超高分子量聚丙烯腈薄膜的力学特性

研究超高分子量聚丙烯腈（ＰＡＮ）薄膜的应力应变性能，得到其基本力学性能数据，并对该薄膜在拉伸过程中出现的应力交替增降现象，低温慢速拉伸过程出现的结昌度增大现象和动态力学性能进行了探讨。     

干湿法高性能聚丙烯腈基碳纤维原丝的制备

本文介绍了高性能聚丙烯腈 (PAN)原丝的质量指标 ,讨论了影响原丝质量的因素。叙述了PAN聚合体及纺丝原液对原丝质量的影响 ,并论述了干湿法纺丝工艺的特点及对纤维物理机械性能的影响。同时 ,阐述了PAN原丝油剂及生产过程中原料的纯化及生产环境的净化对原丝质量的影响。     

碳纤维及原丝用油剂研发及应用

介绍了聚丙烯腈基碳纤维及原丝用油剂的种类及其特性,论述了氨基改性硅油等几种碳纤维及原丝用主要油剂的研发进展。简述了国内碳纤维及其原丝用油剂的供需现状。讨论了国内外碳纤维专用油剂的发展趋势。     

丙烯酸对聚丙烯腈原丝结构和热性能的影响

控制单体配比,采用丙烯腈（ＡＮ）与丙烯酸（ＡＡ）自由基熔液共聚,以偶氮二异丁腈为引发剂在溶剂二甲基亚砜中合成了聚丙烯腈原丝纺丝溶液,并纺制了碳纤维前驱体聚丙烯腈原丝。通过ＩＲ、ＤＳＣ、ＤＴＧ等手段,讨论了共聚单体ＡＡ对共聚物反应及聚丙烯腈原丝结构和热性能的影响。共聚单体ＡＡ能在较低温度时引发聚丙烯腈原丝的氧化、环化放热反应,且能减缓放热效应。Ｐ（ＡＮ－ｃｏ－ＡＡ）共聚物中共聚单体ＡＡ的摩尔分数控制     

用于碳纤维的聚丙烯腈原丝及其干湿法成型

介绍了用于碳纤维的聚丙烯腈原丝的发展历史 ,阐述了聚丙烯腈纺丝工艺中的主要工序和技术关键     

碳纤维新形势和聚丙烯腈原丝技术探索

当前聚丙烯腈(PAN)基碳纤维企业间的竞争不断加剧,主要体现在现有厂家的产能不断提升,而新参入的厂家源源不断,新市场开发远未跟上,造成市场低迷,许多企业面临微利或亏损的窘境。要想摆脱困境,唯有开发质量稳定、性价比高、有国内外竞争力的新工艺和新技术,这方面国内外都在公开或秘密地展开。     

衣康酸氨化对聚丙烯腈基碳纤维聚合和原丝性能的影响分析

为制备力学性能优异的聚丙烯腈基碳纤维,采用氨化度不同的衣康酸(IA)单体与丙烯腈(AN)、丙烯酸甲酯(MA)和乙烯磺酸(AS)制备聚丙烯腈(PAN)基碳纤维。通过聚合转化率的测定表征聚合反应速度,显微镜观察原丝断面形貌,广角X射线衍射表征原丝结晶取向度,动态热机械法表征原丝的玻璃化转变温度和热收缩率,电子万能试验机表征原丝及碳纤维的力学性能。测试结果表明,IA经氨化后制备得到β-衣康酸铵,以β-衣康酸铵作为共聚单体制备的PAN纺丝液的数均相对分子质量达到64100,相对分子质量分布指数为2.96,比粘为1.86;纺丝后原丝断面明亮整齐,氨化度为25%的原丝在12倍牵伸下,单丝拉伸强度为6.8cN/dtex,弹性模量为113.0cN/dtex;该原丝的玻璃化转变温度较未氨化原丝提高了3.19℃;该原丝经炭化后的碳纤维(1K)的拉伸强度达到4572 MPa,弹性模量249GPa,钩结强力62.4N,纤维的力学性能和韧性得到提高。     

碳纤维原丝用油剂的研究进展

对碳纤维原丝用油剂的最新研究进展情况,包括油剂成分,评价方法和设备,以及上油工艺等进行了综述,讨论了油剂开发过程中应注意的问题和主要碳纤维生产商对油剂研究的趋势和方向。     

