NiSO_4改性对聚丙烯腈原丝及其碳纤维结构与性能的影响

碳纤维具有高比强度、高比模量、导电、耐热、自润滑等优异的综合性能,在纤维增强复合材料中得到了广泛的应用.可制备碳纤维的前驱体有人造丝、沥青、聚丙烯腈纤维、木质素、聚乙烯纤维、聚苯并噻唑(PBO)纤维等.但大多数高强碳纤维目前仍然是由聚丙烯腈纤维制备的,同时,许多工作都集中在更进一步提高碳纤维的机械性能.特别是在我国, 碳纤维质量与某些发达国家相比,还有较大的差距,急需解决的问题就是如何尽快研制出高力学性能的碳纤维.采用氨基硅氧烷、脂肪族羧酸[1]、CuCl[2]、KMnO 4[3]、CoCl2[4]等有机或无机化学试剂对聚丙烯腈原丝进行化学处理, 以改进最终碳纤维的结构与性能是一种有效的方法.国内在这方面的研究还很少.文献[1 ～4]中所采用的方法都是利用商业聚丙烯腈原丝在碳化前进行洗油、浸渍、洗涤烘干处理 ,增加了碳纤维制备的工序,同时,原丝损伤较大,在连续生产中难以适用.我们在原丝连续制备的同时采用NiSO4溶液浸渍处理聚丙烯腈纤维,本文主要研究了采用NiSO4浸渍改性后聚丙烯腈原丝及其碳纤维的结构与性能.研究表明,采用NiSO4在线浸渍改性聚丙烯腈原丝,生产工艺简单,且能有效地改进最终碳纤维的结构与性能.     

聚丙烯腈PAN分子链的第一性原理研究

The equilibrium geometries of the polyacrylonitrile (PAN) chain was theoretically studied using the Hartree-Fock method at the STO-3G levels. As for the optimized structures, the average distance of the C atom couple in the main chain is 155.6 pm; the average distance of the C atom couple in the branch chain is 149.7 pm; the average distance between a C atom bonding with N atom is 115.5 pm. For the charge distribution, because of the influence of a N atom with its comparatively larger negative charge, the C atoms in the main chain are different in their charge distribution. Finally, the vibration models of the chain have been analyzed to clarify the reaction sequence of dehydrogenation and cyclization during pre oxidation and carbonization of the polyacrylonitrile.     

羊毛接枝改性Ⅰ.羊毛与丙烯腈辐射接枝共聚反应

本文以新疆细羊毛为接枝基体,采用共辐照法,研究了剂量、剂量率和单体浓度对羊毛与丙烯腈伽玛辐射接枝共聚反应的影响,同时,用IR谱、X射线衍射谱和热分析仪对纤维接枝共聚物进行了结构表征。     

基团转移聚合合成PMMA—PEA—PAN嵌段共聚物的研究

丙烯酸系橡胶的综合性能仅次于氟橡胶,成本较低,若制成可重复加工的热塑性弹性体则更有价值。前人曾用阴离子聚合法进行过合成试验,均因副反应太多等原因而未能获得满意的结果。基团转移聚合(GTP)是八十年代建立的合成高分子新方法,在室温下进行“活性聚合”是其重要特征。本文利用GTP方法、单官能团引发剂,仅通过适当控制加料次序和时机就合成了软段居中的三元共聚物,为合成全丙烯酸系热塑弹性体奠定了基础。     

Preparation of End Grafted Polyacrylonitrile Brushes through Surface Confined Radical Chain Transfer Reaction

End grafted polyacrylonitrile (PAN) brush was prepared through surface initiated polymerization via the chain transfer process.The thiol-terminated monolayer and PAN brushes were characterized by FTIR,X-ray photoelectron spectroscopy(XPS),atomic force microscopy (AFM),ellipsometry and contact angle measurements etc.It is demonstrated that radical chain transfer reaction and surface initiated precipitate polymerization can used to prepare end-grafted polymer brushes.     

巯基改性聚丙烯腈纤维的制备与表征

以L-半胱氨酸盐酸盐(L-CMHC)为改性试剂,对聚丙烯腈(PAN)纤维进行接枝改性,合成了一种新型含巯基纤维(cys-PAN)。探讨了反应温度、反应时间、L-CMHC的质量浓度、PAN纤维与L-CMHC的质量比等因素对纤维合成的影响,得出cys-PAN纤维的优化合成条件为:反应温度125～130℃、反应时间4.5h、L-CMHC的质量浓度0.04g/mL、PAN纤维与L-CMHC的质量比1∶0.5～1∶1。红外光谱、拉曼光谱等结构表征结果证明,巯基被成功接枝在PAN纤维骨架上;热失重分析结果表明,合成的纤维具有良好的热稳定性;间接碘量法测得优化条件下合成的cys-PAN纤维的巯基含量为1.56mmol/g。     

后处理对粒子填充PAN膜性能的影响

研究了拉伸和热处理工艺对PANSiO2平板膜的分离性能和热稳定性的影响。结果表明:拉伸和热处理的PANSiO2复合平板膜,具有较好的耐热性能。后处理的平板膜,能保持较高的通量,而截留率基本不变。     

静电纺丝法制备聚丙烯腈/聚苯胺复合纳米纤维及其表征

利用静电纺丝技术,以聚丙烯腈(PAN)和苯胺(ANI)为前驱物,用过硫酸胺(APS)溶液在低温下缓慢氧化聚合,制备了PAN/PANI复合纳米纤维,直径约500 nm.通过扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和激光拉曼(RAMAN)光谱仪等测试手段对材料的形貌和结构进行了表征.探讨了材料制备过程中影响纤维形貌、尺寸、均匀度的因素和PANI含量对复合纤维导电性能的影响,结果表明,PAN浓度、ANI的加入量和电压是影响纤维特性的主要因素;PANI在PAN基体中呈纳米尺寸分布,复合纳米纤维具有良好的导电性能,导电率可达10-2S/cm.     

原子转移自由基聚合法合成聚丙烯腈的研究进展

聚丙烯腈纤维是一种具有优良的化学和物理性能的高分子材料,高分子量、高等规度的聚丙烯腈(PAN)是合成高性能聚丙烯腈纤维的必要要求,原子转移自由基聚合法(ATRP)可以预先确定相对分子量且分散系数低,操作简单、反应条件温和,被广泛应用于聚丙烯腈的合成。本文介绍了原子转移自由基聚合的基本原理及其合成聚丙烯腈的研究概况,探讨了不同溶剂对聚合速率的影响、不同种类过渡金属催化剂及相关配体在聚合反应中的应用、引发剂的选择及分类。     

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℃)。