PAN纖維在預(yù)氧化進程中由于受熱機制和環(huán)境氧擴散動力學(xué)的影響,呈現(xiàn)一種特有的徑向結(jié)構(gòu)。這類徑向上的差別會致使碳化過程當(dāng)中的裂解重組在徑向上也存在差別,使經(jīng)過碳化后得到的碳纖維存在一定的徑向分布差異即碳纖維的皮芯結(jié)構(gòu)。優(yōu)化預(yù)氧結(jié)構(gòu)徑向分布,構(gòu)建預(yù)氧結(jié)構(gòu)與碳纖維結(jié)構(gòu)的聯(lián)系,對制備高性能的碳纖維具備指導(dǎo)意義。本文采用光密度法,拉曼光譜,核磁,熱失重分析等不同研究手段,通過溫度控制預(yù)氧化反應(yīng)速率,制得含有不同徑向結(jié)構(gòu)的預(yù)氧纖維,采用超細纖維的過程模擬,用模型纖維結(jié)構(gòu)來合理描述預(yù)氧纖維徑向不同區(qū)域的結(jié)構(gòu)特征,并以此進一步探究預(yù)氧化纖維徑向結(jié)構(gòu)在高溫處理過程中的演變特征,構(gòu)建預(yù)氧結(jié)構(gòu)與碳纖維結(jié)構(gòu)的關(guān)系。研究結(jié)果表明:1.PAN纖維的預(yù)氧化反應(yīng)會導(dǎo)致纖維存在傳統(tǒng)的皮芯結(jié)構(gòu),其中皮部為相對高反應(yīng)區(qū)域,芯部為相對低反應(yīng)區(qū)域。根據(jù)預(yù)氧化的反應(yīng)進程,可以將預(yù)氧化過程分為早期、中期和末期三個階段。與常規(guī)的預(yù)氧化反應(yīng)速率相比,整體提高PAN纖維的預(yù)氧化反應(yīng)速率,脫氫指數(shù)Gh由65.3%增加到78%,環(huán)化指數(shù)RCI由55.3%增加到56.7%。不僅提高纖維的整體預(yù)氧化反應(yīng)程度,也可促進相對高反應(yīng)區(qū)域向纖維更深區(qū)域... 

【文章來源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：102 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 PAN基碳纖維
        1.1.1 PAN基碳纖維概述
        1.1.2 PAN基碳纖維應(yīng)用領(lǐng)域
        1.1.3 PAN基碳纖維的結(jié)構(gòu)特征
    1.2 碳纖維制備過程
        1.2.1 PAN原絲纖維制備流程
        1.2.2 PAN預(yù)氧纖維的制備
        1.2.3 PAN基碳纖維的制備
    1.3 PAN纖維預(yù)氧化進程中的結(jié)構(gòu)演變
        1.3.1 預(yù)氧化進程的主要反應(yīng)
        1.3.2 預(yù)氧化進程中的溫度效應(yīng)
        1.3.3 預(yù)氧纖維的皮芯結(jié)構(gòu)
    1.4 預(yù)氧纖維結(jié)構(gòu)對碳化過程的影響
        1.4.1 預(yù)氧結(jié)構(gòu)在碳化階段的化學(xué)反應(yīng)
        1.4.2 預(yù)氧纖維結(jié)構(gòu)對碳化過程的影響
    1.5 本論文研究意義及內(nèi)容
第二章 實驗部分
    2.1 實驗原料
    2.2 實驗方案
        2.2.1 預(yù)氧纖維制備
        2.2.2 碳纖維制備
    2.3 表征方法
        2.3.1 固體核磁
        2.3.2 熱失重分析
        2.3.3 光學(xué)顯微鏡
        2.3.4 差示掃描量熱
        2.3.5 拉曼光譜
        2.3.6 X射線光電子能譜儀
        2.3.7 力學(xué)性能測試
第三章 結(jié)果與討論
    3.1 PAN纖維預(yù)氧結(jié)構(gòu)及其徑向分布調(diào)控
        3.1.1 PAN纖維預(yù)氧化反應(yīng)速率對結(jié)構(gòu)及其分布的影響
        3.1.2 中期反應(yīng)速率對PAN纖維預(yù)氧徑向結(jié)構(gòu)的影響
        3.1.3 初期反應(yīng)速率對PAN纖維預(yù)氧徑向結(jié)構(gòu)的影響
        3.1.4 小結(jié)
    3.2 PAN預(yù)氧纖維徑向化學(xué)結(jié)構(gòu)特征
        3.2.1 環(huán)境氧對PAN纖維預(yù)氧化反應(yīng)的影響
        3.2.2 環(huán)境氧對PAN纖維結(jié)構(gòu)的影響
        3.2.3 PAN預(yù)氧纖維徑向結(jié)構(gòu)分析
        3.2.4 小結(jié)
    3.3 預(yù)氧纖維徑向結(jié)構(gòu)分布與碳纖維結(jié)構(gòu)性能關(guān)聯(lián)性探究
        3.3.1 PAN預(yù)氧纖維徑向結(jié)構(gòu)的高溫演變
        3.3.2 PAN纖維預(yù)氧行為對其碳纖維結(jié)構(gòu)的影響
        3.3.3 PAN纖維預(yù)氧結(jié)構(gòu)徑向分布對其碳纖維性能的影響
        3.3.4 小結(jié)
第四章 結(jié)論
參考文獻
致謝
科研成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
作者簡介
導(dǎo)師簡介
附件


【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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[9]PAN纖維低溫碳化過程結(jié)構(gòu)演變規(guī)律研究[D]. 張琨.北京化工大學(xué) 2013
[10]PAN纖維聚集態(tài)結(jié)構(gòu)與預(yù)氧化進程的相關(guān)性研究[D]. 袁俊崧.北京化工大學(xué) 2013



本文編號：3444743