酚醛樹脂的案例
熱固性酚醛樹脂的固化速度與性能
制備一階樹脂的醛/酚的最高比例(摩爾比)可達1.5：1，此時固化樹脂的物理性能也達最高值。一階熱固性酚醛樹脂可以在加熱條件下固化，也可以在酸性條件下固化。
酚醛拉擠成型工藝的難點在于哪里？
2、酸催化酚醛拉擠模具的耐腐蝕問題
在酚醛拉擠成型工藝的工業化生產中，首先遇到的一個問題，是模具的耐酸腐蝕問題。在生產實踐中，往往只需經過幾個小時以后，鍍鉻表面層就會遭到酸性的腐蝕，從工具鋼的表面剝落下來。有人企圖通過在酚醛樹脂內，加入合適的內脫模劑，以解決模具的耐腐蝕問題。但試驗結果發現，使用內脫模劑后，鉻層與工具鋼模具仍然會剝離下來，僅僅是剝離的時間延長一些而已。
3、高溫固化酚醛樹脂的固化及高粘度問題
為避免酸催化酚醛樹脂對模具的腐蝕問題，有人曾對高溫固化酚醛樹脂用于拉擠工藝作過試驗。 有些酚醛樹脂，在130℃-150℃溫度下就能很快地固化。例如砂紙用的樹脂層，在130℃溫度下經過5-6分鐘即可固化。酸催化酚醛樹脂的拉擠溫度約為180℃，根據固化溫度上升10℃，固化時間就可以縮短一半的經驗規律，130℃6分鐘固化的樹脂，在180℃溫度下就只需幾秒鐘即可完成固化。因而拉擠成型工藝，采用高溫固化的酚醛樹脂完全是有可能的。
通常，高溫固化酚醛樹脂的粘度較高，約為4000-6000cP。若為改善制品表面質量，需加入填料，粘度還會增大，這將會對拉擠工藝帶來不利的影響。
三、酚醛樹脂拉擠工藝的研究和開發
如上所述，酚醛拉擠工藝還存在著不少的技術問題，另外，酚醛拉擠制品還不十分完美。但是，經過不斷的探索和研究，近年來發現單組分酚醛樹脂，完全適用于拉擠成型工藝。
目前，研究開發酚醛樹脂拉擠工藝的工作，主要有兩種途徑：一是改善單組分酚醛樹脂的綜合性能例如在熱固化時間、粘度和脫水量等方面，以使其盡量適應快速拉擠工藝的需要。二是改變酚醛樹脂的化學組分，提高苯酚/甲醛的比例，以加快其交聯速度，并對酚醛樹脂的粘度和脫水量等相關性能，進行專項的研究。
經過實踐證明，對于酚醛樹脂來講，若需加快它的固化速度，其粘度和脫水量必然也相應地有所提高。
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（2）粘結劑普遍采用酚醛樹脂。
（3）固化劑通常采用烏洛托品；潤滑劑一般采用硬脂酸鈣，其作用是防止覆膜砂結塊，增加流動性。添加劑的主要作用是改善覆膜砂的性能。
（4）覆膜砂的基本配比 成分 配比（質量分數，%） 說明：原砂 100 擦洗砂， 酚醛樹脂 1.0～3.0 占原砂重 ，烏洛托品（水溶液2） 10～15 占樹脂重，硬脂酸鈣 5～7 占樹脂重，添加劑 0.1～0.5 占原砂重 。1：2） 10～15 占樹脂重，硬脂酸鈣 5～7 占樹脂重，添加劑 0.1～0.5 占原砂重 。
２．覆膜砂的生產工藝
覆膜砂的制備工藝主要有冷法覆膜、溫法覆膜、熱法覆膜三種，目前覆膜砂的生產幾乎都是采用熱覆膜法。熱法覆膜工藝是先將原砂加熱到一定溫度，然后分別與樹脂、烏洛托品水溶液和硬脂酸鈣混合攪拌，經冷卻破碎和篩分而成。由于配方的差異，混制工藝有所不同。目前國內覆膜砂生產線的種類很多，手工加料的半自動生產線約有2000~2300條，電腦控制的全自動生產線也已經有將近50條，有效提高了生產效率和產品穩定性。例如xx鑄造有限公司的自動化可視生產線，其加料時間控制精確到0.1秒，加熱溫度控制精確到1/10℃，并且可以通過視頻時時觀察混砂狀態，生產效率達到6噸/小時。
