基于晶体角度研究聚丙烯腈基原丝及其碳纤维性能

纤维内晶体的结晶度、晶体尺寸等均会对聚丙烯腈基原丝及碳纤维的性能产生影响。从晶体角度出发,采用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电子显微镜等对碳纤维及其原丝的结构、性能进行测试,分别对干喷湿纺与湿法纺丝制备的高低细旦化原丝及碳纤维、不同碳化程度碳纤维进行对比,分析纤维内部晶体结构对碳纤维特性的影响。结果表明:干喷湿纺工艺及高倍拉伸更容易获得较高力学性能的碳纤维。     

碳纤维缺陷演变及其原丝制备工艺研究进展

碳纤维是一类含碳量在90％以上的无机纤维材料,在军工民用领域应用广泛.碳纤维原丝缺陷被认为是碳纤维的"天敌",原丝质量对碳纤维后处理工序以及最终碳纤维力学性能都有很大影响,消除原丝结构缺陷有望使碳纤维力学性能趋向其理论值.本文从微观尺度和宏观尺度两个层面综述了目前碳纤维领域的两大热点研究.首先是从碳纤维的构效关系入手分...     

聚丙烯腈基碳纤维灰分的来源及其影响因素

研究了聚丙烯腈(PAN)原丝及PAN基碳纤维灰分的形态结构及化学成分,分析了碳纤维灰分产生的原因及其影响因素。结果表明:PAN原丝灰分及碳纤维灰分主要由C、O及Si三种元素组成,并且Si元素为灰分的主体成分;原丝灰分与碳纤维灰分之间存在线性关系;油剂种类及上油率是影响原丝及碳纤维灰分含量的主要因素;油剂中硅含量高,上油率高均会导致原丝及碳纤维灰分的大幅提高。     

硬氧化表面镀层工艺在碳纤维生产设备中的应用

针对聚丙烯腈基碳纤维生产设备中传统硬化工艺铝合金配件存在的不足,采用硬氧化表面镀层工艺对铝合金配件进行表面处理,并从加工成本、使用寿命、配件质量以及对碳纤维原丝质量的影响等方面与传统硬化工艺配件进行比较。结果表明:采用硫酸硬质阳极氧化直流法对碳纤维生产中铝合金原丝托辊和络筒机导丝轮进行表面处理,处理后配件的表面粗糙度及表面硬度与传统硬化工艺配件的基本一致,可满足碳纤维原丝生产要求;硬氧化表面镀层工艺配件的使用寿命相比传统硬化工艺配件得到了很大提高,加工成本也大大降低,可以有效降低碳纤维原丝的生产成本;使用2种镀层工艺配件得到的碳纤维原丝的质量相近;在碳纤维原丝生产中,硬氧化表面镀层工艺配件完全可以替代传统硬化工艺配件。     

聚丙烯腈碳纤维原丝改性的研究进展

从聚丙烯腈(PAN)基碳纤维的原丝改性入手,着重综述了PAN基碳纤维原丝改性的国内外现状,原丝改性主要以化学改性与物理改性为主,化学改性作为一种较为成熟的改性手段,其大大提高了碳纤维的力学性能;而物理改性主要以辐射改性为主,辐射改性能够改善预氧化过程,对碳纤维最终性能的影响尚需进一步深入研究。最后对PAN基碳纤维原丝的改性研究进行了展望。     

聚丙烯腈碳纤维原丝水洗控制方法研究

通过对聚丙烯腈碳纤维原丝二甲基亚砜(DMSO)残留量、 膨润度、 碳纤维强度等数据进行分析,并比较其生产过程中拍打式水洗不同的张力条件,得出拍打式水洗过程中需要适宜的张力,张力过大不但会造成亚砜残留量过高,还会对生产过程产生影响,而适宜的张力可以提高水洗效果以及原丝取向度,进而提高碳纤维的强度.     

上油方式对碳纤维原丝质量及生产成本的影响

探讨了碳纤维原丝油辊上油和油槽上油两种上油方式,分析了两种上油方式的工艺特点及其存在的不足,提出了改进措施。结果表明:改为油槽油剂罐上油工艺,控制油剂配比,减少了油剂对碳纤维原丝的不利影响,解决了碳纤维原丝的上油缺陷,上油率为1.11%~1.23%,油剂循环使用量为原来的1/2,油剂清洗时间为1~2 h,可及时控制上油浓度,保证了碳纤维原丝生产中各项指标的稳定性和连续性及均一性。     

PAN原丝直径对碳纤维收率的影响

对不同预氧化条件下两种直径PAN原丝的碳纤维收率进行了分析,并利用TG、XPS、NMR、Raman等测试表征方法,深入讨论了原丝直径对其碳纤维收率的影响。结果表明:预氧化温度越高,PAN原丝的碳纤维收率越高,相同工艺条件下粗直径PAN原丝的碳纤维收率高于细直径原丝的碳纤维收率,粗直径PAN原丝的热失重一直低于细直径原丝的热失重,细直径PAN预氧丝的预氧化程度高于粗直径PAN原丝的预氧化程度,而不同直径预氧丝表面元素及碳纤维表面微晶结构无差异。     

