聚丙烯腈基碳纤维预氧化过程组成结构的演变

采用扫描电子显微镜、X射线衍射结构分析、裂解色谱-质谱、红外光谱等手段, 探索了聚丙烯腈(PAN)基碳纤维预氧化过程中组成及结构演变的规律. 预氧化初期, PAN丝束结构消失, 呈半融状. 共聚体首先参加反应, 酯类等消失, 分子发生环状交联, 环化指数缓慢增加. 预氧化初期与中期为环化反应最激烈阶段, 易使结构固定化, 形成结构性缺陷, 应加强前期牵伸. 预氧化中期重排形成新的片块堆垛束状结构, 并逐步向片状扇形发散结构转变, 框架结构在预氧化后期趋于稳定. 此阶段, 由于羧酯共聚体的诱发逐步形成非常稳定的环状结构, 单体、二聚体、三聚体明显减少. 预氧化后期只剩下含—CN基的碎片, 最后—CN碎片亦消失, 环化指数随预氧化过程升高, 结构形貌不再发生大的变化.