龚　青，　詹　亮，　张永正，　王艳莉

(华东理工大学 化学工程联合国家重点实验室，特殊功能高分子材料及其相关技术教育部重点实验室，上海200237)



酚醛树脂基泡沫炭的发泡行为及其孔结构控制

龚青，詹亮，张永正，王艳莉

(华东理工大学 化学工程联合国家重点实验室，特殊功能高分子材料及其相关技术教育部重点实验室，上海200237)

结合热塑性酚醛树脂的热失重和粘-温特性，研究了升温速率对其发泡行为及泡沫炭力学性能的影响。结果表明，热塑性酚醛树脂的发泡温区在200～300℃，并遵循热点成核发泡机制；300～600℃温区中产生的裂解气主要影响气泡的膨胀速度，进而影响泡沫炭的孔径及孔结构的均一性；以0.5 ℃/min升至240 ℃，再以3 ℃/min升至600 ℃，所制泡沫炭孔结构较为均一，其平均孔径、密度及压缩强度分别为300 μm、0.51 g/cm3和12.5 MPa。

泡沫炭； 酚醛树脂； 孔结构

1　前言

泡沫炭作为多孔材料，因其独特的微米级孔、三维网状结构及优异的力学性能，使其在导热/隔热[1-3]、电磁屏蔽[4]、吸波[5]、催化[6]等领域具有广阔的应用前景。根据碳质前躯体的不同，泡沫炭主要分为煤基、沥青基和酚醛树脂基泡沫炭3种。中间相沥青，由于分子量分布窄、芳香分子结构易石墨化，是制备高导热泡沫炭的优质前躯体[7,8]。煤或煤沥青的优势在于原料来源丰富、成本低，一方面因其族组成分布较宽需要高压发泡，另一方面因其基体导热系数较低导致在发泡过程中热场难以控制，造成大尺寸泡沫炭孔结构的均一性难以调控[10]。相对以上两种碳质前躯体，酚醛树脂的分子量分布较窄、组分单一，因此在发泡过程中的黏度、粘弹性、裂解反应更易控制，进而在孔径、孔结构的均一性上具有明显优势；……