聚丙烯腈基碳纤维原丝

认为碳纤维的品质在很大程度上决定于原丝。工业上,碳纤维原线目前仍以聚丙烯腈基长丝为主。制作优良品质原丝的重要因素有聚合物化学组成、分子量、原丝洁净程度、纺丝方法及工艺、拉伸工艺、原丝致密化程度、油剂等。综述了几家原丝制造商各自拥有的技术特色。并举例说明了其中的典型技术。     

PAN原丝沸水收缩率影响因素的探讨

采用溶液聚合和湿法纺丝制备碳纤维用聚丙烯腈(PAN)原丝,探讨了共聚组成、凝固浴温度、凝固浴浓度、拉伸介质和热定型温度对PAN纤维沸水收缩率的影响。结果表明,采用二元共聚物丙烯腈/甲叉丁二酸的质量比为99/1,凝固浴温度为30℃、凝固剂中二甲基亚砜质量分数为70%,热定型温度为160℃,拉伸介质为加压饱和蒸汽时,制备的PAN原丝沸水收缩率最低。     

碳纤维用PAN原丝的生产和研究

本文介绍吉化公司百吨/年级碳纤维用PAN原丝生产线的技术特征和产品性能指标。在67%硝酸水溶液中均相聚合湿法纺丝制取高强高模高延伸率低钠离子含量低灰份的高强碳纤维用的原丝。通过控制单丝纤度波动稳定原丝力学性能和降低其直径不均率。     

超高强度PAN基碳纤维的研制技术

本文从聚丙烯腈原丝的制备,PAN纤维的预氧化,碳化工艺以及碳纤维的表面处理三个方面综述了近年来国外超高强度PAN基碳纤维的研制方法,指出,碳纤维抗张强度的大幅度提高主要来源于高质量的PAN原丝,同时,PAN纤维的预氧化和碳化工艺的改进以及碳纤维表面处理也能较为有效地提高碳纤维的抗张强度。     

PAN基碳纤维中碳元素含量与纤维结构的关系

对聚丙烯腈(PAN)预氧化纤维进行碳化处理,制备了不同碳元素含量的PAN基碳纤维,利用元素分析、红外光谱、X射线衍射、拉曼光谱对纤维的元素组成、官能团结构及微晶结构进行了分析。结果表明:纤维中碳元素质量分数为67%~72%时,纤维内部官能团种类较多,石墨微晶较小;碳元素质量分数提高至93%后,纤维的红外谱图无吸收峰,微晶大小及石墨化程度大幅度提高。     

ZnO/PAN基纳米碳纤维膜的制备及其光催化性能的研究（英文）

采用N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为极性溶剂溶解醋酸锌(Zn(Ac)_2·2H_2O),然后加入聚丙烯腈(PAN)制得前驱体溶液,采用静电纺丝法制备PAN/Zn(Ac)_2复合纳米纤维膜,将PAN/Zn(Ac)_2复合纳米纤维膜在真空管式炉中经过高温煅烧得到PAN基碳纤维/氧化锌(CF/ZnO)纳米纤维膜,以CF/ZnO纳米纤维膜为光催化剂,亚甲基蓝为污染物,进行光催化降解实验,研究了Zn(Ac)_2含量对PAN/Zn(Ac)_2复合纳米纤维形貌、性能的影响,以及CF/ZnO纳米纤维膜的光催化性能。结果表明:Zn(Ac)_2的掺入并未对PAN的化学结构产生影响,二者属于物理结合,Zn(Ac)_2能较均匀地分布在纤维的内部;随着Zn(Ac)_2含量的增加,CF/ZnO纳米纤维膜对亚甲基蓝的降解率会提高,当Zn(Ac)_2质量分数(相对PAN)为60%时,可见光照射80 min后CF/ZnO纳米纤维膜对亚甲基蓝的降解率达到91.6%。     

