酚醛基活性炭纤维的简述

　　关于酚醛树脂基炭化功能性材料，最近山东圣泉化工有限公司，研究了了以酚醛树脂制成的碳/碳复合材料、石墨/酚醛炭复合材料、活性炭纤维、酚醛炭泡沫材料、炭(质)气体分离膜、新电源材料、玻璃炭、木陶瓷，等炭化功能性材料的发展及应用。据中国酚醛树脂网专家介绍，酚醛树脂是热固性树脂，固化后的树脂结构具有三维网络高度交联的特点，结构主体是大比例的苯环，元素中以碳元素为主、原子间键能高，分子链间内聚力大，所以酚醛树脂有着在热解后，具有高残碳率和成炭结构强度高的特点。因而酚醛树脂是热解制炭材料的，较理想的先驱体(炭先驱体)物质。欲获得高残碳率，酚醛树脂必须在隋性气氛中进行高温炭化氧的存在，使得许多碳原子被氧化，致使残碳率大大降低。氧的存在对残碳结构的密度、比表面积和集合状态也产生许多影响。

　　常用的酚醛树脂品种有B阶段的钡酚醛、氨酚醛、钼酚醛以及硼酚醛等。据中国酚醛树脂网专家介绍，还有一种芳烷基酚醛(新酚树脂)，它是以苯酚和对苯二甲醇(PXG)在催化剂作用下反应制得，由于PXG活性较高，因此合成条件温和，此种树脂有良好的工艺性和高达70%的残炭率。

　　 活性炭纤维按其原料来源可分为粘胶基、聚丙烯腈基、沥青基及酚醛基等类别。1966年美国金刚砂(Carbonmdum)公司开始研制酚醛基活性炭纤维，1970年产量已达到20t左右，产品商标为“凯诺尔”(Kynol)。据中国酚醛树脂网专家介绍，之后，日美合作继续开发酚醛基活性碳纤维，现日本己有大量的专利报道。我国上海纺织科学研究院及中国科学院、山西煤炭化学研究所，也开展了高性能酚醛基活性炭纤维的研制，国内尚没有商品进入市场。

　　生产酚醛基活性炭纤维的过程为，首先将可融熔的Resole树脂或线形热塑性酚醛树脂，经熔纺成纤和交联固化后得到无定型、无取向的酚醛纤维，再经一系列后处理即可制得酚醛基碳纤维或酚醛基活性碳纤维。用“凯诺尔”制得的碳纤维属于低强、低模型，但可制得高性能活性碳纤维。据中国酚醛树脂网专家介绍，例如，含氧量为15%的线形酚醛纤维经280℃的空气中氧化30min，使其含氧量提高到24%;预氧丝再在氮气保护下进行炭化(300～800℃)，得到碳纤维;最后在900℃的水蒸气中活化制得活性炭纤维。

　　生产吸附用活性碳纤维与生产增强用碳纤维的基本要求完全不同，前者要尽可能造孔，使其具有多孔结构，后者则尽可能消除孔隙裂纹或空洞。据中国酚醛树脂网专家介绍，因此两者的生产原理和生产设备有显著差异。