Cari
+86-138-1482-9868 +86-512-65283666

Bagaimanakah resin fenolik membina penghalang tahan api suhu tinggi dengan lapisan berkarbonasi?

Resin fenolik adalah resin sintetik yang dibentuk oleh polikondensasi fenol dan aldehid. Berdasarkan struktur molekul rangkaian tiga dimensi, ia secara spontan membina penghalang retardan lapisan karbonat yang padat di bawah keadaan suhu tinggi. Halangan ini memotong rantaian reaksi pembakaran dan melambatkan kemerosotan terma bahan melalui kesan ganda penghalang fizikal dan penebat haba.
Ciri -ciri retardan api resin fenolik berakar dalam struktur molekul khasnya. Semasa proses sintesis, monomer fenolik dan aldehid menjalani polikondensasi untuk membentuk makromolekul rangkaian tiga dimensi dengan cincin benzena sebagai rangka tegar dan ikatan jambatan metilena sebagai nod silang silang. Struktur ini memberikan resin tahap kestabilan dan rintangan ubah bentuk yang tinggi. Lebih penting lagi, aktiviti kimianya pada suhu tinggi mewujudkan keadaan untuk mekanisme perlindungan diri. Apabila resin fenolik menghadapi serangan api, rantai polimer permukaan pertama menyerap haba, tenaga ikatan kimia cincin benzena dan ikatan jambatan metilena teruja, dan rantaian molekul mengalami keretakan dan penyusunan semula terma. Tidak seperti penguraian yang tidak teratur bahan polimer biasa pada suhu tinggi, proses retak haba resin fenolik mempunyai arah yang signifikan - radikal bebas yang dihasilkan oleh retak silang silang antara satu sama lain, menyebabkan atom karbon diperkaya dan dipolimerisasi dengan cara yang berterusan.
Pembentukan lapisan berkarbonat adalah pautan teras untuk resin fenolik untuk mencapai keterukan api yang cekap. Lapisan berkarbonat terdiri daripada bahan-bahan karbon yang sangat grafit dan membentangkan mikrostruktur seperti sarang lebah, yang memberikan sifat halangan fizikal yang sangat baik. Di satu pihak, rangkaian karbon yang padat membentuk halangan fizikal yang keras, seperti "firewall nanoscale", yang secara berkesan menghalang laluan penyebaran oksigen ke dalam resin. Semasa proses pembakaran, oksigen adalah peserta yang diperlukan dalam tindak balas pengoksidaan. Sebaik sahaja bekalannya dipotong, rantaian reaksi pembakaran tidak dapat diteruskan, dan penyebaran api segera ditindas. Sebaliknya, lapisan berkarbonat itu sendiri mempunyai kekonduksian terma yang sangat rendah, yang dapat mengurangkan haba yang dipindahkan dari api ke matriks resin. Kajian telah menunjukkan bahawa kesan penebat haba lapisan berkarbonat dapat mengurangkan kadar kenaikan suhu resin dalaman dengan lebih daripada 60%, dengan itu melambatkan proses degradasi terma resin dan mengelakkan penguraian cepat bahan untuk menghasilkan sejumlah besar gas mudah terbakar untuk meningkatkan api.
Dari sudut pandangan termodinamik, proses pembentukan lapisan berkarbonat disertai dengan tindak balas endotermik, yang seterusnya mengurangkan suhu permukaan bahan. Pada suhu yang tinggi, proses pemecahan rantaian molekul resin fenolik, menyusun semula dan berpolimerasi ke lapisan berkarbonat memerlukan penyerapan sejumlah besar tenaga haba. Mekanisme "penggunaan haba dalaman" ini seperti sistem pelesapan haba semulajadi, yang mengurangkan suhu api pada permukaan bahan dan mengurangkan pemindahan radiasi haba ke persekitaran sekitar. Pada masa yang sama, struktur kasar di permukaan lapisan berkarbonasi boleh menyebarkan bahagian radiasi terma, selanjutnya melemahkan hakisan haba api pada bahan, dan memberikan perlindungan berganda untuk prestasi stabil bahan dalam persekitaran suhu tinggi yang melampau.
Dalam senario aplikasi sebenar, mekanisme retardan api lapisan berkarbonat resin fenolik menunjukkan kebolehgunaan yang kuat. Dalam bidang aeroangkasa, komponen enjin pesawat perlu menahan kesan aliran udara suhu tinggi melebihi 500 ° C. Lapisan berkarbonat yang terbentuk pada permukaan bahan komposit berasaskan resin fenolik bukan sahaja dapat menahan ablasi suhu tinggi, tetapi juga mengekalkan integriti struktur untuk memastikan operasi normal enjin; Dalam industri transit kereta api, selepas bahan dalaman kereta api mengamalkan resin fenolik, ketika menemui api, lapisan berkarbonat dengan cepat terbentuk di permukaan dapat mencegah penyebaran api dan membeli waktu berharga untuk pemindahan penumpang. Di samping itu, dalam bidang perlindungan kebakaran, bahan buih resin fenolik telah menjadi pilihan yang ideal untuk penebat haba dan perlindungan kebakaran bangunan bertingkat tinggi disebabkan oleh sifat-sifat retardan api lapisan karbon mereka, dengan berkesan mengurangkan risiko kebakaran.
Resin fenolik membina sistem perlindungan retardan api yang cekap melalui proses karbonisasi yang teratur sendiri struktur molekul rangkaian tiga dimensi pada suhu tinggi. Mekanisme retardan api ini berdasarkan ciri-ciri bahan sendiri tidak memerlukan bahan tambahan retardan api tambahan, yang bukan sahaja memastikan perlindungan alam sekitar bahan, tetapi juga menyediakan penyelesaian yang boleh dipercayai untuk keselamatan kebakaran dalam persekitaran suhu tinggi dan berisiko tinggi.

Disyorkan