針對(duì)傳統(tǒng)酚醛樹脂存在的局限性，一種新型生物基無毒芳胺樹脂應(yīng)運(yùn)而生，為先進(jìn)復(fù)合材料應(yīng)用提供了可持續(xù)的高性能替代選擇。該創(chuàng)新材料專為滿足碳 / 碳（C/C）復(fù)合材料的嚴(yán)苛規(guī)格設(shè)計(jì)，兼具高焦炭產(chǎn)率、優(yōu)異熱穩(wěn)定性與加工靈活性，有望為航空航天、汽車及建筑行業(yè)開拓新應(yīng)用前景。

為替代輪胎中的酚醛樹脂，米其林 ResiCare 團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)了此類芳胺樹脂。其由酚醛與芳香醛單體（如 5 - 羥甲基糠醛）混合制成，兩大原料均具備無毒特性 —— 不含符合歐洲化學(xué)品管理局（ECHA）定義的高度關(guān)注物質(zhì)（SVHC），且擁有生物基屬性。這種生物基樹脂源自糖類，核心目標(biāo)是解決傳統(tǒng)酚醛樹脂的毒性問題。目前，米其林 ResiCare 已在法國著手搭建自主的生物基單體供應(yīng)鏈，力求為化石基酚醛樹脂提供一套 “自主、無毒、可持續(xù)” 的替代方案。

當(dāng)前，該芳胺樹脂已在米其林內(nèi)部實(shí)現(xiàn)廣泛應(yīng)用，同時(shí)正拓展至更多領(lǐng)域，涵蓋建筑行業(yè)、木材與絕緣行業(yè)，以及汽車、鐵路、航空航天領(lǐng)域所需的高性能復(fù)合材料。復(fù)合材料行業(yè)是酚醛樹脂的主要消費(fèi)領(lǐng)域，而米其林 ResiCare 芳胺樹脂在該領(lǐng)域可直接替代酚醛樹脂，尤其適用于高耐熱復(fù)合材料（如由聚合物基體與碳纖維構(gòu)成的 C/C 復(fù)合材料）。經(jīng)過多輪研發(fā)優(yōu)化，旗下樹脂產(chǎn)品 Resi4C/C 被證實(shí)對(duì)此類高耐熱復(fù)合材料應(yīng)用具備突出適配性。

核心產(chǎn)品：高焦炭產(chǎn)率樹脂 Resi4C/C

開發(fā)高性能耐高溫樹脂的核心目標(biāo)，是打造一款既符合 C/C 復(fù)合材料規(guī)格、又能適配多種加工方法的芳胺樹脂，具體需滿足極高焦炭產(chǎn)率、高固含量、可調(diào)節(jié)粘度等關(guān)鍵指標(biāo)。Resi4C/C 作為代表性產(chǎn)品，具備以下特性：

• 形態(tài)與溶解性：屬于水性樹脂，易在水及極性溶劑中稀釋；

• 關(guān)鍵參數(shù)：粘度約 200 mPa.s（低粘度易加工）、固含量約 75%（高固含量提升效率）、焦炭產(chǎn)率超 50%（保障耐熱性）；

• 固化特性：歸屬于可熔性酚醛樹脂類型，無需額外添加硬化劑或催化劑，僅通過熱量即可觸發(fā)固化，且可通過 110℃至 220℃溫度區(qū)間內(nèi)的可變循環(huán)時(shí)間調(diào)控固化過程。

從化學(xué)原理來看，米其林 ResiCare 樹脂與傳統(tǒng)酚醛樹脂遵循相同反應(yīng)邏輯：單體在溫度作用下通過加聚反應(yīng)與縮聚反應(yīng)結(jié)合，最終形成的無毒生物基聚合物為熱固性聚合物，交聯(lián)后可構(gòu)建三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，奠定其穩(wěn)定性能基礎(chǔ)。

應(yīng)用工藝

該芳胺樹脂具備良好的加工適配性，可兼容多種應(yīng)用工藝：

1. 主流工藝：真空浸漬碳纖維預(yù)制件，后續(xù)經(jīng)固化、熱解處理，將芳族氨基樹脂基體轉(zhuǎn)化為碳基體；

2. 拓展方向：米其林 ResiCare 正以該樹脂為基礎(chǔ)開發(fā)預(yù)浸料，進(jìn)一步拓寬其應(yīng)用場景。

在性能要求中，基體的焦炭產(chǎn)率（即從固化聚合物中形成惰性碳的能力）是核心指標(biāo)之一。數(shù)據(jù)顯示，未添加填料時(shí)，該樹脂的焦炭產(chǎn)率與商用酚醛樹脂相近，約為固化聚合物質(zhì)量的 55%（圖 2）。憑借這一高焦炭產(chǎn)率，樹脂能形成溫度穩(wěn)定性優(yōu)異的碳基體，特別適用于極端高溫環(huán)境。

目標(biāo)應(yīng)用與開發(fā)進(jìn)展

該樹脂的目標(biāo)應(yīng)用主要聚焦于陶瓷基復(fù)合材料，具體包括碳 / 碳（C/C）復(fù)合材料、燒蝕材料及其他對(duì)耐熱性有較高要求的材料，這些材料廣泛應(yīng)用于制動(dòng)系統(tǒng)、航空航天等領(lǐng)域。

目前，該樹脂的核心性能已實(shí)現(xiàn)規(guī)?；?yàn)證，但研發(fā)工作仍在持續(xù)推進(jìn)，將不斷適配目標(biāo)應(yīng)用的特定需求。為此，米其林 ResiCare 正積極與下游制造商展開合作，共同開發(fā)定制化解決方案，以更好地滿足不同場景的應(yīng)用需求。