吴雪平
,
凌立成
,
吕春祥
,
吴刚平
,
李永红
,
李开喜
,
宋燕
,
张睿
,
贺福
新型炭材料
doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2004.02.005
将不同分子量的丙烯腈(AN)与丙烯酰胺(AM)的共聚物溶解于二甲基亚砜(DMSO)中,获得聚丙烯腈(PAN)溶液.采用旋转粘度计和锥板流变仪,从非牛顿指数n、流动活化能ΔΕη、结构粘度指数Δηa和弹性模量G等方面比较了不同分子量PAN溶液的流变性能.结果表明:分子量高的PAN溶液的表观粘度对应力变化敏感,分子量低的PAN溶液的表观粘度对温度的变化敏感.无论是从粘性还是从弹性角度看,低分子量PAN溶液的物理稳定性好.
关键词:
共聚物
,
丙烯腈
,
丙烯酰胺
,
流变性
,
稳定性
吕春祥
,
吴刚平
,
吕永根
,
李开喜
,
李永红
,
梁晓怿
,
贺福
,
凌立成
新型炭材料
doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2003.03.004
研究了原丝在氧化过程中体密度、线密度、力学性能、环化交联程度、元素组成的变化,结果表明:(1)随着氧化温度的加深,预氧丝交联度和环化指数增加,线密度降低,体密度增加,预氧丝模量、断裂伸长和强度降低.(2)随着氧化程度的加深,纤维致密性增加.(3)随着氧化程度的加深,纤维C、H、N元素含量及H/C、N/C比例逐步降低,预氧丝总体O和O/C增加,在氧化反应初期纤维Si含量迅速减少,然后基本稳定.(4)氧化过程中预氧丝表面的O含量基本恒定,预氧丝表面的含氧量高于中心含氧量.
关键词:
聚丙烯腈
,
原丝
,
氧化
,
环化
李登华
,
吴刚平
,
吕春祥
,
李永红
,
贺福
,
冯志海
,
李秀涛
,
郭玉明
新型炭材料
利用二维小角X射线散射技术(SAXS),结合纤维孔结构解析理论及分形原理得到了炭纤维形成过程中纺丝、预氧化、低温和高温炭化等四个阶段样品的微孔结构信息.结果表明:原丝中孔隙沿纤维轴向择优取向,呈长梭状,其长轴与短轴的平均尺寸分别为24.3 nm和19.2 nm,长径比为1.27.遗留到预氧化阶段的原丝孔洞使得预氧化纤维出现高达1.85的长径比极大值,这可能与原丝线性结构向预氧丝耐热梯形结构转化有关.炭化阶段微孔尺寸迅速减小,长轴、短轴分别达到3.56 nm和2.85 nm左右,长径比也减小至1.24.分形状态研究表明:表面分形维数D_S值介于2.42～2.88之间,且随工艺的进行逐渐增大,低温炭化阶段变化幅度较大,说明各级产品在微观结构上越来越复杂,亦证明低温炭化是促进炭纤维微观结构转变的重要的工艺段.
关键词:
炭纤维
,
微孔
,
分形维数
,
X射线小角散射
纪英露
,
吕春祥
,
周普查
,
杨禹
,
吕晓轩
,
李永红
,
袁淑霞
,
贺福
新型炭材料
采用化学镀法获取Ni-P镀层炭纤维.通过SEM和XRD考察了未镀和已镀Nj-P炭纤维表面形貌和微观结构的变化,借助EDS研究了其表面元素的变化,利用Weibull统计分布探讨了Ni-P镀层对炭纤维单丝抗拉强度的影响.结果表明:Ni-P镀层使炭纤维表面缺陷减少,外界应力经过Ni-P镀层向纤维传递,改变了炭纤维的断裂机理.当镀层厚度为0.149um时,抗拉强度达到最大值3.10GPa,比未镀的增加8.77%,说明Ni-P镀层能够提高炭纤维抗拉强度.
关键词:
炭纤维
,
Ni-P镀层
,
Weibull统计法
吕永根
,
杨常玲
,
翟磊
,
李永红
,
吕春祥
,
贺福
,
凌立成
新型炭材料
doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2004.01.004
将聚丙烯腈二甲亚砜纺丝液在试管中于二甲亚砜水溶液中成型并凝固,通过计量凝固样品重量随时间的变化来考察在不同凝固浴条件下的凝固速率,并观察了凝固样品的横断面形貌.结果表明:凝固样品重量的变化可以直观地反应不同凝固浴条件下聚丙烯腈-二甲亚砜(DMSO)-水体系凝固速率的变化.随凝固浴浓度的提高,凝固速度减小,样品横截面趋于均匀化、致密化;凝固温度从30 ℃升高到50 ℃,凝固速度加快,截面由非圆形变为圆形,但在80 ℃下凝固速度反而下降;凝固浴中第三组份的添加降低了扩散速度,但会引起孔洞的产生.
