KH-560处理时间对PAN基碳纤维沥青复合材料性能的影响

以硅烷偶联剂KH-560改性的PAN基碳纤维为添加材料,制备了不同KH-560处理时间的PAN基碳纤维沥青复合材料。通过车辙试验、冻融劈裂试验和间接拉伸疲劳试验等研究了KH-560处理时间对沥青复合材料高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性、疲劳性能和吸声性能的影响。结果表明,经过KH-560处理后的PAN基碳纤维表面的粗糙度增加,当KH-560处理时间为2 h时,纤维凹槽较深,与沥青的作用面积增大,纤维在复合材料中形成了致密网状结构,增强了PAN基碳纤维复合材料的稳定性。当KH-560处理时间为2 h时,PAN基碳纤维沥青复合材料的高温性能、低温抗裂性能、水稳定性和疲劳性能均最佳,此时其45和60 min的变形量、破坏劲度模量达到最小值,分别为1.851和2.117 mm、2 201 MPa;动稳定度、劈裂抗拉强度和破坏拉伸应变达到最大值,分别为3 077次/mm、4.6 MPa和3479με。在250~1 000 Hz和1 000~1 600 Hz范围内,当KH-560处理时间为2 h时,沥青复合材料的平均吸声系数均达到最大值,分别为0.116和0.127,较未处理的沥青复合材料分别提高了39.76%和45.98%,吸声降噪性能提升显著。综上可知,KH-560的最佳处理时间为2 h。

一种PAN基碳纤维助剂投放装置及其投放方法

本发明提出一种PAN基碳纤维助剂投放装置及其投放方法,涉及复合材料技术领域,其中PAN基碳纤维助剂投放装置通过设置存储助剂的储料本体,内部设有定位组件的计量本体,计量本体和储料本体之间设有溢流管,溢流管置于计量本体的管口为溢流管口.

PAN基碳纤维复合混凝土的制备及氯离子渗透性的影响

以聚丙烯腈(PAN)基碳纤维为无机填料,制备了PAN基碳纤维复合混凝土,研究了PAN基碳纤维掺量对混凝土力学性能、耐磨性能、抗冻性能等的影响。结果表明,PAN基碳纤维的添加加速了水化反应的进行,减少了混凝土结构中的孔隙数量,提高了混凝土的密实度。复合混凝土的抗压强度和抗折强度随PAN基碳纤维掺杂量的增大而先增大后减小,养护28 d,当PAN基碳纤维的掺杂量为0.8%(质量分数)时,抗压强度和抗折强度达到最大值,分别为50.73和5.58 MPa,这是由于PAN基碳纤维的添加使砂浆与集料之间的结合强度增加所致。养护28 d,当PAN基碳纤维的掺杂量为0.8%(质量分数)时,复合混凝土的单位面积磨损量最小为0.95 kg/m^(2),单位面积磨损量降低率最大为55.81%,冻融循环100次时质量损失率最低为1.14%,相对动弹性模量最高达95.03%,复合混凝土的氯离子扩散系数最低为8.1×10^(-8)cm/s,具有优异的抗冻性能和抗氯离子侵蚀能力。

PAN基及沥青基碳纤维生产现状与展望

简述了国内外ＰＡＮ基和沥青基碳纤维工业发展现状、应用和市场以及今后企业发展动向和发展预测。同时介绍了ＰＡＮ基及沥青基碳纤维生产公司的生产能力、生产量情况。

PAN基碳纤维生产现状与市场

文章介绍了国外PAN基碳纤维的生产现状与市场趋势,着重说明了近年来CFRP在航空航天、产业用领域需求急剧增长的形势,简要介绍了国内碳纤维的研究与发展情况,并就加快我国碳纤维产业的发展提出一些看法与建议。

