用拉曼光谱研究T800级碳纤维的均质化程度

提出了一种用于拉曼光谱测试的碳纤维截面和剖面样品的制备方法,采用拉曼光谱分别对国产JHT55、P278F和日本东丽T800S碳纤维的截面和剖面做成像扫描,通过比较碳纤维在各个维度上的石墨化程度,系统分析了其径向、轴向以及赤道方向的均一化程度。结果表明,3种T800级碳纤维均存在皮芯结构,轴向、赤道方向也有一定程度的不均匀性,东丽T800S整体的均一化程度远优于两种国产碳纤维。高度均质化是东丽T800S性能优于国产T800级碳纤维的重要原因。     

BPDA/PPD/OTOL聚酰亚胺纤维的力学性能、形貌和结构

在3,3’,4,4’-联苯四酸二酐(BPDA)和对苯二胺(PPD)体系中引入3,3’-二甲基联苯胺(OTOL),显著改善了纤维的力学性能。当n(PPD)∶n(OTOL)=70∶30时,纤维的拉伸强度可达到改性前的2倍,其拉伸强度和拉伸模量分别为1.50和80 GPa。SEM照片显示了纤维的断面为圆形且没有孔穴,也没有明显的"皮芯"结构和原纤结构。WAXD和SAXS分析表明,纤维的轴向堆积和分子链取向在热牵伸过程中得到改善。     

高取向度碳纤维原丝制备工艺研究进展

碳纤维原丝的性能好坏在很大程度上决定着碳纤维的最终性能。缺陷少、细旦化、高取向、高纯化等是高性能原丝的基本要求。其中原丝的取向度在很大程度上决定了碳纤维在预氧化、碳化过程中形成的类石墨片层的取向结构，这会影响碳纤维最终的强度和模量，所以制备出高取向的碳纤维原丝具有重大意义。本文聚焦于高取向碳纤维原丝制备工艺，首先分析了高取向原丝的重要性，然后在原丝制备工艺上将纺丝方法以及牵伸工艺对取向度的影响进行总结分析，同时介绍了微积分纳米层叠法和高取向复合纤维原丝的制备工艺，指出优质的初生纤维以及具有稳定化取向排列的原丝是制备高取向碳纤维原丝的关键，以期对提升原丝的取向度进而提升碳纤维性能的研究有所贡献。     

升温速率对聚酰胺酸/聚丙烯腈基碳纤维结构的影响

采用聚酰胺酸/聚丙烯腈(PAA/PAN)为原材料制备共混前驱体,经热处理完成PAA的亚胺化和PAN的预氧化,再以一定的升温速率升温至1200℃,得到新型共混基碳纤维,采用SEM、Raman、XRD、EA等方法研究了不同的升温速率对PAA/PAN基碳纤维碳化结构的影响.结果表明,碳纤维表面沿纤维轴方向有少量的沟槽,这是湿法纺丝工艺造成的.1200℃的高温处理使碳元素富集,最终制得碳含量高于92%的碳纤维.随着碳化升温速率的增大,碳收率也在增大,最大碳收率达52.36%.碳纤维的石墨化程度和微晶尺寸随着碳化升温速率的提高均呈现先增大后减小的趋势,当升温速率为8 K/min时,所得纤维的碳化结构最为理想,微晶堆叠厚度达到1.445 nm,g(A_G/A_D)值达到0.52,此条件下,纤维的碳元素含量也达到了94.13%,电阻率最小.     

