石墨烯/酚醛樹脂納米復合材料的熱解行為

黃桂榮, 劉洪波, 楊 麗, 何月德, 夏笑虹, 陳 惠

(湖南大學材料科學與工程學院,湖南長沙 410082)

石墨烯/酚醛樹脂納米復合材料的熱解行為

黃桂榮, 劉洪波, 楊 麗, 何月德, 夏笑虹, 陳 惠

(湖南大學材料科學與工程學院,湖南長沙 410082)

將氧化石墨烯與自制酚醛樹脂乳液(PF)共混,經水合肼還原和熱固化制備石墨烯/酚醛樹脂(GNS/PF)納米復合材料。利用AFM、SEM、FTIR和TG-DTG技術考察石墨烯對GNS/PF復合材料的形貌、結構、熱穩(wěn)定性和殘?zhí)柯实挠绊憽＝Y果表明,石墨烯片均勻分布在PF中,沒有發(fā)生團聚,且石墨烯片與PF間具有良好的界面結合。石墨烯薄片對PF基體強烈的吸附作用增加了PF分子鏈的活性和有序性,顯著提高了GNS/PF納米復合材料內PF基體的固化交聯(lián)密度,進而提高了PF基體的耐熱性和高溫殘?zhí)柯省Ｔ?00～450℃條件下,純酚醛樹脂的熱分解峰值溫度為382.7℃,添加質量分數(shù)0.65%的GNS后,熱分解峰值溫度提高到408℃。在隔絕空氣下900℃熱處理,純酚醛樹脂的殘?zhí)柯蕿?6.2%,添加0.65%氧化石墨烯后殘?zhí)柯试鲋?9.4%,提高了13.2%。

酚醛樹脂；氧化石墨烯；熱解；殘?zhí)柯?/p>

1 前言

酚醛樹脂以其優(yōu)異的耐燒蝕性和低成本成為宇航工業(yè)熱結構和耐燒蝕復合材料部件不可替代的基體材料。空間技術的迅速發(fā)展,對耐燒蝕材料的耐熱性提出了更高的要求,普通酚醛樹脂由于受分子結構的限制,熱穩(wěn)定性和殘?zhí)柯瘦^低,限制了其應用領域的拓展。因此提高酚醛樹脂的耐熱性和耐燒蝕性能一直是該領域的研究熱點［1-3］。

酚醛樹脂在高溫下使用時發(fā)生炭化反應,殘?zhí)柯实母叩蛯τ诓牧系哪蜔g性能具有重要影響［4］。……