硝酸法PAN基预氧丝在碳化期间分子结构的变化

利用气相色谱技术分离和鉴定了硝酸法ＰＡＮ基预氧丝在碳化期间所生成的主要特征气态组分ＣＯ２、ＣＯ、Ｏ２、Ｈ２Ｏ、Ｈ２、ＣＨ４、ＮＨ３、ＨＣＮ和Ｎ２以及它们在此过程中的变化规律。用Ｘ射线衍射技术测字该纤维在碳化过程中的微观结构的变化，研究了微晶参数与碳化温度之间的关系，同时，还用热重分析和元素分析手段考察了预氧丝的热裂解与分子组成变化的规律，提出了在此过程中大分子链段发生热解，形成环状分子交联和向层面     

聚丙烯腈纳米纤维膜连续预氧化碳化过程中的结构性能演变

对静电纺丝制备的聚丙烯腈（PAN）纳米纤维膜进行连续预氧化碳化处理,借助差示扫描量热仪、红外光谱、扫描电镜、元素分析、拉曼光谱、体密度、力学性能等表征和测试方法,综合分析了纳米纤维膜在预氧化碳化过程中的结构性能演变。研究结果表明,相较于微米级的PAN聚合体,纳米纤维具有更低的环化活化能,当氧化纳米纤维的氧含量为8.3%时,得到的碳纳米纤维膜综合性能较佳,其密度、碳收率和拉伸强度分别为1.799 g/cm³,59.8%和29.6MPa。     

离子交换纤维的制备、应用与前景

本文主要介绍离子交换纤维的制备方法 ,应用及研究近况 ,并展望了离子交换纤维的发展趋势     

PAN基石墨纤维在HNO3中阳极氧化插层后电阻的变化

本文通过阳极氧化法将ＮＯ３＾－插入石墨纤维中，研究了插层前后石墨纤维电阻的变化及其稳定性。结果表明：热处理温度为３０００℃的石墨纤维在６５％的ＨＮＯ３中阳极氧化插层后，在溶液中的电阻只有原来的１／１２，在空气中放置３８天后，电阻仍只有原来的１／３，表面涂覆环氧树脂可提高其电阻的稳定性。     

500-1350℃碳化纤维的结构缺陷和力学性能

采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)以及力学性能测试等方法对500-1350℃碳化纤维进行表征,研究了碳化温度对纤维结构缺陷和力学性能的影响。结果表明:在500-900℃低温阶段其强度和模量都随着碳化温度的升高呈增加趋势,但二者的增长速率在700℃前后是不同的。应力-应变曲线表明,低于700℃出现应力急剧下降的"之"字形拐点,没有明显屈服;700℃之后先出现屈服,后产生拐点。在1350℃高温阶段,纤维的断裂呈现出典型的脆性材料特征。在500-1350℃,碳化纤维的断裂主要取决于其表面缺陷。700℃和1350℃两种纤维表面都存在沿纤维轴方向的细长裂纹,700℃碳化纤维中的细长裂纹直径约为2 nm,长度从几十纳米到几百纳米,1350℃碳化纤维中的细长裂纹直径约为1 nm,长度在50-190 nm。这些细小的裂纹,可能是导致纤维断裂的主要原因。     

沥青基活性碳纤维研究：（II）沥青纤维的碳化及活化

研究了沥青不熔化纤维的碳化、活化规律，分析讨论了各因素对沥青基活性碳纤维成型过程的影响。结果表明，要获得较高比表面活性碳纤维，不熔化纤维氧化增重应适当，碳化温度宜在７５０￣８００℃，获得较大无定形碳的碳纤维。活化温度、活化时间、活化剂浓度也为影响沥青基活性碳纤维比表面积的主要因素。     

胶原蛋白改性聚丙烯腈纤维制备及性能表征

利用聚丙烯腈纤维和胶原蛋白为基本原料,采用水解-焙烘法制备具有高吸湿性和耐久性良好的胶原蛋白改性聚丙烯腈纤维。借助FT-IR、TG、XRD、DMA、SEM等分析和讨论了改性纤维的结构和性能。结果表明,与改性前相比,改性纤维的表面光滑,表层附有大量胶原蛋白成分,回潮率由2.0%提高到了6.1%,热分解温度由318℃下降到296℃,力学性能有所下降,改性纤维耐久性较好。     

