凝固浴条件对湿纺PAN初生纤维截面形状和皮芯结构的影响

借助光学显微镜及图像处理软件研究了凝固浴质量分数、温度、喷丝头牵伸倍率对湿纺PAN初生纤维截面形状和皮芯结构的影响。实验结果表明,较高的凝固浴质量分数(70%)、较高的凝固浴温度能使双扩散比较充分,所得初生纤维截面形状规整趋于圆形,并且芯部致密无孔洞。此外,随着牵伸倍率的升高,皮层厚度降低,皮芯差异增加,牵伸倍率为负牵伸是制备皮芯差异较小初生纤维的手段之一。

凝固浴条件对原液着色粘胶纤维性能的影响

采用超细炭黑作为粘胶纤维着色剂,通过改变粘胶纤维原液着色时的凝固浴条件,探究了分散剂扩散速率和粘胶纤维颜色特征L值之间的关系,以提高原液着色纤维的颜色深度,研究了凝固浴中硫酸质量分数和温度对粘胶纤维表面形貌、断面结构和超细炭黑在粘胶纤维内分布状态的影响。结果表明:分散剂扩散速率越慢,粘胶纤维L值越低;当凝固浴硫酸质量分数为10%,凝固浴温度为40℃时,分散剂在粘胶纤维内的扩散速率较低,原液着色粘胶纤维的L值较低,粘胶纤维表面和断面形貌光滑,超细炭黑在粘胶纤维内分布均匀。

PAN原丝取向行为与初生纤维结构的相关性

通过改变浓度、温度等凝固浴条件,获得取向行为不同的PAN原丝,采用声速法测定原丝的取向结构,使用X射线衍射仪、光学显微镜对PAN初生纤维的聚集态结构、截面形貌进行表征,建立原丝取向与初生纤维结构的相关性。依据取向度随牵伸倍数变化对数拟合曲线的斜率,定义原丝的分子链取向能力a,研究a与初生纤维结晶度的关联性。结果表明:初生纤维结晶度越高,PAN原丝可牵伸性越小,在同一牵伸倍数下纤维全取向度越高;原丝最大牵伸倍数受初生纤维径向结构影响显著,在凝固浴浓度74%时出现极大值;高溶剂含量的纤维分子链取向能力大于低溶剂含量的纤维;原丝的分子链取向能力随初生纤维结晶度增大而增大。