聚丙烯腈原丝中二甲基亚砜残留对碳纤维性能的影响

通过对水洗条件的改变,考察了PAN原丝中溶剂二甲基亚砜残留量对碳纤维性能的影响。在原丝中溶剂残留量较高的情况下,碳纤维的密度和强度大幅下降,同时原丝的截面形状和表面形态遭到破坏,影响了碳纤维的性能。     

碳纤维及无机纤维

951217使用氨使聚丙烯睛纤维快速稳定化:对结构和形态影响Bhat Gajanan 5.;J.APPI.Polym.Sei.,1993,49,(12),p .2207一2219(英)为了碳化,聚丙烯腊纤维在氧、氨、情性气体和混合环境气体下稳定化。通过测定反应程度和形态变化表征稳定化纤维。氨加速不含酸单体之类的有效弓!发剂的原丝的稳定化。氨的两种效应(氰基开始聚合的亲核攻击和迅速搞乱原丝的横向有序性)的联合使碳纤维形成中间阶段的速率明显提高。(张桂水) 9弓1218担化成公司停止碳纤维生产水ikkei Weekly,1994,32,(1618),p.9(英)日本位居领先的合成纤维生产者旭化成公司将取消…     

PAN基碳纤维原丝纺丝技术及其发展现状

简介了PAN基碳纤维原丝纺丝技术的发展进程.结合目前全球主要PAN基碳纤维生产企业碳纤维原丝产品的生产方法、专利及学术研究情况,分别对湿法纺丝、干喷湿纺、凝胶纺丝、静电纺丝、熔融纺丝等PAN基碳纤维原丝典型的纺丝技术以及知识产权情况进行了阐述和分析.指出我国碳纤维技术仍处于入门阶段,其发展受许多重要因素制约,必须把我国碳纤维产业化发展提升到国家战略高度予以重视.     

两种PAN原丝油剂在碳纤维生产过程中的作用机理探讨

通过比较两种PAN原丝油剂的理化特性,对原丝性能、预氧纤维皮芯结构、碳纤维灰分等进行了分析,探讨了两种油剂在碳纤维生产过程中的作用机理。结果表明,包覆型碳纤维原丝油剂在原丝表面形成一层包覆层并较少的渗透到纤维内部,控制了预氧化阶段氧和能量向纤维内部的径向扩散速率,包覆层在预氧化与低温碳化阶段更容易脱落和排出,减少了纤维缺陷的产生,更好的保护了纤维的皮部结构且使碳纤维的灰分质量分数更低。     

拉伸对聚丙烯腈原丝结构和性能的影响

在生产碳纤维原丝的过程中 ,各种工艺条件 ,如含固量、拉伸倍数、凝固浴浓度、温度、预热浴温度等对聚丙烯腈原丝结构与性能影响较大 ,根据近几年的探索和实践 ,在其他条件固定不变的情况下讨论了拉伸倍数对原丝结构和性能的影响 ,并用SEM进行了不同的拉伸倍数下原丝的横、纵截面的分析。结果表明 :拉伸倍数越大 ,原丝纤度越小 ,强度越大 ;最佳拉伸倍数为 6.5～ 7.5倍。     

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。     

丙烯腈生产工艺

近年来丙烯腈被广泛应用于ABS/SAN、丙烯酰胺及碳纤维原丝等重要化工产品的生产,并且市场需求不断增加.介绍了目前世界上研究热门的丙烯腈的4种生产工艺,即丙烯氨氧化法、丙烷氨氧化法、甘油两步氨氧化法和丙烯醛氨氧化法,并且展望了未来的工艺研究方向.     

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。     

浅谈提高聚丙烯腈基碳纤维性能的几种关键技术

从国外研究较多的共聚单体、聚丙烯腈原丝的改性、上油油剂等三个方面论述了提高聚丙烯腈基碳纤维性能的几种关键技术。聚丙烯腈原丝的热性能与共聚单体的种类和加入量有重要关系。共聚单体的加入促进纤维预氧化反应 ,使碳纤维性能和炭化收率都得到提高。各种各样的化学试剂用于改性聚丙烯腈原丝后 ,对改善最终碳纤维的结构和性能有重要的作用。油剂的使用对聚丙烯腈原丝的质量 ,如耐热性、亲水性、集束性、分纤性及加工毛丝率等有重要的影响     

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。     

原子吸收法测定聚丙烯腈纤维中钠的含量

<正> 一 前言 聚丙烯腈(PAN)纤维可用于制造高性能碳纤维的原丝。作为碳纤维原丝,其含钠量的多少对碳纤维的质量及其制品的性能影响很大,因此必须进行测定。分析有机或纤维试样中的金属含量,以往常用湿法氧化分解试样,但更多的是用灰化灼烧后以酸溶或碱融残渣的方法。这些方法既麻烦又易引入     

二甲基亚砜一步法碳纤维用聚丙烯腈原丝生产工艺

叙述了二甲基亚砜一步法（高转化）高强碳纤维用聚丙烯腈原丝生产的工艺流程。着重讨论了聚合、纺丝的工艺控制。以及工艺控制对聚丙烯腈原丝和最终碳纤维性能的影响。按此工艺生产的聚丙烯腈原丝的质量完全符合高强碳纤维生产的需要。