共聚組分對聚丙烯腈(PAN)纖維預(yù)氧化程度的影響及其與碳纖維結(jié)構(gòu)和性能的關(guān)聯(lián)

編號：FTJS03869

篇名：共聚組分對聚丙烯腈(PAN)纖維預(yù)氧化程度的影響及其與碳纖維結(jié)構(gòu)和性能的關(guān)聯(lián)

作者：劉杰； 禹化果； 薛巖； 梁節(jié)英；

關(guān)鍵詞：聚丙烯腈； 碳纖維； 預(yù)氧化； 力學(xué)性能；

機(jī)構(gòu)： 北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 國家碳纖維工程技術(shù)研究中心；

摘要： 利用自制碳纖維連續(xù)化試驗(yàn)線對兩類聚丙烯腈(PAN)原絲進(jìn)行了不同條件的梯度升溫預(yù)氧化處理,并最終得到碳纖維。采用差示掃描量熱分析(DSC)、紅外光譜(FT-IR)、廣角X射線衍射(WAXD)等表征手段分析了共聚組分對PAN分子鏈規(guī)整度的影響以及分子鏈規(guī)整度對預(yù)氧化、炭化過程中纖維結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的影響。結(jié)果表明,相對于三元共聚PAN纖維,二元共聚PAN纖維由于分子鏈規(guī)整度的提高,與環(huán)化反應(yīng)有關(guān)的放熱反應(yīng)相對滯后發(fā)生;在相同的預(yù)氧化條件下,二元共聚PAN纖維能得到環(huán)化度較高的預(yù)氧化纖維,所得碳纖維的類石墨晶粒尺寸L c也較大。結(jié)合碳纖維的拉伸強(qiáng)度和拉伸模量數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),二元共聚纖維適宜預(yù)氧化的溫度要高于三元共聚纖維適宜預(yù)氧化的溫度。