高密度聚乙烯/全同立构聚丙烯共混物超拉伸纤维的热行为与力学行为

用热拉法制备了高密度聚乙烯(HDPE)/全同立构聚丙烯(iPP)共混物超拉伸纤维,研究了拉伸比对其热行为及力学行为的影响,随拉伸比增加,纤维中HDPE与iPP的结晶度增大,熔融温度升高、熔程变宽;纤维中HDPE与iPP的结晶度低于其纯组分,熔融湿度与熔程基本不受组分比的影响,随拉伸比增加,纤维的模量增高,以HDPE为主的纤维的拉伸强度增大,以iPP为主的纤维拉伸强度增至一定值后,不再随拉伸比增加而增大,并有下降趋势。     

PAN预氧丝环化程度的定量表征

应用恒温定长方法制备聚丙烯腈(PAN)预氧丝, 并测量该预氧丝长周期多层结构的小角X射线衍射谱. 解析图谱发现, 经不同预氧化时间所得预氧丝的长周期L均为11.7 nm; 当预氧时间从20 min增加到210 min, 预氧丝中环化结构相的体积分数X0/L从7.9％增加到86.5％. 而应用广角X射线衍射法测得同批的预氧丝试样环化指数AI值则小很多. 因此, 用X0/L定量表征预氧丝环化程度更为严格准确.     

铜基载氧体与可燃固体废弃物化学链燃烧特性研究

采用机械混合法制备了铜基载氧体,利用两段式管式炉反应平台和磁悬浮热重分析仪分别研究了铜基载氧体与石墨、可燃固体废弃物典型组分及可燃固体废弃物热解气模型物CH₄的化学链燃烧特性。结果表明,机械混合法制备的Cu80Si950载氧体强度高,具有良好的转化率和循环稳定性,是实现可燃固体废弃物化学链燃烧的一种比较理想的载氧体。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和颗粒强度测定仪对各个反应阶段载氧体进行分析。结果表明,Cu80Si950载氧体参与反应后表面结构发生巨大改变,机械强度骤降。多次循环之后载氧体结构趋于规则均匀化,形成类似球棒形状的大孔隙率结构,强度保持不变,使得载氧体在长时间使用过程中反应性能得以维持。     

TIPS法制备聚偏氟乙烯平板微孔膜及其表征

以邻苯二甲酸二甲酯(DMP)为稀释剂,采用热致相分离法(TIPS)制备了聚偏氟乙烯(PVDF)平板微孔膜。利用差示扫描量热仪分析了不同PVDF/DMP体系的结晶性能;通过测试纯水通量、孔隙率、泡点、平均孔径、拉伸强度等对膜进行了表征。结果表明:DMP含量增大,结晶温度向低温方向移动,膜拉伸强度降低,当DMP的质量分数为0.70时膜拉伸强度有明显拐点;PVDF/DMP体系冷却发生固-液相分离;PVDF含量增大,膜水通量、孔隙率、最大孔径和平均孔径均减小。     

氨化亚铜预处理聚丙烯腈纤维热稳定化作用的研究

本文用原位红外光谱法考察了用氯化亚铜(GuCl)预处理过的和未处理的聚丙烯睛(PAN)试样在空气和氮气条件下热稳定化过程。发现反应体系中的环化速率大于脱氢速率,环化反应在240—300℃间进行得最激烈。处理过的试样显示出芳香度发展得快,结构更加稳定。PAN结构中所结合的CuCl在空气中可提高环化速率约1.4倍(260℃),在氮气中可提高坏化速率约43％(340℃)。     

碳纤维微晶结构的形成与生长

碳纤维的微晶结构是影响其性能的决定性因素,本论文采用广角X-射线衍射法研究了聚丙烯腈预氧纤维在碳化阶段中微晶结构的形成、生长与转变过程。研究结果表明:在1000℃以下,经预氧化反应形成的不连续多环芳香平面结构沿平行于纤维轴的方向堆积并逐渐靠近,形成类似于晶核的微晶结构生长中心,表现为类石墨片层间距的减小而晶粒增长缓慢;当温度高于1000℃时,晶粒的生长速度明显加快,形成三维有序的微晶结构;在温度高于1500℃的石墨化阶段,类石墨微晶结构进行重排,晶粒尺寸迅速增加。根据这一规律,可以通过控制晶核生成和晶粒生长速度的匹配,进行碳纤维的结构设计和调控。     

