电解氧化刻蚀提高抗拉强度的研究

用电解氧化刻蚀的方法，对通用级（类似T－300型）PAN基炭纤维进行处理。研究了电解电流密度、电解液浓度、电解处理时间对炭纤维抗拉强度的影响。结果表明：在优化工艺条件下，炭纤维的抗拉强度可由3.73GPa提高到5.21GPa。利用X射线粉末衍射、X射线光电子能谱、扫描电子显微镜、氮气吸附法等测定了处理前后炭纤维的微晶尺寸、表面官能团、表面形貌、比表面积和表面孔径的变化，探讨了电解氧化刻蚀提高炭纤维抗拉强度的机理。     

高温空气氧化对炭纤维力学性能的影响

讨论了炭纤维瞬时高温空气氧化对炭纤维力学性能的影响，特别是对抗拉强度的影响。结果表明在合适的空气氧化条件下，空气氧化表面处理能提高炭纤维的抗拉强度，但是其操作范围很小，不易稳定。     

炭纤维表面用化学气相沉积法涂覆碳化硼的研究

以CH4，BCl3，H2为原料气，采用化学气相沉积法(常压CVD)在炭纤维表面连续涂覆B4C，通过正交实验得到最佳涂覆条件；采用IR、TG—DTA、XRD等技术考察了涂层的组成、结构和形貌，并对最佳涂覆条件下炭纤维的拉伸强度进行测试。实验结果表明：当υH2／υBCl3=3．5、υBCl1／υCH4=1．7、气体总流速=160mL／min，沉积温度1100℃，走丝速度5转／min时，涂层表面有明显的一层致密物质，表面较平整，涂层纤维的氧化温度由未涂层时的350℃提高到630℃，纤维的单丝强度由未涂层时的1．93GPa提高到3．15GPa。在炭纤维表面采用化学气相沉积法涂覆B4C不仅装置简单、操作方便，而且可以明显地提高炭纤维的抗热氧化性和单丝强度。     

细鳞片石墨化学氧化法制备可膨胀石墨技术问题探讨

采用分步氧化法制备了80目细鳞片可膨胀石墨。通过L9（3^4）正交试验确定了最佳工艺条件。在液固比-5：1，C：KMnO4=1：0．12，Ⅰ H2SO4：Ⅱ H2SO4=4：1，H2SO4：H2O2=12：1（均为质量比g／g）条件下获得膨胀容积为290mL／g。对制备过程中液固比、硫酸浓度、双氧水的加入方式、可膨胀石墨烘手温度、原料粒度等因素对膨胀容积的影响以及可膨胀石墨的稳定性的改善方法进行了探讨。     

液相催化氧化法脱除烟气中SO2的研究

采用含Mn^2＋的吸收液催化氧化脱除烟气中SO2研究了吸收液硫酸浓度、吸收液催化剂浓度、气体分布器和气体流量等控制条件对SO4的吸收率的影响。试验结果表明，采用埘（MnSO4）为0．05％～1．00％的吸收液，其中的埘（H2SO。）为2％～6％，选择理想的吸收设备，脱硫率可达98％以上。针对中小型燃煤锅炉中的废气和硫酸生产尾气，液相催化氧化法是一种很有前途的脱硫方法。     

气液双效法对碳纤维力学性能的影响

讨论了气液双效法表面处理对炭纤维力学性能，特别是对抗拉强度和断裂伸长的影响。证明气液双效法表面处理能明显提高炭纤维的抗拉强度的断裂伸长，其效果浸润涂层后炭纤维的增重量和气相氧化程度有关。对抗拉强度较低的炭纤维其补强效果更好。     

复合纳米固体超强酸SO4^2-/ZrO2-ZSM-5的制备及应用研究

采用混合球磨法制备了纳米级复合固体超强酸SO4^2-／ZrO2-ZSM-5分子筛催化剂,研究了其对冰醋酸酸和正戊醇酯化反应的催化作用,确定了反应的最佳条件：复合氧化物中m（ZSM～5／ZrO2）=4％,浸渍液H2SO4浓度为1．0moL／1,600℃焙烧3h,n（酸）：n（醇）=1：1．4,催化剂用量为反应物料总质量的4．4％,在130℃下反应6h,冰乙酸的转化率达98．83％。并通过XRD、IR、流动Hammett指示剂法以及TEM法对催化剂进行了表征,该催化剂的酸强度为-12．70〈H0≤-11．99。     

