PAN基炭纤维形成过程中鞘芯结构的演变

本文借助于光学显微镜考察了在炭纤维连续化制备过程中纤维鞘芯结构的演变.纤维截面的检测表明:PAN纤维在温度为215℃至270℃的空气中氧化52分钟后,纤维具有黑色鞘和棕色芯的二重结构;当此氧化纤维碳化到400℃后,又会呈现出另一种形式的二重结构,即沿纤维轴向择优取向的“鞘”和各向同性的“芯”。一旦此种“鞘芯”结构形成,它将保留到最终炭纤维中。     

超高强度PAN基碳纤维的研制技术

本文从聚丙烯腈原丝的制备,PAN纤维的预氧化,碳化工艺以及碳纤维的表面处理三个方面综述了近年来国外超高强度PAN基碳纤维的研制方法,指出,碳纤维抗张强度的大幅度提高主要来源于高质量的PAN原丝,同时,PAN纤维的预氧化和碳化工艺的改进以及碳纤维表面处理也能较为有效地提高碳纤维的抗张强度。     

碳纤维的断裂面形貌

碳纤维属于脆性材料,其断裂伸度很小,断裂是突然间开始和完成的。极大部分的断裂发生在有缺陷或缺陷集中的地方。因此,碳纤维的断裂面形貌与引起断裂的缺陷类型及分布有一定的关系。本文在我所高性能碳纤维研制的基础上,扼要地报道了用扫描电镜研究不同力学性能的碳纤维断裂面形貌,分析了产生不同断面形貌的原因,以及它对强度的影响。为碳纤维制造过程中工艺参数的选择提供依据。     

活性炭纤维的热处理及其氧化还原吸附银的研究

剑麻基磷酸化学活化活性炭纤维（ＳＡＣＦＰ）在惰性气氛中热处理后,纤维表面的化学结构和物理形态发生改变。随处理温度升高,Ｏ／Ｃ比先减小再略有回升,而比表面积增大。ＸＰＳ分析表明纤维的Ｃ１ｓ,Ｏ１ｓ峰位基本不变,与碳相关的含氧官能团总量有一低谷,与元素分析的结果一致,Ｏ１ｓ峰在低结合能端出现明显的肩峰变化;而Ｐ２ｐ峰位向低结合能方向移动,Ｐ／Ｃ比则出现一峰值。实验表明：纤维比表面积比氧化还原吸附前有所增大;且随热处理温度升高,对Ａｇ＋的还原吸附量增大,并趋于定值,所得纳米银的平均晶粒尺寸略有减小。     

炭化过程中预氧化PAN纤维的热分析

本文通过模拟炭化温度对预氧化PAN纤维进行了DTA和TG研究。实验结果表明,根据DTA和TG曲线。可将炭化分为三个温度区,即,Ⅰ区(300～450℃):Ⅱ区(450～900℃);Ⅲ区(900～120℃)。炭化升温速率对DTA和TG有较大影响。利用不同升温速率下的DTA和TG曲线,可以计算出预氧化PAN纤维在炭化三个温区中的表观活化能,其值分别为39.76,53.69和49.70kcal/mol。     

碳纤维直径对结构和性能的影响

借助于光学显微镜、扫描电镜和单丝的机械、电性能测试,探讨了PAN原丝直径对预氧丝和碳纤维模截面结构、碳纤维抗张强度、电阻率的影响。结果表明:预氧丝的芯直径随丝的直径增大而增大;粗碳纤维的结构不均匀性比细纤维严重,且在较粗的碳纤维横截面上会出现中空。在一束碳纤维中,随着纤维直径增大,单丝抗张强度下降,电阻率上升。     

KOH活化制备活性碳纤维的研究

本文探讨了ＫＯＨ活化制备活性碳纤维的方法。实验表明，通过在３５０℃以上半碳化天然纤维，再浸泡ＫＯＨ，然后于８５０℃热处理９０分钟，可以制备出高得率和较高比表面积的活性碳纤维。与水蒸汽活化相比，ＫＯＨ活化的纤维，微晶尺寸较小，灰分少，对贵金属离子Ａｕ３＋和Ａｇ＋的吸附量较高。还原吸附在此种ＡＣＦ上的Ａｕ和Ａｇ颗粒粒径可分别小于６００和３００ｎｍ。     

中空炭纤维径向结构的研究

借助于扫描电镜和光学显微镜,研究了PAN基中空炭纤维的径向结构,实验结果表明,由实验室制备的中空炭纤维主要可分为两类,即圆形和扁形中空炭纤维,且它们具有不同的形成机理。通过炭纤维抛光面的偏光显微镜分析,提出了两种炭纤维的径向结构示意图。     

用聚丙烯腈生产碳纤维的研究—预氧化过程的表征及控制

碳纤维生产线上,预氧化过程是决定最终碳纤维性能的关键过程之一。因此,合理地表征和控制预氧化过程的进行,寻找最佳预氧化条件以使其适合所选原丝特性,并与碳化过程很好地匹配,是制备高性能碳纤维的重要前提和保证。本文综述了预氧化过程的各种表征、过程和程度的控制,并略加评价。     

PAN基炭纤维连续炭化牵伸的初步探讨

本文在PAN基炭纤维连续炭化过程中,探讨了纤维在高,低温炭化炉内的长度变化以及牵伸对最终炭纤维抗张强度的影响。结果表明,当高,低温炭化炉连在一起时,随着低温炭化炉温度的降低,纤维在低温炉内伸长,在高温炉内收缩。当高。低温炭化炉被导轮分开后。可对低温炭化炉内的纤维实施进一步的牵伸。随着这种牵伸率的增大,炭纤维的抗张强度提高,线密度下降。