二甲基亚砜法聚丙烯腈原丝干湿纺与湿纺成形工艺的比较

对二甲基亚砜(DMSO)法聚丙烯腈(PAN)原丝干湿纺和湿纺成形工艺进行比较,得出两种不同的成形工艺对PAN原丝表面光洁性和横截面形状的影响。实验表明:干湿纺成形纤维表面光洁,湿纺成形纤维表面凹凸有沟槽;不同的凝固浴浓度条件下,湿纺纤维横截面从圆形到非圆形再到圆形变化,干湿纺纤维横截面从圆形到非圆形变化。     

聚丙烯腈原丝及其干喷湿纺

介绍了用于 PAN基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 ,指出了可以在聚合、纺丝过程中通过控制杂质及使用高相对分子质量的 PAN树脂纺制 PAN纤维等方法来提高原丝的性能。着重介绍了目前纺丝工艺中 PAN共聚体的制备、纺丝流体的流变行为及其凝固过程等重要工序的研究成果     

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。     

干喷湿纺聚丙烯腈原丝纺丝原液管道的设计

从聚丙烯腈原丝纺丝原液特性及干喷湿纺纺丝原液均一性要求出发,通过生产实践及理论分析,探讨了聚丙烯腈原丝纺丝原液管道在材质、管径、管道连接、保温、原液混合等方面的设计与改进。研究结果表明,干喷湿纺线实现了原液稳压、恒温和空气层高度可控性的输送,确保大批量的稳定化生产。     

PAN原丝成形过程中孔隙结构的形成和演变

采用干湿法纺丝在梯级凝固成形条件和后续工艺下得到聚丙烯腈(PAN)原丝,利用扫描电镜、氮气吸附等方法测试研究了PAN原丝中孔隙的形成和演变。结果表明:在凝固成形阶段,PAN原丝内孔隙的形成是溶剂和非溶剂双扩散及PAN相分离双重作用的结果;PAN原丝经过沸水拉伸、干燥致密化、饱和蒸汽拉伸和热定型等处理,其纤维密度、结晶度增大,力学性能提高,其孔隙平均孔径、孔隙体积和孔隙含量均逐渐减小;PAN原丝内闭合孔隙经过拉伸后会形成新的开放孔隙,开放孔隙在干燥致密化后闭合和消失。     

湿法纺丝中凝固成形和拉伸对聚丙烯腈原丝结构和性能的影响

凝固成形和拉伸是原丝生产过程中两个十分关键的工序,它们对聚丙烯腈原丝的结构和性能有着重要的影响。纤维的拉伸强度在凝固成形过程中受到凝固浴浓度、温度和负拉伸的影响,同时在纤维的拉伸中拉伸的倍数、温度和介质等也影响着纤维的结构和性能。     

聚丙烯腈原丝性能研究

聚丙烯腈（ＰＡＮ）原丝质量已经成为阻碍我国炭纤维（ＣＦ）工业发展的重要因素之一。利用Ｘ射线衍射等手段测定了３种ＰＡＮ原丝的性能,并进行了对比分析。结果表明,英国原丝的性能如强度、模量、直径及离散性等均优于国产原丝。共聚组分和微观结构的差异是导致此结果的主要因素。     

干喷湿纺聚丙烯腈原丝的预氧化和碳化工艺

分析了预氧化时间、温度对预氧丝密度的影响,研究了预氧丝密度和牵伸率以及张力、碳化升温速率与碳纤维抗拉强度之间的关系。试验结果证明:延长预氧化时间和提高预氧化温度,预氧丝密度提高;当预氧丝密度为1.355 g/cm3时,得到的碳纤维的强度最高;当预氧化牵伸率为0.93%时,对应的碳纤维强度为4.84 GPa;在300℃/min低温碳化升温速率和1000℃/min高温碳化升温速率下,可以得到高性能碳纤维。     

喷丝板对干喷湿纺法聚丙烯腈基碳纤维原丝的影响

从堵孔、表面腐蚀、喷丝孔腐蚀等喷丝板质量问题出发,分析了喷丝板对干喷湿纺法聚丙烯腈(PAN)基碳纤维原丝的单丝均一性、原丝及碳纤维的性能影响程度,为提高原丝、碳纤维质量提供一定的硬件设备理论基础。     

干-喷湿纺聚丙烯腈纤维拉伸工艺研究

研究了干 -喷湿纺聚丙烯腈 (PAN)初生纤维的喷丝头拉伸比和三级拉伸 (空气拉伸、DMF浴拉伸、热水和沸水拉伸、干热拉伸 )工艺中各拉伸比对纤维性能的影响。结果表明 :提高喷丝头拉伸比可明显地降低初生纤维的线密度 ,提高强度 ;三级拉伸工艺中各拉伸比的提高均有利于PAN纤维线密度的减小及其强度、声速取向度和抗张模量的提高 ;合理调配三级拉伸中各拉伸比可制得强度超过 7.0cN/dtex的PAN纤维     