伽马射线辐照改性聚丙烯腈原丝及聚丙烯腈基碳纤维的研究进展

聚丙烯腈(PAN)基碳纤维由于性能优异、制备工艺简单,被广泛应用于各产业,但其存在表面化学惰性强、力学性能仍有很大提升空间等问题,为此研究人员提出了多种改性方法。其中,γ射线辐照是一种能够实现碳纤维表面活性和力学性能协同提高的改性方法,并且能够应用于PAN基碳纤维制备(PAN原丝)及其后处理全过程。本文概述了γ辐照对PAN原丝和PAN基碳纤维的微观结构、表界面性能和力学性能等方面的影响,重点总结了γ辐照下PAN原丝分子结构的演化机制,原丝辐照对成品碳纤维力学性能的影响,γ辐照下碳纤维不同微区结构演化和力学性能的关系,展望了未来γ射线辐照改性PAN基碳纤维的发展方向与前景。     

聚丙烯腈基碳纤维原丝热稳定化研究进展

综述了近年来聚丙烯腈基碳纤维原丝热稳定化过程的研究进展,结合自己的研究结果系统地评述了热稳定化反应机理、预氧丝的微观组织结构以及工艺参数对热稳定化的影响,并在此基础上对聚丙烯腈纤维热稳定化的研究前景进行了展望.     

溶液自由基法高分子量聚丙烯腈的合成

采用以偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,丙烯腈(AN)与丙烯酰胺(AM)在二甲亚砜(DMSO)溶剂中的自由基溶液共聚合,考察了单体浓度,单体配比,引发剂含量,反应温度和聚合时间等对共聚反应的影响。分别用称量法和乌氏黏度计测定了反应的转化率和聚合物的相对分子质量,用红外光谱对聚合物的结构进行了分析。研究结果表明,提高反应温度及引发剂含量,则转化率升高,分子量下降。单体浓度越高,分子量及转化率均可提高。这符合自由基聚合的一般规律。通过工艺优化,共聚物的转化率可达90%以上,黏均分子量约21万。     

突破原丝瓶颈效应加速我国PAN炭纤维技术的发展

聚丙烯腈基炭纤维是高新技术领域中的重要原材料,制约其技术发展的瓶颈是原丝的研究。分析了长期以来国内原丝研究存在的综合基础弱,力量薄,研究单一,缺乏创新等问题,结合北京化工大学开展的Ｔ３００及更高性能炭纤维原丝技术研究工作,探讨并提出了提高原丝基础和工艺研究的建议,认为点面结合、创新思维和不懈努力、集中攻关与广泛协作等是提高原丝研究水平的基础与保证,同时强调要高度重视工艺与装备研究、开发具有自主知识产权技术的重要性。     

超高分子量聚乙烯/纳米TiO_2复合材料的摩擦磨损行为

用热压成型法制备了纳米TiO2填充超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合材料,采用销-盘式摩擦磨损试验机考察了复合材料在干摩擦条件下与45#钢配副时的摩擦磨损行为,采用扫描电子显微镜观察了复合材料磨损表面形貌。结果表明,填充质量分数为15%的纳米TiO2能显著改善UHMWPE的耐磨性能。纯UHMWPE的摩擦过程中呈现出一次磨合期、一次稳定期、二次磨合期和二次稳定期四个明显的特征。当填充质量分数为15%的纳米TiO2时,UHMWPE基复合材料的摩擦过程中二次磨合特征已基本消失,整个摩擦过程的基本特征主要表现为磨合期和稳定期两个阶段,且磨合时间明显缩短,同时复合材料的磨损表面出现了明显的贫Ti区和富Ti区,其磨损机制主要表现为粘着磨损,局部磨损表面呈现了轻微的塑性变形特征。     

纳米ZnO和SiO2共混填充UHMWPE复合材料的摩擦磨损行为

以纳米ZnO和纳米SiO2作为复合填料,通过热压成型工艺制备了纳米ZnO-SiO2复合填充超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合材料;采用销-盘式摩擦磨损试验机考察了复合材料在干摩擦条件下与45#钢配副时的摩擦磨损行为;采用扫描电子显微镜观察了复合材料磨损表面形貌。结果表明,适量的纳米ZnO-SiO2作为复合填料可有效地改善UHMWPE的摩擦磨损性能,其中填充2%ZnO 2%SiO2的UHMWPE基复合材料改性效果最为明显。与纯UHMWPE材料相比,其磨损率下降了84.7%。纯UHMWPE的磨损机制主要表现为粘着磨损和疲劳磨损,而不同含量的无机纳米微粒共混填充UHMWPE基复合材料的磨损机制主要表现为不同程度的粘着磨损、犁沟效应和塑性变形特征。     

