PAN/DMSO干湿法纺丝凝固工艺的研究

初步探讨了 PAN/ DMSO溶液干湿法纺丝凝固工艺与纤维拉伸性能的关系 ,并对湿法纺丝与干湿法纺丝作了比较。结果表明 ,干湿法纺丝所得纤维的总牵伸倍数在一定范围内随纺丝凝固浴浓度的增大而增大 ;对于给定的PAN/ DMSO纺丝液体系 ,存在一较佳的凝固牵伸范围 ;空气干层的存在使得干湿纺纤维较湿纺纤维能承受更大的牵伸倍数 ,但空气层长度的确定存在一合适的范围 ,且空气层长度对纤维总牵伸倍数的影响受到其它纺丝凝固工艺参数的影响。扫描电镜 (SEM)的研究结果表明 ,湿法纺丝所得的纤维存在各种表面缺陷 ,其中 ,表面沟槽是纺丝工艺本身所致 ,无法消除 ;干湿纺纤维的表面则光洁无沟槽。

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。

聚丙烯腈原丝及其干喷湿纺

介绍了用于 PAN基碳纤维的聚丙烯腈原丝的发展历史 ,阐述了聚丙烯腈纺丝工艺中的主要工序和技术关键 ,指出了可以在聚合、纺丝过程中通过控制杂质及使用高相对分子质量的 PAN树脂纺制 PAN纤维等方法来提高原丝的性能。着重介绍了目前纺丝工艺中 PAN共聚体的制备。

用于碳纤维的聚丙烯腈原丝及其干湿法成型

介绍了用于碳纤维的聚丙烯腈原丝的发展历史 。

聚丙烯腈基碳纤维制备工艺研究进展

综述了近年来聚丙烯腈(PAN)基碳纤维(CF)在制备方面的新工艺,介绍了这些新的处理工艺的作用机理和作用效果,并展望了这些工艺在未来的发展方向。

湿纺和干湿纺炭纤维的表面结构分析

采用SEM、AFM及XPS等测试技术对湿法和干湿法制备的炭纤维的表面形貌、组织结构及化学组成进行了表征,分析材料的微观组织对复合材料界面的影响。研究结果发现,湿法炭纤维表面粗糙度大,沿纤维轴向沟槽深浅不均匀,且走向杂乱,有利于与复合材料中的基体树脂产生物理机械锁合作用,促进界面粘结;湿法炭纤维的表面含氧量和含氮量高于干湿法炭纤维,且表面活性同样高于干湿法炭纤维,有利于与基体树脂发生化学反应,形成较强的界面作用,从而使湿法炭纤维复合材料的层间剪切强度比干湿法炭纤维提高了13.92%。

二甲基亚砜法聚丙烯腈原丝干湿纺与湿纺成形工艺的比较

对二甲基亚砜(DMSO)法聚丙烯腈(PAN)原丝干湿纺和湿纺成形工艺进行比较,得出两种不同的成形工艺对PAN原丝表面光洁性和横截面形状的影响。实验表明:干湿纺成形纤维表面光洁,湿纺成形纤维表面凹凸有沟槽;不同的凝固浴浓度条件下,湿纺纤维横截面从圆形到非圆形再到圆形变化,干湿纺纤维横截面从圆形到非圆形变化。

干湿法PAN纤维截面成形条件的研究

对干湿法纺丝中PAN纤维的截面形状影响因素进行了研究。研究发现,凝固浴浓度和温度是影响纤维截面的主要因素,随着凝固浴浓度的增大和温度的升高,纤维截面逐渐由扁平形变为圆形,纤维截面的异形度逐渐减小;干湿法比湿法纺丝更有利于得到圆形截面的纤维;随着空气层高度的增大,纤维截面的异形度减小,但当空气层高度超过10mm时,纤维截面形状不再变化;在一定条件下,喷丝头拉伸比对纤维的截面形状有一定影响,后拉伸过程和干燥对纤维截而形状基本上没影响。

高性能碳纤维原丝与干喷湿纺

干喷湿纺兼备干法和湿法的优点,是新一代纺丝方法。此法在国外已用在工业生产线上,并纺出高性能PAN原丝和制得高质量碳纤维。此法还在完善和提高,普及已为期不远。

干湿法纺丝制备高性能间位芳纶及其结构与性能研究

以间苯二胺和间苯二甲酰氯为单体,通过低温溶液缩聚法制备纺丝原液,采用工程化干湿法纺丝工艺制备间位芳纶,研究了纤维的结构和性能,并与市场上同类产品进行对比。结果表明:干湿法纺丝所得间位芳纶表面光滑,晶粒尺寸较小,结晶度和取向度分别高达49.87%和0.567,断裂强度达5.17 cN/dtex,初始模量达106.03 cN/dtex,热收缩率为1.9%,与干法纺丝间位芳纶“Nomex”的结构与性能相当;与湿法纺丝间位芳纶“泰美达”相比,干湿法纺丝间位芳纶微观结构更完善,具有更高的结晶度和取向度,断裂强度和初始模量分别提高35%和27%,热收缩率大幅降低;采用干湿法纺丝工艺制备间位芳纶有望实现高品质间位芳纶的国产化替代。

