環(huán)氧板,fr4環(huán)氧板,絕緣板,絕緣板廠家,環(huán)氧板廠家,安徽絕緣板廠家,玻釬板,生產(chǎn)加工定制玻璃纖維板
環(huán)氧板液相浸漬工藝中浸漬用聚合物先驅(qū)體需精心選擇,適于制備碳/碳復(fù)合材料基體的聚合物先驅(qū)體需要滿足以下條件:
(1)黏度適宜、流變性好、易于浸漬,可以使聚合物充分浸漬到預(yù)制體孔隙內(nèi)部;
(2)碳化后有較高的產(chǎn)碳率,以提高浸漬效率,獲得高密度制件;
(3)浸漬、固化及碳化過程中的體積收縮盡可能小,以減少對纖維的損傷。
雖然熱塑性聚合物作為基體碳的先驅(qū)體,如聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酰亞胺(PEI),可有效減少浸漬歡數(shù),但需要在固化過程中施壓以保持試樣的結(jié)構(gòu)完整性,實際應(yīng)用并不多。
工業(yè)化中大量使用的是環(huán)氧板熱固性聚合物,如酚醛聚合物、環(huán)氧聚合物、呋喃聚合物、糠酮聚合物、炔類聚合物、聚酰亞胺、聚苯撐與聚苯撐氧等。大多數(shù)熱固性聚合物在較低溫度下(150~250°C)聚合形成高度交聯(lián)、熱固性、不熔的玻璃態(tài)固體,化學(xué)重排困難,碳化后形成各向同性的 玻璃碳,很難石墨化,同時留下很多閉氣孔,導(dǎo)致復(fù)合材料密度相對較低(一般為1.5~1.7g/cm3)。但這種玻璃碳強(qiáng)度高,硬度大,耐酸能力強(qiáng),一般用于航空、航天燒蝕部件的制造及碳素行業(yè)耐腐蝕部件的制造。
聚合物浸漬碳化法的工藝流程:將預(yù)制體放人浸漬罐中,在真空狀態(tài)下用聚合物浸沒預(yù)制體,再充氣加壓使聚合物浸透預(yù)制體,對于酚醛聚合物等黏度大的浸漬劑,浸漬前通常需要用 有機(jī)溶劑進(jìn)行稀釋。然后,在氮?dú)饣驓鍤獗Wo(hù)下進(jìn)行碳化,最終碳化溫度為1000C。在碳化過程中,聚合物熱解,形成碳?xì)埩粑锖蛽]發(fā)性氣體,發(fā)生質(zhì)量損失,同時在樣品中留下孔隙。這樣,需要再進(jìn)行重復(fù)的聚合物浸漬和碳化,以減少孔隙,達(dá)到致密的目的。
聚合物是碳/碳環(huán)氧板材料的重要浸漬劑,人們對聚合物也進(jìn)行了很多的研究,最常見的聚合物產(chǎn)碳率為45%~60%,-些產(chǎn)碳率高的聚合物也陸續(xù)出現(xiàn)。研究比較多的幾種聚合物如下:
(1)酚醛聚合物:用于制備碳/碳復(fù)合材料基體先驅(qū)體的第一代熱固性聚合物主要是酚醛聚合物,酚醛聚合物的產(chǎn)碳率較高,約為57%~65%,一些新問世的改性酚醛聚合物(如含氰酸酯的酚醛聚合物,苯并惡嗪聚合物,丙炔基醚化酚醛聚合物等)的產(chǎn)碳率達(dá)70%以上。
(2)炔類聚合物:國外已經(jīng)成功地將其應(yīng)用于C/C復(fù)合材料的制備。目前國內(nèi)也開展了這方面的研究工作,主要涉及聚芳乙炔(PAA)和丙炔基取代環(huán)戊二烯聚合物(PCP)。聚芳乙炔是高度交聯(lián)的芳香族聚合物,具有黏度小、易加工、碳化收縮率低和高產(chǎn)碳率的優(yōu)點 (800 C ,80% ~90%),且獲得的碳純度很高,但其合成方法操作復(fù)雜,試劑昂貴,成本較高。20世紀(jì)90年代中期,美國研制了丙炔基取代環(huán)戊二烯聚合物,它具有原料易得、合成工藝簡便、聚合物黏度低、產(chǎn)碳率高(可達(dá)95%)等優(yōu)點,很有發(fā)展?jié)摿Α?/span>
(3)其他聚合物:呋喃聚合物多作為C/C復(fù)合材料的重復(fù)浸漬聚合物,在800C下的產(chǎn)碳率約為58%。采用鄰苯二甲腈合成的酞菁聚合物環(huán)氧板材料在800C下的產(chǎn)碳率可以達(dá)到93%以上,也是一種很有發(fā)展前途的聚合物先驅(qū)體。聚合物在裂解產(chǎn)碳過程中,會發(fā)生-系列聚合、脫水、分解等反應(yīng),小分子揮發(fā),形成碳相。在失重的過程中會發(fā)生體積收縮,過度的體積收縮會引起較大的應(yīng)力,造成基體開裂或纖維損傷。因此,在聚合物熱解過程中升溫速率一般較低。
總體而言,相對于瀝青.豪合物浸漬劑的黏度彈性值范圍大.碳化不需要加壓,對設(shè)備要求低.但其缺點是碳化過程收縮大,熱應(yīng)力大、產(chǎn)碳率低,且生產(chǎn)的碳性能不符合石墨化性、導(dǎo)熱性等要求。盡管一系列高產(chǎn)碳率的新型豪合物陸續(xù)出現(xiàn),但這些聚合物一般成本過高、合成復(fù)襲.因此酚配聚合物和呋喃豪合物等傳統(tǒng)豪合物依然是目前應(yīng)用最廣泛的浸漬聚合物。
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