酚醛树脂基耐烧蚀复合材料制备工艺研究开题报告
2020-04-27 23:20:24
1. 研究目的与意义(文献综述)
酚醛树脂(pf)是最早合成的树脂, 具有原料易得、工艺性、热性能及电绝缘性能优良等优点,作为热防护材料在航空航天飞行器及先进复合材料等领域得到了广泛应用。但pf作为一种高分子材料,其耐热性有限。纯pf的耐热极限温度约做250℃,当温度超过250℃时,逐渐发生热解、炭化现象,基体结构变化剧烈,释放出大量的小分子挥发,并因此造成pf及其复合材料性能的热衰退,甚至材料制品的失效,很大程度上限制了其在热防护材料中的应用。并且,传统的酚醛树脂在烧蚀的过程中残留的大量无定型炭层,无定型炭层容易在气流的机械剪切作用下产生机械剥离,从而使材料的隔热性能不佳。为了改善酚醛树脂的阻燃性和耐热性,通过加入陶瓷颗粒填料制备可瓷化酚醛树脂复合材料。
近来,可陶瓷化聚合物在阻燃耐火领域很受关注,可陶瓷化聚合物在常温下具有与普通聚合物相同的性能,而在高温下发生裂解转化为陶瓷保护层,具有一定的强度且能承受一定的冲击力,从而保护材料内部不受高温热解侵蚀破坏。osman 等研究了云母粉加入到聚甲基硅氧烷体系中,研究结果发现体系的热稳定性明显提高且硅烷混合体系形成一层陶瓷化产物提高了热分解产物的强度。y. b. cheng 等研究了硅树脂/云母复合体系,发现云母粒子与硅树脂裂解产物二氧化硅发生共晶反应形成共熔体,这种熔体可以渗入到基体材料中形成一个强大的陶瓷体系,并最终起到提高陶瓷强度和耐火性的作用。ahmad reza bahramian 等研究了高岭土、蒙脱土等聚合物层状硅酸盐纳米复合材料的烧蚀隔热机理,研究发现在烧蚀过程中产生的炭层与层状纳米硅酸盐发生了某种陶瓷化反应形成了致密的陶瓷层,从而提高了复合材料烧蚀隔热性能。george等使用烷氧基硅烷改性的硅灰石改善聚二甲基硅氧烷的阻燃性能,发现当体系含有3.5%的硅灰石、65%的二甲基硅氧烷以及部分二氧化硅、云母、二氧化钛和一定量加工助剂时,体系烧结得到瓷化层,这一发现可以应用于电缆的阻燃。
本课题采用模压成型的工艺,以酚醛树脂为基体,加入陶瓷粉等作为填料,玻璃料为助溶剂,制备可陶瓷化酚醛树脂基复合材料,并研究复合材料的工艺性能与常温性能。
2. 研究的基本内容与方案
2.1基本内容
1、可瓷化酚醛树脂复合材料的制备;
3. 研究计划与安排
第1-3周:查阅相关文献,确定实验方案,完成开题报告。
第4-5周:收集资料,准备原材料。
第6-10周:开展复合材料的制备并记录过程。
4. 参考文献(12篇以上)
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