３．覆膜砂的主要產品類型
（1）普通類覆膜砂 普通覆膜砂即傳統覆膜砂，其組成通常由石英砂，熱塑性酚醛樹脂，烏洛托品和硬脂酸鈣構成，不加有關添加劑，其樹脂加入量通常在一定強度要求下相對較高，不具備耐高溫，低膨脹、低發氣等特性，適用于要求不高的鑄件生產。
展開 覆膜砂鑄造工藝過程解析，各項技術參數可收藏！
（2）粘結劑普遍采用酚醛樹脂。
（3）固化劑通常采用烏洛托品；潤滑劑一般采用硬脂酸鈣，其作用是防止覆膜砂結塊，增加流動性。添加劑的主要作用是改善覆膜砂的性能。
（4）覆膜砂的基本配比 成分 配比（質量分數，%） 說明：原砂 100 擦洗砂， 酚醛樹脂 1.0～3.0 占原砂重 ，烏洛托品（水溶液2） 10～15 占樹脂重，硬脂酸鈣 5～7 占樹脂重，添加劑 0.1～0.5 占原砂重 。1：2） 10～15 占樹脂重，硬脂酸鈣 5～7 占樹脂重，添加劑 0.1～0.5 占原砂重 。
２．覆膜砂的生產工藝
覆膜砂的制備工藝主要有冷法覆膜、溫法覆膜、熱法覆膜三種，目前覆膜砂的生產幾乎都是采用熱覆膜法。熱法覆膜工藝是先將原砂加熱到一定溫度，然后分別與樹脂、烏洛托品水溶液和硬脂酸鈣混合攪拌，經冷卻破碎和篩分而成。由于配方的差異，混制工藝有所不同。目前國內覆膜砂生產線的種類很多，手工加料的半自動生產線約有2000~2300條，電腦控制的全自動生產線也已經有將近50條，有效提高了生產效率和產品穩定性。例如xx鑄造有限公司的自動化可視生產線，其加料時間控制精確到0.1秒，加熱溫度控制精確到1/10℃，并且可以通過視頻時時觀察混砂狀態，生產效率達到6噸/小時。
３．覆膜砂的主要產品類型
（1）普通類覆膜砂 普通覆膜砂即傳統覆膜砂，其組成通常由石英砂，熱塑性酚醛樹脂，烏洛托品和硬脂酸鈣構成，不加有關添加劑，其樹脂加入量通常在一定強度要求下相對較高，不具備耐高溫，低膨脹、低發氣等特性，適用于要求不高的鑄件生產。
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采用覆膜砂鑄造生產精密鑄鋼件的工藝過程解析，各項技術參數可收藏！
（2）粘結劑普遍采用酚醛樹脂。
（3）固化劑通常采用烏洛托品；潤滑劑一般采用硬脂酸鈣，其作用是防止覆膜砂結塊，增加流動性。添加劑的主要作用是改善覆膜砂的性能。
（4）覆膜砂的基本配比 成分 配比（質量分數，%） 說明：原砂 100 擦洗砂， 酚醛樹脂 1.0～3.0 占原砂重 ，烏洛托品（水溶液2） 10～15 占樹脂重，硬脂酸鈣 5～7 占樹脂重，添加劑 0.1～0.5 占原砂重 。1：2） 10～15 占樹脂重，硬脂酸鈣 5～7 占樹脂重，添加劑 0.1～0.5 占原砂重 。
２．覆膜砂的生產工藝
覆膜砂的制備工藝主要有冷法覆膜、溫法覆膜、熱法覆膜三種，目前覆膜砂的生產幾乎都是采用熱覆膜法。熱法覆膜工藝是先將原砂加熱到一定溫度，然后分別與樹脂、烏洛托品水溶液和硬脂酸鈣混合攪拌，經冷卻破碎和篩分而成。由于配方的差異，混制工藝有所不同。目前國內覆膜砂生產線的種類很多，手工加料的半自動生產線約有2000~2300條，電腦控制的全自動生產線也已經有將近50條，有效提高了生產效率和產品穩定性。例如xx鑄造有限公司的自動化可視生產線，其加料時間控制精確到0.1秒，加熱溫度控制精確到1/10℃，并且可以通過視頻時時觀察混砂狀態，生產效率達到6噸/小時。
