氨化对PAN原丝结构性能的影响

在聚丙烯腈(PAN)原丝湿法纺丝生产过程中,以二甲基亚砜/水(DMSO/H_2O)为凝固体系,在DMSO质量分数为72%,温度为52℃的凝固浴中通过流量计定量加入氨,以凝固浴溶液的pH值衡量氨化量的大小,研究了不同pH值对PAN原丝结构、性能及可纺性的影响。结果表明:在凝固浴溶液的pH值为8.6~10.0时,PAN原丝径向形态由腰形变成腰圆形,最后变成圆形;随着凝固浴溶液pH值的升高,PAN原丝的结晶度先升高后下降,膨润度则先降低后升高,直径不均率下降,强力不均率先下降后升高;凝固浴溶液pH值为9.5时,PAN原丝的结晶度最高,膨润度最小,直径不均率和强力不均率最低,可纺性最好,最终PAN基碳纤维的强度最高为3.83 GPa。     

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．     

两种DMSO法PAN原丝性能和结构的对比研究

对国产DMSO法聚丙烯腈(PAN)原丝与美国DMSO法PAN原丝的性能和结构进行了对比,找出了国产PAN原丝和美国PAN原丝在质量均一性、断面形状、取向度和结晶度、相对分子质量、共聚组分等方面存在的差别,为进一步提高我国PAN原丝的内在质量提供了科学依据。研究结果表明:美国PAN原丝比国产PAN原丝有较高的强度、模量、相对分子质量、结晶度及取向度,较低的纤度、断后延伸率及各种不均率等优良性能。     

水洗方法对PAN原丝及其碳纤维结构与性能的影响

在聚丙烯腈(PAN)基碳纤维生产中,分别采用浸涌式水洗、拍打式水洗、超声式水洗3种方法对PAN原丝进行水洗,讨论了PAN原丝的线密度对水洗效果的影响,以及3种水洗方法对PAN原丝及其碳纤维的结构与性能的影响。结果表明:在水洗流量1 m3/h、水洗温度60℃、水洗时间1.2 min的条件下,随着PAN原丝线密度的增加,原丝中二甲基亚砜(DMSO)残留量增加,浸涌式水洗受原丝线密度的影响较大,超声式水洗受原丝线密度的影响较小;在PAN原丝线密度为4.0 dtex时,PAN原丝经浸涌式、拍打式、超声式水洗后,DMSO残留量分别为1 000,200,90μg/g,相应碳纤维强度分别为5 139,5 120,4 930 MPa;浸涌式水洗对PAN纤维的损伤较小,超声式水洗对PAN纤维的损伤较大。     

成形条件对PAN原丝微孔结构及热性能的影响

将不同浓度的聚丙烯腈(PAN)原液在不同凝固浴温度下进行湿法纺丝,制得PAN原丝,再将PAN原丝在沸水浴中进行5倍拉伸。探讨了成形条件以及拉伸对PAN原丝微孔结构及热性能的影响。结果表明:当PAN纺丝原液质量分数为22%,凝固浴温度为10℃时,可以得到结构均匀致密的PAN原丝。PAN原丝经5倍拉伸后热分解温度降低,残留量减小。     

PAN原丝性能对碳纤维强度影响的探讨

探讨了聚丙烯腈原丝(PAN)的共聚组分、纯化、取向等方面对碳纤维强度的影响。国内外的研究表明:在原丝的制造过程中,可以通过调整原丝的共聚组分,原丝的高纯化、致密化、高取向和高强化,采用先进的油剂等几个方面来提高PAN原丝的性能和品质。     

聚丙烯腈原丝结构与性能的研究

采用日本聚丙烯腈原丝及国产聚丙烯腈原丝 ,通过纤维强度、伸长率、线密度、纤维相对分子质量和溶液性能等常规分析 ,以及 DSC、TG、IR分析 ,C、N、H元素分析 ,X射线和扫描电镜分析 ,找出日本原丝与国产原丝在强伸度、分子质量、元素含量、结晶度及其表面形貌等结构与性能的差别 ,从而为深入了解其结构与性能的关系和进一步提高我国原丝的质量提供科学依据。研究结果表明 :日本原丝较之国产原丝具有较高的断裂强度、较低的断裂伸长率 ,较高的分子质量、结晶度及取向度等优良性能。     

磁场处理对PAN原丝预氧化性能影响的研究

PAN原丝的预氧化性能是决定碳纤维性能的重要指标。对P300和P700两种不同原丝在强度分别为4、8、12和16 T的磁场中进行了处理,并对处理后的原丝进行了预氧化。采用XRD、FTIR、DSC和密度法分别对预氧化纤维的预氧化程度进行了表征,结果发现磁场会引起原丝分子链段的取向排列和结晶度的提高,从而降低原丝的预氧化性能,其影响程度随着磁场强度的增大而增强。结晶和取向度较低的原丝更易于受到磁场影响。     

丙烯酸甲酯对聚丙烯腈原丝及预氧丝结构和性能的影响

通过控制单体配比,采用丙烯酸甲酯（MA）与丙烯腈（AN）,衣康酸（IA）自由基溶液共降,以偶氮二异丁腈为引发剂在溶剂二甲基亚砚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,密度等分析手段,讨论了第二单体MA对共聚反应及聚丙烯腈原丝结构和性能及预氧化纤维的影响。实验证明：随着丙烯酸甲酯含量的增加,最后所得到的纺丝液的粘均分子量,固含量,特性粘度以及转化率都在提高,但当MA达到一定值后又降低了,MA并不是激活而是阻碍环化,与IA促进环化是矛盾的,在IA和MA之间一定有一个最好的匹配比,经过实践证明,MA质量分数为3%-4时最有利于环化和促进预氧化稳定。     

