分步固化过程至关重要，它能将气溶胶成型复合材料（AFC）从压制混合物结构性地转化为稳定、功能性的固体。通过在喷射干燥烘箱中进行特定温度保持，可以驱动酚醛树脂粘合剂完全交联，确保最终产品的机械和化学完整性。
固化过程控制着酚醛树脂的固化，将其从粘稠状态转变为刚性基体。这种渐进的硬化是牢固固定氧化剂和催化剂的唯一方法，从而保证复合材料的长期化学稳定性和储存寿命。
固化机理
实现完全交联
加热循环的主要目标是促进酚醛树脂粘合剂的化学反应。
这种树脂作为复合材料的粘合剂。单一、快速的加热阶段通常不足以实现必要的分子键合。
特定温度保持的作用
为确保树脂在复合材料中均匀固化，需要采取分步方法。
该过程涉及特定的温度保持，具体为80、100、125 和 150 °C。每个阶段都允许交联过程可控地进行，防止因反应速率不均而产生的缺陷。
固定复合材料基体
转化粘稠混合物
固化前，AFC以压制成型的粘稠混合物形式存在。
热处理驱动这种混合物物理转变为坚硬的固体基体。这种物理变化是永久性的，赋予复合材料其结构形状。
固定活性成分
AFC包含关键成分，特别是负责其功能的氧化剂和催化剂。
固化的树脂网络充当笼子。它将这些颗粒牢固地固定在基体中，防止它们迁移或分离，这对于一致的性能至关重要。
提高稳定性和寿命
确保化学稳定性
完全固化的基体不仅能保持形状，还能保护复合材料的化学反应性。
通过确保完全固化，AFC的化学稳定性得到显著提高。这可以防止活性成分过早反应或降解。
最大化储存寿命
随时间推移的可靠性是这些复合材料的关键要求。
分步固化过程直接有助于延长长期储存寿命。稳定、固化良好的基体可确保产品即使在长时间储存后仍能保持有效。
理解权衡
固化不完全的风险
跳过步骤或仓促升温可能导致交联不完全。
如果树脂未完全固化，基体可能保持柔软或不稳定。这会影响机械强度，并且无法充分固定氧化剂和催化剂。
工艺时间和产品质量
与单阶段烘烤相比，这种多阶段工艺本身就耗时。
然而，为了质量，这种权衡是不可协商的。在80 °C 至 150 °C的进阶过程中投入的时间，是确保安全、稳定和耐用复合材料的成本。
为您的目标做出正确选择
为最大化气溶胶成型复合材料的性能，遵守固化时间表至关重要。
- 如果您的主要关注点是结构完整性：严格遵守较高的温度保持（125–150 °C），以确保基体成为坚硬的固体。
- 如果您的主要关注点是长期可靠性：确保较低的温度升温（80–100 °C）不要仓促进行，因为这为完全交联和化学稳定性奠定了基础。
控制温度曲线，以锁定性能并保证复合材料的寿命。
总结表：
| 固化阶段 | 温度 (°C) | 主要功能与影响 |
|---|---|---|
| 初始阶段 | 80 - 100 °C | 奠定交联基础；防止反应速率不均。 |
| 中间阶段 | 125 °C | 驱动树脂从粘稠状态向刚性基体转变。 |
| 最终阶段 | 150 °C | 完成分子键合；将氧化剂和催化剂固定在坚硬的固体中。 |
| 结果 | 不适用 | 提高化学稳定性、机械强度和延长保质期。 |
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参考文献
- Graphene Oxide-Enhanced Aerosol Forming Composites: A Study for Fire Extinguishing Applications. DOI: 10.56042/ijct.v31i1.4596
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