PAN基碳纤维增强复合材料生产工艺及应用

阐述了PAN原丝生产工艺,碳纤维成形工艺及纤维表面处理,同时介绍了碳纤维复合材料的成型工艺及其应用。

PAN基碳纤维原丝油剂

本发明涉及PAN基碳纤维原丝油剂,主要解决现有技术中存在的碳纤维油剂硅油含量高、粘度大、乳化困难、均一性差、油剂粒径较大等问题。本发明采用PAN基碳纤维原丝油剂,以重量份计,包括如下有效组分:烷基酚聚氧乙烯醚,6~25份。

世界PAN基碳纤维的生产与需求以及对发展我国碳纤维的启示

对于世界来说，2008年是个多事之秋。由次贷危机引起的金融风暴在整个世界引起了很大的振动和变化，特别是经济形势变动非常剧烈。这对世界碳纤维又造成什么影响？对世界碳纤维的生产有什么影响？对世界碳纤维的需求又有什么影响？

世界主要PAN基碳纤维企业生产能力

聚丙烯腈（PAN）基碳纤维因其生产工艺简单，力学性能优良，得到了快速发展，目前世界PAN基碳纤维产业及下游应用市场看好，一方面碳纤维应用市场以年均6％-8％的增速不断扩大，应用领域进一步拓宽；另一方面，全球各大碳纤维制造商陆续宣布大幅扩产计划，市场竞争空前激烈。

PAN基碳纤维微结构特征的研究

利用X射线衍射（XRD）,拉曼光谱（Raman）对几种高性能聚丙烯腈（PAN）基碳纤维的微观结构进行了研究,并初步讨论了微观结构对碳纤维机械性能的影响机理。研究结果表明：高强（T系列）碳纤维的微晶约由5～6层石墨平面组成,高强高模（MJ系列）碳纤维的微晶约由10～20层石墨平面组成;晶区取向度是影响碳纤维模量的主要因素,影响碳纤维强度的主要因素随石墨化程度的不同有所改变。

PAN基碳纤维的微观组织结构与力学性能关系研究

采用场发射扫描电子显微镜、广角X射线衍射、元素分析、高分辨透射电子显微镜对东丽T700S、T700G和东邦UT500 3种碳纤维的表面和断面形貌、化学组成及石墨微晶等微观组织结构进行了表征,比较了这3种碳纤维的微观结构差异,并分析了这些差异对力学性能的影响。结果表明,T700G碳元素含量较高,氮元素含量较低,它的石墨微晶尺寸较大,取向度较高,这是它比T700S拉伸模量高但断裂伸长率低的原因;UT500的表面结构与断面结构不如T700S和T700G好,微晶尺寸也较小,但它的直径略细,而且石墨微晶内(002)晶面排列比T700S和T700G更规整,导致UT500的综合力学性能略优于T700S和T700G。

金属离子对PAN基碳纤维结构和性能的影响

采用浸渍的方法,将钠、铁离子引入聚丙烯腈(PAN)纤维。经预氧化、低温碳化后,分别在1200、1300、1500℃温度下,对PAN纤维进行高温碳化处理。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、体密度、力学性能等测试手段研究了金属离子对PAN基碳纤维结构和性能的影响。结果表明,添加金属离子后,1500℃处理的碳纤维(002)面的层间距减小,碳纤维的抗拉强度降低,碳纤维的弹性模量增加;碳纤维横断面结构尺寸大小不一,结构疏松。金属离子的加入,一方面能促进碳纤维的乱层结构向石墨结构的转变,弹性模量增加;另一方面使碳纤维的缺陷增加,抗拉强度降低。

有机电解液电化学改性PAN基碳纤维的表面性能

分别采用脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、三乙醇胺和脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯铵盐3种有机电解液对PAN基碳纤维进行电化学氧化改性,通过化学滴定法、单纤维断裂强度测试和场发射扫描电镜考察改性前后碳纤维表面酸性官能团含量、力学性能及表面形貌的变化规律,得到电化学改性的最佳条件:浓度5%(质量分数)的O_3PNH_4乳液为电解液,电流密度为2A/g,恒温50℃电化学氧化2min。针对改性处理后的碳纤维的表面性能,进行X射线光电子能谱和单纤维接触角测试。结果表明:以O_3PNH_4为电解液对碳纤维电化学改性,可以在不影响碳纤维力学性能的前提下,增加碳纤维表面的酸性官能团,提高碳纤维的表面能。

