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%。     

干喷湿纺聚丙烯腈原丝纺丝原液管道的设计

从聚丙烯腈原丝纺丝原液特性及干喷湿纺纺丝原液均一性要求出发,通过生产实践及理论分析,探讨了聚丙烯腈原丝纺丝原液管道在材质、管径、管道连接、保温、原液混合等方面的设计与改进。研究结果表明,干喷湿纺线实现了原液稳压、恒温和空气层高度可控性的输送,确保大批量的稳定化生产。     

不同表面处理导丝轮对聚丙烯腈基碳纤维原丝性能的影响

对比分析了表面喷砂、全陶瓷、表面镀陶瓷3种表面处理工艺导丝轮在使用过程中的性能变化及其对聚丙烯腈(PAN)基碳纤维原丝的影响。结果表明:镀陶瓷的导丝轮表面光洁度高,摩擦因数小,镀层耐磨损,适合在高纺速碳纤维原丝的生产中使用。     

空气层对干喷湿法聚丙烯腈原丝喷头稳定性的影响

为提高聚丙烯腈碳纤维原丝干喷湿法喷头的稳定性,从空气层高度、温度、湿度、空气流动状态等角度,综合分析了空气层对喷头稳定性的影响。通过试验,确定了各干扰因素的控制范围,为控制喷头稳定性,提供了重要的理论和试验数据基础。     

不同种类碳纤维上浆剂的研究

实验并讨论了几种不同类型上浆剂对碳纤维复合材料的影响。分别从乳液稳定性、复合材料力学性能、表面形貌和冲击断面形貌进行考察,结果表明：聚丙烯醇乳液上浆剂稳定性好,经其处理后的碳纤维复合材料力学性能优异,其界面结合能力强。     

表面处理工艺对碳纤维复合材料的ILSS及界面形貌的影响

考查了不同表面处理工艺对碳纤维复合材料层间剪切强度及层面、断面形貌的影响。通过材料实验机测得碳纤维及其复合材料的拉伸强度和层间剪切强度,并通过扫描电镜分析评价不同电导率对复合材料ILSS的影响。结果表明,12ms/cm是表面处理工艺中电导率的较优选择;碳纤维的层间剪切强度随电量的变化符合"层进式物化双效模型";制备高层间剪切强度碳纤维和复合材料时,较优的电解质是NaOH,较优的电解液浓度为2%,较优的电量为10C/g;本工艺条件下制得的SYT49碳纤维层面形貌与东丽T700G碳纤维相似。     

纳米二氧化钛光催化处理工业污水中丙烯腈的研究

在开放的反应器中,在充足稳定的光照条件下,以二氧化钛为催化剂,研究了不同条件下污水中丙烯腈(AN)的降解效果。结果表明,TiO2光催化体剂对污水中AN的去除具有良好的效果。同时,反应过程中不会对环境产生2次污染。     

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。     

牵伸倍数分配对PAN原丝及其碳纤维力学性能影响

通过单变量试验,并结合取向度、表面电镜等对丝束性能检测,分析了PAN原丝生产中牵伸倍数分配对原丝及其碳纤维力学性能的影响。结果表明:原丝取向度的提高,主要取决于蒸汽牵伸倍数。随着蒸汽牵伸倍数的增加,分子链取向规整性增强,原丝的取向度得到提高,原丝的整体强度就会上升,其碳纤维的强度及模量也会随之提升。     

PAN原丝成形工艺与碳纤维晶体结构和性能的关联性研究

采用广角X射线衍射方法对不同成形工艺的PAN原丝与碳纤维晶体结构和性能的关联性进行了实验和分析。研究表明:PAN原丝的晶体结构与凝固浴成形和纺丝牵伸工艺有直接关联性,由干喷湿纺成形和高倍纺丝牵伸制备的原丝具有晶粒尺寸较大、晶面间距较小和结晶度较高的特点。干喷湿纺成形工艺制备的原丝在碳化过程中石墨晶体的生长速率大于湿法纺丝,且原丝的PAN准晶体结构对碳纤维乱层石墨晶体结构具有遗传型。干喷湿纺成形和高倍数纺丝牵伸更容易获得兼具较高拉伸强度和较高拉伸模量的碳纤维。