聚丙烯腈预氧纤维含氧结构的形成与演变

高分子材料科学与工程, 2013, 29(8): 105-109.

聚丙烯腈预氧纤维含氧结构的形成与演变

肖阳 ^1, , 李常清 ^2, , 史晓健 ^3, , 朱镇 ^4, , 张琨 ^5, , 徐樑华 ^6,

1.北京化工大学碳纤维及功能高分子教育部重点实验室,北京100029

2.北京化工大学碳纤维及功能高分子教育部重点实验室,北京100029

3.北京化工大学碳纤维及功能高分子教育部重点实验室,北京100029

4.北京化工大学碳纤维及功能高分子教育部重点实验室,北京100029

5.北京化工大学碳纤维及功能高分子教育部重点实验室,北京100029

6.北京化工大学碳纤维及功能高分子教育部重点实验室,北京100029

基金项目: 国家科技部973项目(2011CB605602)

关键词：聚丙烯腈 , 预氧纤维 , 含氧结构 , 形成 , 演变

Formation and Evolution of Oxygenous Structures of Polyacrylonitrile-Based Preoxidized Fibers

Yang Xiao ^1, , Changqing Li ^2, , Xiaojian Shi ^3, , Zhen Zhu ^4, , Kun Zhang ^5, , Lianghua Xu ^6,

1.北京化工大学碳纤维及功能高分子教育部重点实验室,北京100029

2.北京化工大学碳纤维及功能高分子教育部重点实验室,北京100029

3.北京化工大学碳纤维及功能高分子教育部重点实验室,北京100029

4.北京化工大学碳纤维及功能高分子教育部重点实验室,北京100029

5.北京化工大学碳纤维及功能高分子教育部重点实验室,北京100029

6.北京化工大学碳纤维及功能高分子教育部重点实验室,北京100029

Keywords： polyacrylonitrile , preoxidized fiber , oxygenous structure , formation , evolution

在空气气氛下,对共聚聚丙烯腈(PAN)原丝在不同温度进行恒温热处理,利用红外吸收光谱(FT-IR)、固体核磁谱(NMR)、热失重红外联用仪(TGA-FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)和化学滴定研究了PAN纤维在空气气氛下含氧官能团结构的形成与演变.结果表明,150℃时仅是PAN纤维中共聚单体衣康酸的羧基官能团转化为酸酐官能团;170℃时是共聚单体中的羧基和酸酐结构以CO和CO2形式从纤维中脱除,而此时空气中的氧与PAN纤维反应形成羰基和羟基结构,羰基含量较多;随着温度进一步提高,氧化反应程度剧烈,含氧结构含量增多,部分形成的羰基和羟基结构被逐步氧化为羧基、内酯结构.

参考文献

[1]	宋云鹏,吕永根,秦显营,杨常玲.氮气中环化热处理对聚丙烯腈纤维不熔化的影响[J].材料导报,2009(18):54-56.
[2]	张利珍,吕春祥,吕永根,吴刚平,贺福.聚丙烯腈纤维在预氧化过程中的结构和热性能转变[J].新型炭材料,2005(02):144-150.
[3]	M.S.A. Rahaman;A.F. Ismail;A. Mustafa .A review of heat treatment on polyacrylonitrile fiber[J].Polymer Degradation and Stability,2007(8):1421-1432.
[4]	昌志龙 .低温热处理过程中环境介质对PAN纤维化学结构影响规律的研究[D].北京化工大学,2011.
[5]	Otowa T.;Miyazaki T.;Nojima Y. .DEVELOPMENT OF KOH ACTIVATED HIGH SURFACE AREA CARBON AND ITS APPLICATION TO DRINKING WATER PURIFICATION[J].Carbon: An International Journal Sponsored by the American Carbon Society,1997(9):1315-1319.

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