四元共聚及氨化改性PAN原丝及其碳纤维研究

• 作者: 吴斌 张勇 徐永花 李崇俊 王华 许东
• 来源期刊: 高科技纤维与应用
• 学科: 工学
• 关键词: 聚丙烯腈原丝 四元共聚 氨化改性 碳纤维 性能 研究
• 年，卷（期）: 2012,（3）
• 所属期刊栏目: 试验研究
• 页码范围: 11-19,36
• 页数: 10页
• 分类号: TQ342.31|TQ342.742
• 字数: 7430字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1007-9815.2012.03.003

摘要

在工程线上进行了四元共聚及四元氨化改性聚丙烯腈（PAN）原丝及其碳纤维研制。采用浊点测试法表征了含磺酸基第四单体纺丝液的亲水性,并确定了其共聚含量;通过动态机械分析（DMA）和差示扫描量热分析（DSC）分别测试了氨化前后原丝的玻璃化转变温度（Tg）和预氧化特性。采用质量膨润度、原丝碘吸附量、结晶取向度、原丝体密度等表征了氨化前后四元共聚原丝的结构致密性。结果表明,氨化改性较磺酸基第四单体可显著提高四元共聚纺丝液的亲水性;红外光谱证明第四单体共聚于PAN分子链中;氨化后PAN原丝Tg升高约2.6℃,达到111.28℃;氨化未改变预氧化的峰顶温度。质量膨润度及原丝体密度表明氨化提高了原丝的致密性,但结晶取向度和原丝拉伸模量下降。工程线上碳纤维生产结果表明,四元氨化改性碳纤维强度〉3 500 MPa的合格率较四元共聚的提高12%,达到90%,同时钩接强力也由四元的76 N提高到87 N。