丙三醇体系下PAN初生纤维结构特征研究
发布时间：2023-03-25 04:41
聚丙烯腈(PAN)原丝的结构特征是PAN基碳纤维的基本结构与性能的基础,而圆形、均质、致密、缺陷少的PAN初生纤维是制备具有优异结构的PAN原丝的先决条件。由纺丝原液细流经凝固成形为PAN初生纤维,传统凝固浴中的沉淀剂-水的凝固能力过强,容易在初生纤维中产生缺陷结构。为此,本文优选有机凝固剂,探究PAN初生纤维的凝固成形机理,研究新凝固体系下PAN初生纤维结构,对制备高性能的PAN原丝具有重要意义。本文从纤维成形的凝固浴外场条件着手,改变凝固浴体系、凝固温度和凝固时间,利用紫外(UV)分析了 PAN初生纤维组成成分,采用光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)观察了 PAN初生纤维形貌,利用广角X射线衍射技术(XRD)和全自动比表面及孔隙度分析仪(BET)表征了 PAN初生纤维晶态结构及孔隙结构。通过不同非溶剂对PAN-DMSO溶液的浊点滴定实验,研究了不同非溶剂形成的浊点体系相关粒度参数,确定丙三醇为合适的凝固浴介质。通过表征PAN初生纤维的成分组成、结晶参数、断面形貌、孔隙结构等,研究了凝固浴温度、凝固时间和凝固浴介质对初生纤维结构及成形过程的影响。(1)水、乙醇、丙三醇都是P...
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 聚丙烯腈基碳纤维简述
1.1.1 碳纤维分类
1.1.2 PAN基碳纤维发展
1.2 PAN基碳纤维的制备
1.2.1 聚合制备PAN纺丝原液
1.2.2 纺丝制备PAN原丝
1.2.3 预氧化和碳化制备PAN基碳纤维
1.3 PAN凝固成形过程的双扩散及相分离
1.3.1 双扩散
1.3.2 相分离
1.4 PAN初生纤维形态结构研究
1.4.1 PAN初生纤维截面形貌研究
1.4.2 PAN初生纤维微孔结构研究
1.5 PAN初生纤维结晶结构研究
1.5.1 PAN的微观结构及其纤维晶态结构模型
1.5.2 PAN初生纤维的晶态结构影响因素
1.6 课题的研究意义和研究内容
1.6.1 研究目的及意义
1.6.2 研究内容
第二章 实验部分
2.1 实验原料
2.2 实验方案
2.2.1 实验思路
2.2.2 PAN初生纤维的制备
2.3 测试表征方法
2.3.1 三元体系下PAN粒度分析
2.3.2 PAN初生纤维成分分析
2.3.3 PAN初生纤维截面形貌光学分析
2.3.4 PAN初生纤维断面形貌扫描电镜分析
2.3.5 PAN初生纤维结晶结构分析
2.3.6 PAN初生纤维孔隙结构分析
第三章 结果与讨论
3.1 丙三醇对聚丙烯腈溶液相变的影响
3.1.1 丙三醇对聚丙烯腈溶液相变的影响
3.1.2 温度对聚丙烯腈溶液在丙三醇体系相变的影响
3.2 外场环境对丙三醇体系形成的PAN初生纤维成分影响
3.2.1 外场环境对PAN初生纤维成分影响
3.2.2 丙三醇凝固体系形成的PAN初生纤维成分特点
3.3 外场环境对丙三醇体系形成的PAN初生纤维结晶结构影响
3.3.1 外场环境对PAN初生纤维结晶结构影响
3.3.1.1 凝固浴温度对PAN初生纤维结晶结构影响
3.3.1.2 凝固时间对PAN初生纤维结晶结构影响
3.3.2 丙三醇凝固体系形成的PAN初生纤维结晶结构特点
3.4 外场环境对丙三醇体系形成的PAN初生纤维截面形貌影响
3.4.1 外场环境对PAN初生纤维截面形貌影响
3.4.1.1 凝固浴温度对PAN初生纤维截面形貌影响
3.4.1.2 凝固时间对PAN初生纤维截面形貌影响
3.4.2 丙三醇凝固体系形成的PAN初生纤维截面形貌特点
3.5 外场环境对丙三醇体系形成的PAN初生纤维孔隙结构影响
3.5.1 外场环境对PAN初生纤维孔隙结构影响
