丙烯酸甲酯对聚丙烯腈原丝及预氧丝结构和性能的影响

通过控制单体配比,采用丙烯酸甲酯（MA）与丙烯腈（AN）,衣康酸（IA）自由基溶液共降,以偶氮二异丁腈为引发剂在溶剂二甲基亚砚中合成了聚丙烯腈原丝纺丝溶液,并纺制了碳纤维前驱体聚丙烯腈原丝,通过IR,DSC,密度等分析手段,讨论了第二单体MA对共聚反应及聚丙烯腈原丝结构和性能及预氧化纤维的影响。实验证明：随着丙烯酸甲酯含量的增加,最后所得到的纺丝液的粘均分子量,固含量,特性粘度以及转化率都在提高,但当MA达到一定值后又降低了,MA并不是激活而是阻碍环化,与IA促进环化是矛盾的,在IA和MA之间一定有一个最好的匹配比,经过实践证明,MA质量分数为3%-4时最有利于环化和促进预氧化稳定。     

高性能聚丙烯腈基碳纤维的原丝

聚丙烯腈（PAN）原丝质量已经成为制约我国碳纤维工业发展的重要因素之一。这已引起国内专家的高度重视,已到了非解决不可的地步。本文将从聚合和纺丝两方面,系统的阐述制取高性能碳纤维原丝的几个要素。     

聚丙烯腈基碳纤维原丝

认为碳纤维的品质在很大程度上决定于原丝。工业上,碳纤维原线目前仍以聚丙烯腈基长丝为主。制作优良品质原丝的重要因素有聚合物化学组成、分子量、原丝洁净程度、纺丝方法及工艺、拉伸工艺、原丝致密化程度、油剂等。综述了几家原丝制造商各自拥有的技术特色。并举例说明了其中的典型技术。     

影响聚丙烯腈基碳纤维原丝拉伸性能测试的因素

用GB/T 19975—2005《高强化纤长丝拉伸性能试验方法》,对12 K(即单丝根数12 000根)碳纤维原丝的拉伸性能进行测试,摸索了丝束的加捻数、预加张力、测试压力、取样方式、纤维理直方式等测试因素对丝束拉伸性能的影响,确定了12 K碳纤维原丝束丝拉伸性能测试的最佳操作条件,保障了实验室测试结果的可靠性。     

聚丙烯腈基碳纤维原丝生产工艺探究

原丝质量对聚丙烯腈基碳纤维材料的性能和品质具有突出影响。在实际生产中通过丙烯腈、衣康酸、丙烯酸甲酯的加成、聚合作用制备纺丝液,再通过过滤、喷丝、凝固、上油等工艺制备原丝。研究过程中探究了聚合时间、反应温度、引发剂浓度对纺丝液质量的影响,同时分析了纺丝设备、油剂使用方法、溶剂残余量对原丝质量的影响,并针对以上因素提出优化控制措施。     

聚丙烯腈原丝中二甲基亚砜残留对碳纤维性能的影响

通过对水洗条件的改变,考察了PAN原丝中溶剂二甲基亚砜残留量对碳纤维性能的影响。在原丝中溶剂残留量较高的情况下,碳纤维的密度和强度大幅下降,同时原丝的截面形状和表面形态遭到破坏,影响了碳纤维的性能。     

溶剂中金属离子对聚丙烯腈基碳纤维及其原丝的影响

金属离子的含量对碳纤维及其原丝的质量有很大的影响。分析了溶剂二甲基亚砜(DMSO)中金属离子含量对聚丙烯腈(PAN)原液聚合、原丝及碳纤维性能的影响。试验表明:DMSO中金属离子的存在,会在聚合源头处影响聚合反应,造成物料均一性、可纺性、可牵伸性下降,使原丝及碳纤维性能下降;而几种金属离子中,铁离子的干扰破坏性最大。     

水洗条件对聚丙烯腈碳纤维及其原丝性能的影响

对二甲基亚砜法(DMSO)生产聚丙烯腈(PAN)碳纤维原丝的水洗温度、时间、方式等进行探讨,进而对水洗工艺进行优化和改善。实验结果表明,控制单束12k PAN原丝水洗水用量在400~500 L/h,水洗温度在45℃,水洗时间在30~40 min,通过在水洗槽中增加拍打辊及V型隔板,可以实现丝束内DMSO残留质量分数≤0.07%。     