聚丙烯腈原丝在强磁场条件下的微观结构分析

聚丙烯腈(PAN)原丝微观结构中存在的缺陷极大会影响炭纤维的强度。采用0T、8T、12T、16T的强磁场对原丝进行处理,研究了磁场对原丝的结晶取向度、总取向度、结晶尺寸、结晶度等微观结构的影响。结果表明,磁场对纤维的晶区和非晶区都有取向作用,其取向度都随磁场强度的增大和磁场作用时间的延长而增加。磁场还能促使非晶区向晶区转变,使结晶尺寸、结晶度和密度均得到提高。     

具有隔离结构的超高分子量聚乙烯/镍高导电复合材料

采用化学镀手段制备金属镍包覆的超高分子量聚乙烯复合粒子,通过热压成型方法制得具有隔离结构的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)/镍(Ni)高导电复合材料。通过调节金属(镍)镀层厚度及加工温度考察不同Ni含量及加工温度对复合材料导电性能的影响。结果表明,复合材料具有明显的导电逾渗行为;通过化学镀工艺可有效提高金属填料与基体的结合力,同时实现金属镍在聚合物基体中的选择性稳定分布,构建具有隔离结构的导电网络,使得复合材料的逾渗值降低至1.02%(体积分数)。基于金属填料优异的导电性能,在Ni体积分数仅为2.53%时,复合材料的电导率达到2648S/m。此外,降低复合材料的加工成型温度有助于减少加工过程对导电网络的破坏作用,从而有效降低复合材料的导电逾渗值,对提高复合材料导电性能具有重要意义。     

电子束辐照对UNMWPE树脂结构和力学性能的影响

研究了电子束辐照超高分子量聚乙烯(UHMWPE)树脂的交联现象,探讨了不同电子束辐照吸收剂量对UHMW-PE的微观结构、力学性能和溶胀度的影响。结果表明,辐照UHMWPE的最大拉伸强度、结晶度和交联度都随着吸收剂量的增大先增大后减小,分别在10kGy、50kGy和100kGy时达到最大值47.3MPa、54.4%和1.66×10-4mol/cm3;溶胀度(SR)和交联网链平均分子量(Mc)随吸收剂量增大先减小后变大;断裂伸长率随吸收剂量的增加而变小。     

聚偏氟乙烯/纳米二氧化硅/超高分子量聚乙烯锂电池复合隔膜的制备

通过静电喷涂技术成功制备出一种超高分子量聚乙烯(UHMWPE)锂电池复合隔膜。首先研究了纳米二氧化硅(SiO2)在聚偏氟乙烯(PVDF)溶液中的添加量对PVDF/SiO2共混溶液静电喷涂的影响,确定最佳喷涂条件。然后在UHMWPE膈膜上静电喷涂PVDF/SiO2微球,制备出PVDF/SiO2/UHMWPE复合隔膜。最后,对该复合隔膜的孔隙率、热稳定性、充放电性能进行测试。结果表明,该隔膜的孔隙率从46.5%提高到63.1%;纵向热收缩率从2.6%降低到1.3%;在0.2C充放电倍率下,首次放电比容量比相应的UHMWPE隔膜提高了32.5%,经过50次循环,放电比容量稳定,保持在155.7mAh/g左右。     

高分子量聚碳硅烷的合成及其表征

以常压合成的低分子量聚碳硅烷(PCS)为原料,分别在470℃高压及常压下反应一定时间,制备了高分子量PCS先驱体。研究了反应时间对：PCS分子量及其分布、软化点、Si—H键含量及可纺性的影响。研究表明,随着反应时间的延长,PCS低分子量部分逐渐减少,高分子量部分逐渐增加,分子量分布逐渐变宽,从而PCS分子量逐渐增大,软化点逐渐升高,Si—H键含量逐渐降低,可纺性逐渐变差。在相同的反应时间下,高压比常压对PCS分子量的增长更有利。在470℃高压或常压下反应时间2～3h时,可获得分子量高、可纺性良好的PCS先驱体。     

超高分子量聚乙烯磨粒磨损性能及机理的研究

本文利用ＭＬＳ－２３胶轮磨损试验机对超高分子量聚乙烯（ＵｌｔｒａＨｉｇｈＭｏｌｅｃｕｌａｒＷｅｉｇｈｔＰｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）的磨粒磨损性能进行了研究。考察了磨损圈数（磨损时间）、载荷对其耐磨性的影响。通过扫描电子显微镜（Ｓ６００）对其磨损表面形貌的观察，作者指出：超高分子量聚乙烯磨粒磨损的主要机理是犁耕和亚表层脆性断裂。