含炭黑PAN纤维制备活性炭纤维过程中中孔的形成

由炭黑改性聚丙烯腈原丝制得了中孔发达的活性炭纤维，并结合低温氮气吸附仪、高分辨透射电子显微镜、广角Ｘ－射线衍射仪及小角Ｘ－射线衍射仪对所得活性炭纤维孔结构的研究结果，提出了该活性炭纤维的中孔形成机理。     

含铁碳纳米纤维的制备与表征

在聚丙烯腈的N,N-二甲基甲酰胺和四氢呋喃的混合溶剂中添加聚二茂铁硅烷,通过溶液的静电纺丝,制备了含聚二茂铁硅烷微相分离的微纳前驱体纤维,经预氧化和炭化,得到负载Fe的碳纳米纤维膜;利用SEM、SEM-EDS和XPS分别对纳米纤维的形貌、尺寸、结构和组成进行了表征。     

纳米铜/改性聚丙烯腈复合纤维的制备与表征

改性聚丙烯腈纤维与Cu(Ⅱ)溶液反应,以甲醛为还原剂,硝酸银为活性剂,在30℃水浴中反应60min,制备出纳米铜/改性聚丙烯腈复合纤维.通过XRD、AFM、SEM等分析手段对其表征,结果表明:单质铜颗粒键合于纤维表面,铜颗粒呈球形,且沿表面链状排列,其粒径大小在100nm以内.     

PAN纤维热松弛行为控制与聚集态结构调控EI北大核心CSCD

聚丙烯腈(PAN)纤维在纺丝过程中会形成受迫高弹形变,在受热条件下会出现物理收缩为代表的热松弛行为,发生解取向。通过热力学分析仪(TMA),动态力学分析仪(DMA),广角X射线衍射法(WAXD)等手段研究PAN纤维的热松弛行为,并且通过张力和温度对其进行控制。结果表明:PAN纤维纺丝过程形成的高弹形变约占10%以上,在高温下会迅速回复发生解取向。通过施加适当的张力和提高温度可以在不损失取向结构的同时将高弹形变转化为塑性形变。在张力和温度的作用下,纤维内部聚集态结构重排,分子链取向进一步提高,晶态结构进一步完善,纤维尺寸稳定性提高50%以上。研究表明经此方法处理的碳纤维微晶沿分子链排列更加规整,性能得到了有效提升。     

一种新型离子交换纤维材料的制备及其应用

以在极端的环境中仍具有良好的稳定性和完整性的聚四氟乙烯纤维为基体，通过共辐照接枝苯乙烯单体，而后把接枝纤维氯甲基化、胺化，制备出一种高交换容量、高机械强度、高热稳定性、耐腐蚀、抗氧化的强碱型离子交换纤维材料。对辐照纤维、接枝纤维、氯甲基化纤维及最终产品纤维从化学结构、机械性能、热稳定性、吸附性能、吸附容量等方面进行了表征。材料的拉伸伸长率、拉伸强度保持良好；5％热失重温度高，可以在400℃左右的温度下长期工作；最大静态吸附容量达6．08mmol／g。新型材料对于酸性气体CO2有良好的吸附脱除作用。     

聚丙烯腈/石墨烯纳米复合物的制备、表征及其热性能

采用以水和N,N-二甲基甲酰胺的混合溶剂作反应介质的沉淀聚合法制备了聚丙烯腈/石墨烯纳米复合物。利用傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和广角X射线衍射(XRD)研究了聚丙烯腈/石墨烯复合物的组成、结构、形貌及两组份的相互作用。利用差式扫描量热分析(DSC)研究了聚丙烯腈及纳米复合物的热性能。结果表明,强极性的聚丙烯腈与石墨烯之间存在较强的非共价相互作用;由于石墨烯的加入,聚丙烯腈的玻璃化转变温度提高了30℃;石墨烯添加量为3%(质量分数)时,聚丙烯腈在氮气和空气中的环化反应放热峰值分别提高了3和11℃;石墨烯使聚丙烯腈在热稳定化过程中的环化反应和氧化反应放热峰宽化、缓和。     

气体分离复合膜的聚丙烯腈支撑底膜的制备与表征

采用相转化法,以聚丙烯腈聚合物为制膜材料,研究了聚合物的浓度、凝胶浴温度、挥发时间及各种添加剂对膜结构和性能的影响.采用扫描电子显微镜、凝胶渗透色谱等手段对底膜进行了表征.结果表明,采用增加聚合物的浓度、降低凝胶浴温度或加长挥发时间,以及在一定范围内增加添加剂H2O、ZnCl2和正丁醇含量等方法,都可以明显改变膜性能,使膜断面由大空腔结构趋向海绵孔结构.制备了具有海绵孔断面结构的,用作气体分离复合膜底膜的PAN超滤膜.     