３．覆膜砂的主要產品類型
（1）普通類覆膜砂 普通覆膜砂即傳統覆膜砂，其組成通常由石英砂，熱塑性酚醛樹脂，烏洛托品和硬脂酸鈣構成，不加有關添加劑，其樹脂加入量通常在一定強度要求下相對較高，不具備耐高溫，低膨脹、低發氣等特性，適用于要求不高的鑄件生產。
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（5）酯硬化酚醛樹脂自硬砂
酯硬化酚醛樹脂自硬砂工藝是英國波頓公司開發的，稱為a-set工藝，于1981年獲得專利，1984年已廣泛地應用于歐洲，最先用于鑄鋼生產，現已擴大到鑄鐵和非鐵合金鑄件。
此種酚醛樹脂的堿性較強，PH值為11-13.5。樹脂中含有機溶劑，閃點低，易燃，而且能溶于水，保存期短，在20℃下可存放6個月，30℃下為2-3個月，40℃下僅為1-2個月。
此種自硬砂的硬化劑是有機酯，可根據硬化速度的要求選用。硬化劑用量大約是樹脂的20~30%（質量分數），而酚醛樹脂加入量為原砂的1.5~2.5%。其混砂工藝與酸自硬呋喃樹脂相同。砂溫通常控制在20~30%，型（芯）砂可使用時間為5~30min，脫模時間為15~60min。
酯硬化酚醛樹脂自硬砂的主要特點有：
①在硬化劑作用下只發生部分反應，鑄型或型芯硬化后有一定的熱塑性，澆注金屬后還有一短暫的、因受熱而完全硬化的過程。這也是與酸自硬呋喃樹脂砂的不同之處。因此，用此工藝制成的鑄型（芯），硬化后強度并不很高，抗壓強度只有2~4MPa，但是，由于澆注初期還將進一步硬化，鑄型的尺寸穩定性和熱穩定性都好，制得的鑄件尺寸精度高，表面質量好。
②由于不含N、P、S，所以特別適合于鑄鋼件、球墨鑄鐵件生產。
③不會產生脈紋毛刺缺陷。其它自硬樹脂鑄型，在澆注和凝固過程中，在鑄型/金屬界面會出現裂紋。而酯硬化酚醛樹脂自硬砂在澆注和凝固過程中，表層出現可避免開裂的短暫的熱塑性階段，因而可得到無脈毛刺紋缺陷的光潔鑄件。
④堿性酚醛樹脂對原砂的適應性廣，不僅適用于硅砂，也適用于需酸值高的鎂砂、鎂橄欖石砂、鉻鐵礦砂等特種砂。
2．應與生產批量相適應
大批量生產時，應優先考慮機械化、自動化的粘土濕型砂造型生產線和樹脂砂制芯生產線。
展開 覆膜砂應用中存在的問題及解決對策，各項技術參數可收藏！
（2）粘結劑普遍采用酚醛樹脂。
（3）固化劑通常采用烏洛托品；潤滑劑一般采用硬脂酸鈣，其作用是防止覆膜砂結塊，增加流動性。添加劑的主要作用是改善覆膜砂的性能。
（4）覆膜砂的基本配比 成分 配比（質量分數，%） 說明：原砂 100 擦洗砂， 酚醛樹脂 1.0～3.0 占原砂重 ，烏洛托品（水溶液2） 10～15 占樹脂重，硬脂酸鈣 5～7 占樹脂重，添加劑 0.1～0.5 占原砂重 。1：2） 10～15 占樹脂重，硬脂酸鈣 5～7 占樹脂重，添加劑 0.1～0.5 占原砂重 。
２．覆膜砂的生產工藝
覆膜砂的制備工藝主要有冷法覆膜、溫法覆膜、熱法覆膜三種，目前覆膜砂的生產幾乎都是采用熱覆膜法。熱法覆膜工藝是先將原砂加熱到一定溫度，然后分別與樹脂、烏洛托品水溶液和硬脂酸鈣混合攪拌，經冷卻破碎和篩分而成。由于配方的差異，混制工藝有所不同。目前國內覆膜砂生產線的種類很多，手工加料的半自動生產線約有2000~2300條，電腦控制的全自動生產線也已經有將近50條，有效提高了生產效率和產品穩定性。例如xx鑄造有限公司的自動化可視生產線，其加料時間控制精確到0.1秒，加熱溫度控制精確到1/10℃，并且可以通過視頻時時觀察混砂狀態，生產效率達到6噸/小時。
