竹焦油基泡沫炭制备及性能的研究

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1、北京化工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：勰象凰日期：关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京化工大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京化工大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允

2、许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。保密论文注释：本学位论文属于保密范围，在上年解密后适用本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。作者签名：垄塾匦日期：!丝：兰!Z——导师签名：学位论文数据集中图分类号TB322学科分类号430．45论文编号1001020120020密级公开学位授予单位代学位授予单位名10010北京化工大学码称作者姓名崔院丽学号2010010020获学位专业名称材料工程获学位专业代码085204课题来源国

3、家“十一五”科技计划研究方向炭材料论文题目竹焦油基泡沫炭的制备及性能研究关键词竹焦油，COPNA树脂，泡沫炭，压缩强度，热导率论文答辩日期2012年5月23日木论文类型综合研究学位论文评阕及答辩委员会情况姓名职称工作单位学科专长指导教师陈晓红教授北京化工大学炭材料评阅人1宋怀河教授北京化工大学炭材料评阅人2马兆昆副教授北京化工大学炭材料评阅人3评阅人4评阕人5答辩委员会主席张小岗教授中国人民大学胶体界面化学答辩委员1宋怀河教授北京化工大学炭材料答辩委员2杨儒教授北京化工大学陶瓷材料答辩委员3李友芬副教授北京化工大学无机材料答辩委

4、员4刘景军见习教授北京化工大学纳米碳电极答辩委员5注：一．论文类型：1．基础研究2．应用研究3．开发研究4．其它二．中图分类号在《中国图书资料分类法》查询。三．学科分类号在中华人民共和国国家标准(GB／T13745-9)《学科分类与代码》中查询。四．论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成。摘要竹焦油基泡沫炭的制备及性能研究泡沫炭是二十世纪初兴起的一种多孔炭材料，由于其多孔，密度小，强度大，热导率和电导率的可调性，物理化学稳定性好等诸多优点而广泛用于催化剂载体，热交换器，隔热系统等材料，随着近些年的深入研究，泡沫炭逐渐应用到了

5、军工国防和航空航天领域，如士兵综合防护系统，天文望远镜的镜架和基座等材料，但随着科学技术的不断发展，煤、石油等的石化能源不断消耗，这些珍贵的不可再生能源的不断枯竭迫使人们寻找一种新的可再生资源来代替这些加速消失的不可再生能源。竹焦油是竹子形成竹炭过程而产生的副产物，但由于其含有大量复杂的有机化合物而降低了自身可利用价值，随着竹炭的生产竹焦油的产量逐年增加，但堆弃的大量废置竹焦油不仅污染环境，同时还会威胁到人们的健康，经过对竹焦油成分的表征发现竹焦油内含有大量苯酚以及苯酚类化合物，另外还有其他一些烷烃和芳香烃类的小分子物质，这些成

6、分与沥青中所含成分相似，为竹焦油制备COPNA树脂提供了一定的理论依据。而COPNA树脂是介于有机物质与炭素材料的中间物质，其多核缩合多环的组成与结构决定了其较高的炭化收率，有力的说明了COPNA树脂作为炭材料前躯体的可能性。这为竹焦油制备泡沫炭提供了非常有力的证明，使得竹焦T北京化工大学硕士学位论文油制备泡沫炭的思想有据可循。利用竹焦油基B阶COPNA树脂以及氧化A阶树脂通过限空间法发泡，经高温炭化制得泡沫炭，分别对树脂质量，交联剂比例，发泡温度，炭化温度以及树脂可溶成分的影响进行分析。研究发现树脂质量在12～209时较为适宜

7、，交联剂比例占竹焦油质量的60％～80％时制备的泡沫炭综合性能较好，在300～400。C内发泡效果较好，升高炭化温度可有效增加泡沫炭的压缩强度，另外对发泡机理探索发现树脂中的TS主要起到了造孔的作用，TS含量对孔的均匀程度以及孔径有较大影响，TI—PS主要作用是胶粘PI成分，而PI含量对泡沫炭的强度起到了主要的影响作用，只有当三者比例适当时才能形成综合性能较高的泡沫炭材料。优化上述条件后制备得到了密度为O．569／cm3，孔径分布在50～100lam范围的泡沫炭，其压缩强度高达13．6MPa，热导率为O．54W／mK，是一种良好

8、的高强度保温隔热材料。关键词：竹焦油，COPNA树脂，泡沫炭，压缩强度，热导率II摘要CARBONFOAMFROMBAMBOOTARANDIT’SPERFORMENCEABSTRACETCarbonfoamisakindofporouscarbonmateria