第一章绪论碳泡沫的发展历史…………一 碳泡沫的制备方法… 热固性聚合物的分解

作者:体育博彩  来源:365体育  时间:2019-10-06 21:05  点击:

  第一章绪论碳泡沫的发展历史……………………………………………………………………一 碳泡沫的制备方法……………………………………………………………………… 热固性聚合物的分解……………………………………………………………… 发泡法……………………………………………………………………………… 溶胶 凝胶

  第一章绪论碳泡沫的发展历史……………………………………………………………………一 碳泡沫的制备方法……………………………………………………………………… 热固性聚合物的分解……………………………………………………………… 发泡法……………………………………………………………………………… 溶胶 凝胶法………………………………………………………………………… 模板法………………………………………………………………………………倒置相位法………………………………………………………………………… 碳泡沫的生成机理和结构特征………………………………………………………一 碳泡沫的应用前景……………………………………………………………………… 电化学电容器等电学材料………………………………………………………… 热控材料…………………………………………………………………………… 机械及其他方面……………………………………………………………………一 前躯体的选择………………………………………………………………………… 酚醛树脂的发展史………………………………………………………………… 酚醛泡沫体的主要制各方法…………………………………………………… 酚醛泡沫体的形成原理………………………………………………………… 发泡剂………………………………………………………………………………… 本课题的研究目的和研究内容……………………………………………………… 研究目的…………………………………………………………………………… 研究内容…………………………………………………………………………一 第二章酚醛树脂基泡沫体的制备研究 液态酚醛树脂的制备实验部分……………………………………………………… 主要试剂与仪器………………………………………………………………… 化学反应合成原理………………………………………………………………… 酚醛树脂制备步骤……………………………………………………………… 结果与讨论…………………………………………………………………………… 不同催化剂对树脂凝胶化时间的影响………………………………………… 液态酚醛树脂的红外光谱分析…………………………………………………。 酚醛树脂泡沫的制备实验部分…………………………………………………… 主要试剂与仪器………………………………………………………………… 酚醛树脂基泡沫体制备步骤…………………………………………………… 结果与讨论…………………………………………………………………………。单独使用发泡剂和固化剂的空白试验………………………………………… 发泡剂的选择…………………………………………………………………… 酚醛树脂泡沫体的红外光谱…………………………………………………… 树脂合成时间对于树脂泡沫固化时间的影响………………………………… 酚醛树脂基泡沫的热重分析…………………………………………………… 本章结论………………………………………………………………………………。 第三章酚醛树脂基碳泡沫的制备及其表征 实验部分……………………………………………………………………………… 主要试剂与仪器………………………………………………………………… 碳泡沫制备过程………………………………………………………………… 化学反应合成原理……………………………………………………………… 碳泡沫样品的表征………………………………………………………………。 结果与讨论…………………………………………………………………………… 碳泡沫的形貌分析……………………………………………………………… 碳泡沫的物相组成………………………………………………………………… 碳泡沫 的测试……………………………………………………………… 酚醛树脂的干燥处理时间对碳泡沫的影响……………………………………。 发泡剂正戊烷的用量对碳泡沫的微观形貌的影响…………………………… 的用量对碳泡沫的微观形貌的影响……………………………固化剂用量的影响……………………………………………………………… 反应温度对于碳泡沫结构的影响……………………………………………… 搅拌速度对于碳泡沫结构的影响………………………………………………… 本章结论…………………………………………………………………………… 第四章碳泡沫的电化学性能检测 主要原料与仪器……………………………………………………………………… 粘结剂的选择………………………………………………………………………… 研究人员研究内容 有机聚合物分解制备 不同前躯体对碳泡沫的结构和性能的影响》 高聚物制备碳泡沫作为耐高温材料稻田聪野口和男掘江典郎 首次采用天然软木为前躯体 低密度微泡状碳泡沫 利用聚丙烯腈制备碳泡沫 中间相沥青高压法制备碳泡沫 实现石墨化 芳香族碳氢化合物经催化 反应缩聚 固化 碳化 石墨化制备 中间相沥青转化为泡沫沥青 经氧化 固化 碳化 石墨化制备 发现利用中间相沥青制备的碳泡沫具有高的热传导率 煤作为前躯体制备 提出中间相沥青制备碳泡沫的”自挥发发泡法’’ 简化了工艺 减少了成本 中孔硅为模板制备中孔碳 