聚合物在碳纤维表面的电沉积

用电沉积方法将苯乙烯-马来酸酐、乙酸乙烯酯-马来酸酐、甲基丙烯酸甲酯-马来酸酐共聚物沉积于碳纤维表面。通过实验初步证实了此过程的负离子-自由基机理,以及沉积层在纤维表面的物理粘附。由于电沉积的聚合物中间层改善了碳纤维增强塑料中纤维-基体树脂间的界面粘接作用,使原来的剪切破坏基本上发生于界面的情况转变成发生于基体本身为主。并将单向碳纤维增强环氧树脂复合材料的层间剪切强度,由原来的600kg/cm~2左右提高到1000kg/cm~2以上,经沸水浸泡100小时后的强度损失也减少了。     

ADSORPTION OF DYES ON ACTIVATED CARBON FIBERS

1.INTRODUCTIONDyewastewaterisakindofseriouspollutionsource.InthetraditionaltreatmentmethodsfordyewastewatergenerallytherearefourapproachesincludingelectricchargeneutraliZationofgelparticles,complexation(chelatation),redoxreaction,andbiochemicalcoagulationII~31.Recently,dyewastewaterhasbecomemoreconcentrated,moredifficulttodegradedbiochemically,andmorepoisonous,whichbringsaboutagreatchallengeforwatertreatment.AlthoughtheCOD(chemicaloxygendemand)mayfitthequalitystandardofwastewaterdischar…     

ELECTRODEPOSITION OF POLYMERS ON CARBON FIBERS

Styrene-co-maleic anhydride, vinyl acetate-co-maleic anhydride, methyl methacrylate-co-maleic anhydride copolymers were deposited on the surface of carbon fibers by an electrodcposition technique. The anion-free radical mechanism of this process and the physical adhesion to the surface were preliminarily confirmed. The adhesion at fiber-resin matrix interface in carbon fiber reinforced plastics was improved by the electrodeposited polymer interlayer and the shear failure occurred mainly in the matrix. Interlaminar shear strength of the unidirectional carbon fiber reinforced epoxy composite is increased from about 600 kg/cm~2 to 1000 kg/cm~2 by electrodeposition of polymers and the strength loss of the composite which has been immersed in boiling water for 100 hrs is decreased.     

聚碳硅烷纤维的热交联研究

在无氧的情况下对PCS纤维进行热交联时 ,发现在热交联前纤维必须有一个最低的预氧化程度 ,然后通过PCS纤维自身热交联实现预氧化 ,这样可降低纤维 1 3的氧含量 ,制备性能优良的SiC纤维 .研究了低预氧化PCS纤维热交联反应的机理 ,并对引入氧在热交联中所起的作用进行了分析 .研究结果表明 ,PCS纤维能够进行热交联处理所需的最低预氧化程度为纤维氧增重 9% ;热交联的过程主要是消耗了PCS中的SiH键 ,生成SiCH2 Si键 ,形成分子间交联 ;引入的少量氧预氧化时生成SiOH键 ,热交联中发生脱水反应生成SiOSi键 ,在纤维表层形成保护层 ,保证了纤维的热交联顺利进行     

PREPARATION AND CATALYTIC ACTIVITY OF BIOACTIVE FIBERS

Two kinds of water-soluble metallophthalocyanines, binuclear cobalt phthalocyanine （Co2Pc2） and binuclear ferric phthalocyanine （Fe2Pc2）, were synthesized through phenylanhydride-urea route and characterized by elemental analysis and FT-IR spectra. Binuclear metallophthalocyanine derivatives （Mt2Pc2） were immobilized on silk fibers and modified viscose fibers to construct bioactive fibers of mimic enzyme. Mt2Pc2 was used as the active center of bioactive fibers, viscose and silk fibers as the microenvironments. The catalytic oxidation ability of bioactive fibers on the malodors of methanthiol and hydrogen sulfide was investigated at room temperature. The experimental results indicated that the catalytic activity of such bioactive fibers was closely correlative to the types ofbioactive fibers and substrates.     