二次拉伸对干湿法PAN原丝结构性能的影响

讨论了二次高温拉伸过程中拉伸介质、拉伸倍数、拉伸温度、拉伸速度等工艺条件对干湿法聚丙烯腈原丝的物理机械性能和形态结构的影响。结果表明 ,165℃下 2倍过热蒸汽拉伸得到的纤维强度最高 ,可达 7cN/dtex左右。干热拉伸有利于纤维取向结构的形成 ,蒸汽拉伸有利于纤维结晶结构的形成。经过二次高温拉伸 ,纤维的强度及模量较大幅度提高 ,而断裂伸长率下降很多。     

氨水浸泡对聚丙烯腈原丝结构和性能的影响

为了研究氨水浸泡处理对聚丙烯腈(PAN)原丝结构和性能的影响,利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、广角X-射线衍射(XRD)和纤维收缩率方法研究了经氨水浸泡后PAN纤维的大分子链环化、结晶结构变化和收缩现象。结果表明:氨水浸泡后的PAN纤维颜色由最初的白色变成了淡黄色,从IR谱图可知其发生了明显的环化反应;PAN纤维的微晶尺寸减小;纤维收缩率增大到6.99%。     

纺丝前热处理对聚丙烯腈结构和热性能的影响

报道了一种聚丙烯腈(PAN)的改性方法,即在惰性气体保护下,对PAN的二甲基亚砜(DMSO)溶液进行热处理。红外光谱和紫外-可见光谱测试结果表明,热处理可以引发PAN的环化。同未处理样品相比,处理过的PAN在预氧化过程中释放出更少的热量,热稳定性也有了明显的提升,更适合用于碳纤维的制造。     

聚丙烯腈原丝中毛丝的结构与性能研究

采用扫描电子显微镜和纤维强伸度仪研究了聚丙烯腈（PAN）原丝中毛丝的微观结构和力学性能。结果表明,与正常原丝相比,毛丝直径较细,表面缺陷较多,力学性能较差;纺丝过程中的机械损伤是导致毛丝产生的直接原因;但导致毛丝产生的根本原因是因为PAN原丝本身纤度不均匀。指出从减少机械损伤和提高纤度均匀性两方面着手控制PAN原丝中毛...     

聚丙烯腈原丝中粘连的形成与控制

采用光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)对聚丙烯腈(PAN)原丝中粘连的特征、危害和形成进行了研究.结果表明,粘连是尺度最大、最致命的缺陷,它不但会导致碳纤维性能降低,而会影响正常生产的进行;粘连形成的主要原因是凝固浴浓度过高或者纤维表面上油不均匀.同时指出,要避免发生粘连,一方面必须选择合适的凝固浴浓度并将其...     

聚丙烯腈纤维纺丝油剂对碳纤维性能的影响

研究了3种聚丙烯腈纤维油剂对原丝纺丝、预氧化和碳化过程的影响。结果表明:纺丝上油率与上油浓度成正比,二油工序纤维上油率受油剂浓度影响大;油剂对预氧化反应有阻碍作用,上油率越大,阻碍作用越大,但其可使预氧化过程易于控制;使用油剂可提高碳纤维的力学性能,与未上油原丝制得的碳纤维相比,上油率为1.0%时,3种油剂使碳纤维拉伸强度分别提高了8.81%、9.85%和11.74%。     

预氧化过程中聚丙烯腈纤维结构与性能的变化

综述了聚丙烯腈(PAN)纤维在预氧化过程中的反应机制,分析了预氧化过程中纤维颜色、元素含量、纤维结构、力学性能的变化以及金属离子对于预氧化的影响。结果表明:PAN原丝在预氧化过程中发生的环化、氧化、脱氢反应,在很大程度上受到预氧化温度、预氧化时间和施加在纤维上的张力的影响。     

热空气对聚甲醛纤维结构与性能的影响

采用热空气加热处理工艺,改变加热温度和时间,研究了热空气处理对聚甲醛纤维的取向度、结晶性及力学性能的影响。研究结果表明:随着热处理温度的提高和时间的延长,聚甲醛纤维的取向度逐渐下降,结晶度逐渐上升,拉伸强度呈现先上升后下降的趋势;当热处理温度为120℃,热处理时间为20 min时,聚甲醛纤维的拉伸强度达到最大值5.1 cN/dtex,比未处理纤维提高了约10%。     

热处理温度对对位芳纶纤维表面聚集态结构和性能影响

以不同温度(200,250,300,350℃)热处理对位芳纶纤维,用傅立叶变换红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)分析了氧化热处理对对位芳纶纤维表面基团和聚集态结构的影响.FTIR和XRD分析结果表明,经250℃及以上热处理,纤维表层分...     

空气层对干喷湿法聚丙烯腈原丝喷头稳定性的影响

为提高聚丙烯腈碳纤维原丝干喷湿法喷头的稳定性,从空气层高度、温度、湿度、空气流动状态等角度,综合分析了空气层对喷头稳定性的影响。通过试验,确定了各干扰因素的控制范围,为控制喷头稳定性,提供了重要的理论和试验数据基础。