聚丙烯腈热稳定化纤维在碳化过程中的结构变化研究

• 作者: 丁鹏 刘仁虎 张永刚 李德宏 王雪飞 钱鑫
• 来源期刊: 合成纤维工业
• 学科: 工学
• 关键词: 聚丙烯腈纤维 热稳定化纤维 碳化 碳纤维 化学结构 微晶结构
• 年，卷（期）: 2016,（4）
• 所属期刊栏目: 研究与开发
• 页码范围: 9-13,18
• 页数: 6页
• 分类号: TQ342+.74
• 字数: 3981字
• 语种: 中文

摘要

为研究聚丙烯腈（ PAN）热稳定化纤维在连续碳化过程中的结构和力学性能变化，于300～1300℃对PAN稳定化纤维进行热处理，然后采用傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析仪、X射线衍射（XRD）仪、拉曼（ Raman）光谱仪、元素分析仪及纤维强伸仪等表征了纤维的化学结构、微晶结构及拉伸强度。结果表明：当温度达到600℃时，纤维残余氰基消失，结构致密性增大，且强度略有增加；当温度升高到1000℃时，纤维氧含量大幅降低，纤维由梯形结构转变为碳平面结构，晶面堆叠、晶粒尺寸及石墨化程度缓慢增加，拉伸强度逐渐提高；当温度超过1000℃后，微晶结构进一步重排与完善，晶粒尺寸及堆叠层数出现较快增长，同时纤维拉伸强度出现较大提升，体密度先降低后升高。