聚丙烯腈纤维非晶区的取向结构

基于聚丙烯腈(PAN)纤维中氰基缔合,非晶分子链取向并形成短程有序的堆叠结构,采用X射线衍射仪、声速仪和傅里叶变换红外光谱仪对不同牵伸倍率的PAN纤维的非晶区取向结构进行表征,利用取向因子(fa)和取向相分数(Fa)来研究非晶区取向结构,同时提出了PAN纤维非晶区取向结构演变示意图。结果表明,用X射线衍射法所测得的非晶区取向因子与通过声速法计算所得的非晶区取向因子吻合较好,PAN纤维的非晶区取向因子随牵伸倍率的增加而增大,到某一值时增长趋势逐渐变缓;非晶区取向相分数先降低后增加。

凝固张力对聚丙烯腈初生纤维凝聚态的作用机理

控制纺丝工艺中外场条件恒定,通过改变单因素凝固张力制备聚丙烯腈(PAN)初生纤维。运用X射线衍射、傅里叶变换红外、张力仪进行研究,探讨凝固张力对初生纤维凝聚态的影响,并分析其内在作用机理。结果表明,在凝固相分离过程中,凝固张力值影响着分子链构象状态和初生纤维的结晶性;随着凝固张力的增大,分子链螺旋构象成分逐渐增多,结晶度先降低后升高。外加凝固张力和内部分子链构象共同影响着初生纤维的结晶性。

无规聚丙烯腈纤维热处理过程相转变行为的同步辐射研究

使用在线同步辐射广角X射线衍射(WAXD)和原位变温傅里叶红外(FTIR)研究了无规聚丙烯腈(at-PAN)纤维热处理过程中晶区的相转变行为.研究发现,WAXD图像中由(110)晶面衍射形成的衍射弧在加热过程中其q值随温度的变化速率不完全一致,在110℃存在突变点,此温度下晶区的热膨胀率从4.15×10-4nm/K(α1)突变为1.13×10-3nm/K(α2),同时DSC曲线在110℃附近出现放热峰,说明发生了晶胞结构转变.通过升温FTIR测试发现1230 cm-1和1250 cm-1处吸收峰的相对强度随热处理过程也发生变化,两峰峰强分别对应纤维中31螺旋构象与平面锯齿构象的相对含量,通过C=I1250/I1230与热处理温度的关系发现C值在110℃突然急剧减小,说明at-PAN纤维晶区分子链在110℃附近发生了平面锯齿构象向31螺旋构象的剧烈转变,而正是由于这种转变导致晶区层间距的变化使得WAXD图像中衍射弧的位置随温度变化速率不一致,即相转变行为是由分子链构象的变化引起的.