聚丙烯腈基碳纤维原丝在干湿法纺丝中溶剂扩散过程的研究

聚丙烯腈基碳纤维具有高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀的优良性能,广泛应用于化工、机械、造船等方面。在聚丙烯腈基碳纤维的干湿法纺丝中,纺丝原液进入凝固浴后发生的溶剂扩散过程对聚丙烯腈基碳纤维原丝的结构和性能有重要影响。通过Fick定律建立了纺丝液溶剂扩散的数学模型,得出了溶剂沿纤维原丝的径向分布,还讨论了各种因素对溶剂质量分数分布的影响。     

PAN基碳纤维原丝纺丝技术及其发展现状

简介了PAN基碳纤维原丝纺丝技术的发展进程.结合目前全球主要PAN基碳纤维生产企业碳纤维原丝产品的生产方法、专利及学术研究情况,分别对湿法纺丝、干喷湿纺、凝胶纺丝、静电纺丝、熔融纺丝等PAN基碳纤维原丝典型的纺丝技术以及知识产权情况进行了阐述和分析.指出我国碳纤维技术仍处于入门阶段,其发展受许多重要因素制约,必须把我国碳纤维产业化发展提升到国家战略高度予以重视.     

湿纺工艺纺制PAN中空纤维成形机理研究

利用C型喷丝板进行挤出凝固,采用湿法纺丝工艺制备聚丙烯腈(PAN)中空纤维,从PAN/二甲基亚砜(DMSO)纺丝原液的流变性能和凝固过程的相分离两个方面探讨了PAN中空纤维的成形机理。结果表明:纺丝液随剪切速率(γ)的增加逐渐发生由粘性向弹性的转变是挤出胀大的主要原因,其粘弹转变点随着温度的升高而向高γ移动,在60℃下的纺丝液弧片接触成孔的理论临界γ为212 s~(-1);纺丝液在凝固浴中表层成膜是PAN-DMSO-H_2O三元体系相分离的结果,纺丝液细流表面成膜速度是影响孔结构闭合的重要因素,可以通过凝固浴浓度和凝固浴调节剂来控制。     

两种HNO3法PAN原丝的性能和结构对比

本文对国产HNO3法聚丙烯腈(PAN)原丝与日本HNO3法原丝的性能和结构进行了比较,总结了国产原丝与国外原丝存在的差距．     

碳纤维用聚丙烯腈纺丝过程的控制设计

利用3Dmax和Visual Basic6.0软件,开发了碳纤维用聚丙烯腈纺丝过程模拟控制软件。该软件包括控制系统主界面的设计和系统软件的设计,实现了温度、流量、压力、速度等工艺数据的采集、分析、处理和存储功能,具有界面友好,易于操作,针对性强等特点,可实现碳纤维纺丝运行系统的自动化控制,有利于提高聚丙烯腈基碳纤维原丝的质量。     

PAN基碳纤维原丝上油质量的研究

简述了聚丙烯腈(PAN)原丝上油质量的影响因素,着重从油剂性能和上油工艺对原丝上油质量进行了探讨。实验表明,在PAN原丝生产过程中,合理的上油工艺,并辅以优质的油剂,能有效优化纤维的上油质量,是生产高品质PAN原丝的关键。     

不同固含量PAN浆液制备的抗起球腈纶的性能研究

采用固含量分别为9%,13%的聚丙烯腈(PAN)浆液,通过湿法转向纺丝工艺制备常规腈纶及抗起球腈纶,研究了两种不同固含量PAN浆液的流变性能,以及PAN浆液固含量对抗起球腈纶截面形貌、饱和吸水倍率、力学性能的影响。结果表明:在相同温度下,固含量为9%的PAN浆液的表观黏度更低,高频区的弹性效应更小;相较于固含量为13%的PAN浆液制备的1.67 dtex抗起球腈纶,以固含量为9%的PAN浆液制备的0.89 dtex抗起球腈纶内部结构更松散,微孔更多,且饱和吸水倍率提高了约39%,力学性能明显下降,结强结伸乘积为18.92,经马丁代尔法测试抗起球级数达到4级。     

