【摘要】 热解是使用酚醛树脂制造碳或相关复合材料的关键过程之一。

热解是使用酚醛树脂制造碳或相关复合材料的关键过程之一。热解反应将树脂基质转化为无定形碳。由于复合材料中产生的热应力和许多气体产物产生的高压，这一过程中的潜在损伤是严重的。因此需要一种良好可行的工艺或合适的热改性方法来减少热解过程中的损伤。Haiyun Jiang等人[1]采用傅立叶变换红外光谱法对不同温度下热解的酚醛树脂的结构进行了表征，并采用热解气相色谱-质谱法对其挥发物进行了观察。一些固化样品在350至750℃的不同温度下进行处理。每个样品都以2℃/mins的加热速率进行热处理，然后在给定温度下保持2小时由此推导出了热解机理，使用750 FTIR（Nicolet，USA）获得相同量的样品的FTIR光谱。从FTIR光谱中可以发现，在3440cm-1处有一个宽峰，属于酚羟基的拉伸振动，并且随着热处理温度的升高变弱。从光谱图中可以观测到亚甲基也有相似的变化，2910和2850cm-1处有两种拉伸模式，在1458cm-1处有弯曲模式。这两个峰650°C时都是模糊的。这些特征表明酚羟基可能与亚甲基发生反应，或酚羟基之间发生缩合反应，或酚羟基被剥离生成羟基自由基。研究发现亚甲基是活性的，其断裂是PF树脂热解的主要原因。首先，在亚甲基和酚羟基之间形成额外的交联。其次，一些亚甲基分子被剪断，从而产生一些挥发物，包括苯酚及其甲基衍生物。

[1] Jiang H ,  Wang J ,  Wu S , et al. The pyrolysis mechanism of phenol formaldehyde resin[J]. Polymer Degradation and Stability, 2012, 97(8):1527–1533.

 

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