的酸浓度下，酚醛纤维拉伸强度随酸浓度的提高而增大，在酸浓度为12%

酚醛树脂基活性炭微球的电化学性能_省略_料的活性炭微球的制备及电化学性能_王芙蓉

收稿日期:2006-06-05; 修回日期:2006-08-28 基金项目:国家自然科学基金(50272070)和太原市启明星项目 通讯作者:李开喜,研究员,E-m ai:l li kx99@yahoo .com 作者简介:王芙蓉(1980-),女,山西芮城人,硕士研究生,主要从事新型炭材料的研究。 文章编号: 1007-8827(2006)03-0219-06 酚醛树脂基活性炭微球的电化学性能II .作为E DLC 电极材料的活性炭微球的制备及电化学性能 王芙蓉1,2 , 李开喜1 , 吕永根1 , 李 强1 , 吕春祥1 , 孙成功 3 (1.中国科学院山西煤炭化学研究所 中国科学院炭材料重点实验室,山西太原 030001; 2.中国科学院研究生院,北京 100039; 3. S choo l of C he m ica,l Env i ronm en tal and M i n i ng Eng i neeri ng,U n i vers i ty of No tti n gham,Un i versit y Park,N otti ngha m,NG 72RD,UK ) 摘 要: 用直流恒流循环法考察在不同的活化条件下得到的酚醛树脂活性炭微球作为双电层电容器电极的电化学性能。结果表明,要得到高比电容的电容器电极材料,水蒸气活化的最佳条件为:在800e 下活化1h ,水蒸气的量控制为氮气量的40%。在此条件下得到的酚醛树脂活性炭微球作为电极具有良好的循环充放电性能,比电容可达到143F /g ,充放电效率高达98%。在2.0n m ~7.5n m 之间的孔对活性炭微球的比电容影响显著。关键词: 双电层电容器;活性炭微球;电化学性能中图分类号: TM 242,TM 53 文献标识码: A 1 前言 双电层电容器兼有普通电容器功率密度大、二次电池能量密度高的优点,可快速充放电而且寿命长,是一种新型的能源器件。随着电容器在移动通讯、信息技术、航空航天和国防科技等领域的不断应用,近年来电容器的研究呈现出空前的研究热潮 [1,2] 。电极材料是决定电容器性能的两大关键因 素(电极材料和电解液)之一,故电容器电极材料成为电容器研究的重点。 目前出现的各种电化学电容器的电极材料按其种类可分为:炭材料[2] 、过渡金属氧化物 [3] 、有机导电聚合物[4] 等。在所有的电化学电容器电极材料 中,研究最早和技术最成熟的是炭材料 [5] ,主要有 活性炭[6-13] 、活性炭纤维[14] 、碳气凝胶 [15] 、纳米碳 管 [16] 等。目前研究热点在于如何提高炭材料作为 电容器电极的比电容,而比电容的提高必须增大电极材料的有效比表面积,同时要有利于电解液与电极表面的接触和电解液在电极材料孔道的进出。 球形活性炭为规则的球形,球与球之间存在的间隙有利于电解液的流动,在球径较均匀的情况下, 便于电解液对电极的浸润,更有利于在电解液和电极之间双电层的形成,从而增大电容量。此外,球形 炭的振实密度较高 [17] ,易得到较高的体积能量密 度,而且较无定形炭容易混合和涂层[18] 。 酚醛树脂作为一种炭质前驱体,在炭化活化后所得活性炭具有较高的导电性,且孔径可控制为以中大孔为主。目前,以酚醛树脂基活性炭微球作为电容器电极的研究未见报道。 本文研究以酚醛树脂基微球为原料用水蒸气活化法制得活性炭微球,考察了其作为电容器电极材料的影响因素,并与其结构相关联。 2 实验部分 2.1 活性炭微球的制备 以乳化法制备的酚醛树脂微球为原料[19] ,在氮气氛围中800e 下炭化30m i n 。再于不同温度下经氮气体积分数40%的水蒸气活化不同时间后得到系列酚醛树脂基活性炭微球。 2.2 活性炭电极及电容器的制备 将球径范围30L m ~50L m 的酚醛树脂活性炭微球与30%的聚四氟乙烯溶液(PTFE )相混合(其中活性炭质量分数为95%,PTFE 质量分数为5 %),压在泡沫镍上制成表面积为1c m 2 的圆片状电极,活性炭用量为20m g ~40m g 。 以聚丙烯膜为隔膜,将两个圆片状电极紧紧挤 第21卷 第3期2006年9月新 型 炭 材 料NE W CARBON MATER I AL S V o.l 21 N o .3 Sep .2006