溶胶—凝胶法制备钕玻璃纤维

钕玻璃是一种重要的光学材料。它作为激光工作物质已在激光核聚变、中小能量器件、波导激光器和光纤通讯上获得重要的应用。制备钕玻璃及其纤维通常需要在高温熔融状态下进行,操作条件苛刻。溶胶-凝胶法是在较低温度下制备无机材料的新方法,目前正受到人们的重视。     

蚕丝辐射接枝丙烯腈

以氯化锌水溶液为溶剂 ,用钴 60γ射线引发蚕丝均相溶液接枝丙烯腈 .研究了辐射吸收剂量、剂量率、铜离子浓度、蚕丝浓度和单体浓度及“后效应”对单体转化率、接枝率、接枝效率、接枝链分子量的影响 ;研究发现初始接枝效率主要取决于 [S]丝/ ( [S]丝 +[M]单) ,接枝效率随吸收剂量增加而增加 ;铜离子的存在使接枝链分子量下降 ,而对接枝率和接枝效率影响不大 ;用IR、TGA、DTA等多种方法对接枝物进行了表征 ,表明蚕丝接枝上聚丙烯腈后 ,其热学性能有较大提高 .     

ADSORPTION OF DYES ON ACTIVATED CARBON FIBERS

The adsorption behavior of dyes on a variety of sisal based activated carbon fibers (SACF) has been studied in this paper. The results show that this kind of ACF has excellent adsorption capacities for some organic (dye) molecules.SACF can remove nearly all methylene blue,crystal violet,bromophenol blue and Eriochrome blue black R from water after static adsorption for 24h. at 30℃. The adsorption amounts can reach more than 400mg/g when adding 50 mg SACF into 50 ml dye solution.Under the same conditions,the adsorption amounts of xylenol orange fluorescein and Eriochrome black T wree lower.On the other hand,the adsorption amounts change along with the characteristics of adsorbents.The SACFs activated above 840℃,which have higher specific surface areas and wider pore radii,have higher adsorption amounts for the dyes.The researching results also show that the adsorption rates of dyes onto SACFs decrease by the order of methylene blue,Eriochrome blue black R and crystal violet.     

有机蒙脱土改性聚氨酯纺丝研究

无机纳米颗粒如二氧化硅、二氧化钛和有机改性层状硅酸盐添加到聚合物如塑料和橡胶基质中,可以提高复合材料的某些力学性能、使用性能和热学性能,如强度、模量、热变形温度、阻隔性能和阻燃性能等等.近年来,将无机纳米颗粒加入到纤维基质中,以期获得纳米复合纤维也成为国内关注     

耐超高温SiC(Al)纤维先驱体——聚铝碳硅烷纤维的研究

以聚硅碳硅烷(PSCS)与乙酰丙酮铝(Al(AcAc)3)为原料,在常压高温条件下反应制备出聚铝碳硅烷(PACS),经过熔融纺丝制备了PACS纤维.应用GPC、IR、XPS、29Si-NMR、27Al-NMR、TG、SEM、元素分析和增重等一系列分析,分别对PACS纤维的微观组成、结构以及性能进行了分析.研究结果表明,以原料质量配比为6∶100(Al(AcAc)3∶PSCS)合成的PACS化学式为SiC2.0H7.5O0.13Al0.018,数均分子量为1700左右,最适宜制备PACS纤维;PACS纤维中主要存在SiC4、SiC3H等结构,同时存在Si—O—Al键;在氮气气氛中,PACS纤维的陶瓷产率达到52%左右;预氧化处理,PACS纤维中Si—H键与空气中的氧反应形成Si—O—Si交联结构,较聚碳硅烷(PCS)纤维易于氧化,经过预氧化的PACS纤维陶瓷产率达到80%左右,是制备耐超高温SiC(Al)陶瓷纤维的合适纤维;用预氧化PACS纤维制备的SiC(OAl)纤维和SiC(Al)纤维抗拉强度高,耐高温性能好.