本研究分別采用亞麻纖維、黏膠纖維、ES纖維作為增強(qiáng)纖維與碳纖維復(fù)合制得碳紙前驅(qū)體(CPP),經(jīng)樹脂浸漬、熱壓(溫度140℃,壓力10 MPa)、熱處理(氮氣保護(hù)下,溫度980℃)制備了可應(yīng)用于燃料電池氣體擴(kuò)散層的高性能碳紙,研究了3種增強(qiáng)纖維及其用量對CPP強(qiáng)度以及對碳紙電阻率、孔隙率、拉伸強(qiáng)度的影響。結(jié)果表明,增強(qiáng)纖維顯著提高了碳紙的拉伸強(qiáng)度,并使碳化后的樹脂產(chǎn)生固定作用,降低了碳紙電阻率及孔隙率。亞麻纖維用量20%時,增強(qiáng)效果最優(yōu)。相比未添加增強(qiáng)纖維碳紙,碳紙的拉伸強(qiáng)度由18. 5 MPa提升至20. 4 MPa,提高了10%;電阻率由36. 7 mΩ·cm降低至34. 2 mΩ·cm,降低了7%;孔隙率由63%下降至56. 4%,降低了10%。

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

圖1 碳紙前驅(qū)體的制備流程示意圖

將制備好的CPP浸漬于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%的酚醛樹脂-乙醇溶液中，浸漬1h；浸漬完成后在烘箱內(nèi)105℃下加熱30min進(jìn)行預(yù)固化處理，再使用平板硫化機(jī)熱壓固化，其中熱壓溫度140℃、壓力10MPa、時間30min；最后將樹脂浸漬后的CPP放置于通入氮氣保護(hù)的管式爐中，以5℃/m....

圖2 碳紙的制備流程示意圖

圖1碳紙前驅(qū)體的制備流程示意圖1.2.3CPP的宏觀形貌及強(qiáng)度測定

圖3 添加不同增強(qiáng)纖維CPP的宏觀形貌

圖3為本課題制備的多種CPP的宏觀形貌圖。從圖3(a)中可以看出，未添加增強(qiáng)纖維的CPP表面較為平整，但層間較松散并呈現(xiàn)“開口”狀。這是由于CPP干燥過程中黏合劑PVA會向下沉積或隨著水汽向上移動，在表層固化，因此，CPP內(nèi)部固化PVA較少致使其層間結(jié)合強(qiáng)度較低，呈現(xiàn)“開口”狀。....

圖4 增強(qiáng)纖維用量對CPP抗張指數(shù)的影響

圖3添加不同增強(qiáng)纖維CPP的宏觀形貌圖4為增強(qiáng)纖維用量對CPP抗張指數(shù)的影響。由圖4可以看出，隨著CPP中3種增強(qiáng)纖維用量的增加其抗張指數(shù)均呈現(xiàn)升高的趨勢，其中添加亞麻纖維或黏膠纖維對CPP強(qiáng)度的提升更為明顯。當(dāng)亞麻纖維和黏膠纖維用量均為20%,CPP抗張指數(shù)分別為15.0N....

本文編號：4014844