多孔碳纳米球的制备及其电化学性能_杨秀涛

物理学报Acta Phys.Sin.Vol.66,No.4(2017)048101 多孔碳纳米球的制备及其电化学性能 ?杨秀涛梁忠冠袁雨佳阳军亮夏辉? (中南大学物理与电子学院,长沙 410083) (2016年10月11日收到;2016年10月31日收到修改稿) 以三嵌段共聚物F108为软模板,通过水热法合成酚醛树脂球并在氮气氛围下碳化、KOH 活化处理,最终得到多孔碳纳米球材料.通过扫描电子显微镜,透射电子显微镜和氮气吸附分析仪对样品进行表征,结果表明样品的平均粒径为120nm,球形度高,比表面积达到1403m 2/g,孔径分布广.通过X 射线衍射研究样品的结晶度, 序度提高明,10000次循环充放电后,关键词:PACS:1引上的电池,长、能影响较大[纳米管[5,6]球[12?14].物为模板,活化,得到活 P123(PEO 20-. 为软模板,利用水(porous .通过扫描电子X 射线,研究孔隙结构、 ?国家自然科学基金(批准号:51673214)资助的课题.?通信作者.E-mail:xhui73@https://www.360docs.net/doc/39452100.html, ?2017中国物理学会Chinese Physical Society https://www.360docs.net/doc/39452100.html, 网络出版时间：2017-01-12 10:56:13 网络出版地址：https://www.360docs.net/doc/39452100.html,/kcms/detail/11.1958.O4.20170112.1056.016.html

结晶度和表面官能团的影响.结合PCNS 样品的电化学性能的测试,研究了PCNS 样品的理化特性对其电化学性能的影响. 2实验部分 2.1 多孔碳纳米球的合成 首先,称取1.96g 三嵌段共聚物F108溶解于30mL 水中搅拌均匀得到澄清溶液A.然后称1.2g 的苯酚并量取4.2mL 质量分数为37%的甲醛溶液溶解于30mL 的0.1M(mol/L)氢氧化钠溶液,搅拌均匀, min 体系中加入到溶液B.取物质烘干.氛下以700? 物PCNS 为中性,900?C 时,2.2600i)TWIX)比表面积S 孔面积(S 计算.品的孔径分布.用X 射线衍射仪(XRD,SIEMENS D500)在电压为40kV 、电流为100mA,Cu 靶、K α射线(λ=0.15056nm)、石墨单色滤波器以及衍射角为10?—70?的条件下以2?/s 的速度对样品扫描. 用红外光谱仪(FTIR,Niclet 380)对样品在波数500cm ?1—4500cm ?1范围内进行扫描,根据得到的吸收光谱图分析样品的表面元素及官能团组成. 2.3电化学特性测试 采用辰华CHI660E 电化学工作站在三电极体 系进行电化学特性的测试.测试体系的对电极和参比电极分别采用铂片电极和Hg/HgO 电极,而工作电极的制备采用(1×1)cm 2泡沫镍为基底,将制备的多孔碳纳米球样品作为活性物-质和乙炔黑,用乙醇作为溶剂,60wt%聚四氟乙烯(PTFE)混合,调成浆状,,于10MPa 压(cyclic (galvano-GC)和电化学阻spectroscopy,5,10,20,50,100V 的电压区间进行·m ), (1) (A),放电时间(g).电化学kHz,微扰为,1(b)分别是PCNS 1(c)和图1(d)是照片,图1(e)和TEM 照片,每TEM 照片,KOH 处理后其粒径大小没有明显的改变.从选区电子衍射图可知,样品在?002?和?100?晶面处具有衍射特征峰.由超高放大倍数TEM 照片,可以看出样品PCNS700和PCN900的微晶有序度要高于PCNS 的有序度.

