聚丙烯腈基中空多孔碳纤维的研究进展

聚丙烯腈基(PAN)中空多孔纤维微孔结构丰富,质轻,比表面积大,是碳材料领域的新起之秀。从PAN基中空多孔碳纤维的发展史、制备方法、应用等方面,简要阐述了它的研究现状,并对今后发展提出了几点展望,以期为中空多孔碳纤维的研究工作提供一定的帮助。     

碳纤维在高温下的结构、性能演变研究

针对碳纤维在碳／碳烧蚀防热复合材料中应用的基础问题,论述了不同碳纤维结构、成分、表面特征,及其力学性能和热物理性能的高温演变规律,揭示了碳纤维灰分含量对碳纤维力学性能和热氧化性能的影响。确定了在碳／碳复合材料复合成型过程中,碳纤维结构受基体碳影响的变化规律和碳纤维表面特征对碳／碳材料宏观力学性能的影响。阐明了碳／碳复合材料中碳纤维的力学性能对纤维发生折断烧蚀的阻碍作用和通过控制碳／碳成型最高温度实现提高性能的途径。     

硝苯地平在球状活性炭中的吸附及缓释行为

采用球状活性炭作为硝苯地平药物载体,借助N2吸附仪表征了球状活性炭的比表面积和孔结构,利用SEM表征了球状活性炭的表面形貌,通过考察球状活性炭比表面积、孔隙结构与吸附性能和体外释放性能的关系,研究了球状活性炭对硝苯地平的吸附及缓释行为。结果表明:比表面积大、孔隙结构发达、孔径分布集中在2nm~5nm之间的中孔型活性炭,对硝苯地平的吸附能力较强,吸附量可达19.5mg/g;所制缓释微丸缓释效果良好,在接近人体胃液介质中累计释放率达到19.2%;球状活性炭对硝苯地平的释放动力学符合Higuchi模型,药物基本以恒定速率主动释放。     

纳米SiO2改性乳液上浆剂对炭纤维抗拉强度的影响

利用Weibull统计分布分析了上浆对炭纤维单丝抗拉强度的影响。通过扫描电镜（SEM）观察和X射线能谱仪（EDS）分析了上浆前后炭纤维表面和截面的结构形貌及表面元素组成。结果表明：当纳米SiO2粒子与上浆树脂的质量比为0．5％时，上浆炭纤维单丝的抗拉强度最高，增幅达10．1％；Weibull参数m值最大，强度的分散性最小。EDS显示了改性上浆炭纤维表面Si元素含量增大。上浆炭纤维比未上浆的表面较均匀，纹理沟槽变浅；截面凹凸不平，呈现一定的韧性断裂特性。说明上浆剂中添加纳米SiO2粒子可以明显提高上浆炭纤维的强度。     

CA SELECTS Carbon ＆ Graphite Fibers

ＣＡＳＥＬＥＣＴＳＣａｒｂｏｎ＆ＧｒａｐｈｉｔｅＦｉｂｅｒｓ￥１１９：９６８１５ｕ对增强纤维——耐热工程塑料复合材料的研究Ｎａｓｕ，Ｙｏｓｈｉｋａｚｕ：ａｔａｌＲｅｐ．Ｉｎｄ．Ｒｅｓ．Ｃｅｎｔ．ｓｈｉｇａｐｒｅｆｅｃｔ。１９９１（Ｐｕｂ．１９９２）．...     

高硫焦制备超级活性炭的正交实验研究

以高硫焦为原料，KOH作活化剂，按照四因素三水平L9（3^4)正交设计，制备出一系列超高比表面积活性炭。通过吸碘值进行正交实验结果分析，得出了高硫焦制备超级活性炭的最佳工艺条件及各活化因素对活化性能的影响，按最佳工艺条件制备出BET比表面高达3886m^2/g，微孔容量为1．82ml/g，孔径主要分布在0．4－0．8nm的超级活性炭，其活化工艺条件为活化温度830℃，活化时间1．5h，碱／炭摩尔比6：1和原料粒度100－154μm。     

碳纤维前驱体聚丙烯腈溶液的可纺性研究

从碳纤维前驱体聚丙烯腈溶液的可纺性定义和丝条断裂机理角度出发,讨论了聚丙烯腈溶液的可纺性;详述聚丙烯腈溶液可纺性研究状况。可纺性的直接定量表征具有一定的困难性,但溶液可纺性与其流变行为有着密切关系。从稳态流变学和动态流变学角度综述近年来流变学在可纺性研究中的进展。展望了流变学在聚丙烯腈碳纤维研制过程中的应用前景,指出发展流变学对聚丙烯腈溶液可纺性研究具有重要意义。     

不同分子量丙烯腈-丙烯酰胺共聚物溶液的流变性研究

将不同分子量的丙烯腈（AN）与丙烯酰胺（AM）的共聚物溶解于二甲亚砜（DMSO）中，获得聚丙烯腈（PAN）溶液。采用旋转粘度计和锥板流变仪，从非牛顿指数n、流动活化能△Eq、结构粘度指数△ηa和弹性模量G等方面比较了不同分子量PAN溶液的流变性能。结果表明，分子量高的PAN溶液的表观粘度对应力变化敏感，分子理低的PAN溶液的表现粘度对温度的变化敏感，无论是从粘性还是从弹性角度看，低分子量PAN溶液的物理稳定性好。     

聚丙烯腈纤维在预氧化过程中的结构和热性能转变

将聚丙烯腈(PAN)原丝置于空气中在180℃～265℃温度范吲内逐步预氧化，同时控制适当的牵伸比。利用广角X射线衍射(XRD)、定量傅里叶红外光谱(FT-IR)、差示扫描量热分析(DSC)和热失重分析(TG)手段考察了连续预氧化过程中纤维微晶结构、化学反应和热性能的变化。结果表明：(1)PAN纤维在宅气中外力场作用下进行氧化稳定化，200℃之前环化反应缓慢进行；在200℃～230℃温度范围内，环化度呈线性迅速提高．反应加剧；230℃之后，环化反应减慢；(2)预氧化反应按序态进行，首先发生在无序的非晶区，逐步向有序区演变；一旦有序区发生反应，则反应剧烈；(3)在210℃之前，微晶尺寸增大，符合应力场结晶理论；210℃之后，晶粒尺寸迅速减小。     

阳极氧化对炭纤维电镀镍的影响

采用阳极氧化法对炭纤维进行连续表面改性,并在其表面进行电镀镍处理,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、热重分析和酸碱滴定等方法研究了炭纤维阳极氧化前后的物理化学结构及对炭纤维电镀镍镀层的影响。结果表明:经过阳极氧化处理后,炭纤维表面的总酸性官能团提高约10倍;炭纤维拉伸强度降低先慢后快;阳极氧化可以改善镀层的生长过程,使镍镀层的生长由(V-W)模式转变为(F-M)模式,并且促使镀层晶粒细晶化,N i晶粒尺寸由14.5nm降为11.2nm,提高了镀镍炭纤维的抗氧化性以及镀层与炭纤维的结合力,阳极氧化后镀镍的炭纤维初始氧化温度较镀镍炭纤维提高了50℃。