３．覆膜砂的主要產品類型
（1）普通類覆膜砂 普通覆膜砂即傳統覆膜砂，其組成通常由石英砂，熱塑性酚醛樹脂，烏洛托品和硬脂酸鈣構成，不加有關添加劑，其樹脂加入量通常在一定強度要求下相對較高，不具備耐高溫，低膨脹、低發氣等特性，適用于要求不高的鑄件生產。
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（2）粘結劑普遍采用酚醛樹脂。
（3）固化劑通常采用烏洛托品；潤滑劑一般采用硬脂酸鈣，其作用是防止覆膜砂結塊，增加流動性。添加劑的主要作用是改善覆膜砂的性能。
（4）覆膜砂的基本配比 成分 配比（質量分數，%） 說明：原砂 100 擦洗砂， 酚醛樹脂 1.0～3.0 占原砂重 ，烏洛托品（水溶液2） 10～15 占樹脂重，硬脂酸鈣 5～7 占樹脂重，添加劑 0.1～0.5 占原砂重 。1：2） 10～15 占樹脂重，硬脂酸鈣 5～7 占樹脂重，添加劑 0.1～0.5 占原砂重 。
２．覆膜砂的生產工藝
覆膜砂的制備工藝主要有冷法覆膜、溫法覆膜、熱法覆膜三種，目前覆膜砂的生產幾乎都是采用熱覆膜法。熱法覆膜工藝是先將原砂加熱到一定溫度，然后分別與樹脂、烏洛托品水溶液和硬脂酸鈣混合攪拌，經冷卻破碎和篩分而成。由于配方的差異，混制工藝有所不同。目前國內覆膜砂生產線的種類很多，手工加料的半自動生產線約有2000~2300條，電腦控制的全自動生產線也已經有將近50條，有效提高了生產效率和產品穩定性。例如xx鑄造有限公司的自動化可視生產線，其加料時間控制精確到0.1秒，加熱溫度控制精確到1/10℃，并且可以通過視頻時時觀察混砂狀態，生產效率達到6噸/小時。
３．覆膜砂的主要產品類型
（1）普通類覆膜砂 普通覆膜砂即傳統覆膜砂，其組成通常由石英砂，熱塑性酚醛樹脂，烏洛托品和硬脂酸鈣構成，不加有關添加劑，其樹脂加入量通常在一定強度要求下相對較高，不具備耐高溫，低膨脹、低發氣等特性，適用于要求不高的鑄件生產。
展開 球墨鑄鐵件表面球化衰退的微觀組織特征及防止措施
d.使用昆騰樹脂和派普樹脂
圖10是使用昆騰樹脂和派普樹脂生產的球鐵試樣表面球化衰退層微觀組織，圖10與圖1相比，試樣表面基本無球化衰退層，表面球化效果基本與使用粘土砂型的表面球化效果（如圖2所示）一致。使用昆騰樹脂和派普樹脂試樣表面基本無球化衰退層的機理是昆騰樹脂和派普樹脂及催化劑都不含有硫的原因。
e.使用堿酚醛樹脂
圖11是使用堿酚醛樹脂生產的球鐵試樣表面球化衰退層微觀組織，圖11與圖1相比，球鐵試樣表面有微小的球化衰退層，表面球化效果接近使用粘土砂型的表面球化效果（如圖2所示）。使用堿酚醛樹脂表面球化效果接近使用粘土砂型的原理是堿酚醛樹脂及催化劑不含有硫的緣故。
3、生產驗證
到目前為止，一汽鑄造技術中心車間已經使用昆騰樹脂和派普樹脂批量生產橋殼、減殼等軍車鑄件，已有2年時間，橋殼、減殼等軍車鑄件表面球化質量穩定，沒有因表面球化衰退引起的橋殼斷裂，并且生產操作方便以及過程控制可行。一汽鑄造技術中心使用昆騰樹脂和派普樹脂開發和生產球鐵鑄件已經徹底解決了球鐵件的表面球化衰退缺陷，鑄件表面質量穩定，并取得了較好的經濟效益以及贏得了信譽。2年生產時間足以證明使用昆騰樹脂和派普樹脂解決球鐵鑄件表面球化衰退缺陷的措施是可靠、可行的。
4、結論