干湿法制备异形PAN原丝及其力学性能的研究

对二甲基亚砜(DMSO)干湿法制备三角形截面聚丙烯腈(PAN)基碳纤维原丝的截面形成因素进行了研究,并比较了不同条件下纤维的性能。结果表明:在干湿法纺制三角形截面PAN基碳纤维原丝过程中,凝固浴条件对PAN纤维的截面影响非常明显,同时凝固浴条件和拉伸条件对纤维的力学性能也有非常显著的影响。     

湿纺凝固条件对PAN初生纤维形态结构的影响

分析了凝固浴温度、浓度、表观负拉伸等凝固条件对聚丙烯睛初生纤维形态结构的影响规律及作用机理,得出最佳的凝固工艺参数。结果表明:在其他凝固参数不变时,凝固浴温度、浓度及表观负拉伸均存在各自的临界值,低于或超过此临界值,初生纤维及原丝的性能均下降;采用凝固浴温度60℃、凝固浴质量分数为65％的最佳凝固工艺参数,可获得截面圆形且结构致密的初生纤维,并制得力学性能优异的原丝。     

纺丝速度对干湿法PAN纤维形貌和结构的影响

采用在线张力仪、光学显微镜、声速仪、紫外光谱、比表面积测定仪等手段研究了干湿法聚丙烯腈(PAN)纤维制备过程中纺丝速度对纤维形貌和结构的影响。结果表明随纺丝速度的提高凝固丝条上的张力线性增大,初生纤维的全取向程度也随之增大;凝固效果没有受到速度变化的影响,没有大的孔洞缺陷生成,纤维的力学性能没有受到影响。     

凝固浴氨化对PAN湿法纺丝凝固行为的影响

在二甲基亚砜/水(DMSO/H_2O)凝固体系中加入氨水,以pH值控制凝固浴氨化程度,研究了凝固浴氨化对聚丙烯腈(PAN)湿法纺丝凝固行为的影响;采用扫描电子显微镜表征PAN初生纤维的皮层结构,采用卡尔费休水分仪和气相色谱仪研究了氨化对水和DMSO扩散系数的影响。结果表明:当凝固浴pH值为8.0时,PAN初生纤维的皮层最薄;随着凝固浴pH值的增大,水的扩散系数逐渐减小,DMSO的扩散系数(D_(DMSO))先减小后增大,当pH值为8.0时,D_(DMSO)出现最小值;氨化的作用机理是通过氨与水和DMSO分子间的氢键作用来实现的。     

硫氢酸钠湿法腈纶增白工艺探讨

对硫氢酸钠湿法二步法腈纶进行增白,探讨了主要增白工艺条件对增白效果的影响。认为低线密度纤维增白效果较好。另外,生产中增白母液喷淋量控制在15～20m~3/h,浓度0.8％～1.5％,增白前纤维黄度控制小于8,增白剂用量小于0.5％,增白时间5s,所得纤维的增白效果明显。     

以环丁砜为溶剂制备聚丙烯腈纤维的初步研究

环丁砜是一种高沸点、低毒性、强极性的环保溶剂。对以环丁砜为溶剂用干湿法制备的聚丙烯腈(PAN)纤维进行初步研究,得到了断裂强度为3.48 cN/dtex的PAN纤维。结果表明,拉伸倍数的增加使PAN纤维的结晶度结晶取向因子增加,而结晶尺寸出现先升后降的现象,纤维的断裂强度和断裂功的变化与结晶尺寸相似。合理的拉伸倍数有利于得到较好力学性能的纤维。     

Effect of DMSO/H2O coagulation bath on the structure and property of polyacrylonitrile fibers during wet‐spinning

The effect of coagulation bath condition on the structure and property of the nascent fibers and polyacrylonitrile fibers during wet‐spinning is studied. The best coagulation condition to produce polyacrylonitrile fibers has been found by examination of EA, XRD, SEM, and so on. The results indicated that when the coagulation bath was DMSO/H₂O system, the temperature was 60°C, the concentration was 65%, the minus stretch ratio was ?10%, fine crystallites and high degree of crystallization in the nascent fibers and polyacrylonitrile fibers could be achieved, and less solvents remained in the nascent fibers with circular cross section morphology. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2007     

正交试验法在PAN原丝纺丝工艺中的应用

利用正交设计方法确定了PAN湿法纺丝过程中影响原丝性能最主要的因素。结果表明 :以计量泵转速、凝固浴温度、负拉伸以及蒸汽拉伸倍数作为考察对象 ,影响原丝性能的最显著因素是蒸汽拉伸倍数 ,其次是负拉伸。以负拉伸、第二拉伸、第三拉伸以及蒸汽拉伸的倍数作为考察对象 ,影响原丝性能最显著的是蒸汽拉伸倍数 ,负拉伸几乎没有影响。利用正交实验结果 ,适当调节蒸汽拉伸倍数 ,制得强度为 6.5～ 7.0cN/dtex ,线密度为 1.1～ 1.3dtex的原丝