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温度梯度对PAN预氧纤维低温碳化阶段结构演变的影响

发布时间:2024-04-08 20:00
  在低温碳化阶段,PAN预氧纤维经热裂解重组形成乱层石墨结构的雏形,并进一步将该结构遗传至碳纤维,进而影响PAN基碳纤维的结构与性能。研究低温碳化阶段纤维结构的演变规律,对于调控PAN基碳纤维的结构与性能具有重要意义。本文采用13C固体核磁共振谱图(13C-NMR)、拉曼光谱(Raman)、X射线衍射(XRD)和力学性能分析等手段,研究了预氧纤维在低温碳化阶段的反应进程,温度梯度对纤维结构演变的影响,以及低温碳化纤维的结构对PAN碳纤维结构与性能的影响。研究结果表明:(1)按纤维内部反应类型的差异将低温碳化温度分为两个阶段:热处理温度低于550℃时,纤维内以线型分子的裂解反应以及分子内环化、芳构化反应为主;热处理温度高于550℃时,随着线型分子裂解完全,纤维的芳构化程度提升,纤维内以分子间交联反应为主。在350~500℃的范围内,纤维的支链化程度随热处理温度的提升先升高后下降,在450℃时取得最高值。(2)采用三温区管式炉对预氧纤维进行低温碳化处理时,温度梯度的改变会使预氧纤维的结构演变进程产生明显差异。在350℃到650℃的升温跨度内,随第二温区温度的升高(400~550℃范围内),纤...

【文章页数】:90 页

【学位级别】:硕士

【部分图文】:

图1-2石墨结构以及乱层石墨结构模型??Fig.1-2?The?model?of?graphite?structure?and?disordered?graphite?structure??

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图1_4高模量PAN碳纤维的3D模型??Fig.1-4?The?3D-carbon?structure?model?of?a?high-modulus?PAN?carbon?fiber??

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?第一章绪论???图1_4高模量PAN碳纤维的3D模型??Fig.1-4?The?3D-carbon?structure?model?of?a?high-modulus?PAN?carbon?fiber??Bennet和J〇hnS〇n[3()]在前人提出的碳纤维结构模型基础之上,....


图1-5?PAN碳纤维的三维结构模型??Fig.1-5?The?three-dimension?structure?model?of?PAN?carbon?fiber??

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图1-8?PAN分子链的(a)螺旋型构象和(b)平面Z型锯齿构象??Fig.1-8?Conformations?of?PAN?molecular?chain?(a)?Helix?conformation?and??

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本文编号:3948734

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