直接氧化法合成2,3,5-三甲基氢醌

以MnO2-H2SO4混合物作为氧化剂，通过直接氧化法合成得到2，3，5－三甲基氢醌（TMHQ）。比较理想的工艺条件是：H2SO4的含量控制在30％－40％，2，3，6－三甲基苯酚：二氧化锰＝1：2（摩尔比），在约65℃反应3h，TMHQ的产率为60．8％。     

硝酸对HTA炭纤维表面形貌和力学性能的影响

为了提高炭纤维（CF）的表面性能和拉伸强度，用浓度为65％的HNO3对HTA炭纤维的表面进行不同时间的氧化处理。采用SEM观察炭纤维表面形貌的变化，用BET吸附研究比表面积和平均孔径的变化，并进行力学性能检测。结果表明：随着炭纤维表面氧化时间的延长，由于氧化刻蚀的不断加剧，炭纤维表面先粗糙后光滑，比表面积先增大后减小，拉伸强度先增大后减小，最后增加。当硝酸处理时间为15min时，炭纤维的表面性能和拉伸强度最好。     

制备条件对SO2-4/Al2O3固体超强酸性质的影响

本文以γ-Al2O3为载体,H2SO4溶液为浸渍液制备了SO2-4/Al2O3超强酸催化剂.用正交实验的方法对SO2-4/Al2O3超强酸的制备条件进行了考察,找到了决定SO2-4/Al2O3酸性质的主要因素.     

碳纤维在不同电解质体系下的电化学表面改性

使用电化学氧化法对PAN基碳纤维进行表面改性,通过扫描电子显微镜（SEM）、Raman光谱和X射线光电子能谱仪（XPS）表征了碳纤维表面物理化学结构,同时结合力学性能分析,评价了碳酸氢铵、硫酸铵和复合铵盐溶液3种电解质体系的改性效果。实验结果表明,碳酸氢铵溶液下的电化学改性有利于界面粘结强度的提高,而硫酸铵溶液下的电化学改性有利于降低抗拉伸强度的损失,当采用复合溶液改性时,则可以同时提高碳纤维的抗拉伸强度和其复合材料的抗层间剪切强度。     

空气氧化法对CFRP力学性能的影响

讨论了炭纤维经瞬时高温空气氧化法表面处理后，炭纤维增强树脂基复合材料的力学性能。特别是层间剪切强度的变化情况。结果表明瞬时高温空气氧化法表面处理能提高ＣＦＲＰ的界面粘结强度，其ＩＬＳＳ随空气氧化温度提高而提高。虽然ＩＬＳＳ也能提高到９０ＭＰａ以上，但同时增加了复合材料的脆性炭纤维抗位强度也会严重下降。     

硫酸铵/氯化铵处理对粘胶纤维热裂解行为的影响

利用热重分析方法对硫酸铵/氯化铵处理粘胶纤维的热裂解行为进行了研究,并求解出粘胶纤维热裂解反应的动力学参数。结果表明,硫酸铵/氯化铵处理粘胶纤维与传统的硫酸/尿素处理粘胶纤维相比,其裂解反应的温度更低,收率更大;硫酸铵/氯化铵催化体系的活性催化组分在一个宽温度范围内缓慢释放,对粘胶纤维裂解反应的催化效果更佳;粘胶纤维经硫酸铵/氯化铵催化剂处理后,反应级数由1.1增大到3.2,反应活化能由237kJ/mol降低到94kJ/mol。采用此催化体系制备的粘胶碳纤维抗拉强度达到1.05GPa。     

