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。     

改性PAN原丝制碳纤维

前言已经知道PAN基碳纤维的质量依赖于原丝的特征和稳定化条件。因此采用拉伸使PAN纤维改性,主要是为了改善诸如分子链的取向、结晶度、晶粒大小及直径等结构。一种新的PAN原纤维改性方法是在拉     

硝酸法PAN原丝及其预氧化纤维微细结构的X射线研究

用广角X射线衍射(WAXD)和小角X射线散射(SAXS)技术,探讨了批量生产的聚丙烯腈(PAN)原丝及其预氧化纤维的结构特征。同时,定量地估计出它们的相对取向度分别为83％和70.89％。PAN原丝的结晶度和微晶尺寸分别为36.82％和8.83nm。预氧化纤维的芳构化指数为0.54和该试样在2θ=30min时,SAXS的弱峰强度的最大值为5.48×10~(-3)nm~(-1),长周期为17.65nm。     

PAN基碳纤维原丝梯级凝固成型的研究

碳纤维是增强复合材料力学性能的重要材料,优质的PAN原丝是制备高性能碳纤维的前提,而原丝的结构主要决定于纤维成形阶段。本文以相图为指导,采用湿法纺丝得到了不同成型条件下的纤维原丝,并利用扫描电镜研究了纤维的横截形貌和皮芯结构。研究表明经过梯级凝固成型后,可以得到结构均匀致密且具有较优物理机械性能的原丝,证实了在相图中梯级凝固成型路线是较优的热力学路线。     

化学改性对PAN原丝及预氧纤维结构性能的影响

在各种温度和时间条件下，将本实验室纺的KPAN原丝进行连续化学改性处理，借助IR光谱、DSC、TG、X射线衍射等分析方法，选出了最佳的改性温度和改性时间，并对化学改性的原丝、预氧丝的性能进行了初步探讨。得出结论：化学改性能缩短预氧环化时间，缓解纤维的放热和吸热，优质原丝应具有高纯度、高强度、高取向度性质。本课题希望通过对原丝进行化学改性的方法，获取具有在商业上有广泛应用前景的预氧化纤维和炭纤维。     

PAN基碳纤维原丝的多区形变及稳定化

前言我们在早前的一些工作中观察到当PAN基碳纤维原丝很快置于稳定化温度范围下,在稳定化反应开始之前就先发生显著的形态结构重排及力学性能的改变。结构重排显示出一种瞬间增加侧向有序的趋势。也观察到采用的形变限制对侧向无序部份的取向松弛     

PAN基原丝质量与成丝途径对碳纤维力学性能的影响

ＰＡＮ基原丝质量与成丝途径对碳纤维力学性能的影响李英儒，王淑芳（中国科学院山西煤炭化学研究所）一、前言碳纤维自问世以来，对于影响ＰＡＮ基碳纤维ＣＦ力学性能的因素一直是人们普遍关注的问题。前人已进行了大量的研究工作，结果表明，ＣＦ的力学性能与原丝的组成...     

国产聚丙烯腈原丝结构和性能分析

测定了3种国产聚丙烯腈(PAN)原丝的力学性能,并用红外光谱分析(FT-IR)、广角X射线衍射(WAXD)、扫描电镜(SEM)等手段,对PAN原丝的化学结构以及微观结构等进行了研究,并在此基础上分析和讨论了原丝结构和性能之间的相互关系.     

PAN湿法纺丝工艺与纤维性能相关性研究

用X射线衍射法研究了湿法纺丝过程中PAN纤维结晶结构的演变,通过测试纤维在成形过程中的沸水收缩率和强纤度的变化,并结合纤维的纺丝工艺,探究了纺丝工艺与纤维性能的相关性.结果发现,牵伸和脱除溶剂均可提高纤维的强度,牵伸可提高纤维的取向度和结晶度,干燥致密化可使纤维的取向结构和结晶结构稳定.     