（1）表面球化衰退層微觀組織中的第二相粒子是MgS或(Mg，Mn)xSy粒子，具有FCC結構和近球形八面體形貌體征。
（2）控制鑄造工藝因素，可使表面球化衰退層厚度控制在0.2mm以內，但不穩定，受人為因素影響很大，過程控制較難。
（3）使用低硫苯磺酸固化劑，表面球化衰退減輕，過程容易控制，但是距離實際生產需要還有一定差距。
展開 實驗論證：球墨鑄鐵件表面球化衰退的微觀組織特征及有效防止措施
d.使用昆騰樹脂和派普樹脂
圖10是使用昆騰樹脂和派普樹脂生產的球鐵試樣表面球化衰退層微觀組織，圖10與圖1相比，試樣表面基本無球化衰退層，表面球化效果基本與使用粘土砂型的表面球化效果（如圖2所示）一致。使用昆騰樹脂和派普樹脂試樣表面基本無球化衰退層的機理是昆騰樹脂和派普樹脂及催化劑都不含有硫的原因。
e.使用堿酚醛樹脂
圖11是使用堿酚醛樹脂生產的球鐵試樣表面球化衰退層微觀組織，圖11與圖1相比，球鐵試樣表面有微小的球化衰退層，表面球化效果接近使用粘土砂型的表面球化效果（如圖2所示）。使用堿酚醛樹脂表面球化效果接近使用粘土砂型的原理是堿酚醛樹脂及催化劑不含有硫的緣故。
3、生產驗證
到目前為止，一汽鑄造技術中心車間已經使用昆騰樹脂和派普樹脂批量生產橋殼、減殼等軍車鑄件，已有2年時間，橋殼、減殼等軍車鑄件表面球化質量穩定，沒有因表面球化衰退引起的橋殼斷裂，并且生產操作方便以及過程控制可行。一汽鑄造技術中心使用昆騰樹脂和派普樹脂開發和生產球鐵鑄件已經徹底解決了球鐵件的表面球化衰退缺陷，鑄件表面質量穩定，并取得了較好的經濟效益以及贏得了信譽。2年生產時間足以證明使用昆騰樹脂和派普樹脂解決球鐵鑄件表面球化衰退缺陷的措施是可靠、可行的。
展開 汽車內飾及配件那些材料需要進行霧化性能檢測
二、 分類介紹需要檢測霧化的材料
1、氈制品
車內使用的地毯、內飾毛毯、座椅毛氈和頂蓬氈的VOC揮發量較高，這與其制造過程中使用的粘結材料（黏合劑）酚醛樹脂有關。酚醛樹脂膠粘劑是由甲醛和苯酚合成的，一般很難反應，所以膠粘劑中會含有游離甲醛，在使用過程中會釋放出甲醛。選用環保型的膠粘劑，酚醛樹脂含量低或不含酚醛樹酯的地毯、毛氈是減少車內VOC含量的一個重要途徑，而且目前從技術上也是可行的。當然會增加制造成本。
2、織物
織物加工過程中，為使其達到防皺、防縮、阻燃效果，或是為了保持印花、染色方面的特性以及改善手感，需在紡織生產過程中加入甲醛，因此此類部件甲醛含量較高，尤其在高溫條件時會不斷釋放出甲醛而污柒車內環境，故最需要檢測揮發成霧性。
3、皮革制品
車內皮革制品對車內VOC的影響較大。車內使用的皮革制品的部件，如方向盤的皮革、控制面板表皮、座椅表皮、頂蓬表皮等。皮革制品釋放出的VOC主要有甲苯、二甲苯、甲醛等。這與皮革制造工藝有關，為了改善皮革的一些性能，在皮革的加工處理過程中（尤其是鞣制和復鞣過程中）用到甲苯和甲醛。
4、泡棉
車內使用的泡棉材料主要為聚氨酯發泡材料為主，如車內的座墊、頭枕、頂蓬隔音板、儀表盤、遮陽板、門板、頂棚襯里等內飾件。其中座墊、靠背、頭枕是主要檢測部位。目前大量被使用的聚氨酯以溶劑型為主，所以在使用過程中會釋放出各種殘留溶劑，造成VOC污染。
5、涂料
涂料是車內VOC的主要來源，涂料可起到保護和裝飾作用的同時，又能夠防止老化、腐蝕，可延長材料的使用壽命。如車內方向盤桃木的表面會刷清漆、塑料制品表面也會有涂料，在其噴涂過程中必須使用溶劑和各種助劑，這些都是VOC的主要來源。
6、助劑
助劑可謂是VOC的隱形重要來源。
