PAN基碳纤维连续石墨化过程中的取向性

利用XRD研究了PAN基碳纤维在连续高温石墨化和热牵伸石墨化过程中纤维内石墨微晶沿纤维轴择优取向性的变化。结果表明：碳纤维中石墨微晶的择优取向性随石墨化温度的提高和热牵伸的增大而增加。两种工艺中纤维的拉伸模量均随微晶取向性的增加而增大,但在获得相同的模量下其取向参数却不同;碳纤维的拉伸模量不仅仅取决于石墨微晶的择优取向,而且与晶体的大小有关。另外,经过3000℃的高温处理后,纤维的择优取向参数Z仅为14.71°,说明纤维中乱层石墨的层面仍没有高度取向。     

低温石墨化对碳纤维性能的影响

使用高温石墨化炉对实验室自制的高强中模碳纤维进行连续石墨化处理,制备得到了强度4.86 GPa、模量541 GPa的高强高模碳纤维,并详细研究了石墨化处理过程中主要工艺参数对碳纤维结构与性能的影响。研究结果探索掌握了低温石墨化(1 600~2 200℃)过程中,不同处理温度对碳纤维密度、拉伸强度、拉伸模量等性能的影响规律。     

低温炭化工艺对炭纤维力学性能的影响

研究聚丙烯腈基预氧丝的炭化工艺条件如温度、牵伸比及炉内气压对纤维性能的影响。结果表明:在最佳条件下制备的炭纤维的拉伸强度为4.13 GPa,拉伸模量为238 GPa,并确定了影响纤维力学性能的因素。     

高强高模碳纤维技术获得新进展

正宁波材料所特种纤维事业部在高强高模碳纤维国产化制备技术领域取得了重大突破,制备得到的高性能碳纤维拉伸强度为4.86 GPa、拉伸模量为541 GPa,在模量达到国外同类产品性能(540 GPa)的同时,拉伸强度远优于国外产品,从而打破了国外在该领域的垄断并填补了国内技术空白。高强高模碳纤维又称为石墨纤维,与传统高强碳纤维相比,其含碳量高达99%以上,且具有更高的模量。此     

超高相对分子质量聚乙烯纤维热牵伸性能研究

就超高相对分子质量聚乙烯纤维热牵伸过程的拉伸比和牵伸温度对纤维力学性能的影响进行了试验.研究结果表明,拉伸比4.5～6.0和牵伸温度144～150℃是最适合超高相对分子质量聚乙烯纤维热牵伸的关键参数,纤维力学性能可以达到拉伸强度35 cN/dtex和拉伸模量1 100 cN/dtex以上.     

高温石墨化对碳纤维结构的影响

使用高温石墨化炉对实验室自制的高强中模碳纤维进行连续石墨化处理,制备得到了强度4.86 GPa、模量541 GPa的高强高模碳纤维,并详细研究了石墨化处理过程中主要工艺参数对碳纤维结构与性能的影响。研究结果探讨掌握了高温石墨化(2 500℃)处理前后碳纤维微观结构的演变规律。     

沥青基带状纤维的预氧化研究

采用熔融纺丝工艺制备中间相沥青基带状纤维,分别于不同温度和不同时间进行氧化稳定化处理,采用红外光谱仪和元素分析测定预氧化纤维官能团和氧含量的变化,并采用扫描电镜和纤维强伸度仪等检测设备研究2 500℃石墨化纤维的结构和性能.实验结果表明：沥青分子在预氧化过程中与氧发生反应,生成了热固性的沥青大分子.氧化温度越高,氧化时间越长,带状纤维的氧含量越高.厚度为～35μm,宽度为～380μm的带状沥青纤维于氧气气氛经220℃下预氧化20h和2 500℃石墨化处理后,其拉伸强度可达1.75GPa,比240℃和260℃预氧化制得的石墨纤维的拉伸强度高.     

宁波材料所石墨纤维制备技术获重大突破

正据报道,中国科学院宁波材料技术与工程研究所特种纤维事业部在高强高模碳纤维国产化制备技术领域取得重大突破,制备得到的高性能碳纤维拉伸强度、拉伸模量分别为4.86GPa、541GPa。在拉伸模量达到国外同类产品性能(540GPa)的同时,其拉伸强度远优于国外产品(4.02GPa),从而打破国外在该领域的垄断,并填补国内相关技术空白。     

二步法制备高强度聚甲醛纤维的工艺及性能研究

首先采用熔融纺丝工艺制备聚甲醛(POM)初生纤维,然后采用二级热箱对初生纤维进行热拉伸及热定型,制备高强度POM纤维;根据POM初生纤维的熔融结晶曲线和等温结晶性能,确定了初生纤维的热拉伸温度;研究了拉伸倍数对纤维力学性能、结晶度和取向度的影响。结果表明:POM初生纤维的热拉伸温度即第一级热箱温度为155℃,热定型温度即第二级热箱温度为120℃;POM纤维的拉伸强度和结晶度随拉伸倍数的增大先增加后降低,初生纤维经9倍拉伸时均达到最大;POM纤维取向度随拉伸倍数的增加而增加,初生纤维经9倍拉伸后趋于稳定;POM初生纤维经9倍拉伸时,所得POM纤维的拉伸强度达到最大值为1.23 GPa,断裂伸长率为21.07%。     

大直径中间相沥青基炭纤维的制备研究

以萘系中间相沥青为原料,通过熔融纺丝和随后的预氧化、炭化以及石墨化处理制备了中间相沥青基圆形炭纤维.研究了热处理温度对纤维导电性能和力学性能的影响,并采用红外光谱仪、元素分析仪、扫描电子显微镜和X射线衍射仪对纤维的组成、形貌和微观结构进行了表征.研究结果表明：纤维在预氧化时形成的羟基、酰基等含氧官能团在随后的炭化、石墨化处理过程中消失;随热处理温度的升高,石墨微晶逐渐发育、长大,并沿纤维轴向高度取向,纤维的电阻率不断降低,力学性能不断增强;3 000℃石墨化纤维电阻率为1.3μΩ·m,对应的强度和模量值为1.6GPa和380 GPa.