活性炭的硝酸改性工艺研究

研究了木质颗粒活性炭的硝酸改性工艺,以焦糖脱色率、亚甲基蓝吸附值和苯酚吸附值为指标,优化最佳改性工艺条件。结果表明,在以150 mL硝酸溶液改性10 g活性炭条件下,对于焦糖脱色率的最佳改性条件为:HNO3浓度1 mol/L,改性温度30℃,改性时间1 h;在此条件下,活性炭的焦糖脱色率和亚甲基蓝吸附值分别提高了400%和31.94%;在HNO3浓度为5 mol/L,改性温度为90℃,改性时间为2 h的改性条件下,改性活性炭的苯酚吸附值提高了46.99%。     

Microstructural characterization of short glass fiber and PAN based carbon fiber reinforced nylon 6 polymer composites

Microstructural characterization of nylon 6/short glass fiber (SGF) and nylon 6/polyacrolonitrile based carbon fibers (PAN‐CFs) of 10 to 40 wt% has been performed by positron lifetime technique (PLT). The positron lifetime parameters viz., o‐Ps lifetime (τ₃), o‐Ps intensity (I₃), and fractional free volume (F_v) of nylon 6/SGF and nylon 6/PAN‐CF composites are correlated with the mechanical properties viz., tensile strength and Young's modulus. The F_v shows negative deviation with the reinforcement of 10 to 40 wt% of PAN‐CF and show positive deviation in nylon 6/SGF from the linear additivity relation. The negative deviation in nylon 6/PAN‐CF composite suggests the induced molecular packing due to the chemical interaction between the polymeric chains of nylon 6 and PAN‐CF. The positive deviation in nylon 6/SGF composite indicates the formation of interface between the polymeric chains of nylon 6 and SGF. The increased crystallinity of nylon 6/SGF and nylon 6/PAN‐CF composites shows the improved mechanical properties of the composites. The hydrodynamic interaction parameter (h), which shows more negative values in nylon 6/SGF than nylon 6/PAN‐CF composites. However, the extent of chemical interaction in nylon 6/SGF is less compare to nylon 6/PAN‐CF composites. This is evident from Fourier transform infrared spectrometry studies. POLYM. ENG. SCI., 58:1428–1437, 2018. © 2017 Society of Plastics Engineers     

蛋白质接枝改性腈纶的水解工艺研究

采用NaOH溶液对腈纶进行水解,表面接枝蛋白质制得改性腈纶。讨论了NaOH浓度、水解温度、水解时间对腈纶接枝效果的影响。结果表明:在水解反应温度80~90℃、NaOH溶液质量分数14%、水解时间15 m in时,改性腈纶接枝率较高。力学性能分析和电镜表面观察表明:在腈纶表面接枝大豆蛋白质,不仅可以赋予纤维表面完整的蛋白质覆盖层,而且还可以较好的弥补纤维因水解而产生的表面损伤和力学性能下降等缺陷。     

一步法制备聚乙醇酸纤维的工艺及其性能研究

以聚乙醇酸(PGA)为原料,采用熔融纺丝-拉伸-卷绕一步法工艺制备PGA纤维,研究了工艺路线对纤维结构的影响,重点讨论了拉伸倍数对纤维的结构、力学性能、回弹性能及亲水抗静电性能的影响.结果表明:采用熔融纺丝-拉伸-卷绕一步法工艺,可以较好地实现PGA纤维的热拉伸,纤维与纤维之间不易黏结,纤维结构的稳定性得到改善;随着拉...     

高强高模PAN基石墨纤维的制备研究

以国产T800级PAN基碳纤维为原料,通过调整石墨化温度和牵伸率,制备出拉伸强度3.8 GPa和拉伸模量450 GPa的石墨纤维。研究发现,拉伸模量随石墨化处理的温度升高和牵伸比的增加而提高,而其拉伸强度随牵伸比的增加而下降。进一步分析石墨化处理过程中纤维微观结构参数发现,微观有序化和高取向是制备高强高模石墨纤维的关键。