石英纤维增强多孔酚醛复合材料的力学性能与隔热机制研究

本研究通过浸渍聚合法制备石英纤维增强多孔酚醛树脂复合材料，解决了传统方法需耗时溶剂置换的问题。随着PR前驱体固含量增加，材料平均孔径降低一个数量级（101.1→9.06?μm），密度（0.289–0.423?g/cm3）、交联度和导热系数（0.078–0.101?W/m·K）显著提升。构建多点界面连接结构后，材料在xy方向强度达1.67–3.75?MPa，z方向应变耐受性高达25%。400?s火焰实验表明冷表面温度稳定于500–600°C，证实高PR含量下烧蚀吸热优于隔热主导机制。

　　

通过浸渍聚合法（impregnation and polymerization method）制备的石英纤维（quartz fiber）增强多孔酚醛树脂（porous phenolic composite）复合材料，采用常压干燥技术避免了耗时的溶剂置换过程。随着酚醛树脂（PR）前驱体固含量增加，复合材料平均孔径从101.1?μm减小至9.06?μm，密度（0.289–0.423?g/cm³）、交联度及导热系数（0.078–0.101?W/m·K）均显著提升。界面结合层形成多点连接结构，使材料在<1>xy方向呈现1.67–3.75?MPa的高强度，<1>z方向应变耐受性达25%。多次加载-卸载实验揭示压缩损伤演化过程：随应变增加依次出现界面分离断裂、多孔树脂基体开裂与纤维脱粘、层间断裂与基体坍塌、纤维断裂。400?s火焰加热实验中，冷表面温度稳定于500°C–600°C，且随PR含量增加而降低，表明烧蚀热吸收（ablation heat absorption）相较于隔热（heat insulation）成为更主导的热防护机制。