有机-无机转化法制备石墨烯薄膜带的探索研究

分析了石墨烯的制备方法及其优缺点,为了实现大量生产石墨烯薄膜,提出了采用有机-无机转化方法制备石墨烯。将高分子量、低分子量分布的聚丙烯腈与二甲基亚砜配制成溶液,并制成分子结构为螺旋线性的截面形状为扁平的石墨烯薄膜带前驱体,前驱体经过热水、蒸汽牵伸(取向度高)、预氧化(环化和交联)和碳化(芳构化)后制成了石墨烯薄膜带。     

聚丙烯腈基碳纳米管复合材料的制备及其表征

碳纳米管添加到聚合物中对其结构和性能都有深远的影响,本文通过浓硝酸对碳纳米管改性后,采用水相沉淀聚合的方法制备了聚丙烯腈/碳纳米管复合材料,同时研究了碳纳米管经过浓硝酸处理后其化学结构的变化;探讨了碳纳米管对聚丙烯腈复合材料热学和结晶性的影响。研究表明,浓硝酸常温处理不仅能除去杂质,还可以在碳纳米管表面引入羧基等含氧基团;加入碳纳米管后,聚丙烯腈的预氧化温度有一定程度的提前,放热量明显降低,同时对聚合物的结晶度也有一定程度的影响。     

PAN初生纤维凝固成形扩散系数的研究

借助于圆柱体的一维线性模型,运用Fick第二定律推导出了溶剂和凝固剂扩散系数的表达式,利用KMnO4返滴定法测定出不同凝固时间的初生丝条中溶剂与非溶剂的含量,进而计算出各自的扩散系数;分析了各种凝固参数对溶剂和非溶剂扩散系数的影响规律,结果表明采用温和的凝固条件(高固含量及凝固浴浓度、低浴温及负牵伸率)可降低溶剂和凝固剂的扩散系数,实现均匀缓慢扩散.     

用透射电镜研究湿纺原丝-预氧丝-炭纤维的微观晶貌

借助于透射电镜 ,对表面化学改性处理后的炭纤维原丝及预氧丝的形貌、表面及内部结构进行初步的研究 ,并对在连续炭化时不同温度区间所得到炭纤维的形态进行了分析 ,结果表明 :用TEM可以分析聚丙烯腈原丝及预氧丝和炭纤维的内部和表面的缺陷 ,作为生产炭纤维的原丝应该具有高的取向度和结晶度 ,并且内部缺陷要尽量的少     

玄武岩纤维表面生长碳纳米管及其复合材料性能的研究

针对玄武岩纤维(CBF)表面光滑且惰性,在与树脂基体复合制备复合材料时二者结合能力较低的问题,采用化学镀镍在玄武岩纤维表面均匀加载镍催化剂,借助化学气相沉积(CVD)生长碳纳米管(CNTs)。用场发射扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)、拉曼光谱(Raman)等方法对生长的CNTs进行表征,并测试复合材料的界面剪切强度。结果表明化学镀镍工艺能在CBF表面均匀加载镍催化剂,有利于CVD生长CNTs。工艺最佳条件为施镀时间15min、500℃下生长10min,此条件下生长的CNTs整齐排列在CBF表面,结晶性较好且呈中空管状。采用生长了CNTs的CBF制备复合材料的界面强度提高了10%。     

聚丙烯腈基碳纤维皮芯结构的形成与演变

皮芯结构是一种缺陷结构,存在于从PAN初生纤维到碳纤维的各个阶段,严重影响了最终碳纤维的力学性能.综述了PAN基碳纤维皮芯结构的研究进展,探讨了皮芯结构形成与演变的机理,结合自己的研究结果评述了工艺条件对皮芯结构形成与演变的影响,以期为减弱甚至消除皮芯结构提供理论指导.     

加水浸润和致密化对聚丙烯腈原丝结构与性能的影响

为了研究丙烯腈湿法纺丝中,加水浸润致密化对湿法纺聚丙烯腈原丝结构和性能的影响,借助X射线衍射、纤度细度仪和XQ-1纤度强伸度仪等分析仪器对初生原丝结构和性能进行了探索.结果发现,在一定范围内增加致密化温度可以提高纤维的晶粒尺寸和结晶度,提高其强度,降低其断裂延伸率.提高致密化时间可提高纤维的晶粒尺寸和结晶度.在130℃下致密化64～96s可以得到综合性能好的纤维.     

聚丙烯腈基炭纤维的制备

采用丙烯腈（AN）与衣糠酸（IA）自由基溶液共聚合,以偶氮二异丁腈（AIBN）为引发剂,在二甲基亚砜（DMSO）中合成了聚丙烯腈肪丝溶液,经湿法纺丝制得聚丙烯腈（PAN）原丝。在原丝牵伸的最后一般用CoSO4水溶液浸渍改性。利用SEM、TEM和热稳定化过程研究等方法进行对比研究改性前后纤维的结构与性能。结果表明：CoSO4能催化PAN原丝的热稳定化、环化反应,缩短预氧化时间,并能提高最终炭纤维的机械性能。     

聚丙烯腈原丝的预氧化过程研究

采用透射电子显微镜(TEM)、差示扫描量热(DSC)分析仪、红外吸收光谱(FTIR)分析仪和元素分析仪等为主要手段,系统地研究了聚丙烯腈预氧化过程中结构的变化过程。结果发现：在预氧化过程中,聚丙烯腈原丝主要进行化学结构变化和形态结构的重排,首先在无定形区引发环化反应,然后扩展至有序区,最终形成耐热的梯形环化结构。预氧丝的片层组织是由原丝片层结构演变过来的,随着预氧化温度的升高,片层状形态增多,特别是预氧化后期更多     

不同Sol-Gel前躯体体系制备纳米ZnO粉体的研究

为研究不同溶胶前躯体体系对制备纳米ZnO粉体粒径大小的影响,采用溶胶-凝胶法分别研究了硬脂酸体系、草酸体系、高分子网络体系制备纳米ZnO粉体,并利用TG-DTA、XRD、TEM对其结构、形貌和粒径进行了表征.在3种体系中,高分子网络体系所得粉体粒径最小,粒径在30～40nm,粒径大小均匀,团聚较少.硬脂酸体系得到ZnO粉末粒径较小,范围分布在30～50nm,分散性较好.草酸体系制得ZnO粉末粒径相对较大,在40～60nm,有轻微团聚.