PAN預氧絲結構對碳纖維致密結構的影響.pdf

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

2、氧纖維的預氧化程度;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分析預氧纖維存在的官能團及其相對含量;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構變化。將預氧纖維的結構變化與相應碳纖維的結構關聯(lián)對比后，研究、建立兩者之間的關系。研究結果表明:
　　

3、1.預氧纖維結構中存在對碳纖維致密結構產(chǎn)生影響的特征預氧結構:芳香碳結構、亞腈基結構和羰基結構。芳香碳結構和亞腈基結構統(tǒng)稱為特征環(huán)化結構，羰基結構為特征含氧結構。
　　 2.特征環(huán)化結構對碳纖維致密結構的形成存在正效應，特征含氧結構對碳纖維致密結構的形成存在負效應。
　　 3.特征環(huán)化結構的正效應可抵消特征含氧結構的負效應。
　　 4.預氧纖維中特征環(huán)化結構越多，預氧纖維熱穩(wěn)定性越好，在炭化過程中纖維失重越小，其