高纯度PAN基碳纤维及其原丝的研制

对用几种方法制取的高纯度PAN原丝进行了分析对比,选取了以无碱金属引发体系的HNO_3溶液聚合工艺制得原液并纺制了碱金属及碱土金属总含量小于100ppm的高纯级PAN原丝。将其与其余三种一般纯度的PAN纤维以同样氧化、碳化工艺制得了碳纤维,并以密度、质量比电阻、X—光衍射、扫描电子显微镜、热分析及原子吸收光谱等方法研究了高纯碳丝及原丝的特点。

凝胶化理论初探及PAN原丝的凝胶法纺丝

提出了一种聚丙烯腈(PAN)原丝的新型纺丝方法—凝胶法纺丝技术。根据凝胶化理论,从溶液浓度、体系的凝胶化温度和非溶剂水的影响3个方面对PAN原丝凝胶法纺丝进行深入的研究,并与干湿法纺丝进行比较,得出重要结论:凝胶法纺丝所得的PAN原丝皮芯结构差更小,平均孔洞半径更小,结构更致密,孔洞相对体积分数大幅度下降,力学性能更佳。

Cu盐对聚丙烯腈预氧化纤维增强作用研究

一 引言 在碳纤维的生产过程中,PAN纤维经过热稳定化处理成为预氧化纤维(PANOF),再经过高温碳化,制成碳纤维。随着热稳定化温度的升高和时间的增长,大分子链上的氰基发生环化聚合,生成稳定的梯型结构:

PAN预氧化纤维的分段碳化工艺研究

本文通过对PAN预氧化纤维在碳化过程中的热裂解反应机理的分析,采用了以600℃为分界点的两段碳化工艺。对有关分段碳化的温度、碳化时间、张力及保护气氛等对最终碳纤维的力学性能的影响,作了较详细的研究。

中国复合材料的发展与展望

简要介绍了中国近年来复合材料的发展状况、应用领域、市场规模和未来的趋势,特别对玻璃纤维和碳纤维增强树脂基复合材料及其市场进行了比较全面和详细的分析总结,指出了尚存在的问题和解决办法,展望了中国复合材料市场的前景。

HNO_3溶剂中的AN共聚反应及其机理探讨

对于硝酸(HNO_3)溶剂中以过硫酸铵—乙酰基丙酮—硝酸高铁[(NH_4)_2S_2O_8—CH_3COCH_2COCH_3-Fe(NO_3)_3]氧化还原体系为引发剂的丙烯腈—丙烯酸甲脂—甲叉丁二酸[AN-MA-IA]的三元共聚反应进行了研究。在反应动力学的实验基础上对反应机理作了分析,得出如下结论:聚合反应速率与单体浓度的1.5次方及过硫酸铵[(NH_4)_2S_2O_8]浓度的0.5次方成正比,与乙酰基丙酮(CH_3COCH_2COCH_3)及硝酸高铁[Fe(NO_3)_3]浓度关系不大;分子量与单体浓度的0.5次方成正比,与(NH_4)_2S_2O_8浓度的0.5次方成反比,与Fe(NO_3)_3浓度无关。CH_3COCH_2COCH_3是链转移剂,其浓度的增大会使分子量下降,在可能的反应历程推导的基础上建立了速率方程。

PAN基碳纤维前驱体的酸洗及离子扩散机理的探讨

对于PAN初生纤维、成品纤维及预氧化纤维进行洗涤,研究了温度、酸液浓度、时间、搅拌及纤维孔洞等因素对于洗涤效果的关系,并应用液膜控制扩散理论,结合关于离子扩散的影响因素探讨,推导出离子扩散方程式。

聚丙烯腈（PAN）基碳纤维国内技术新进展

结构独特的碳纤维（CF）集众多优异性能于一身。高性能碳纤维是制造先进复合材料最重要的增强材料，是发展国防军工与国民经济的重要战略物资。CF及碳纤维增强复合材料（CFRP）已成为结构材料、功能材料中独一无二的佼佼者。在各种领域中已经并将不断得到广泛应用，创造出惊人的产值及高附加产值。因此，CF被称为“未来材料革命的梦幻材料”，也有人称“二十一世纪是CF世纪”。原料不同的三大品种。CF中，聚丙烯腈基碳纤维（PANCF）刖途最广、发展最为迅速。

Lyocell纤维与国产粘胶纤维的对比研究

对 Lyocell纤维与国产粘胶纤维的结构和性能进行了各方面的对比。小角 X- ray衍射测定的孔径分布表明 L yocell纤维所包含的大尺寸孔洞比例少于国产粘胶纤维 ,广角 X- ray衍射分析的结果表明两者具有相似的结晶结构 ,但前者结晶度明显高于后者 ;L yocell纤维的表面形貌的优越性是通过扫描电镜技术体现出来的 ;统计计算表明 ,Lyocell纤维的强度明显高于国产粘胶纤维。文中沿用制备国产粘胶基炭纤维的工艺条件成功地制得了 L yocell基炭纤维 。

碳纤维的表面处理

本文综述了碳纤维的表面结构与性能 ,介绍了两种通用的碳纤维表面处理方法 :电化学氧化法和等离子氧化法 ;同时也总结了碳纤维表面处理对提高碳纤维 /树脂复合材料界面的粘接机理。