酚醛树脂

水性酚醛树脂胶粘剂的制备 酚醛树脂是苯酚或取代苯酚同甲醛的反应产物。改变酚和醛的种类，酚/酲摩尔比，催化剂的种类和用量，或者反应时间与温度，其反应生成物均会不同。重要的商品酚包括苯酚C6H5OH，甲苯酚CH3C6H4OH，二甲苯酚(CH3)2C6H3OH，对叔丁基苯酚等。所用酚/醛摩尔比与催化剂的种类，决定着酚醛树脂是酚端基还是羟甲基端基(-CH2OH)。酚端基型酚醛树脂常称为“线性酚醛树脂”(novolac)或“两步型树脂”；这种树脂不是热反应性的，除非另外加入更多的甲醛，它们一般用六次甲基四胺(简称“六次”)在加热下交联固化。如果分子链端为羟甲基，则可称为“甲阶酚醛树脂”(resole)或“一步型树脂”；这类树脂是热反应性的，在进一步加热下就会固化成热固性网状结构-除非将苯酚的邻位之一或对位预先封闭(例如采用对叔丁基苯酚)。两步型树脂在酚过量(即较高酚/酲摩尔比)与酸性催化剂存在下制备；一步型树脂在醛过量(即较低酚/醛摩尔比)与碱性催化剂存在下制备。 水性酚醛树脂包括低分子量的水溶性酚醛树脂(主要是甲阶树脂)和水分散性酚醛树脂两类，后者可从包括线性酚醛树脂在内的多种酚醛树脂制成，且稳定得多。 1．水溶性甲阶酚醛树脂的制备 一般甲阶酚醛树脂是否有水溶性或混溶性的关键是控制其加热反应的程度。在醛过量与碱性催化剂存在下，最初生成的产物主要是苯酚中两个邻位和一个对位上的氢部分或全部被羟甲基取代。在进一步加热下，可能发生两类缩合脱水反应导致分子量增大：一类为2个羟甲基之间缩合形成醚链节(-CH2-O-CH2)，另一类为一个羟甲基同一个邻位或对位活泼氢原子之间反应产生次甲基链节。 在加热反应程度不大时，产物含有比例较多的亲水基团(如羟甲基等)，是低粘度的水溶性液体；进一步反应脱水，在分子量增大的同时，亲水基团减少，就逐步变成同水混溶性很小或不混溶的高粘度液体，其后变成可粉碎的固体。 一般甲阶酚醛树脂的制备工艺，是把氢氧化钠催化剂加入到苯酚和甲醛中，然后逐步加热到80-100℃。用真空控制反应温度在100℃以下，反应时间一般为1-3h。因为甲阶树脂进一步加热反应会凝胶，故脱水温度用真空控制在105℃以下。通常在150℃热板上测试凝胶时间，以监测反应程度并决定是否结束反应和出料。 低分子量水溶性树脂应在尽可能低的温度下完成生产反应，通常在50℃左右(反应活性较低的对位取代型甲阶树脂可以在高达120℃的温度下完成反应)。这类水溶性树脂固含量范围40%-70%，pH范围7-7.5。其树脂分子量稍微增大(这在室温下也很难避免)，对水溶性或混溶性都会产生重大影响。因此这类树脂常按订货单制造，并在冷冻下贮存或装运，并且要马上使用。液体甲阶酚醛树脂有两类： ①含树脂的可溶性盐； ②为用过滤脱除了不溶性盐的树脂。这些盐是在综合碱性催化时形成的。在前一种类型中不必脱除其可溶性盐，因此成本较低。 采用对叔丁基苯酚制备甲阶树脂时，一般在制造期间要经过洗涤脱盐。在最初的碱性反应阶段后，在脱水之前，反应物料用一种芳香溶剂稀释，经中和形成一种水溶性盐。当停止搅拌时，水层(含有大多数盐)沉降到底部，接着进行溶液分离。再加入更多的水进行反复多次的洗涤。其后将树脂在真空下脱除溶剂，在冷却前形成所希望的分子量。 在有些应用中，需要使液体水溶性甲阶树脂保持与水的高混溶性。例如当其用作绝热粘结剂时，它们要用相当多的水稀释后喷洒到玻璃和石棉纤维上。因此这类树脂也要求在冷冻下贮存和装运。 固态甲阶树脂较稳定，只在热天才需冷冻。从对位取代酚类(如丁基苯酚)所制得的甲阶树脂可稳定1年以上。 水溶性酚醛树脂一般可以用粘度、相对密度、固含量和水溶性来表征。典型树脂的性能