纺丝速度对干湿法PAN纤维形貌和结构的影响

采用在线张力仪、光学显微镜、声速仪、紫外光谱、比表面积测定仪等手段研究了干湿法聚丙烯腈(PAN)纤维制备过程中纺丝速度对纤维形貌和结构的影响。结果表明随纺丝速度的提高凝固丝条上的张力线性增大,初生纤维的全取向程度也随之增大;凝固效果没有受到速度变化的影响,没有大的孔洞缺陷生成,纤维的力学性能没有受到影响。

多元回归法分析干喷湿纺PAN/DMSO原液流变性能

应用多元回归分析确定了相对分子质量、温度、剪切速率、浓度4种主要因素对干喷湿纺聚丙烯 腈/二甲基亚砜(PAN/DMSO)纺丝原液粘度的影响。研究发现,纺丝原液粘度随着相对分子质量、浓度的增 大而增高,且过了临界相对分子质量、临界浓度后粘度会急剧增大。实验测得相对分子质量为7.8×104的 溶液临界浓度为11.5％。纺丝原液粘度随着温度、剪切速率的增大而降低,过了临界切变速率后粘度会急 剧下降,但在低剪切速率区粘度基本不变。通过多元线性回归模型,得出了多因子复合流变方程。

聚丙烯腈基碳纤维原丝在干湿法纺丝中溶剂扩散过程的研究

聚丙烯腈基碳纤维具有高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀的优良性能,广泛应用于化工、机械、造船等方面。在聚丙烯腈基碳纤维的干湿法纺丝中,纺丝原液进入凝固浴后发生的溶剂扩散过程对聚丙烯腈基碳纤维原丝的结构和性能有重要影响。通过Fick定律建立了纺丝液溶剂扩散的数学模型,得出了溶剂沿纤维原丝的径向分布,还讨论了各种因素对溶剂质量分数分布的影响。

高性能碳纤维的生产和应用

介绍了碳纤维的性能、干喷湿纺和射频法的生产方法以及碳纤维在土木建筑、航空航天、体育医疗和其他领域上的应用.

干喷湿纺中凝固牵伸对碳纤维前驱体PAN初生纤维的影响

为了研究PAN纤维干喷湿纺中凝固浴牵伸的作用机理,采用DMSO水溶液作为凝固浴,利用纤维强伸度仪、分析天平、X射线衍射仪、电子探针等手段,研究了干喷湿纺中凝固牵伸对PAN初生纤维及最终原丝结构及性能的影响。结果表明,干喷湿纺中,在凝固浴浓度(65%)、温度(20℃)、空气层厚度(2 mm)等条件下,随凝固浴牵伸的增加,初生纤维及PAN原丝的孔隙率逐步降低,结晶度逐渐增大,初生纤维表现出较高的断裂强度,纵表面更加光洁,横截面更加致密;适当调整凝固浴牵伸,得到了纤度1.01 dtex,强度7.52 cN/dtex的聚丙烯腈原丝。

干喷湿纺中聚丙烯腈初生纤维断裂行为研究

为了系统研究干喷湿纺中聚丙烯腈初生纤维的拉伸行为,利用SEM、纤维强伸度仪、XRD等手段,分析了凝固浴拉伸比、拉伸速率、微观结构和缺陷等对初生纤维断裂行为的影响。结果表明,干喷湿纺中,凝固浴拉伸比的提高有利于增加初生纤维的结晶度和断裂延伸率;同时发现,初生纤维内外部的缺陷以及拉伸的速率对初生纤维的断裂行为有重要影响。

纺丝工艺参数对初生PBO纤维性能的影响

采用干喷-湿法液晶纺丝技术制得初生PBO纤维，对纺丝原液浓度、纺丝温度、纺丝压力、拉伸比等几个主要工艺参数的选择进行了讨论，分析了这些工艺参数对初生PBO纤维性能的影响。研究结果表明，随着聚合物浓度的升高，PBO的分子量增大，制得纤维的拉伸强度增大；最佳纺丝温度为160～180℃；纺丝压力提高，有利于纺丝；拉伸比增大，有利于提高纤维的性能。

聚苯撑苯并二噻唑的纺丝工艺研究

对聚苯撑苯并二噻唑（PBZT）的纺丝采用了“干喷湿纺”新技术，连续纺出了高强度、高模量的PBZT纤维。研究了PBZT的溶液浓度、PZT分子量、纺丝时空气层高度、纺丝温度和拉伸比对所纺出PBZT纤维力学性能的影响，找到了最佳纺丝工艺条件。

PPTA纤维高速纺丝新工艺

本文报道了PPTA纤维(芳纶1414)高速纺丝新工艺。着重从纺丝速度、纺丝拉伸比、空气层高度、凝固条件及新型纺丝装置对纤维结构性能的影响等进行了深入的研究。研究表明:以纺速为400m/min,空气层高度为12mm,剧烈的凝固条件及较高的拉伸倍数等条件下进行纺丝,这些条件有利于提高纤维的力学性能。若提高纺速并施加张力销将可进一步增加纤维的拉伸模量。实践表明:较短的纺丝管和适当的稳流层高度对纤维的成形及增加纺速是重要的。

干湿法制备异形PAN原丝及其力学性能的研究

对二甲基亚砜(DMSO)干湿法制备三角形截面聚丙烯腈(PAN)基碳纤维原丝的截面形成因素进行了研究,并比较了不同条件下纤维的性能。结果表明:在干湿法纺制三角形截面PAN基碳纤维原丝过程中,凝固浴条件对PAN纤维的截面影响非常明显,同时凝固浴条件和拉伸条件对纤维的力学性能也有非常显著的影响。