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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): 923
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(duì)纖維直徑的的影響。
通過正交試驗(yàn)對(duì)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(zhǎng)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(duì)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。現(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(jià)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(dòng)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(guó)內(nèi)外學(xué)者科研的首要方向之一。
通過正交試驗(yàn)對(duì)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(zhǎng)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(duì)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。現(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(jià)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(dòng)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(guó)內(nèi)外學(xué)者科研的首要方向之一。