優(yōu)質(zhì)的聚丙烯腈（PAN）原絲是生產(chǎn)高性能碳纖維的前提,而初生纖維的致密性則是決定原絲質(zhì)量的關(guān)鍵。研究PAN初生纖維與原絲的結(jié)構(gòu),了解它們的內(nèi)在聯(lián)系,對改善PAN初生纖維的致密性和提高原絲的質(zhì)量具有重要的理論指導意義。本文研究的對象為PAN初生纖維和原絲,它們均采用干噴濕法工藝制備。利用高分辨透射電鏡（HRTEM）、掃描電鏡（SEM）對纖維樣品的形貌進行觀察分析,利用X射線衍射儀（XRD）、傅立葉紅外光譜儀（FTIR）、全自動快速比表面積及介孔/微孔分析儀（ASAP2020）等測試分析技術(shù)對纖維的結(jié)構(gòu)進行表征。研究了干燥處理方式對PAN初生纖維結(jié)構(gòu)與性能的影響;研究了空氣層高度和凝固浴牽伸對初生纖維結(jié)構(gòu)的影響;利用超薄切片技術(shù)研究了纖維的微結(jié)構(gòu);利用皮芯分離、超聲刻蝕和溶劑刻蝕法研究了 PAN原絲的原纖結(jié)構(gòu),建立纖維模型。PAN初生纖維是從第一凝固浴收取的凝固絲條,里面含有一定的溶劑,而表征纖維結(jié)構(gòu)的測試儀器要求樣品干燥。因此需要對纖維進行干燥處理。本文分別利用丙酮、乙醇和水對PAN初生纖維進行浸泡、清洗、干燥,并利用冷凍干燥法制備干燥樣品,研究了不同溶劑處理和冷凍干燥對PAN初生纖維的... 

【文章來源】：山東大學山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２?ＰＡＮ原絲的紡絲工藝流程圖??Ｆｉｇ．?１．２?Ｆｌｏｗ?ｃｈａｒｔ?ｏｆ?ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ＰＡＮ?ｐｒｅｃｕｒｓｏｒｓ??

，、的排列等結(jié)構(gòu)在紡絲過程中會保留下來，嚴重影響原絲原纖結(jié)構(gòu)的形成和原絲??質(zhì)量［５６］。因此，研究初生纖維的成形過程對制備高質(zhì)量的原絲具有重要的意義。??．１?ＰＡＮ初生纖維的成形??ＰＡＮ初生纖維在成形過程中，紡絲原液在計量泵的驅(qū)動下經(jīng)噴絲帽的細孔??出，原液細流內(nèi)部的二甲基亞砜（ＤＭＳＯ）溶劑由內(nèi)向外擴散，在細流表面形成??的薄層，可以減少大孔洞的形成。第一凝固浴中的溶液是ＤＭＳＯ與水按一??比例混合的溶液，該溶液中ＤＭＳＯ的濃度較低，紡絲原液中ＤＭＳＯ的濃度較??，水作為凝固劑。通過空氣層進入凝固浴的細流與凝固浴中的溶液之間存在濃??差，在濃度梯度的作用下發(fā)生雙擴散，凝膠絲條中的ＤＭＳＯ向溶液中擴散，??液中的水逐漸往絲條里滲透。如圖１．３所示，雙擴散的路徑由外到里逐層進行，??后形成均相的凝膠狀纖維，即初生纖維［５７］。在凝固過程中，ＰＡＮ分子鏈的構(gòu)??、分子鏈的迨動和取向、分子間的位置均會發(fā)生變化［５８＾］。??

１．６本文的研究意義和內(nèi)容??綜上分析，關(guān)于濕紡ＰＡＮ初生纖維結(jié)構(gòu)的研究己經(jīng)取得較大的進展，但是??對干噴濕紡ＰＡＮ初生纖維的研究較少ｔ％。此外，ＰＡＮ初生纖維的成形過程和致??密化機理問題尚未得到解決；ＰＡＮ初生纖維的微結(jié)構(gòu)與原絲的原纖結(jié)構(gòu)的關(guān)系??需要進一步研究。為了實現(xiàn)ＰＡＮ初生纖維結(jié)構(gòu)的可控性，從而生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的原??絲，研究ＰＡＮ初生纖維的微結(jié)構(gòu)以及原絲原纖結(jié)構(gòu)對提高原絲質(zhì)量具有重要的??意義。??本文從以下幾個方面展開研究與討論：??（１?）研究干燥方式對初生纖維結(jié)構(gòu)與性能的影響；??（２）研究空氣層高度和凝固浴牽伸對ＰＡＮ初生纖維結(jié)構(gòu)的影響；??（３?）制備ＰＡＮ初生纖維超薄切片，探究ＰＡＮ初生纖維的微結(jié)構(gòu)：??（４）研究ＰＡＮ原絲的原纖結(jié)構(gòu)，探究ＰＡＮ初生纖維微結(jié)構(gòu)與原絲結(jié)構(gòu)的??

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]干噴濕紡聚丙烯腈纖維結(jié)構(gòu)形成及其演變過程的研究[D]. 高權(quán).山東大學 2017
[2]聚丙烯腈初生纖維和原絲原纖結(jié)構(gòu)探究[D]. 黃雨霞.山東大學 2016
[3]干噴濕紡聚丙烯腈初生纖維結(jié)構(gòu)研究[D]. 康魯浩.山東大學 2015
[4]紡絲過程中聚丙烯腈纖維結(jié)構(gòu)及其演變的研究[D]. 趙紅琨.山東大學 2014
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本文編號：2924200