石墨-乙烯基酯樹脂復(fù)合材料的制備及性能研究.pdf

1、雙極板是質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)關(guān)鍵部件之一，在整個電池重量與成本控制方面起著非常重要的作用，開發(fā)性能優(yōu)良且成本低廉的的雙極板材料是目前PEMFC研究的重點(diǎn)。
　　本文以石墨為導(dǎo)電填料、熱固性乙烯基酯樹脂(VER)為粘合劑，采用非等溫差示掃描量熱分析(DSC)研究了石墨/VER復(fù)合材料固化行為;從樹脂含量、石墨種類、導(dǎo)電填料球型石墨與鱗片石墨的不同比例、炭黑含量、真空模壓、模壓壓力及固化溫度等方面對制備的石墨/VER復(fù)合雙

2、極板的導(dǎo)電性能、力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性及微觀結(jié)構(gòu)等進(jìn)行了初步的研究。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:經(jīng)計(jì)算所得VER的表觀活化能Ea為46.15 kJ/mol，石墨/VER復(fù)合體系的表觀活化能Ea為79.82 kJ/mol; VER反應(yīng)級數(shù)n為0.950，石墨/VER復(fù)合體系的n為0.951;石墨的加入提高了樹脂固化的表觀活化能，但對反應(yīng)級數(shù)幾乎無影響。復(fù)合體系中樹脂的固化放熱量的平均值△(H)比純VER體系的約降低17％，一定程度上降低了樹脂的

3、固化反應(yīng)程度;石墨/VER復(fù)合體系中樹脂幾乎不存在后固化現(xiàn)象。利用外推法獲得了石墨/VER復(fù)合材料理論固化溫度參數(shù)，即凝膠溫度Tgel≈70.5℃、固化溫度Tcure≈104.6℃、后處理溫度Ttreat≈187.2℃，為石墨/VER復(fù)合雙極板的固化溫度提供理論依據(jù)。
　　選用真空模壓，以球型石墨與鱗片石墨配比為3∶7(w/w)的混合物為導(dǎo)電填料，VER樹脂含量20wt％～25wt％，炭黑含量3wt％～4wt％，模壓壓力為6 MP