Фталонитрильные смолы в качестве прекурсора для получения углерод-углеродных композиционных материалов

Цель: Синтез УУКМ (углерод-углеродные композиционные материалы) из углепластиков с фталонитрильными матрицами и выявлении влияния условий получения на морфологию и физико-механические свойства УУКМ. Впервые изучена сополимеризация бензонитрила с фталонитрилом, позволяющая использовать бензонитрилы в качестве активных разбавителей фталонитрильных смол. Синтезированы и опробованы для этой цели 2 новых соединения бис(4 цианофенил)фенилфосфат и 4-(4-цианофенокси)фталонитрил. Доказана химическая активность бензонитрильных групп в реакции сополимеризации со фталонитрилами при инициации ароматическими аминами. С использованием новых реактивных разбавителей разработан состав фталонитрильной смолы, позволяющей проводить процесс вакуумной инфузии при 110 ℃ и получать термостойкие углепластики, пост-отверждая полимерные композиционные материалы (ПКМ) в свободном виде без расстекловывания матрицы. Подробно изучены полимеризация и карбонизация фталонитрильных реактопластов в твёрдой фазе. При помощи рентгенофазового анализа (РФА), спектроскопии комбинационного рассеяния (КР) и элементного анализа показано изменение структуры полимерной матрицы при отверждении, карбонизации и графитации. Определены структурные параметры углеродной матрицы, а также природа валентных колебаний химических связей в структуре карбонизованного реактопласта. Изучен состав исходящих газов при отверждении и карбонизации фталонитрильных смол, определены температурные интервалы реакции их выделения. Впервые синтезированы УУКМ путём нескольких (от 1 до 4) циклов пропитки карбонизации углеродной ткани фталонитрильным связующим. Определено влияние условий получения УУКМ на морфологию и физико-механические свойства материала. Показано влияние структуры исходных ПКМ на свойства получаемого УУКМ. Впервые проведена графитация УУКМ, полученных карбонизацией ПКМ с фталонитрильными матрицами. Исследованы физико-механические свойства графитированных УУКМ.