PAN纤维的结构对纤维强度的影响

分别采用纤维强伸度仪、乌氏粘度计、X射线衍射仪等测定了4种不同PAN纤维的抗拉强度、分子量、结晶度以及沸水收缩率.结果表明,拉伸速率对4种纤维的强度测试方法的准确性都有影响.在低速拉伸时,由于拉伸速率的增加使分子链段的松弛时间缩短,测试强度随拉伸速率的增加而升高;而在高速拉伸情况下,缺陷成为导致纤维断裂的主要因素,测试强度又随拉伸速率的增加而逐渐降低.在一定范围内,分子量越大、结晶度越高,PAN纤维的强度就越高;作为表征纤维中非晶含量的一项指标,沸水收缩率越大,说明非晶区的比例越大.因此应控制PAN纤维的分子量,提高纤维结晶度,降低纤维的沸水收缩率,从而为制备高性能的碳纤维提供优质原丝.     

聚丙烯腈原丝的结构表征

叙述了聚丙烯腈(PAN)原丝的大分子构型、超分子结构和形态结构;研究了PAN的组成、立体规整性、结晶结构、取向结构、横截面和表面形态、皮芯结构、孔隙及缺陷等对性能的影响规律;认为优化原丝工艺、提高原丝质量是制备高性能碳纤维的关键。     

超声蚀刻法研究聚丙烯腈预氧化纤维的皮芯结构

预氧化各温区纤维经超声蚀刻处理后,利用扫描电镜（SEM）观察其皮层和芯部的形貌差异,并借助Raman光谱证实了预氧化纤维皮层和芯部的化学结构差异。结果表明预氧化初期195～225℃预氧化纤维整体预氧化程度低,纤维皮层和芯部的结构几乎没有差异;预氧化中后期235～265℃预氧化纤维芯部的稳定化程度较皮层低,芯部被蚀刻溶解,皮、芯形貌差异明显;经275℃预氧化后,纤维芯部稳定化程度提高,无论皮层还是芯部都呈现不溶性;最终的预氧化纤维出现了宽化的石墨特征Raman散射峰,但皮层的衍射峰较芯部更为宽化,反映出皮、芯化学结构的差异。     

丙烯腈水相沉淀聚合引发机理的研究

综述了无机引发剂引发丙烯腈水相沉淀聚合的反应机理,其特点是在主氧化剂(过硫酸盐或氯酸盐)存在的无机引发体系中,易产生离子型自由基引发丙烯腈的水相沉淀聚合反应.     

超声蚀刻对PAN纤维组织结构与性能的影响

用傅里叶红外光谱(FTIR)、广角X射线衍射(WAXD)、扫描电镜(SEM)等方法测定并分析超声蚀刻对聚丙烯腈(PAN)纤维的化学结构、结晶、形态结构和机械性能的影响,为利用超声蚀刻方法制备电镜样品、研究PAN纤维结构奠定实验基础。实验结果表明:超声蚀刻处理对PAN纤维化学结构没有影响;溶解的PAN分子量随着超声时间延长而降低,未溶解的PAN分子量基本没有变化;这种处理会使纤维的结晶度和晶粒尺寸均小幅下降;经过超声蚀刻后纤维表面出现大量的原纤结构,能够实现原纤分离;这种处理对纤维的线密度影响不大,而纤维强度、断裂伸长率和初始模量均有所下降。     

碳纤维表面生长碳纳米管技术研究进展

介绍了碳纤维(CF)表面生长碳纳米管(CNTs)的制备方法研究情况,综述了沉积温度、沉积时间、碳源气体等因素对CNTs形态结构的影响,阐述了以CF为基底CNTs的生长机理及CNTs-CF复合增强材料的增强机制,展望了CNTs-CF复合增强材料的应用前景。     

连续水相沉淀聚合法合成聚丙烯腈的反应机理研究进展

从成粒机理、反应场所和引发体系3个方面,探讨了连续水相沉淀聚合法合成聚丙烯腈的反应机理.结果表明,聚丙烯腈的成粒经历由小到大、由不规则到规则、逐渐凝聚的过程,其成粒过程同时在水溶液相和聚合物颗粒相进行.当采用水溶性无机盐引发体系时,易产生离子型自由基,进而发生链引发、链增长和链终止反应.     

羟基硅油改性酚醛树脂基碳纤维复合材料特性研究

利用FT-IR、SEM、拉伸试验等测试方法分析了羟基硅油改性酚醛树脂基碳纤维复合材料机理，并对羟基硅油改性酚醛树脂基碳纤维复合材料特性进行了研究。实验结果表明：羟基硅油能有效改善界面结合状态，提高酚醛树脂基碳纤维复合材料的拉伸强度，为合理调整原料配比，控制生产工艺参数，获得综合性能优异的复合材料奠定了基础。     

XRD研究沸水热处理对PAN原丝结构与性能的影响

采用X射线衍射分析(XRD)研究了沸水热处理前后3种不同PAN原丝的凝聚态结构,并比较了它们体密度、强度、断裂伸长率等性能的变化.发现经过沸水热处理后,3种原丝的非晶散射峰所占比例均增加,结晶度降低.由于沸水热处理所采用的温度(100℃)略高于PAN原丝的玻璃化转变温度(95.78℃),在此温度下只有非晶区的分子链段可以运动,所以X射线衍射曲线的变化是由非晶区取向结构的变化引起的.该结果表明,原丝内部由微晶区、取向非晶区和无规非晶区组成;除了晶区结构外,非晶区中的有序结构对X射线衍射峰同样有一定贡献.经过沸水热处理后,由于微晶边缘有序程度下降,导致微晶的平均尺寸也略有减小.沸水热处理使PAN原丝中伸直的分子链段变为蜷曲构象,增加了链段所占据的自由体积,因此处理后原丝的体密度减小;热处理后原丝非晶区有序程度降低,导致其取向度降低,强度降低,断裂伸长率增加.     

固化温度和后处理温度对EP/碳布复合材料弯曲性能的影响

采用热压罐成型法制备了EP/碳布复合材料,研究了固化温度和后处理温度对复合材料弯曲性能的影响.结果表明,180℃固化的复合材料的弯曲强度和弯曲弹性模量高于120、150℃固化的复合材料;以180℃作为最高固化温度时,与不进行后处理相比,在180℃处理1 h后复合材料的弯曲强度得到大幅度的提高;较优的固化工艺参数为固化温...