木质素基燃料电池双极板的制备及性能研究

为了充分利用木质素,扩大其在复合材料的应用范围,采用木质素、苯酚和甲醛合成了木质素基酚醛树脂。以天然石墨和碳纤维做导电填料,采用模压工艺制备燃料电池用双极板材料。对复合材料的密度、弯曲性能、动态力学性能和电导率进行表征分析。结果表明,当天然石墨逐步被碳纤维取代后,木质素基复合材料的密度随着碳纤维含量的增加而逐渐下降;弯曲强度则一直增加,但是弯曲模量在碳纤维达到30%时达到最大值,之后开始下降。动态力学性能实验表明,材料的储能模量和玻璃化转变温度随着碳纤含量增加而增加,并在30%碳纤维时达到最高值。复合材料的电导率随着碳纤维含量增加而增加,最大达到500 S/cm,之后复合材料的电导率开始下降。研究结果证明,含有30%碳纤维和30%天然石墨的木质素基复合材料具有较好的综合性能:密度为1.16 g/cm~3,弯曲强度和弯曲模量分别为52.7 MPa和10.7 GPa,电导率500 S/cm。