不同牽伸倍數(shù)的聚丙烯腈原絲的結構表征及其力學性能研究.pdf

1、聚丙烯腈（Polyacrylonitrile-PAN）纖維是制備高性能碳纖維的重要前驅(qū)體之一。原絲的性質(zhì)對其最終產(chǎn)品碳纖維有著舉足輕重的影響。因此，研究聚丙烯腈原絲的微觀結構與其力學性能的關系，對改善碳纖維的質(zhì)量和性能是至關重要的。
　　 本論文利用X-射線粉末衍射、X-射線極圖、聲速法、雙折射法、顯微紅外二向色性法、掃描電子顯微鏡以及單絲拉伸等測試手段并結合模型及理論對具有不同拉伸倍數(shù)的聚丙烯腈原絲的微觀結構與性能進行了系統(tǒng)的

2、實驗研究和理論預測。其結果表明：由于纖維一級牽伸的倍數(shù)十分有限，因此必須采用二級或多級牽伸使纖維具備所需要的力學性能；原絲表面存在多種形態(tài)的各種缺陷，應最大限度地減少缺陷數(shù)目和減小缺陷尺寸，這也對紡絲技術及設備也提出了更高的要求；由X-射線粉末衍射得到的兩組原絲的結晶度均隨拉伸倍數(shù)的增加而增加，而晶面間距沒有太大變化；由聲速法、雙折射法、極圖法和紅外二向色性法測定的取向度表明原絲的取向系數(shù)均隨拉伸程度的增加而提高，適當?shù)臓可煊欣谛纬擅?/p>

3、實的取向結構，從而改善其力學性能，但牽伸過程中應控制一定的張力；由X-射線衍射極圖測得的取向度與Crawford和Kolsky的假仿射模型有較好的吻合，同時計算得出當一級牽伸溫度為50℃和二級牽伸溫度為150℃時有效拉伸倍數(shù)中p和g值分別為0.49和0.98，表明高溫二級牽伸對有效形變率的影響遠遠大于一級牽伸；原絲的拉伸模量、斷裂強度等力學性能也隨著拉伸倍數(shù)的增加而增加。表明紡絲過程中適度牽伸，可使原絲兼具高強度和適當彈性的特點，從而達