干湿法PAN纤维截面成形条件的研究

对干湿法纺丝中PAN纤维的截面形状影响因素进行了研究。研究发现,凝固浴浓度和温度是影响纤维截面的主要因素,随着凝固浴浓度的增大和温度的升高,纤维截面逐渐由扁平形变为圆形,纤维截面的异形度逐渐减小;干湿法比湿法纺丝更有利于得到圆形截面的纤维;随着空气层高度的增大,纤维截面的异形度减小,但当空气层高度超过10mm时,纤维截面形状不再变化;在一定条件下,喷丝头拉伸比对纤维的截面形状有一定影响,后拉伸过程和干燥对纤维截而形状基本上没影响。     

三角形PAN纤维湿法纺丝工艺研究

采用三角形喷丝板,以二甲基亚砜为溶剂,进行聚丙烯腈(PAN)湿法纺丝。探讨凝固成形条件及后拉伸对三角形PAN纤维截面形状、声速和力学性能的影响。结果表明:随着凝固浴浓度的升高,PAN初生纤维的异形度降低,声速和力学性能均先升高后降低;随着凝固浴温度的升高,PAN初生纤维的异形度增大,声速和力学性能均降低;随着喷丝头拉伸比的增加,PAN初生纤维的异形度增加,声速和力学性能也都呈上升趋势,随着后拉伸的进行,三角形PAN纤维的异形度基本保持不变,其力学性能和声速均逐渐升高。     

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     

凝固条件对PAN初生纤维微结构的影响

通过湿法纺丝工艺制备聚丙烯腈(PAN)初生纤维,借助于X射线衍射仪、声速仪、扫描电子显微镜、小角X光散射仪等,研究了凝固浴温度、凝固浴浓度、喷丝头拉伸等凝固条件对初生纤维晶态结构、取向结构、形态结构的影响。结果表明:PAN纤维的凝聚态结构和形态结构在初生纤维形成时已基本形成;PAN初生纤维的结晶度达40%以上,其结晶度和结晶尺寸受凝固浴温度和浓度的影响;PAN初生纤维和原丝的晶区取向和全取向随着喷丝头拉伸的增大而增大;PAN初生纤维具有沿纤维轴向高度取向的沟槽,通过改变成形条件,可以获得沟槽浅且规整性完美的纤维表面;提高凝固浴浓度,可以形成结构均质、致密的PAN初生纤维,避免皮芯结构及芯部出现较多孔洞。     

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。     

异形纤维

化学纤维截面形状的变化,可影响到纤维的吸着性、染色性、手感、耐磨性及光泽等许多物理特性。干纺和湿纺时,纤维截面形状在一定程度上受到纺丝条件的控制,但截面的重大变化都是应用特殊的喷丝头实现的。非圆形孔喷丝头通常用于熔融纺丝;有时亦用于溶液纺丝,尤其是制造中空纤维时均用溶液纺丝。 图1具体描述了不同类型的异形孔喷丝头和由之而得的熔纺纤维截面。显而易见,纤维截面一般与喷丝孔的形状不同。熔融纺丝时,纤维截面各部分的关系都是闭合     

喷丝速度对PAN中空纤维成形的影响

研究了于湿法纺丝工艺中喷丝速度对聚丙烯腈(PAN)中空初生纤维成形与性能的影响.结果表明:喷丝速度对PAN纤维截面的规整性、表面形貌、异形度、声速取向和致密性等均会产生影响.在喷丝速度为0.20～0.45m/min时,PAN纤维中空度与声速取向随着喷丝速度的增加而快速增加,随后其增幅逐渐变小或基本不变.纤维内表面在较高的喷丝速度下会产生条纹、粗糙度增大,纤维外表面无明显变化.     

沸水再拉伸速率对聚丙烯腈纤维结构与性能的影响

以1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([BMIM]Cl)为溶剂溶解聚丙烯腈(PAN)制成PAN纺丝原液,采用干喷湿法纺丝,经过凝固、预拉伸、沸水拉伸制得PAN纤维,对所得PAN纤维进行沸水再拉伸处理,研究了沸水再拉伸速率对PAN纤维结构和性能的影响。结果表明:PAN纤维中残留质量分数为4.38%的离子液体,为沸水再拉伸起到了增塑作用;随着沸水再拉伸速率的增大,PAN纤维的力学性能提高,断裂强度由2.69cN/dtex提高到4.33 cN/dtex,而断裂伸长率由26%减小到20%,纤维的玻璃化转变温度、晶区取向度、双折射率、结晶度、晶粒尺寸均增大。     

DMSO湿法PAN纤维截面形状形成条件的研究

对DMSO(二甲基亚砜)湿法制备PAN(聚丙烯腈)纤维的截面形状的形成因素进行了研究。随着凝固浴浓度的增大和温度的升高,纤维截面形状由椭圆形或肾形逐渐变为圆形。当凝固浴浓度在一定范围(55％-70％)时,不同凝固浴浓度对应一个凝固浴温度下限值,在该下限温度以上都可得到圆形截面纤维,且凝固浴浓度越低,此下限温度越高。纤维离开凝固浴后,截面形状基本形成并固定,水洗、拉伸、喷丝速度和干燥对纤维截面形状的形成影响都很小。     