关键词:
聚丙烯腈纤维
,
凝固
,
称重法
杨禹
,
吕春祥
,
王心葵
,
苏小雷
,
贺福
,
李永红
,
宋燕
新型炭材料
doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2006.03.013
利用Weibull统计分布分析了上浆对炭纤维单丝抗拉强度的影响.通过扫描电镜(SEM)观察和X射线能谱仪(EDS)分析了上浆前后炭纤维表面和截面的结构形貌及表面元素组成.结果表明:当纳米SiO2粒子与上浆树脂的质量比为0.5%时,上浆炭纤维单丝的抗拉强度最高,增幅达10.1%;Weibull参数m值最大,强度的分散性最小.EDS显示了改性上浆炭纤维表面Si元素含量增大.上浆炭纤维比未上浆的表面较均匀,纹理沟槽变浅;截面凹凸不平,呈现一定的韧性断裂特性.说明上浆剂中添加纳米SiO2粒子可以明显提高上浆炭纤维的强度.
关键词:
炭纤维
,
纳米SiO2
,
上浆剂
,
Weibull
杨禹
,
吕春祥
,
王心葵
,
刘鸿鹏
,
贺福
,
李永红
,
宋燕
新型炭材料
doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2005.03.004
利用单纤维碎裂法,三点短梁法,扫描电镜(SEM)和动态力学热分析(DMTA)研究了未上浆炭纤维、环氧树脂乳液上浆炭纤维和经纳米SiO2改性环氧树脂乳液上浆炭纤维增强树脂基复合材料(CFRP)的界面性能.结果表明:炭纤维经改性乳液上浆剂和未改性乳液上浆剂上浆后,与未上浆相比,其单纤维复合材料的界面剪切强度(IFSS)分别提高了79 %和41 %,复合材料的层间剪切强度(ILSS)分别提高了14 %和9 %.DMTA图谱显示经纳米SiO2改性上浆的CFRP其损耗角正切(tanδ)较未改性上浆的降低18 %,玻璃化温度(Tg)高出5 ℃.说明上浆剂中添加纳米SiO2可使上浆后的CFRP界面黏结性得到显著增强.
关键词:
炭纤维
,
纳米SiO2
,
上浆剂
,
动态力学热分析
,
界面剪切强度
,
层间剪切强度
吕晓轩
,
吕春祥
,
杨禹
,
周普查
,
安锋
,
贺福
新型炭材料
采用阳极氧化法对炭纤维进行连续表面改性,并在其表面进行电镀镍处理,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、热重分析和酸碱滴定等方法研究了炭纤维阳极氧化前后的物理化学结构及对炭纤维电镀镍镀层的影响.结果表明:经过阳极氧化处理后,炭纤维表面的总酸性官能团提高约10倍;炭纤维拉伸强度降低先慢后快;阳极氧化可以改善镀层的生长过程,使镍镀层的生长由(V-W)模式转变为(F-M)模式,并且促使镀层晶粒细晶化,Ni晶粒尺寸由14.5 nm降为11.2 nm,提高了镀镍炭纤维的抗氧化性以及镀层与炭纤维的结合力,阳极氧化后镀镍的炭纤维初始氧化温度较镀镍炭纤维提高了50 ℃.
关键词:
炭纤维
,
阳极氧化
,
镍镀层
,
晶粒尺寸
,
氧化行为
任富忠
,
吕春祥
,
梁晓怿
,
吴刚平
,
贺福
,
凌立成
新型炭材料
doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2004.04.005
用氨化树脂进行湿法纺丝,采用接触角测量仪研究了通氨量对树脂亲水性的影响,借助光学显微镜、扫描电镜和压汞仪阐明了凝固浴温度、凝固浴中二甲亚砜的浓度和通氨量对初生丝条截面形貌和孔结构的影响.结果表明:随着树脂亲水性的增强和温度的升高,初生丝条的截面形貌趋向于圆形;树脂氨化后在湿纺初生丝条中生成的孔的总体积明显降低,且随着通氨量的增大在初生丝条中有一部分微米级大孔(6 μm～100 μm)转变为纳米级小孔(孔径<140 nm),并且随着凝固浴温度和二甲亚砜浓度的升高初生丝条中大孔所占的体积百分数明显降低.
关键词:
PAN树脂
,
氨化
,
湿纺
,
炭纤维
