PAN預(yù)氧絲結(jié)構(gòu)對碳纖維致密結(jié)構(gòu)的影響.pdf

1、碳纖維是以其具有高比強(qiáng)度、高比模量等優(yōu)異性能而被廣泛關(guān)注和使用的。碳纖維強(qiáng)度和模量的提高一直是圍繞碳纖維研究的焦點(diǎn)。碳纖維結(jié)構(gòu)致密程度會直接影響碳纖維強(qiáng)度及模量，而預(yù)氧纖維結(jié)構(gòu)是碳纖維致密結(jié)構(gòu)形成的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。不同預(yù)氧纖維結(jié)構(gòu)在炭化過程中經(jīng)裂解、重排作用形成致密度不同的碳纖維結(jié)構(gòu)。因此，研究預(yù)氧結(jié)構(gòu)與碳纖維致密結(jié)構(gòu)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系具有十分重要的指導(dǎo)意義。
　　 本文采用差示掃描量熱分析儀(DSC)分析預(yù)氧纖維的環(huán)化程度，并以此表征預(yù)

2、氧纖維的預(yù)氧化程度;采用元素分析儀(EA)分析不同樣品中C、H、N、O四種元素的百分比含量;采用熱失重分析儀(TG)模擬預(yù)氧纖維的炭化過程，分析纖維在炭化過程中質(zhì)量變化，研究纖維的熱穩(wěn)定性;采用固體13C-NMR及XPS分析預(yù)氧纖維存在的官能團(tuán)及其相對含量;采用拉曼光譜儀、X射線衍射儀以及密度梯度管三種測試儀器表征碳纖維的結(jié)構(gòu)變化。將預(yù)氧纖維的結(jié)構(gòu)變化與相應(yīng)碳纖維的結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)對比后，研究、建立兩者之間的關(guān)系。研究結(jié)果表明:
　　

3、1.預(yù)氧纖維結(jié)構(gòu)中存在對碳纖維致密結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響的特征預(yù)氧結(jié)構(gòu):芳香碳結(jié)構(gòu)、亞腈基結(jié)構(gòu)和羰基結(jié)構(gòu)。芳香碳結(jié)構(gòu)和亞腈基結(jié)構(gòu)統(tǒng)稱為特征環(huán)化結(jié)構(gòu)，羰基結(jié)構(gòu)為特征含氧結(jié)構(gòu)。
　　 2.特征環(huán)化結(jié)構(gòu)對碳纖維致密結(jié)構(gòu)的形成存在正效應(yīng)，特征含氧結(jié)構(gòu)對碳纖維致密結(jié)構(gòu)的形成存在負(fù)效應(yīng)。
　　 3.特征環(huán)化結(jié)構(gòu)的正效應(yīng)可抵消特征含氧結(jié)構(gòu)的負(fù)效應(yīng)。
　　 4.預(yù)氧纖維中特征環(huán)化結(jié)構(gòu)越多，預(yù)氧纖維熱穩(wěn)定性越好，在炭化過程中纖維失重越小，其