凝固浴牵伸对微纳层叠带状PAN原丝性能的影响

采用新型微纳层叠挤出技术制备了层叠带状聚丙烯腈(PAN)碳纤维原丝,利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、万能材料试验机和差示扫描量热仪对原丝的性能进行表征,研究了不同凝固浴牵伸倍数对微纳层叠带状PAN原丝截面形态、结晶性能、力学性能以及热行为的影响。研究结果表明,随着凝固浴牵伸倍数的提高,层叠带状PAN原丝的厚度显著减小,线密度显著降低;层叠带状PAN原丝的结晶度和拉伸强度随着牵伸倍数的提高呈现先增加后减小的趋势,凝固浴牵伸倍数为5.5倍时,获得的层叠带状PAN原丝的性能较好。当凝固浴牵伸倍数从5.5倍增加至6.5倍时,原丝的拉伸强度由26.08 MPa降低至23.36 MPa。实验结果表明,凝固浴牵伸倍数为5.5倍下制备的层叠带状PAN原丝具有较好的综合性能,其结晶度为39.1%,拉伸强度和拉伸模量分别为26.08及661 MPa。