北京化工大学材料科学与工程学院国家碳纤维工程技术研究中心
- 作品数：6 被引量：18H指数：3
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- 共聚组分对聚丙烯腈(PAN)纤维预氧化程度的影响及其与碳纤维结构和性能的关联被引量：3
- 2013年
- 利用自制碳纤维连续化试验线对两类聚丙烯腈(PAN)原丝进行了不同条件的梯度升温预氧化处理,并最终得到碳纤维。采用差示扫描量热分析(DSC)、红外光谱(FT-IR)、广角X射线衍射(WAXD)等表征手段分析了共聚组分对PAN分子链规整度的影响以及分子链规整度对预氧化、炭化过程中纤维结构转变的影响。结果表明,相对于三元共聚PAN纤维,二元共聚PAN纤维由于分子链规整度的提高,与环化反应有关的放热反应相对滞后发生;在相同的预氧化条件下,二元共聚PAN纤维能得到环化度较高的预氧化纤维,所得碳纤维的类石墨晶粒尺寸L c也较大。结合碳纤维的拉伸强度和拉伸模量数据发现,二元共聚纤维适宜预氧化的温度要高于三元共聚纤维适宜预氧化的温度。
- 刘杰禹化果薛岩梁节英
- 关键词：聚丙烯腈碳纤维预氧化
- 预氧结构对聚丙烯腈基碳纤维致密结构的影响被引量：2
- 2013年
- 利用TG,Raman,EA,XRD,NMR等分析手段,研究了预氧纤维在碳化过程中的结构转变。研究结果表明:碳纤维体密度随预氧纤维体密度的升高呈下降趋势;预氧纤维中的含氧量会影响碳纤维的致密结构,氧元素的脱除影响碳纤维非晶区结构的交缠程度进而影响碳纤维体密度,碳纤维体密度随预氧纤维的含氧量增加而降低。通过碳纤维致密结构与预氧纤维结构的相关性分析,初步建立了两者之间的关联关系。
- 赵震张琨史晓健徐樑华
- 关键词：预氧化
- 聚丙烯腈预氧纤维致密结构的温度时间效应被引量：4
- 2012年
- 研究了聚丙烯腈(PAN)纤维在预氧化过程中致密结构的温度时间效应,通过体密度表征纤维的致密结构,并结合其他预氧参数如环化指数、环化度、氧含量及相对环化率的变化,全面分析研究了致密结构的形成演变特征及其梯度预氧化的温度效应和时间效应。结果表明:PAN预氧纤维环化程度的增高有利于致密结构形成,且碳纤维的力学性能与致密结构相关;PAN预氧纤维致密结构的温度效应体现在促进交联芳构化反应上,生成交联环化致密结构;时间效应表现为提高纤维的氧化能力,生成含氧环化梯形的致密结构。
- 薛一萌杨晨苏华王建彬徐樑华
- 关键词：PAN纤维预氧化温度效应
- 碳纤维的电化学表面改性及其表面结构演变被引量：6
- 2012年
- 采用电化学氧化法对聚丙烯腈(PAN)基碳纤维进行表面改性,联用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、拉曼光谱(Raman)和X射线光电子能谱(XPS),表征了碳纤维表面物理化学结构。结合力学性能分析,评价了碳酸氢铵、氯化铵和硫酸铵三种电解质的改性效果,解释了碳纤维表面薄弱层产生的原因,分析了电化学改性碳纤维表面的机理。结果表明,在电化学改性过程中,碳纤维表面活性氧含量呈现梯形变化趋势,最高增幅达87.8%,而活性氮含量则不断增加直到饱和,可达到2倍增幅;相对于羧基等含氧基团,碳纤维复合材料(CFRP)层间剪切强度(ILSS)对胺基等含氮官能团更加敏感;当电解质中存在二价阴离子时,有利于减小碳纤维抗张强度的损失,甚至使其得到提高。
- 刘杰王春华白艳霞梁节英
- 关键词：聚丙烯腈基碳纤维电解质力学性能
- PAN纤维径向结构及其表征方法的研究被引量：2
- 2012年
- 以湿法纺丝制备的聚丙烯腈(PAN)纤维为研究对象,将纤维在二甲基亚砜(DMSO)水溶液中进行溶解,通过其溶解特征探讨了纤维的溶解机理,进而对纤维的径向结构进行分析表征,并结合红外测试分析了其径向结构对预氧化进程的影响。结果表明:PAN纤维的溶解机理为自内向外进行;通过纤维的溶解特征可分析出纤维径向结构,且与红外测试所得结论相同;凝固浴温度在45℃时与25℃相比,所得纤维径向上皮层及芯层更致密,过渡区域更疏松;预氧化进程初期,氧气更易在致密程度更低更疏松的纤维径向上发生扩散。
- 杨晨薛一萌苏华华鲁徐樑华
- 关键词：PAN纤维
- 聚丙烯腈溶液凝固体系中组分间相互作用及其演变被引量：1
- 2014年
- 采用衰减全反射傅里叶变换红外(ATR FT-IR)研究了聚丙烯腈(PAN)/二甲基亚砜(DMSO)溶液在乙二醇作用下的凝固过程,利用二维相关分析方法对得到的红外谱图进行再处理,解析出相关峰之间的相互关系;进而从分子尺度上通过对特定基团的分析,研究了组分间相互作用及其演变规律,揭示了PAN溶液的凝固过程。结果表明,溶剂DMSO在PAN溶液中以单分子和聚集体的形式共存,对—CN形成一定的束缚隔离作用;随着凝固剂乙二醇分子的进入,由于DMSO和乙二醇之间较强的相互作用导致其逐渐从聚合物分子链间排出,DMSO分子团对—CN的束缚隔离作用被减弱;同时,PAN分子链间距缩小,当某一区域的DMSO减少到一定程度,PAN分子链由于—CN之间偶合交联作用相互靠近排列而发生宏观上的凝固现象。
- 华鲁张琪王中泽李婷徐樑华
- 关键词：聚丙烯腈凝固过程相互作用