聚丙烯腈/二甲基亚砜溶液的流变学性质

用HAAKE公司RS150L型流变仪研究了PAN/DMSO溶液的流变学性质。讨论了温度、溶液浓度及PAN的分子量对流动曲线的影响。结果表明,在较低的剪切速率下,随温度的升高、浓度的降低及分子量的减小,流动曲线下移,并且开始向非牛顿区转变的临界切变速率增大。在较高剪切速率下,初始粘度低的溶液的粘度最高。在一定的浓度和剪切速率下溶液的粘度随温度的变化符合Arrhenius方程式。溶液在非牛顿区存在粘度突变现象。

碳纤维表面处理与上浆综述

综述了碳纤维的表面处理的方法,特别介绍了电化学氧化表面处理,碳纤维表面的化学表征。同时还介绍了乳液型上浆剂并对上浆工艺作了探讨。

电化学表面处理对粘胶基碳纤维热稳定性的影响

通过热失重分析研究了在不同电化学表面处理条件下粘胶基碳纤维的热稳定性,实验表明未经表面处理的碳纤维在复合材料中的最高使用温度大约为300℃,而表面处理过的粘胶基碳纤维在复合材料中的最高使用温度下降了。因而在选择电化学表面处理条件时,既要考虑使表面性能提高,也要使纤维的热稳定性没有大的下降。

活性炭纤维在治理水和大气污染中的应用

本文介绍了活性炭纤维的基本性能及其在水处理与大气污染中的应用。在水处理中的应用主要表现在净化用饮水以达到饮用标准和处理工业废水以达到排放标准 ,在治理大气污染方面主要体现在对有害气体如SO2 、NOx 和H2 S等的吸附。

超临界流体制备中间相沥青泡沫炭

以萘系中间相沥青为原料,利用超临界流体(Supercritical Fluid)作为发泡剂制备中间相沥青泡沫,经氧化炭化处理获得泡沫炭材料。通过分析中间相沥青的流变性能以及比较不同溶剂对中间相沥青的溶解性能,选择合适的超临界溶剂,可以制备出泡孔均匀,开孔率高的泡沫炭材料。研究了中间相沥青-溶剂系统的超临界状态下的发泡过程。考察溶剂比例、发泡压力、系统温度、压力释放速率等发泡条件对超临界流体制备中间相沥青泡沫炭的影响。

二次拉伸对干湿法PAN原丝结构性能的影响

讨论了二次高温拉伸过程中拉伸介质、拉伸倍数、拉伸温度、拉伸速度等工艺条件对干湿法聚丙烯腈原丝的物理机械性能和形态结构的影响。结果表明 ,165℃下 2倍过热蒸汽拉伸得到的纤维强度最高 ,可达 7cN/dtex左右。干热拉伸有利于纤维取向结构的形成 ,蒸汽拉伸有利于纤维结晶结构的形成。经过二次高温拉伸 ,纤维的强度及模量较大幅度提高 ,而断裂伸长率下降很多。

光催化再生粘胶基活性炭纤维研究

采用钛酸四正丁酯为原料 ,用溶胶 -凝胶法在粘胶基活性炭纤维 (ACF)毡表面制备了锐钛矿型的二氧化钛粒子 ,并用XRD ,SEM进行了表征。用聚乙烯醇、柠檬酸等不能加热再生的大分子吸附质考察了负载二氧化钛的ACF毡的光催化降解再生性能 ,并与没有负载二氧化钛的ACF毡的吸附性能作了比较。结果表明 ,负载二氧化钛粘胶基的ACF毡具有高效的光催化再生能力和良好的吸附能力。

我国活性碳纤维的研究、工业化及前景(Ⅱ)

总结了国内对活性碳纤维(ACF)吸附特性的研究及其在香烟滤嘴、空气净化、水处理、卫生、节能等方面的应用;对活性碳纤维产品按原料、外形、比表面积和用途等进行了分类;评述了近几十年我国活性碳纤维工业化的发展过程、现状和问题;指出了ACF在环保、水的循环利用、医疗等方面潜在的巨大应用市场,尤其有可能成为对付SARS病毒的有效防护材料。

实验室用脱泡装置的设计与计算

基于实验室的特点设计脱泡装置。分析了影响脱泡过程的因素。基于一定的数学模型,采用微积分的方法得到设计脱泡装置的计算公式,包括:气泡的逸出速度、液膜厚度、停留时间、分配管管径等,从而计算伞面长度。经检验,自制的脱泡装置大大提高了脱泡效率。

丙烯腈溶液共聚过程体系黏度变化的动态测定与理论分析

通过BrookField DV-ⅢUltra可编程旋转流变仪实时测定了以偶氮二异丁腈为引发剂,二甲基亚砜为溶剂,丙烯腈-衣康酸二元溶液共聚合体系的零剪切黏度变化。同时设计相同条件的封管实验测定转化率,并利用Arrhenius-Frenkel-Eyring方程导出了适合描述丙烯腈溶液共聚合体系的零剪切黏度随固含量、温度及黏均分子量变化的经验关联式。结果表明,各工艺条件对体系黏度都有显著影响,原料配比细微的差别将导致最终原液黏度相差数百帕秒以上,调控黏度时需综合考虑。值得注意的是,所有实验条件下反应2～3h后,体系黏度激增1000倍以上,即从约2mPa.s的初始黏度迅速增加至2～3Pa.s;而当总单体含量达到28%时体系产生凝胶效应,反应一定时间后黏度急剧增长。另外发现,当体系达到某一临界固含量时,溶液中大分子发生链缠结,固含量微小的增量就会导致体系黏度剧增。