Фенольная смола является синтетической смолой, образованной поликонденсацией фенолов и альдегидов. Основываясь на трехмерной сетевой молекулярной структуре, она спонтанно строит плотный карбонизированный барьер пламени-пламени-пламени в условиях высокой температуры. Этот барьер отсоединяет реакционную цепь сгорания и замедляет тепловую распад материала посредством двойного эффекта физического барьера и теплоизоляции.
Огновые замедлительные свойства фенольной смолы укоренились в ее специальной молекулярной структуре. Во время процесса синтеза фенольные и альдегидные мономеры подвергаются поликонденсации, образуя трехмерную макромолекулу сети с бензольным кольцом в качестве жесткого скелета и связи метиленового моста в качестве сшивающего узла. Эта структура дает смоле высокую степень устойчивости стабильности и деформации. Что еще более важно, его химическая активность при высоких температурах создает условия для механизма самозащиты. Когда фенольная смоля сталкивается с пламенной атакой, поверхностная полимерная цепь сначала поглощает тепло, энергия химической связи бензольного кольца и связь метиленового моста возбуждается, а молекулярная цепь подвергается упорядоченному тепловому трещину и перестройке. В отличие от неупорядоченного разложения обычных полимерных материалов при высоких температурах, процесс теплового растрескивания фенольной смолы имеет значительную направленность - свободные радикалы, генерируемые при растрескивании сшивки друг с другом, вызывая обогащение атомов углерода и полимеризированные в направлении и, наконец, образуя непрерывный и плотный углеродный слой на поверхности материала.
Образование карбонизированного слоя является основной связью для фенольной смолы для достижения эффективной задержки пламени. Карбонизированный слой состоит из высоко графитизированных углеродных материалов и представляет собой микроструктуру, похожую на сотовую помощь, которая придает ему отличные свойства физического барьера. С одной стороны, плотная углеродистая сеть образует твердый физический барьер, такой как «наноразмерный брандмауэр», который эффективно блокирует диффузионный путь кислорода в смолу. Во время процесса сжигания кислород является необходимым участником реакции окисления. Как только его подача отключена, цепь реакции сгорания не может продолжаться, и разброс пожара немедленно подавляется. С другой стороны, сам карбонизированный слой обладает чрезвычайно низкой теплопроводностью, которая может значительно снизить тепло, передаваемое от пламени в матрицу смолы. Исследования показали, что теплоизоляция эффекта карбонизированного слоя может снизить скорость повышения температуры внутренней смолы более чем на 60%, тем самым значительно замедляя процесс теплового разложения смолы и избегая быстрого разложения материала, чтобы получить большое количество сжигающего газа для усиления огня.
С термодинамической точки зрения процесс образования карбонизированного слоя сопровождается эндотермической реакцией, которая еще больше снижает температуру поверхности материала. При высоких температурах процесс разрыва молекулярной цепи фенольной смолы, перестройки и полимеризации в карбонизированный слой требует поглощения большого количества тепловой энергии. Этот механизм «внутреннего потребления тепла» похож на естественную систему рассеивания тепла, которая снижает температуру пламени на поверхности материала и уменьшает передачу тепла в окружающую среду. В то же время шероховатая структура на поверхности карбонизированного слоя может разбросить часть теплового излучения, еще больше ослабляя термическую эрозию пламени на материале и обеспечивая двойную защиту для стабильных характеристик материала в чрезвычайных температурных средах.
В фактических сценариях применения механизм огнестойкого карканинированного слоя фенольной смолы показывает сильную применимость. В области аэрокосмической промышленности компоненты авиационного двигателя должны противостоять воздействию высокотемпературного воздушного потока, превышающего 500 ° C. Карбонизированный слой, образованный на поверхности композитных материалов на основе фенольной смолы, может не только противостоять высокотемпературной абляции, но и сохранять целостность конструкции для обеспечения нормальной работы двигателя; В промышленности железнодорожного транзита, после того, как материал внутреннего поезда принимает фенольную смолу, при столкновении с огнем карбонизированный слой, быстро образованный на поверхности, может эффективно предотвратить распространение пожара и купить драгоценное время для эвакуации пассажиров. Кроме того, в области строительной защиты от огня фенольная смоляная пенопластовая материалы стали идеальным выбором для теплоизоляции и пожарной защиты высотных зданий из-за пламенных свойств их карбонизированного слоя, эффективно снижая риск пожара.
Фенольная смола строит эффективную систему защиты от огнезащитной защиты посредством самоорганизованной процесса карбонизации трехмерной сетевой молекулярной структуры при высокой температуре. Этот мешающий механизм пламени, основанный на собственных характеристиках материала, не требует дополнительных загрязняющих добавок, которые не только обеспечивают защиту окружающей среды материала, но также обеспечивают надежное решение для пожарной безопасности в высокотемпературных и высоких рисках.