为了制备高性能的聚丙烯腈基炭纤维,用SEM和TEM等分析方法跟踪炭纤维生产全过程中纤维微观结构所发生的变化.在湿法纺丝中,控制预牵伸倍数为7倍,调整凝固浴的温度为16℃时,可纺出截面近似圆形的高质量原丝,纤维的截面和表面的微纤比较紧凑,表面缺陷和裂纹较少;原丝经过预氧化后仍保持原来的微原纤结构,纤维外部表层的石墨微晶较大,所含孔隙较少,内部的微晶较小且含有大量孔隙.用高锰酸钾改性原丝能够得到质量优异的预氧化纤维,改性预氧丝的纤维基面增加比未改性的多,基面沿纤维轴排列的程度更高.所制备的炭纤维具有由原丝演变来的微观结构,微纤沿纤维轴高度取向,微纤之间有细长的孔隙,并堆砌在一起形成枝化微纤的伸展网络,炭纤维截面形状也近似为圆形.合理调整制备工艺,得到了强度为3.6GPa～4.2GPa,断裂延伸率为1.6%～1.8%,模量为235GPa～240GPa的聚丙烯腈基炭纤维.结果表明:炭纤维的微观组织结构与原丝的微观组织结构密切相关,高强度、高取向度和结构均匀的原丝是获得高强度和高模量炭纤维的前提.
参考文献
| [1] | 王茂章.聚丙烯腈基炭纤维[J].新型炭材料,1998(04):79. |
| [2] | 赵稼祥,王曼霞.复合材料用高性能炭纤维的发展和应用[J].新型炭材料,2000(01):68-75. |
| [3] | 夏春霞,闫亚明,邓蜀平,白光君,蒋云峰,宋惠森,王钰.PAN基炭纤维经济规模分析[J].新型炭材料,2001(04):58-62. |
| [4] | Toray Industries .Inc. Carbon fibers, acrylic fibers and process for producing the acrylic fibers[P].US:6221490B1,2001. |
| [5] | 宋育梅,王刚.二甲基亚砜法碳纤维用聚丙烯腈原丝的技术进展[J].化工科技,2001(03):60-63. |
| [6] | 汪晓峰,倪如青,刘强.高性能聚丙烯腈基原丝的制备[J].合成纤维,2000(04):23. |
| [7] | 王艳芝,朱波,王延相,蔡华苏.聚丙烯腈基炭纤维的制备[J].新型炭材料,2001(04):12-17. |
| [8] | 吕永根,杨常玲,翟磊,李永红,吕春祥,贺福,凌立成.用称重法研究聚丙烯腈树脂的凝固过程[J].新型炭材料,2004(01):16-20. |
| [9] | 王琴,吕春祥,梁晓怿,贺福,张睿,凌立成.聚丙烯腈纤维在水浴牵伸过程中应力-应变曲线的研究[J].新型炭材料,2004(01):38-44. |
| [10] | 吕春祥,吴刚平,吕永根,李开喜,李永红,梁晓怿,贺福,凌立成.聚丙烯腈原丝氧化工艺的研究[J].新型炭材料,2003(03):186-190. |
| [11] | 任夕娟;孟家明;高宏宝 等.拉伸浴槽温度和拉伸速度对纤维结构及性能的影响[J].合成纤维工业,1997,20(01):17-20. |
| [12] | 纪箴;张崇方;钱律 等.国产与英国聚丙烯腈原丝的结构和性能分析[J].北京科技大学学报,1997,19(03):277-278. |
| [13] | 时东霞.聚丙烯腈基碳纤维的表面结构研究[J].电子显微学报,1997(06):733. |
| [14] | 徐梁华.PAN干湿法纺丝工艺中原丝的表面沟槽形态[J].高科技纤维与应用,2001(02):21-24. |
| [15] | 时东霞;刘宁;杨海强 等.聚丙烯腈基炭纤维的扫描隧道显微镜研究[J].材料研究学报,1997,11(03):305-308. |
| [16] | Tse-Hao Ko;Sing-Chang Liau;Ming-Fong Lin .Preparation of graphite fibers from a modified PAN precursor[J].Journal of Materials Science,1992,27(06):6071-6078. |
| [17] | Balasubramanian M;Jain M K;Bhattacharya S K et al.Conversion of acrylonitrile-based precursors to carbon fobres[J].Journal of Materials Science,1987,22:3864-3872. |
| [18] | Jain M K;Abhiranmarc A S .Conversion of acrylonitrile-based precursor fiber to carbon fiber[J].Journal of Materials Science,1987,22:278-300. |
| [19] | 张旺玺;姜庆利;刘建军 等.丙烯腈与衣糠酸的共聚合[J].山东工业大学学报,1998,28(05):401-406. |
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