ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-РОЗРАХУНКОВЕ ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСУ КАРБОНІЗАЦІЇ НИЗЬКОЩІЛЬНИХ ВУГЛЕЦЕВИХ КОМПОЗИТІВ ЗА ТЕРМОХІМІЧНОГО ЗМІНЮВАННЯ ЇХ КОМПОНЕНТІВ

Abstract

Під час карбонізації вуглецевих композитів відбуваються складні фізико-хімічні перетворення в об'ємі полімерної матриці та утворювачів пор зі створенням коксо- вого залишку, а також виділення летких газоподібних речовин різного хімічного складу. Встановлено, що об'ємні та лінійні усадки феноло-формальдегідної смоли за карбонізації мають три характеристичні температурні інтервали. За карбонізації смоли до температури 673 К спостерігають незначне збільшення значень усадки, з підвищенням температури до 873 К зафіксовано різке збільшення її значень, а за наступного підвищення температури до 1073 К змінювання усадки має плав- ніший характер. Результати визначення модулів пружності волокнистих матеріалів і вспіненого порошку феноло-формальдегідної смоли показали, що його значення з підвищенням температури поступово зменшується і за температури 1200 К має практично постійну та мінімальну величину. Експерименти щодо визначення харак- теристик міцності компонентів суспензії дали змогу встановити, що з підвищенням температури відбувається поступове пониження зазначених характеристик, які за температури 1273 К стають достатніми для забезпечення міцності кінцевого мате- ріалу. Змінювання усадки низькощільного вуглецевого композиту зумовлено термо- хімічними перетвореннями, що відбуваються з його компонентами у процесі карбо- нізації. До температури 500 К відбуваються змінювання в матеріалах-утворювачах пор, з подальшим підвищенням температури починають виділятися газоподібні речо- вини як результат перетворення матричного матеріалу (феноло-формальдегідної смоли) на полімер сітчастої структури. Міцність композиту під час карбонізації різко змінюється за температури вище ніж 400 К і досягає свого максимального значення ~ 1,2 МПа за температури 900 К.