天然纤维素/聚丙烯腈抗菌纳米纤维的制备与表征

为了拓展天然纤维素材料的应用,在综合国内外对天然纤维素材料、纳米材料和抗菌材料相关研究的基础上,首先,利用LiCl/二甲基乙酰胺(DMAC)溶剂体系配置了不同共混比例的天然纤维素/聚丙烯腈纺丝液,采用静电纺丝技术制备了纤维素/聚丙烯腈纳米纤维。然后,用铜氨溶液对纳米纤维进行了抗菌处理,制备了具有一定抗菌功能的纤维集合体。最后,采用SEM观察不同共混比例下纳米纤维的微观形貌;采用TG和DSC表征其热性能;采用FTIR和表面接触角测量仪表征共混后纳米纤维的化学组成和亲水性的变化;采用振荡法测定纳米纤维的抗菌性能。结果表明:通过静电纺丝技术可制得直径在200~400nm范围内的纤维素/聚丙烯腈纳米纤维。随着纤维素含量的提高,纳米纤维的表面越来越粗糙,粘连愈加严重,且直径离散度也变大。当纤维素与聚丙烯腈的共混质量比大于75∶25时,纤维的直径标准偏差由纯聚丙烯腈纤维的100nm以下变为150nm以上。纤维素/聚丙烯腈纳米纤维具有良好的热性能,与纯纤维素纳米纤维相比热稳定性有一定提高,当纤维素与聚丙烯腈的共混质量比为25∶75时热稳定性最好。纤维素/聚丙烯腈纳米纤维的亲水性优于普通医用纱布的。经过铜氨溶液抗菌处理的纳米纤维具有良好的抗菌性能,对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率分别为82%和75%。     

纳米银/环化聚丙烯腈复合物的制备与结构表征

采用水相沉淀聚合-原位法合成银/聚丙烯腈(Ag/PAN)复合物, 通过测定其相对黏度, 系统地考察了反应物配比对Ag/PAN复合物分子量的影响。得到较理想的合成条件为, 丙烯腈(AN)单体浓度10%, AgNO₃浓度0.6%, K₂S₂O₈浓度2%。将所得复合物进行预氧化后得到纳米银/环化聚丙烯腈(Ag/C-PAN)复合物。通过FTIR分析复合物的组成, 并得到不同预氧化温度和时间下复合物的相对环化率。采用TEM、XRD等方法对复合物的微观结构进行表征。结果表明, 纳米银均匀地分散于环化聚丙烯腈基体中, 银粒子的晶型为面心立方, 粒径约为10 nm。     

UHMW-PAN中空纤维膜的研制及应用(4)--UHMW-PAN中空纤维膜的制备工艺

以超高相对分子质量聚丙烯腈(UHMW-PAN)为原料制备中空纤维膜,研究了纺丝方法和工艺条件对中空纤维膜力学性能的影响.实验表明,凝胶纺丝制备的中空纤维膜的韧性最好,其合适的工艺参数为:聚合物黏均相对分子质量Mv为1.29×106,纺丝溶液浓度C为3%,气隙长度L为3 cm,拉伸倍数R为14.     

聚丙烯腈(PAN)/TiO2超细纤维的制备与表征

利用静电纺丝法,采用TiO2凝胶实现了聚丙烯腈(PAN)/TiO2超细纤维的制备。应用TEM、SEM、红外光谱、X射线衍射光谱等方法对其进行了理化性能表征,并测试了其对金黄色葡萄球菌的抗菌性能。结果表明:随PAN溶液与TiO2凝胶质量比的降低,电纺纤维尺寸较均匀,珠状物逐渐减少;该比率(PAN溶液∶TiO2凝胶)为3.5∶1时对金黄色葡萄球菌的抗菌率达到82%。由此制备的超细纤维有望用于过滤膜、防护服及医用敷料等纺织材料领域。