纺丝液合成因素对木材液化物炭纤维原丝性能的影响

利用木材苯酚液化物合成纺丝液,熔融纺丝制成新的炭纤维原丝,研究了纺丝液合成因素对原丝性能的影响。试验结果表明:增加合成纺丝液时液化原料中的苯酚/木材比(液固比),则原丝的力学性能提高明显,其中液固比由3增加至4时,原丝拉伸强度增加了近9倍;合成剂用量的增加却导致原丝力学性能的降低,当合成剂用量为6%时,原丝的拉伸强度和拉伸模量降幅较明显,而断裂伸长率的最大降幅却出现在合成剂用量为4%时;原丝的拉伸强度和拉伸模量随合成温度的升高而增加,但增幅较小,断裂伸长率随合成温度的升高却呈下降趋势,且从110℃升高到115℃时断裂伸长率降幅较大;原丝的力学性能随合成纺丝液升温时间的增加而先升高后降低,升温时间为40 min时制备的炭纤维原丝的力学性能最优。

羟基氨基改性硅油阳离子乳液的合成及其在炭纤维原丝油剂中的应用

为制备储存稳定、适合聚丙烯腈基(PAN)炭纤维原丝生产用油剂,利用三步法合成了一种具有自乳化特性的羟基氨基改性硅油(HA-PDMS),并与商业化的环氧改性硅油产品进行复配制备成炭纤维原丝油剂(P-OA)。在PAN生产线上,使用P-OA和日本竹本油剂(J-OA)分别生产上油的PAN原丝P-PAN和J-PAN;对P-PAN和J-PAN进行炭化处理制备相应炭纤维P-CF和J-CF。利用FT-IR和1H-NMR确认HA-PDMS结构;利用激光粒度分析仪、热重分析仪和表面张力仪对P-OA与J-OA进行特性分析;利用摩擦系数仪、毛羽量测试仪、纤维强力仪对上油后的原丝和炭化后的炭纤维进行测试表征和对比分析。结果表明,上油后的P-PAN单丝拉伸强度较J-PAN有所提高;炭化后P-CF较J-CF拉伸强度、拉伸模量均有提高,而毛羽量显著减小。