PAN纤维中Fe的高温演变研究

为了考察Fe对PAN基碳纤维的影响,在凝固成型阶段将Fe引入聚丙烯腈(PAN)初生纤维中,通过后续过程制备含Fe的原丝,经过预氧化、碳化处理后,收取不同阶段的纤维。借助电感耦合等离子体-原子发射光谱(ICP-AES)、电子探针(EPMA)、力学性能测试、热重分析等手段,表征不同热处理阶段PAN纤维中Fe的含量、微区分布的变化及对碳纤维性能的影响。结果表明,含Fe的PAN原丝经预氧化、低温碳化过程,PAN纤维中Fe的质量未发生改变,当热处理温度达到1450℃后Fe开始损失,经1550℃高温处理后Fe的质量大幅度降低;热处理温度高于1350℃后,Fe在PAN纤维的径向逐渐呈现外缘多、内部少的特点,Fe有向纤维外部迁移的趋势;Fe的存在及高温迁移,降低了碳纤维的拉伸强度,影响了碳纤维的热稳定性能。     

碳纤维表面处理及液相吸附性能

采用磷化物水蒸汽结合处理法，对低模量聚丙烯腈基碳纤维及粘胶基碳纤维进行了重量失损，液相吸附实验。对各种影响因素进行正交优化设计，平行实验和线性回归处理，以亚甲基半吸附量为指标，从而确定了最佳工艺参数，比表面、孔径公布和扫描电镜图片对活化前后的碳纤维结果地表征。     

二氧化硅@聚合物同轴纳米纤维

The preparation and formation mechamsm ot silica/polyvinylpyrrolidone(PAN) coaxial nanofibers were presented in this paper. The PVP-PAN composite nanofibers were obtained via an electrospinning technique, while SiO2 nanoparticles were prepared according to a Stoeher method. The measurements of water contact angle(WCA), the compared results of silica coating PVPPAN composite nanofibers with PAN nanofibers indicate that much PVP resided on the composite nanofiber surface, which resuks in the occurrence of SiO2@polymer coaxial nanofibers due to the formation of hydrogen bonding between silica and composite nanofibers and subsequent adsorption of silica on the fiber surface.     

大豆蛋白质纤维结构与活性染料染色

在大豆蛋白质纤维结构分析的基础上,提出采用活性染料变性浴染色的方法对大豆蛋白质纤维进行染色,并进行了染色实验,结果表明,Cibacron FN和Cibacron LS两种活性染料的上染率分别提高23%和20%;而Lanasol不适宜大豆蛋白纤维染色。     

PAN纤维致密性与油剂渗透的相关性研究

通过调整成纤条件改变PAN纤维的致密程度,经后续的上油工序制得含有油剂的PAN纤维。采用体密度表征纤维的致密程度;借助直流电弧原子发射光谱(DC-Arc-AES)和电子探针(EPMA)分别表征Si原子含量及其微区分布;借助孔分析和粒度分析分别表征PAN纤维中的孔径分布和油剂分子的粒径。结果表明,油剂分子的平均粒径小于纤维的平均孔径,通过范德华力作用吸附于纤维表面,并从纤维表面的开孔渗透进入纤维内部,到达纤维的芯部。凝固浴温度升高,纤维的致密性下降,渗透进入纤维内部的油剂分子数量增加。凝固浴浓度上升、预牵伸倍数提高,纤维的致密性增加,渗透进入纤维内部的油剂分子数量减少。     

热氧化对PAN基碳纤维结构与性能的影响

将PAN基碳纤维在于400~700℃条件下空气中进行热氧化处理,然后利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、密度梯度管和纤维强力仪研究了其表面化学组成、表面形貌与性能的变化。结果表明:热氧化温度低于600℃时,纤维表面含氧量随热氧化温度升高不断增加,到600℃时氧含量增加了7.11%,主要增加的官能团为羟基、醚键以及羰基,纤维体密度、线密度随热氧化温度变化不明显;700℃时由于含氧官能团的裂解,氧含量有所减少,裂解部分主要为羰基,纤维体密度明显增加,线密度急剧减小;纤维强度随热氧化温度升高不断减小,600℃后减小趋势更加明显;模量随热氧化温度变化不明显。