多孔炭微球实验论文

探究加钴对磷掺杂多孔碳微球的电化学性 能的影响 摘要：以葡萄糖为原料，利用水热合成法，水热合成胶质碳微球，经过一系 列的洗涤，超声搅拌处理，利用醋酸铝处理法制备出多孔碳微球，在其中的一组中加入醋酸钴，以磷酸为磷源进行磷掺杂，制备出磷掺杂的多孔碳微球，最后进行分析其电化学性能，比较加钴对磷掺杂多孔碳微球的影响。 关键词：多孔碳微球磷掺杂加钴电化学性能 多孔碳材料是指具有不同孔结构的碳材料，其孔径可以根据实际应用的要求(如所吸附分子尺寸等) 进行调控，使其尺寸处于纳米级微孔至微米级大孔之间，多孔碳材料具有碳材料的性质，如化学稳定性高，导电性好，价格低廉等优点; 同时，孔结构的引入使其同时具有比表面积大，孔道结构可控，孔径可调等特点。多孔碳材料在气体分离、水的净化、色谱分析、催化和光催化及能量存储等领域得到了广泛的应用。 燃料电池和金属一空气电池由于其具有较高的能量密度、低的工作温度以及对环境的友好性等一系列优点,在便携式电子设备、居民住宅,特别是交通运输的电源方面具有广阔的应用前景。众所周知,在燃料电池和金属一空气电池中,阴极氧气还原反应是一个动力学缓慢过程,这也是限制电池效率的直接因素因此对高效的氧还原电催化剂的开发与探索引起了广大科研工作者的兴趣。其中铂基催化剂由于具有高效的电催化能力被广泛应用于阴极氧还原反应过程中,但是由于铂的稀缺性和价格的昂贵,直接阻碍了燃料电池和金属一空气电池的大规模商业化应用。掺杂异原子可以修饰碳材料的物理和化学性质并且还可以生成新的催化活性位点。目前,异原子掺杂碳材料作为阴极催化剂的主要方式有氮掺杂、硼掺杂和磷掺杂等。通过掺杂“磷原子”对多孔碳材料（例如多孔碳微球）进行功能化，可强化多孔碳材料固有的优异性能并赋予其新功能，从而拓宽其在各领域的应用范围。近年来，研究者相继开发了一系列技术方法（例如磷酸热处理法、化学活化法和水热合成法等），已经成功制备了多种结构特异、性能优异的磷掺杂多孔碳材料。这些材料在电池催化、气体吸附分离、储氢及污染气体脱除等方面的应用，目前磷掺杂多孔碳材料正向规模化工业应用发展。 在我们的实验中,采用磷酸和醋酸钴分别作为磷源和钴源,葡萄糖作为碳源,合成了磷掺杂多孔碳材料。电化学性能测试表明,磷掺杂的碳材料具有很高的电催化活性;磷掺杂的碳材料表现出较高的稳定性。研究表明,除掺杂元素磷外,前驱体中钴的引入对该类材料的催化活性也起着重要作用。 1 实验 1.1 原料及试剂