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球墨鑄鐵件表面球化衰退的微觀組織特征分析及防止措施
d.使用昆騰樹脂和派普樹脂
圖10是使用昆騰樹脂和派普樹脂生產的球鐵試樣表面球化衰退層微觀組織，圖10與圖1相比，試樣表面基本無球化衰退層，表面球化效果基本與使用粘土砂型的表面球化效果（如圖2所示）一致。使用昆騰樹脂和派普樹脂試樣表面基本無球化衰退層的機理是昆騰樹脂和派普樹脂及催化劑都不含有硫的原因。
e.使用堿酚醛樹脂
圖11是使用堿酚醛樹脂生產的球鐵試樣表面球化衰退層微觀組織，圖11與圖1相比，球鐵試樣表面有微小的球化衰退層，表面球化效果接近使用粘土砂型的表面球化效果（如圖2所示）。使用堿酚醛樹脂表面球化效果接近使用粘土砂型的原理是堿酚醛樹脂及催化劑不含有硫的緣故。
3、生產驗證
到目前為止，一汽鑄造技術中心車間已經使用昆騰樹脂和派普樹脂批量生產橋殼、減殼等軍車鑄件，已有2年時間，橋殼、減殼等軍車鑄件表面球化質量穩定，沒有因表面球化衰退引起的橋殼斷裂，并且生產操作方便以及過程控制可行。一汽鑄造技術中心使用昆騰樹脂和派普樹脂開發和生產球鐵鑄件已經徹底解決了球鐵件的表面球化衰退缺陷，鑄件表面質量穩定，并取得了較好的經濟效益以及贏得了信譽。2年生產時間足以證明使用昆騰樹脂和派普樹脂解決球鐵鑄件表面球化衰退缺陷的措施是可靠、可行的。
展開 中科大Science子刊：輕質高強、防腐防火人工木材！
近日，中國科學技術大學教授俞書宏帶領的科研團隊，發展了一種冰晶誘導自組裝和熱固化相結合的新技術，以傳統的酚醛樹脂和密胺樹脂為基體材料，研制出一系列具有類似天然木材取向孔道結構的新型仿生人工木材。該系列仿生人工木材具有輕質高強、耐腐蝕和隔熱防火等優點。
8月10日，相關研究成果以Bioinspired polymeric woods為題，發表在《科學進展》上，Science雜志科學新聞以This synthetic wood is as strong as the real thing—and won’t catch fire為題，對該成果進行報道。論文的共同第一作者為博士后于志龍和碩士生楊寧。
論文鏈接
http://advances.sciencemag.org/content/4/8/eaat7223
研究人員研制的一系列樹脂基仿生人工木材，具有類似天然木材的取向孔道結構，并且壁厚和孔尺寸具有很好的可調控性（圖1）。這種方法可以復合多種納米材料以制備多功能復合人工木材，而且簡單高效，容易放大生產。這種取向孔道結構的人工木材具有突出的機械性能，壓縮屈服強度優于已開發的多種仿木結構的陶瓷材料，且與天然木材性能相當（圖2）。
圖1.人工木頭的制備過程示意圖。（A）樹脂聚合物的混合溶液；（B）取向冷凍和干燥后具有取向孔道結構的聚合物干膠；（C）固化后的樹脂基仿生木材；（D）酚醛樹脂基（上）和密胺樹脂基（下）仿生木材實物照片
圖2.仿生人工木材的照片、結構和力學性能。（A）酚醛樹脂基人工木材與微觀結構；（B）密胺樹脂基人工木材與微觀結構；（C）人工木材的力學性能與其他工程材料對比圖。
與天然木材相比，仿生人工木材最大的優勢在于其耐腐蝕性、隔熱和防火性能。
展開 一種用于隔熱的輕質、柔性氣凝膠復合材料
