本文從結(jié)構(gòu)改性、共混改性等方面介紹了近年來國內(nèi)外對耐燒蝕復(fù)合材料用各種改性酚醛樹脂的合成方法、分子結(jié)構(gòu)、改性機(jī)理以及改性后酚醛樹脂的性能和應(yīng)用概況,并指出今后改性酚醛樹脂仍是一種低成本耐燒蝕復(fù)合材料的樹脂基體,在航天材料領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。
以纖維及其織物增強(qiáng)的樹脂基復(fù)合材料是目前燒蝕材料的主要使用形式之一。樹脂基體對燒蝕復(fù)合材料的性能有著舉足輕重的影響,因此選擇優(yōu)良的樹脂基體對改進(jìn)復(fù)合材料的燒蝕性能起著重要的作用。由于酚醛樹脂耐燒蝕性能良好,尤其具有突出的瞬時耐高溫?zé)g性能和較好的耐沖刷性能,因而在宇航工業(yè)中長期作為耐高溫抗燒蝕復(fù)合材料的基體材料。近幾十年隨著火箭和宇航技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步,對耐燒蝕復(fù)合材料基體的耐熱性和耐燒蝕性提出了更高的要求。傳統(tǒng)的酚醛樹脂由于分子結(jié)構(gòu)的限制,成炭率相對較低,炭化產(chǎn)物通常是各向同性的玻璃炭,經(jīng)高溫處理后難以石墨化,因此其耐燒蝕性受到一定的限制,而且在高溫?zé)g過程中會降解嚴(yán)重,容易在材料中產(chǎn)生較多的孔洞和開裂,使材料極快損耗,因此難以滿足更高的要求。但酚醛樹脂有廣泛的改性余地,且價(jià)格低廉,工藝性能良好,因此酚醛樹脂的改性就成了耐燒蝕材料基體樹脂的研究熱點(diǎn)。本文從三個方面對近年來國內(nèi)外酚醛樹脂的改性研究作了簡單的介紹。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在合成中形成硼酸芐酯,在固化過程中形成硼氧配位結(jié)構(gòu),配位氧原子由酚羥基提供。用硼酸改性酚醛樹脂制得耐高溫耐燒蝕熱固性FB,其反應(yīng)條件為n(苯酚):n(甲醛):n(硼酸)=1:1.5:0.4,氨水(pH=8~9)為催化劑,縮合反應(yīng)溫度60~ 70°C,硼酯化反應(yīng)溫度105~120℃,同時在控制反應(yīng)時間下脫水兩次,所得產(chǎn)物在700.8℃下仍有75.3%的固體殘余物。
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