低温低压下发泡制备泡沫碳的结构与性能研究.pdf

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1、第42卷第2期当代化工Vo1．42，No．22013年2月ContemporaryChemicalIndustryFebruary，2013低温低压下发泡制备泡沫碳的结构与性能研究陈秀男，吕永根，蒋俊祺(东华大学，纤维材料改性国家重点实验室，上海201620)摘要：在温度低至360oC，初始压力低至1MPa的条件下发泡制得沥青泡沫，并不经过预氧化而直接碳化制备孔径均匀的泡沫碳，泡沫碳的平均孔径为300～700gm。并且对比了省略预氧化步骤和保留预氧化步骤制备的泡沫碳的结构和性能。通过数码照片和扫描电镜观察，省略预氧化步骤制得的泡沫碳的泡孔形状并没有发生变化，只是微裂纹较多。

2、通过对比抗压强度发现，省略预氧化步骤制得的泡沫碳比保留预氧化步骤制得的泡沫碳低12％左右。由于制备简单，并且孔径较大，本工艺制备的泡沫碳适于用作复合材料的基体。关键词：泡沫碳；低温低压；发泡中图分类号：TQ050．4文献标识码：A文章编号：1671—0460(2013)02—0131-04StudyonStructureandPropertiesoftheCarbonFoamPreparedUnderLowTemperatureandLowPressureCHENXiu—nan，LVYong-gen，JIANGJun—qi(StateKeyLaboratoryforModi

3、ficationofChemicalFibersandPolymerMaterials，DonghuaUniversity,Shanghai201620，China)Abstract：Thepitchfoamwaspreparedattemperatureof360℃andpressureof1MPa．thenitwascarbonizedtoobtainthecarbonfoam．Averageporediameterofthepreparedcarbonfoamranges300-700pm．Structuresandpropertiesofcarbonfoamspre

4、paredviapre—oxidation(CF—Y)ornopre-oxidation(CF—n)werecontrasted．Thedigitalphotoandscanningelectronmicroscopewereusedtoobservetheirporestructures．It’SfoundthattheporestructureofCF．nhadnodeformation．butmoremicrocracksthanCF—Y．Thecomparisonofcompressionstrengthindicatedthatthecompressionstre

5、ngthOfCF—nwaslowerthanCF．vbv12％．CFiSextremelyusefulformatrixofcompositebecauseofitssimplefabricationprocessandbigporediameter．Keywords：Carbonfoam；LOWtemperatureandlOWpressure：Foaming泡沫碳是一种具有特殊的三维网状韧带结构的料的制备成本考虑，制备成本依然很高。并且这种多孔碳，具有低密度、低导热(经石墨化后变成高发泡方法制备的泡沫碳孔径较小，最大仅有500导热)、低热膨胀系数、耐高温、耐腐蚀以及良g

6、m，这也是泡沫碳基体局限于仅应用到增强相变潜导电等优异的性能。石墨化后的泡沫碳(可称石墨热材料的原因。因此改进自挥发发泡法，降低制备泡沫)的比热导率可达209(W／(m·K))／(g·cm)，成本是必要的。Mei—xianWang等J已经尝试了通过是铜的5倍，铝的4倍口。由于优异的综合性能，延长保温时间来降低发泡压力的方法，在压力低至泡沫碳有很大的潜力用于散热片、热交换器、夹心O．5MPa的条件下成功制备了泡沫碳。但是同时降结构、电容器和蒸发器等设备上。而目前对于泡低发泡温度与压力的制备方法还没有人研究。沫碳的应用，研究最广泛的是将其用作夹心材料和本文在自挥发发泡法的基础上

7、，大幅度降低发复合材料基体。而用作复合材料基体方面的研究目泡温度及压力，并仍略去预氧化步骤。通过与保留前还比较少，主要集中于复合增强相变潜热材料预氧化步骤制得的泡沫碳对比，研究本方法得到的[4-7]o目前用作复合材料的泡沫碳基体，普遍采用美泡沫碳的结构和性能。国橡树岭实验室发明的自挥发发泡法哆制备。自挥1实验部分发发泡法在温度500～1000℃下保温15rain使沥青焦化，从而省去了预氧化步骤，相比其他方法成本1．1原料得到了降低。但是发泡压力为58MPa，从复合材以日本三菱公司的萘基中间相沥青(MP)为原基金项目