扁形截面粘胶长丝试纺

采用常规粘胶长丝纺丝工艺和异形喷丝头进行133.3dtex扁形粘胶长丝纺制试验,经改进纺丝喷丝头喷孔的长宽比,纺制的纤维具有理想的"一"字形扁形截面形态和优良的物化指标,服用性能明显优于常规粘胶长丝。     

Investigation the jet stretch in PAN fiber dry‐jet wet spinning for PAN‐DMSO‐H2O system

The jet stretch of dry‐jet wet spun PAN fiber and its effects on the cross‐section shape of fibers were investigated for a PAN‐DMSO‐H₂O system. Clearly, the spinning parameters, such as dope temperature, bath concentration, bath temperature, and air gap, all influenced the jet stretch. Also, under uniform conditions, the postdrawing ratio as well as that of jet stretch changed. Under given conditions, as the bath temperature was below 30°C or above 45°C, jet stretch had little effect on the cross‐sectional shapes of PAN fiber. Within the temperature of 30–45°C, fiber's cross‐section shapes change obviously from round over an approximate circular shape into to an elliptical or a flat shape. The scope of jet stretch produced PAN fiber with circular cross‐section was bigger than that in wet spinning. These results indicated that appropriate air gap height, under milder formation conditions in dry‐jet wet spinning, could result in higher jet stretch and higher postdrawing ratio. The appropriate jet stretch and postdrawing ratio could result in circular profile of PAN fiber, which were helpful to produce round PAN precursor with finer size and better properties for carbon fiber. © 2009 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2009     

Investigating the jet stretch in the wet spinning of PAN fiber

The jet stretch of wet‐spun PAN fiber and its effects on the cross‐section shape and properties of fibers were investigated for the PAN‐DMSO‐H₂O system. Evidently, the spinning parameters, such as dope temperature, bath concentration, and bath temperature, influenced the jet stretch. Also, under uniform conditions, the postdrawing ratio changed as well as that of jet stretch. When coagulation temperature was 35°C simultaneously with bath concentration of 70%, jet stretch impacted obviously the cross‐section shapes of PAN fiber, but had little effect when the temperature was below 10°C or above 70°C. As the jet stretch ratio increased, the crystallinity, crystal size, sonic orientation, and mechanical properties of the as‐spun fiber changed rapidly to a major value for jet stretch ratio of 0.9 where the cross section of as‐spun fiber was circular. With further increasing of jet stretch ratio, the properties changed slightly but the fiber shape was not circular. The results indicated that appropriate jet stretch, under milder formation conditions in wet‐spinning, could result in the higher postdrawing ratio and circular profile of PAN fiber, which were helpful to produce round PAN precursor with minor titer and perfect properties for carbon fiber. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 2007     

喷丝温度对PAN中空纤维成形与性能的影响

利用双弧狭缝孔形喷丝板,采用干喷湿法纺丝工艺,研究了PAN纺丝液在40～70℃喷丝温度范围内,对中空初生纤维成形与性能的影响。结果表明:喷丝温度对纤维截面的成形、外皮层厚度、异形度、中空度、声速取向等均会产生影响。随喷丝温度的增加,初生纤维外皮层厚度减小,纤维内外沿异形度逐渐降低且差距逐渐增加,中空度与声速取向在低温段降低幅度较大,而在高温段降幅减缓。     

PAN／PS共混中空纤维超滤膜研究

本文将聚丙烯腈（ＰＡＮ）和聚砜（ＰＳ）材料共混，采用二甲基甲酰胺（ＤＭＦ）作溶剂，以干－湿纺丝工艺制备中空纤维超滤膜，研究了二种膜材料和溶剂的热力学性质，确定合适的共混体系，并相同共混比下共混物浓度对中空纤维超滤膜性能影响。以磷酸三乙酯（ＴＥＰ）和冰醋酸作为添加剂，分别观测其不同含量膜性能变化规律。认为磷酸三乙酯作用添加剂有一定的优越性。提高铸膜液温度，有助于增强ＰＡＮ－ＰＳ－ＤＭＦ所组成部分互溶     

喷丝头长径比对PANCF原丝性能的影响

采用不同长径比(L/D)的陶瓷喷丝头进行湿法、干湿法纺丝制备聚丙烯腈基碳纤维(PANCF);研究了L/D对聚丙烯腈/二甲基亚砜(PAN/DMSO)纺丝原液的可纺性及原丝性能的影响。结果表明:随着喷丝头L/D的增大,PAN/DMSO纺丝原液的可纺性提高,PANCF原丝的膨润度逐渐减少,PANCF原丝的结晶度、取向度及强度随之增大,有利于提高纤维的性能。