炭-炭-陶瓷-炭多元复合材料的原位热压制备与性能

复合材料学报 第33卷 第5期 5月 2016年Acta Materiae Com p ositae Sinica Vol .33 No .5 Ma y 2016 DOI :10.13801/j . cnki.fhclxb.20151223.004收稿日期:2015-10-27;录用日期:2015-12-08;网络出版日期:2015-12-23 10:21 网络出版地址:https://www.360docs.net/doc/39452100.html, /kcms /detail /11.1801.TB.20151223.1021.008.html 基金项目:国家自然科学基金(51002042,4090202,51072044);中央高校基本科研业务费专项资金(2013HGQC0015) ;安徽省科技攻关(J2014AKKG0002);教育部留学回国人员启动基金(2013JYLH0774 )通讯作者:吴雪平,博士,副教授,研究方向为炭复合材料三 E -mail :xue p in g w@https://www.360docs.net/doc/39452100.html, 引用格式:吴雪平,王翀,吴玉程,等.炭/炭-陶瓷/炭多元复合材料的原位热压制备与性能[J ].复合材料学报,2016,33(5):1087-1096. WU X P ,WANG C ,WU Y C ,et al.In -situ hot p ressin g p re p aration and p ro p erties of carbon /carbon -ceramic /carbon multi p le com -p osites [J ].Acta Materiae Com p ositae Sinica ,2016,33(5):1087-1096(in Chinese ).炭/炭-陶瓷/炭多元复合材料的原位热压制备与性能 吴雪平1,*, 王 1 ,吴玉程2,张良1,杨禹3,吴力伟4 (1.合肥工业大学化学与化工学院,合肥230009;2.合肥工业大学材料科学与工程学院,合肥230009; 3.中国科学院山西煤炭化学研究所,太原030001; 4.安庆恒瑞达汽车零部件制造有限公司,安庆246005) 摘 要: 以纤维素和凹凸棒石(PG )为原料,在220?下水热24h 制备凹凸棒石/炭(PG /C )复合材料三采用浸渍-炭化工艺在炭/炭(C /C )复合材料中引入PG /C 作为添加剂,一步热压对材料最终成型,原位获得C /C -陶瓷/C 复合材料三研究了添加PG /C 对C /C 力学性能和抗氧化性能的影响三结果表明:PG /C 在热压过程中转变为顽辉石/C ,顽辉石/C 通过 填充 和 桥联 起增强作用,顽辉石陶瓷表面负载纳米炭层有效避免了陶瓷相与基体炭间弱结合的产生三随着PG /C 中表面负载纳米炭含量的减少,C /C 的强度逐渐增加三当炭含量为13%的PG /C 作为添加剂时,C /C 的抗弯强度为263MPa ,弹性模量为47GPa ,相对于没有添加剂的C /C 抗弯强度提高了45%,弹性模量提高了42%;相对于以PG 作为添加剂的C /C 抗弯强度提高了16%,弹性模量提高了27%三添加PG /C 使 C /C 抗氧化性得到了提高;1000?下C /C 的质量损失降低了12%~18%三关键词: C /C 复合材料;凹凸棒石/C ;热压烧结;力学性能;抗氧化性能 中图分类号: TQ127.1+1;TB332 文献标志码: A 文章编号: 1000-3851(2016)05-1087-10 新材料作为高新科技的先导,是国家综合国力提升,国家安全得以保障,国家制造业成功转型升级的基础三炭/炭(C /C )复合材料由于其具有高比强度二高比模量二低密度二耐高温以及耐腐蚀等一系 列优异性能[ 1-3] ,一直以来都是新材料领域重点研究和开发的对象三当前C /C 复合材料的应用领域 已覆盖航空航天装备二先进轨道交通设备二节能与新能源汽车和体育等众多领域三国际竞争的日益激烈对于C /C 复合材料各方面性能的提升提出了更高的要求三 国内外对C /C 复合材料的力学性能及抗氧化 性能已作了大量研究三在C /C 复合材料中掺杂或 添加其他材料,如碳纳米管[4-6]二陶瓷[7-8]二炭黑[ 9] 二金属及其氧化物[10-11] 等可以有效提高C /C 复合材 料的力学性能三Fen g 等[12] 在碳纤维布上原位生长 碳纳米管来制备C /C -碳纳米管复合材料,原位生长的碳纳米管使材料中增添了更多的牢固界面,制备出的材料压缩强度和层间剪切强度分别提高 115%和108%三Cai 等[13] 通过SiC 和B 4C 陶瓷掺 杂改性C /C 复合材料,使其抗弯强度分别提高了 104%和43%三抗氧化性能近来的研究主要是通过 化学气相沉积(Chemical Va p or De p osition )法二包埋法二溶胶-凝胶法和液相反应法等方法制备玻璃二贵金属及陶瓷等涂层[14-17]三Xion g 等[18] 利用CVD 法制备ZrC 和H f C 等难熔碳化物涂层,这种涂层 的烧灼质量损失在60s 内最低达0.45m g 四 cm -2四s -1,使得C /C 复合材料的抗氧化性能有了新的提高三碳纳米管二陶瓷和贵金属等虽然对于提升C /C 复合材料的力学性能或者抗氧化性能效果 良好,但其原料成本较高三相对而言,纳米黏土不仅资源丰富二成本低廉,而且以其纳米尺寸效应和 界面效应,能够作为有效的添加剂来提高C /C 复 合材料的性能三其研究对于C /C 复合材料低成本二高性能的发展具有重要意义,但目前关于廉价硅酸 盐黏土在C /C 复合材料中的应用研究很少[19-20 ] 本文在前期工作基础上[ 21-24] ,通过水热法合成

