بهبود کربن دهی رزین فنولی به منظور استفاده در ساخت کامپوزیت های کربن-کربن

یکی از روش های ساخت کامپوزیت های کربن-کربن، استفاده از پلیمرهایی است که در اثر عملیات گرمایی، کربن قابل توجهی از خود به جای می گذارند. انجام عملیات کربنی شدن، موجب ایجاد تخلخل در قطعه و جمع شدگی آن می شود که به منظور رفع آن چرخه تلقیح رزین و کربنی شدن تکرار می شود. این امر موجب افزایش هزینه فرایند و نیز مدت زمان انجام آن می شود.همچنین جمع شدگی حاصل از کربنی شدن، موجب ترک خوردگی ماتریس و جداشدن آن از سطح تماس با الیاف می شود. دراین پژوهش، تهیه آمیزه رزینی که درصد کربن آن بیشتر از رزین فنولی باشد ومقدار جمع شدگی آن به حداقل برسد بررسی شده است. برای تهیه آمیزه مورد نظر که مرکب از چهار جزء بود. ابتداجزء محلول قیر استخراج و در رزین رزول پخش شد. سپس با افزودن پارافرمالدهید، واکنش پلیمر شدن در حضور قیر انجام شد که بدین ترتیب ،آمیزه رزول-قیر به دست آمد. آمیزه دوم محلول نووالاک-فورفورال با نسبت جرمی 55 به 45 و حاوی 9 درصد جرمی هگزامتیلن تتراآمین برای پخت بود. این آمیزه در درصدهای 50،20،10 و 80 به جزء اول(آمیزه رزول-قیر) افزوده شد. نمونه های به دست آمده پخت شد و در شرایط کربنی شدن قرار گرفت. ریز ساختار رزین کربنی شده به کمک XRD بررسی شده و بازده کربنی شدن و جمع شدگی های خطی و حجمی نمونه ها به دست آمده است. نتایج نشان می دهد که در نسبت 80 به 20 رزول-قیر به نووالاک-فورفورال ،بازده کربنی شدن بهمقدار حداکثر 71 درصد و جمع شدگی حجمی آن به مقدار حداقل 16/4 درصد می رسد. همچنین مطالعات XRD نشان دهنده تشکیل ساختار گرافیتی در نمونه هاست که برای ساخت کامپوزیت های کربن-کربن ضروری است.

Keywords:

کامپوزیت کربن-کربن , رزین فنولی , جمع شدگی , گرافیت , قیر