PAN基碳纤维毡的电热性能

对几种不同型号的 PAN基碳纤维毡进行了电热性能测定和分析。结果表明 :PAN基碳纤维毡具有良好稳定的电热效应 ;不同型号的碳纤维毡的电热效率不同 ;在一定的升温范围 ,PAN基碳纤维毡的稳定温升与输入功率成正比 ;碳纤维毡具有温敏效应 ,随温度升高碳纤维毡的电阻率线性降低 ;温敏效应与电热效应结合 。

高性能PAN基碳纤维及其复合材料在航天领域的应用

对高性能PAN基碳纤维的发展历程、现状以及以其为增强体的复合材料进行了综述,并对高性能PAN基碳纤维增强复合材料在航天领域的主要应用情况进行了介绍,最后对我国高性能碳纤维复合材料的现状及发展重点进行了探讨。

高温热处理温度对PAN基碳纤维结构和力学性能的影响

考察了热处理温度对ＰＡＮ基碳纤维结构和力学性能的影响，为进一步提高碳纤维的力学性能提供了理论依据。

PAN基高模碳纤维阳极氧化的表面处理

采用阳极氧化法对PAN基高模碳纤维进行连续表面处理,重点研究了氧化电流密度对碳纤维宏观力学性能、表面形貌、表面酸性官能团以及碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)层间剪切强度(ILSS)的影响。结果表明,电流密度对纤维力学性能、表面形貌影响不大;氧化后纤维表面总的酸性官能团显著提高,最大增幅达13倍左右;适当的处理条件可使CFRP的ILSS从28.4 MPa提高到80 MPa以上。

热氧化对PAN基碳纤维结构与性能的影响

将PAN基碳纤维在于400-700℃条件下空气中进行热氧化处理,然后利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）、密度梯度管和纤维强力仪研究了其表面化学组成、表面形貌与性能的变化。结果表明：热氧化温度低于600℃时,纤维表面含氧量随热氧化温度升高不断增加,到600℃时氧含量增加了7.11%,主要增加的官能团为羟基、醚键以及羰基,纤维体密度、线密度随热氧化温度变化不明显;700℃时由于含氧官能团的裂解,氧含量有所减少,裂解部分主要为羰基,纤维体密度明显增加,线密度急剧减小;纤维强度随热氧化温度升高不断减小,600℃后减小趋势更加明显;模量随热氧化温度变化不明显。

快速成形中PAN基碳纤维/HA力学性能模拟研究

在人工骨支架增材制造过程中,为了制造出具有不同力学性能的人造骨支架适合不同病患,提出利用分子动力学(Molecular dynamics,MD)模拟方法,研究所用基体复合材料(聚丙烯腈(Poly acrylonitrile,PAN)基碳纤维和羟基磷灰石(Hydroxyapatite,HA))表面之间的相互作用及力学性能。分别在原子模拟凝聚相优化分子势能力场(Condensed-phase optimized molecular potentials for atomistic simulation studies,COMPASS)和通用力场(Universal force field,UFF)下,对比计算HA和PAN基碳纤维/HA的力学性能,并比较其弹性模量和泊松比,证明羟基磷灰石是一种各向异性材料,并给出羟基磷灰石中添加PAN基碳纤维可以有效改善其力学性能。针对沿不同剪切方向上的PAN基碳纤维/羟基磷灰石进行动力学计算,表明在不同的力场下,羟基磷灰石均是在沿(110)剪切面上与聚丙烯腈纤维产生的结合能值较大。结合径向分布函数分析,揭示了PAN/HA复合材料主要是通过PAN中的N原子与HA表面发生强作用,从而提高PAN/HA基体力学性能。