金属基复合材料的制备方法

金属基复合材料的制备方 法 Newly compiled on November 23, 2020

金属基复合材料的制备技术 摘要：现代科学技术的发展和工业生产对材料的要求日益提高，使普通的单一材料越来越难以满足实际需要。复合材料是多种材料的统计优化，集优点于一身，具有高强度、高模量和轻比重等一系列特点。尤其是金属基复合材料(MMCs)具有较高工作温度和层间剪切强度，且有导电、导热、耐磨损、不吸湿、不放气、尺寸稳定、不老化等一系列的金属特性，是一种优良的结构材料。 Abstract: The development of modern science and technology and industrial production of materials requirements increasing, the ordinary single material is more and more difficult to meet the actual needs. Composite material is a variety of statistical optimization, set merit in a body, has the advantages of high strength, high modulus and light specific gravity and a series of characteristics. Especially the metal matrix composite ( MMCs ) has the high working temperature and interlaminar shear strength, and a conductive, thermal conductivity, wear resistance, moisture, do not bleed, dimensional stability, aging and a series of metal properties, is a kind of structural material. 关键词：复合材料(Composite material)、发展概况(Development situation)、金属基复合材料(Metal base composite materia l)、发展前景(Development prospect) 正文： 一：复合材料简介 复合材料是由两种或两种以上不同物理、化学性质的物质以微观或宏观的形式复合而成的多相材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。复合材料按其组成分为金属与金属复合材料、非金属与金属复合材料、非金属与非金属复合材料。按其结构特点又分为：①纤维复合材料。②夹层复合材料。③细粒复合材料。④混杂复合材料。[1] 二：金属基复合材料简介