炭黑在沥青基短切碳纤维补强天然橡胶中的作用

研究炭黑及沥青基短切碳纤维表面臭氧改性对碳纤维填充天然橡胶(NR)硫化胶物理性能的影响。结果表明:臭氧改性后,碳纤维的涂覆层基本去除且表面粗糙度明显增加;碳纤维/NR复合材料拉伸断面中碳纤维表面光滑且与NR发生明显脱粘,复合材料物理性能较低;填充30份炭黑N330后,碳纤维/NR复合材料物理性能显著提高,炭黑/短纤维/NR复合材料和炭黑/臭氧改性碳纤维/NR复合材料的拉伸强度分别达到18.6和26.9 MPa,较碳纤维单独填充时分别提高了431%和627%;碳纤维与炭黑具有类似的微观结构,炭黑在碳纤维补强NR时起到桥梁作用,从而大大增强了两者间的界面强度。     

凝固浴组分对纤维素纤维结构和力学性能的影响

采用新型碱复合溶剂NaOH／j琉脲／尿素水溶液对纤维素进行溶解,并采用H2S04／Na2SO4溶液作为凝固浴,对纤维素溶液进行湿法纺丝,获得纤维素纤维。通过改变凝固浴组分,研究纤维素纤维结构和性能的变化,获得更好的纺丝条件。研究表明,当H2S04质量分数为8％～10％,Na2SO4质量分数6％～12％时,纺丝过程稳定,纤维素纤维的力学性能较好且相对稳定。纤维素纤维的断裂强度最大值可达2．06cN／dtex,纤维素纤维横截面均呈近圆形结构,且无明显的皮芯结构,同时纤维素纤维具有纤维素II的结晶特征,凝固浴组分变化对纤维素纤维的结晶度和取向因子影响不大。     

气液双效法对炭纤维力学性能的影响

讨论了气液双效法表面处理对炭纤维力学性能,特别是对抗拉强度和断裂伸长的影响。证明气液双效法表面处理能明显提高炭纤维的抗拉强度和断裂伸长、其效果与浸润涂层后炭纤维的增重量和气相氧化程度有关。对抗拉强度较低的炭纤维其补强效果更好。     

高锰酸钾引发聚酯纤维接枝共聚改性研究

研究了用KMnO_4/H_2SO_4作为引发剂,聚酯(PET)纤维与丙烯酸接枝共聚的改性方法,探讨了间甲酚浸泡时间和温度、KMnO_4浓度、H_2SO_4浓度、丙烯酸(AA)浓度等对接枝率的影响。结果表明:间甲酚浸泡时间2h、浸泡温度60℃、KMnO_4浓度3.0×10~(-3)mol/L、H_2SO_4浓度0.02mol/L、AA浓度2.66mol/L、反应时间2h时,PET纤维的接枝率较高;同时,用红外光谱证明了聚丙烯酸接枝支链的存在。     

煤加氢热解沥青制备通用级沥青碳纤维的研究

以煤加氢热解沥青为原料,采用空气氧化和氮气吹扫处理,制备了可纺沥青,收率超过70％。可纺沥青经过纺丝、预氧化和炭化,制得通用级沥青碳纤维。实验结果表明,沥青碳纤维直径12．2um、抗拉强度623MPa、模量30．5GPa、伸长率2．05％。     

Catalyst optimization and reduction condition of continuous growth of carbon nanotubes on carbon fiber surface

Carbon nanotubes (CNTs)/carbon fiber (CF) reinforcements were synthesized under different catalyst compositions and reduction conditions. The effects of the catalyst, reduction temperature and reduction time on the surface morphology, graphitization, and single filament tensile strength of the prepared CNTs/CF samples were investigated. When nickel was used as the catalyst and copper as the catalyst promoter, with the increase of copper concentration, the catalytic activity increased. Thus, the carbon source was consumed more completely, improving the abundance of CNTs with good graphitization. And the effect of repairing CF defects was more obvious, hence the single filament tensile strength accordingly increased. Besides, the increase of catalyst reduction temperature and reduction time intensified the etching of CF by catalyst, and decreased the single filament tensile strength of CF. With the deposition of CNTs, the tensile strength of CF was enhanced in varying degrees. When the concentration of cooper was 0.01 mol/L with the reduction time of 10 min and reduction temperature of 450 °C, CNTs/CF had the highest tensile strength, which can reach up to 4.51 GPa. We determined that bimetallic catalysts could adjust the catalytic activity of nickel. The change of reduction time and temperature would affect the quality of CNTs, which was helpful to obtain high quality CNTs on CF surface and improve the mechanical properties of CNTs/CF and its composites.