PAN基碳纤维原丝致密性及其孔结构研究

利用碘吸附法、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和小角x射线衍射（SAXS）等测试方法对国内外企业生产的几种聚丙烯腈（PAN）基碳纤维原丝的致密性及孔结构进行了较系统的测试与研究。结果表明,各种PAN原丝内部都存在着疏松的孔结构,致使其致密性较差,且孔结构的尺寸分布不均。PAN基碳纤维原丝的结构缺陷对其性能有着重要的影响作用。     

不同商品化聚丙烯腈基碳纤维的微观结构研究

利用X射线衍射对比研究了日本东丽、东邦和国产3种牌号聚丙烯腈(PAN)基碳纤维的微观结构。通过分析不同牌号的PAN基碳纤维晶体结构与石墨晶体结构的区别,以及不同牌号的PAN基碳纤维力学性能与微观结构的关系,表明了引起PAN基碳纤维力学性能差异的主要因素为石墨化程度、内部缺陷、晶粒尺寸大小以及晶粒排列规整程度。     

静电纺丝法制备聚丙烯腈基纳米炭纤维及其表面结构表征

通过稳定化、炭化静电纺制的聚丙烯腈(PAN)前驱体纤维制备了直径为100nm～300nm的纳米炭纤维.用扫描电镜(SEM)、场发射扫描电镜(FESEM)、扫描隧道显微镜(STM)及扫描量热分析法(DSC)研究了纳米炭纤维及其前驱体纤维的形貌及结构.结果表明:纳米炭纤维及其前驱体纤维的直径表现为对数正态分布.静电纺制纤维的环化放热峰移向低温,表明静电纺制纤维可在较低的温度下引发环化.由于静电纺制纤维的粗糙表面及在热处理过程中的收缩行为,在纳米炭纤维表面形成了长度为10nm宽度为5nm的凹坑.     

聚丙烯腈与二醋酸纤维素共混膜的研制

采用扫描电子显微镜、红外光谱仪、示差扫描量热仪、超滤装置等方法研究了成膜工艺条件与膜结构性能的关系．结果表明，膜的结构与性能是共混体系组成、总固浓度、成膜温度、预蒸发时间及温度、凝固浴组成及温度和热处理温度等诸因素的函数，从而为根据实际需要来制备一定结构性能的膜提供了理论依据．     

聚醚砜-聚丙烯腈共混膜的研究

在聚醚砜(PES)与聚丙烯腈(RAN)共混膜的制备中,PES和RAN聚合物较难混溶,在PES-溶剂-PAN体系中加入增溶剂,改变聚合物在溶液中聚集态,使聚合物实现较理想混溶．采用DSC,XRD,XPS以及ESEM压对共混膜进行表征,结果表明PES与PAN混溶较好,共混膜表面和断面的微孔分布均匀．共混膜废水处理水质优良．     

Structural changes in four different precursors with heat treatment at high temperature and resin carbon structural model

Four precursors (mesophase pitch, condensed polynuclear aromatic resin, polyimide resin, and thermosetting phenolic resin) were heat treated at temperatures from 900 to 3000 °C. These products were characterized by X-ray diffraction, transmission electron microscopy, and helium adsorption density instruments. Heterogeneous graphitization was observed above 2200 °C in the resin carbons. Various constituents (amorphous, turbostratic, and graphitic) coexisted and transformed from being disordered to ordered with increasing treatment temperature. The molecular structures of the starting materials played important roles in the proportions of various constituents, crystallite sizes, and preferred orientation of the graphitic constituent of the different carbons during high temperature treatment. High-resolution transmission electron microscopy images showed that the structural features of Jenkins' and Shiraishi’s model all existed in three resin carbons. Based on these results, we think that their structures are not belong to Jenkins' model, also do not belong to Shiraishi's model, are a complex of above two models.     

牵伸条件以及牵伸方式对PAN纤维结构的影响

借助于声速法、密度法、XRD等分析手段,考察了不同的牵伸条件和牵伸方式对聚丙烯腈(PAN)纤维结构的影响.结果表明:牵伸条件的不同,纤维的取向和结晶程度有明显的区别;而牵伸方式的不同,对纤维的结晶程度也有较大影响.