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靜電紡絲法制備聚丙烯腈纖維及其預(yù)氧化的研討
發(fā)表日期：2017-12-08 點(diǎn)擊次數(shù): 910
本文將聚丙烯腈選用靜電紡絲法制得納米纖維，通過預(yù)氧化工藝制備了聚丙烯腈預(yù)氧化纖維。以掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電鏡（TEM）、熱紅外光譜（IR）、X射線衍射（XRD）、熱失重（TG）等為首要表征手法，系統(tǒng)剖析了聚丙烯腈納米纖維、預(yù)氧化纖維的外表形狀和結(jié)構(gòu)功能。 在靜電紡絲進(jìn)程中，研討了溶液濃度、溶劑類型、電壓、接收距離等參數(shù)對纖維直徑的的影響。
通過正交試驗(yàn)對各因子的剖析得出：以二甲基甲酰胺（DMF）溶劑，在11wt％的濃度下，電壓為25kV，距離為20cm能夠制得纖維直徑在80nm左右的聚丙烯腈納米纖維。在預(yù)氧化進(jìn)程中，通過XRD剖析結(jié)果證明了聚丙烯腈鏈狀分子跟著溫度升高逐步演變成安穩(wěn)的梯形結(jié)構(gòu)，結(jié)晶度下降：力學(xué)功能研討標(biāo)明，跟著預(yù)氧化溫度的升高，纖維的剛性逐步增強(qiáng)，開裂伸長首先增大后減小，抗拉強(qiáng)度逐步降低；元素剖析以及熱失重剖析標(biāo)明：預(yù)氧化纖維必須在270℃下恒溫20min才可到達(dá)預(yù)氧化規(guī)范。
聚丙烯腈（PAN）碳纖維因其具有高比強(qiáng)度、高比模量等許多優(yōu)異特性，已被廣泛使用于航空航天工業(yè)中。跟著對碳纖維制品不斷的開發(fā)和使用，碳纖維必將成為一種能夠構(gòu)成巨大產(chǎn)業(yè)帶的根底產(chǎn)品，然后使其具有不行代替性?，F(xiàn)在制備碳納米纖維的辦法有多種，靜電紡絲法是現(xiàn)在僅有能夠直接、接連制備聚合物納米纖維的辦法。跟著靜電紡絲法逐步老練，并逐步完成產(chǎn)業(yè)化，通過靜電紡絲技能制備聚丙烯腈碳納米纖維具有極大的潛在使用價值。在靜電紡制備碳納米纖維的進(jìn)程中，預(yù)氧化是承前（原絲）啟后（碳纖維）的橋梁。通過改動預(yù)氧化參數(shù)得出最佳預(yù)氧化工藝條件，為制備高功能的碳納米纖維提供理論根底，因此預(yù)氧化進(jìn)程也是現(xiàn)在國內(nèi)外學(xué)者科研的首要方向之一。
通過正交試驗(yàn)對各因子的剖析得出：以二甲基甲酰胺（DMF）溶劑，在11wt％的濃度下，電壓為25kV，距離為20cm能夠制得纖維直徑在80nm左右的聚丙烯腈納米纖維。在預(yù)氧化進(jìn)程中，通過XRD剖析結(jié)果證明了聚丙烯腈鏈狀分子跟著溫度升高逐步演變成安穩(wěn)的梯形結(jié)構(gòu)，結(jié)晶度下降：力學(xué)功能研討標(biāo)明，跟著預(yù)氧化溫度的升高，纖維的剛性逐步增強(qiáng)，開裂伸長首先增大后減小，抗拉強(qiáng)度逐步降低；元素剖析以及熱失重剖析標(biāo)明：預(yù)氧化纖維必須在270℃下恒溫20min才可到達(dá)預(yù)氧化規(guī)范。
聚丙烯腈（PAN）碳纖維因其具有高比強(qiáng)度、高比模量等許多優(yōu)異特性，已被廣泛使用于航空航天工業(yè)中。跟著對碳纖維制品不斷的開發(fā)和使用，碳纖維必將成為一種能夠構(gòu)成巨大產(chǎn)業(yè)帶的根底產(chǎn)品，然后使其具有不行代替性?，F(xiàn)在制備碳納米纖維的辦法有多種，靜電紡絲法是現(xiàn)在僅有能夠直接、接連制備聚合物納米纖維的辦法。跟著靜電紡絲法逐步老練，并逐步完成產(chǎn)業(yè)化，通過靜電紡絲技能制備聚丙烯腈碳納米纖維具有極大的潛在使用價值。在靜電紡制備碳納米纖維的進(jìn)程中，預(yù)氧化是承前（原絲）啟后（碳纖維）的橋梁。通過改動預(yù)氧化參數(shù)得出最佳預(yù)氧化工藝條件，為制備高功能的碳納米纖維提供理論根底，因此預(yù)氧化進(jìn)程也是現(xiàn)在國內(nèi)外學(xué)者科研的首要方向之一。