碳纤维前驱体聚丙烯腈原丝

对国内外碳纤维前驱体聚丙烯腈原丝的发展历史做了评述,重点对国内聚丙烯腈原丝目前发展的形势作了探讨,并提出了对发展我国聚丙烯腈原丝的几点建议。     

基于晶体角度研究聚丙烯腈基原丝及其碳纤维性能

纤维内晶体的结晶度、晶体尺寸等均会对聚丙烯腈基原丝及碳纤维的性能产生影响。从晶体角度出发,采用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电子显微镜等对碳纤维及其原丝的结构、性能进行测试,分别对干喷湿纺与湿法纺丝制备的高低细旦化原丝及碳纤维、不同碳化程度碳纤维进行对比,分析纤维内部晶体结构对碳纤维特性的影响。结果表明:干喷湿纺工艺及高倍拉伸更容易获得较高力学性能的碳纤维。     

聚丙烯腈原丝中毛丝的结构与性能研究

采用扫描电子显微镜和纤维强伸度仪研究了聚丙烯腈（PAN）原丝中毛丝的微观结构和力学性能。结果表明,与正常原丝相比,毛丝直径较细,表面缺陷较多,力学性能较差;纺丝过程中的机械损伤是导致毛丝产生的直接原因;但导致毛丝产生的根本原因是因为PAN原丝本身纤度不均匀。指出从减少机械损伤和提高纤度均匀性两方面着手控制PAN原丝中毛...     

碳纤维表面处理技术探讨

介绍了碳纤维的特点及碳纤维表面处理常用方法,采用液相氧化加上阳极氧化的复合表面处理法对碳纤维进行表面氧化处理,然后将表面处理后的碳纤维加捻、并合、再加捻,浸渍于热塑性聚氨脂树脂中,经干燥,制成附着量约为5%的碳纤维复合线;同时用未经表面处理的碳纤维,在同样条件下制成碳纤维复合线进行对比。结果表明:采用缓和的电化学氧化处理和加热处理,能使纤维表面的缺陷得到修复,碳纤维制造过程所形成的物理缺陷得到缓和,使碳纤维的机械强度可在复合材料中起到更大的作用。     

聚丙烯腈原液氨化程度对原丝及其碳纤维生产的影响

原液氨化程度的控制对于聚丙烯腈丝束的凝固成形、总牵伸倍数、碳纤维的强度等有着较大的影响。通过分析不同的氨化程度对聚丙烯腈基碳纤维原丝、碳纤维性能的影响,得出适宜的原液氨化范围,即将原液pH值控制在9.0~9.5,可纺出强度为8.0 cN/dtex的PAN原丝,其对应的碳纤维强度在4.6 GPa以上。     

碳纤维的阳极氧化表面处理方法

阐述了碳纤维工业化生产中一种比较成熟的表面处理方式,即碳纤维的阳极氧化法。其结果能增加碳纤维表面官能团或活性碳原子数;电解液对阳极氧化法的影响因素很多,大电流下会发生浓度极化、吸附极化和化学极化3种极化反应,可采用电解槽循环方式、升高电解液温度、多极处理、增加表面活性剂、使用交流电等措施来解决,同时要根据不同型号碳纤维...     

碳纤维表面处理对树脂基复合材料力学性能影响研究进展

综述了近期国内在树脂基复合材料用碳纤维表面处理方面的研究进展。其中碳纤维表面处理方法主要包括氧化处理、表面涂层处理、等离子体处理以及超临界流体处理等,对采用这些处理方法后碳纤维增强树脂基复合材料的相关力学性能变化情况进行了总结归纳。     

碳纤维布表面处理对酚醛树脂复合材料力学性能的影响

以碳纤维布(CB)为增强相,丁苯橡胶为增韧剂,酚醛树脂(PF)为基体,通过模压成型工艺制得了PF/CB复合材料,研究了CB表面处理方式、丁苯橡胶含量及加工成型温度对PF/CB复合材料的界面结合及力学性能的影响。结果表明,丙酮处理CB、氧化处理CB及加工成型温度的提高都能改善纤维与基体的结合程度,提高界面结合力。但氧化处理CB随着加工成型温度的提高,易断裂,对复合材料的增强作用有所减弱。丁苯橡胶加入量为12%时PF的加工及冲击性能为最佳。