等中间相沥青基泡沫碳的结构和性能与原料和制备工艺的关系 制备出了中间相沥青基的碳泡沫 热导率达到 聚氨酯泡沫为模板聚酰亚胺为前躯体制备 等高温分解橄榄石制备表 碳泡沫的制备发展史【 电解液的选择…………………………………………………………………………” 隔膜的选择…………………………………………………………………………… 电化学电容器外壳的选择…………………………………………………………… 电化学电容器的组装………………………………………………………………… 结果与讨论…………………………………………………………………………… 恒电流充放电测试……………………………………………………………… 循环伏安测试…………………………………………………………………… 交流阻抗测试…………………………………………………………………… 本章结论……………………………………………………………………………… 第五章结论与展望 结论……………………………………………………………………………………………………………… 展望…………………………………………………………………………………… 参考文献………………………………………………………………………… 致谢……………………………………………………………………………………………………………………” 碳泡沫的发展历史丝立弟一草绪论碳泡沫是一种由无定型碳或石墨组成的具有三维网状结构一索出来【 。美国橡树岭国家实验室 利用中间相沥青作为前躯体制备了新型高性能沥青碳泡沫 与此 方法省去了发泡和稳定的步骤 而且还不需要进行进一步的氧俐 了工艺。由这种方法制备出的材料热导率可达到 根据碳泡沫制备的年代、原材料、碳化方法等因素的不同所示。’、—、 桫一一 一一碳泡沫的制备方法 热固性聚合物的分解将聚合物中易分解的物质进行升温分解 不易分解的物质作为结构骨架进行碳化 从而形成所需的碳结构泡沫【 。该方法分解的物质主要为有机聚合物 在加热升温过程中 易分解的成份发生的是热分解反应 不易分解的成份始终保持不变。有机聚合物的热分解程度由热分解的温度决定 热分解的程度越高 其产物的导电能力越强。此方法得到的产物主要为碳骨架或网状的碳泡沫结构 泡沫 是最早的制备碳泡沫方法 泡沫以其低密度 低热膨胀系数 较好的耐热能力和抗压性等优点在工业等领域得到了应用。 发泡法采用某些树脂 中间相沥青 聚氯乙烯 聚丙烯睛 等作为制备碳泡沫的前躯体。取适量的前躯体放入模具中 将此模具制品置于高压釜中 全程通入惰性气体 在高压 下加热使其达到软化点以上 降温卸压 取出样品 放入氧气气氛中 得到结构稳定的泡沫体 将此泡沫体在惰性气氛下加热到 可得到碳泡沫‘ 温度上升到 以上 可得到石墨泡沫。 溶胶 凝胶法溶胶一凝胶法【 】的制备过程是将聚丙烯睛在碱性条件下进行溶胶和凝胶然后利用超临界干燥移走其中的溶剂 从而形成大量孔洞的聚丙烯睛基泡沫体 最后将所得的泡沫体在惰性气氛中进行碳化和石墨化 即可得到碳泡沫和石墨泡沫。 卅由美国橡树岭国家实验室的提出的制备碳泡沫的新方法。其具体操作步骤是首先将沥青球磨成粉末状倒入模具中 然后将模具置入真空釜中 加热使沥青达到熔点以上 通入惰性气体 并向真空釜内施压至 使沥青泡沫化 然后继续加热使沥青泡沫碳化 冷却后得到稳定的碳泡沫 这种方法制备的碳泡沫与发泡法相比 省去了氧化稳定步骤和减压步骤 并且产物已经具备高度石墨化的结构 泡沫的整体热导系数约在 之间。因此 这种方法制备的碳泡沫成本更低 工艺更简洁。 模板法模板法阶 】制备碳泡沫可分为无机模板法和有机模板法。利用无机物作为模板 该无机物具有孔隙结构 通过有机物浸泡 气相沉淀等方法 将有机物均匀混合在无机模板中 对混合物进行碳化 除去模板 即可得到具有无机物模板孔隙结构特征的碳泡沫 这种方法 我们称之为无机模板法。利用该方法制备的碳泡沫拥有较为整齐的孔状结构特征 较高的孔体积和较高的电导率 该方法的模板材料一般选择硅胶、分子筛、蛋白石等。与无机模板法比较 有机模板法只在模板材料的应用上有所改变 制备步骤两者基本相同。现阶段模板法还是以无机模板法为主要的研究方法 也有研究人员对有机和无机模板混合使用进行了探索。 倒置相位法通过倒置相位法 制备的碳泡沫具有多孔膜状结构。取少量聚丙烯腈溶解在二甲基亚砜中 将溶液注入在碳纸薄膜上 然后将这层薄片放置在密封的充满半盒温水的盒子里 再将这层薄片放入酒精中浸泡 通过 射线照射后 下加热使其碳化 最后通入 活化 即可得到碳泡沫。 碳泡沫的生成机理和结构特征碳泡沫的生成机理与结构特征是由前躯体和制备条件所决定的 例如 前躯体为酚醛树脂的碳泡沫的生成机理是在逐渐升温的过程中 树脂发生液化 发泡剂均匀分散在反应体系中 使酚醛树脂膨胀 发泡剂中分解出的气体溶解于树脂中并达到饱和 经过过饱和状态 最后形成多泡体。在碳化过程中水和甲烷小分子的形成主要来自于分子链上的羟基脱下后加氢形成的水被逸出和大分子键上的亚甲基的碎裂而转变成的联苯键 亚甲基经脱下后加氢而形成甲烷逸出。但是 反应体系中仍有 亚甲基残留在碳骨架中 并最终变成狭长的带状芳香稠环层片和中空细微的碳颗粒粘合而形成五边形十二面体结构的网状玻璃质碳泡沫。因此 该泡沫具有较为明显的连通的网络孔洞结构 且孔隙较大 韧带呈现柱状。而由发泡法和 制备的碳泡沫的生成机理是沥青在生成半焦状态前的一种过渡呈扁平的中间产物 芳香缩合分子 并以规则排列取向的小球体生成、成长和部分融并的时期 中间相生长的初期 其化学反应遵循一级反应动力学。这样的中间相物质以巨大分子为核心 经过兀 键堆叠 形成光学异向性液晶 结构为多环芳烃构成、芳环上带有

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