特別是，聚酰亞胺、酚醛、芳綸等有機氣凝膠由于其低密度而非常有利，其中具有高炭產率的酚醛樹脂氣凝膠(PRA)作為一種有能力的燒蝕劑很受歡迎，為了在高機械應力和高熱載荷條件下獲得更好的力學性能，必須用堅韌的纖維對脆弱的氣凝膠進行加固。
由于具有優異的熱穩定性和機械性能，廣泛選擇碳纖維、石英纖維(QF)和莫來石纖維與PRAs結合制成熱防護復合材料。其中，NASA開發的酚醛浸漬碳燒蝕劑(PICA)是一種典型的輕質熱防護燒蝕復合材料。由于其重量輕、導熱系數低、熱穩定性好，它已被用于美國宇航局的火星探測、“星塵號”返航和SpaceX的“龍”太空艙等任務。隨著航空航天工業的空前快速發展，PICA的剛性和脆性帶來了失效應變低、縫縫繁瑣、對冷結構適應性低等問題，嚴重制約了剛性PICA的實際應用。因此，迫切需要進一步開發輕質、柔韌、隔熱的復合材料。
02
成果掠影
近日，哈爾濱工業大學張幸紅與洪長青團隊針對開發輕質、柔韌、隔熱的復合材料取得最新進展。該文報告了一種均勻的化學鍵合策略，用于制造具有良好燒蝕隔熱性能的輕質柔性纖維增強酚醛樹脂氣凝膠FRPRA。酚醛樹脂氣凝膠基質與酚醛纖維增強材料的相容性提高了材料的可壓縮性(循環應變為60%)和可彎曲性(循環應變為30%)以及燒蝕過程中的結構穩定性。此外，低堆積密度和導熱系數分別為0.20 g/cm3和0.043 W/mK，使復合材料具有高效的保溫能力。使用8mm厚的襯墊，可以將200℃的溫度降低到70.6℃，通過與Al面板結合，可以將1200℃左右的溫度偽裝到78℃。基于其可彎曲性，該材料還可實現600°C的保形隱身。因此，該復合材料在靜態和動態絕熱方面都具有應用潛力。
展開 ACS Nano: 具有定向可調節有序介孔的高度均勻碳板
【圖文導讀】
圖一 OMCS制造過程的示意圖
（a）三嵌段共聚物F127和低分子量酚酚醛樹脂的組裝，導致形成resol-F127單體膠束
（b）借助于界面誘導的相互作用，在MgAl-LDH表面上沉積單體膠束
（c）通過水熱處理使甲階酚醛樹脂交聯和固化
（d）通過單分子膠束/ LDH復合物的碳化形成OMCS / LDH
（e）蝕刻掉硬模板后可以獲得OMCS
圖二 OMCS的形貌表征
（a）OMCS-1的橫截面SEM圖像
（b）OMCS-2的的橫截面SEM圖像
（c，d）OMCS-1和OMCS-2的SEM圖像
圖三 具有高度有序介孔六邊形的OMCS
（a，b）OMCS-1的TEM圖像
（c，d）OMCS-2的TEM圖像
圖四 OMCSs電極材料的ASSS的電化學性能
（a）1000mV s-1時獲得的樣品的CV曲線
（b）OMCS-1在30?3000mVs-1的不同掃描速率下的CV曲線
（c）OMCS-1在電流密度為20-100A g-1時的恒流充放電曲線
（d）具有不同電流密度的ASSS的比電容容量保持率
圖五 具有片狀OMCSs電極材料的MSC的結構和性能
（a）平面MSC的示意圖
（b）用OMCS膜涂覆的叉指電極的俯視SEM圖像
（c）在5mV s-1掃描速率下的MSC的CV曲線
（d）掃描速率5至1000mVs-1的比電容保持率
（e）MSC的Ragone圖
（f）MSC在1V s-1的循環可達20000次
圖六 MgAl-LDH表面上的resol-F127單分子膠束的界面誘導的組裝機制
【小結】
本文展示了一種軟-硬模板輔助路徑法，使得二維獨立碳片的形態和中孔陣列的方向可調。
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