3.5.1.1 凝固浴温度对PAN初生纤维孔隙结构影响
3.5.1.2 凝固时间对PAN初生纤维孔隙结构影响
3.5.2 丙三醇凝固体系形成的PAN初生纤维孔隙结构特点
3.6 丙三醇体系PAN初生纤维成形机理及结构特征
第四章 结论
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的研究成果
作者简介
导师简介
附件
本文编号：3770560
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 聚丙烯腈基碳纤维简述
1.1.1 碳纤维分类
1.1.2 PAN基碳纤维发展
1.2 PAN基碳纤维的制备
1.2.1 聚合制备PAN纺丝原液
1.2.2 纺丝制备PAN原丝
1.2.3 预氧化和碳化制备PAN基碳纤维
1.3 PAN凝固成形过程的双扩散及相分离
1.3.1 双扩散
1.3.2 相分离
1.4 PAN初生纤维形态结构研究
1.4.1 PAN初生纤维截面形貌研究
1.4.2 PAN初生纤维微孔结构研究
1.5 PAN初生纤维结晶结构研究
1.5.1 PAN的微观结构及其纤维晶态结构模型
1.5.2 PAN初生纤维的晶态结构影响因素
1.6 课题的研究意义和研究内容
1.6.1 研究目的及意义
1.6.2 研究内容
第二章 实验部分
2.1 实验原料
2.2 实验方案
2.2.1 实验思路
2.2.2 PAN初生纤维的制备
2.3 测试表征方法
2.3.1 三元体系下PAN粒度分析
2.3.2 PAN初生纤维成分分析
2.3.3 PAN初生纤维截面形貌光学分析
2.3.4 PAN初生纤维断面形貌扫描电镜分析
2.3.5 PAN初生纤维结晶结构分析
2.3.6 PAN初生纤维孔隙结构分析
第三章 结果与讨论
3.1 丙三醇对聚丙烯腈溶液相变的影响
3.1.1 丙三醇对聚丙烯腈溶液相变的影响
3.1.2 温度对聚丙烯腈溶液在丙三醇体系相变的影响
3.2 外场环境对丙三醇体系形成的PAN初生纤维成分影响
3.2.1 外场环境对PAN初生纤维成分影响
3.2.2 丙三醇凝固体系形成的PAN初生纤维成分特点
3.3 外场环境对丙三醇体系形成的PAN初生纤维结晶结构影响
3.3.1 外场环境对PAN初生纤维结晶结构影响
3.3.1.1 凝固浴温度对PAN初生纤维结晶结构影响
3.3.1.2 凝固时间对PAN初生纤维结晶结构影响
3.3.2 丙三醇凝固体系形成的PAN初生纤维结晶结构特点
3.4 外场环境对丙三醇体系形成的PAN初生纤维截面形貌影响
3.4.1 外场环境对PAN初生纤维截面形貌影响
3.4.1.1 凝固浴温度对PAN初生纤维截面形貌影响
3.4.1.2 凝固时间对PAN初生纤维截面形貌影响
3.4.2 丙三醇凝固体系形成的PAN初生纤维截面形貌特点
3.5 外场环境对丙三醇体系形成的PAN初生纤维孔隙结构影响
3.5.1 外场环境对PAN初生纤维孔隙结构影响
3.5.1.1 凝固浴温度对PAN初生纤维孔隙结构影响
3.5.1.2 凝固时间对PAN初生纤维孔隙结构影响
3.5.2 丙三醇凝固体系形成的PAN初生纤维孔隙结构特点
3.6 丙三醇体系PAN初生纤维成形机理及结构特征
第四章 结论
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的研究成果
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导师简介
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本文编号：3770560
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