竹焦油基泡沫炭的制備及性能研究.pdf

1、泡沫炭是二十世紀(jì)初興起的一種多孔炭材料，由于其多孔，密度小，強(qiáng)度大，熱導(dǎo)率和電導(dǎo)率的可調(diào)性，物理化學(xué)穩(wěn)定性好等諸多優(yōu)點(diǎn)而廣泛用于催化劑載體，熱交換器，隔熱系統(tǒng)等材料，隨著近些年的深入研究，泡沫炭逐漸應(yīng)用到了軍工國(guó)防和航空航天領(lǐng)域，如士兵綜合防護(hù)系統(tǒng)，天文望遠(yuǎn)鏡的鏡架和基座等材料，但隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，煤、石油等的石化能源不斷消耗，這些珍貴的不可再生能源的不斷枯竭迫使人們尋找一種新的可再生資源來代替這些加速消失的不可再生能源。

2、　　 竹焦油是竹子形成竹炭過程而產(chǎn)生的副產(chǎn)物，但由于其含有大量復(fù)雜的有機(jī)化合物而降低了自身可利用價(jià)值，隨著竹炭的生產(chǎn)竹焦油的產(chǎn)量逐年增加，但堆棄的大量廢置竹焦油不僅污染環(huán)境，同時(shí)還會(huì)威脅到人們的健康，經(jīng)過對(duì)竹焦油成分的表征發(fā)現(xiàn)竹焦油內(nèi)含有大量苯酚以及苯酚類化合物，另外還有其他一些烷烴和芳香烴類的小分子物質(zhì)，這些成分與瀝青中所含成分相似，為竹焦油制備COPNA樹脂提供了一定的理論依據(jù)。而COPNA樹脂是介于有機(jī)物質(zhì)與炭素材料的中間物質(zhì)，

3、其多核縮合多環(huán)的組成與結(jié)構(gòu)決定了其較高的炭化收率，有力的說明了COPNA樹脂作為炭材料前軀體的可能性。這為竹焦油制備泡沫炭提供了非常有力的證明，使得竹焦油制備泡沫炭的思想有據(jù)可循。
　　 利用竹焦油基B階COPNA樹脂以及氧化A階樹脂通過限空間法發(fā)泡，經(jīng)高溫炭化制得泡沫炭，分別對(duì)樹脂質(zhì)量，交聯(lián)劑比例，發(fā)泡溫度，炭化溫度以及樹脂可溶成分的影響進(jìn)行分析。研究發(fā)現(xiàn)樹脂質(zhì)量在12～20g時(shí)較為適宜，交聯(lián)劑比例占竹焦油質(zhì)量的60％～80％

4、時(shí)制備的泡沫炭綜合性能較好，在300～400℃內(nèi)發(fā)泡效果較好，升高炭化溫度可有效增加泡沫炭的壓縮強(qiáng)度，另外對(duì)發(fā)泡機(jī)理探索發(fā)現(xiàn)樹脂中的TS主要起到了造孔的作用，TS含量對(duì)孔的均勻程度以及孔徑有較大影響，TI-PS主要作用是膠粘PI成分，而PI含量對(duì)泡沫炭的強(qiáng)度起到了主要的影響作用，只有當(dāng)三者比例適當(dāng)時(shí)才能形成綜合性能較高的泡沫炭材料。優(yōu)化上述條件后制備得到了密度為0.56g/cm3，孔徑分布在50～100μm范圍的泡沫炭，其壓縮強(qiáng)度高達(dá)1