碳纖維因其具備的優(yōu)良性能,現(xiàn)已成為國防軍工和民用領域的一種不可或缺的材料。在工業(yè)生產中,聚丙烯腈(PAN)基碳纖維占據(jù)主導地位,干噴濕紡工藝作為PAN基碳纖維原絲制備的主要工藝之一,因具有快速高效的特點而受到業(yè)界的高度重視。同時,由于干噴濕紡的干段拉伸,高倍率牽伸等工藝的特殊性,它對PAN原液的品質提出了更為苛刻的要求。然而在丙烯腈(AN)連續(xù)溶液聚合的生產過程中,溶液中凝膠的形成儼然成為了影響原絲及其碳纖維質量和性能的重要因素。因此,開展丙烯腈連續(xù)溶液聚合中凝膠的形成機制研究,將成為研發(fā)相應凝膠抑制技術的科學基礎,具有重要的意義。本文從實際生產及其改造試生產中所產生的凝膠現(xiàn)象分析入手,根據(jù)凝膠在金屬、陶瓷和低表面能塑料等材質表面的產生進行行為分析,跟蹤研究不同凝膠的形成規(guī)律,揭示凝膠產生的內在機制。研究結果表明:1、聚合釜內壁都有降低表面能的趨勢,當其表面流動的原液流速相對變緩時,原液內部的PAN分子鏈會因為內壁的吸附而相互交錯纏繞并疊加抱團,進而脫溶劑化形成吸附型凝膠生長點。眾多凝膠生長點表面裸露的大量PAN分子鏈段,進一步通過分子間作用力吸附原液中的PAN分子鏈段,并與之交錯纏繞...

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１?ＰＡＮ基碳纖維生產過程簡圖??Ｆｉｇ．?１－１?Ｔｈｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ＰＡＮ－ｂａｓｅｄ?ｃａｒｂｏｎ?ｆｉｂｅｒ?ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ??

維成品的強度較低，國內應用領域較少，??主要用作剎車片、保溫氈等。ＰＡＮ基碳纖維以丙烯腈（ＡＮ）為原料，生產工藝簡單，??產量占據(jù)世界碳纖維總產量的９０％以上［１２］，隨著航天航空、軌道交通［１３１等相關行業(yè)的??迅速發(fā)展，市場對高性能碳纖維及其復合材料的需求也在日益增長Ｍｌ。Ｐ....

圖１－２?ＰＡＮ聚合工藝簡圖??Ｆｉｇ．?１－２?Ｔｈｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ＰＡＮ?ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ??

????碳纖維用ＰＡＮ原液的聚合方法主要可分為沉淀聚合及溶液聚合。目前，ＰＡＮ溶??液聚合主要采用的是自由基溶液聚合，該聚合方法在學術研究和工業(yè)應用上都比較成??熟和完善＠１。溶液聚合因其生產的ＰＡＮ原液無需分離就能直接用來供紡，又被稱作??一步法。圖１－２是連續(xù)溶液聚合的示意圖....

圖１－４?ＰＡＮ－ＰＣ凝膠的廣角Ｘ射線衍射圖（ＰＡＮ質量分數(shù)２０％）??Ｆｉｇ．?１－４?Ｗｉｄｅ－ａｎｇｌｅ?ｘ－ｒａｙ?ｄｉｆｆｒａｃｔｏｇｒａｍ?ｆｒｏｍ?ＰＡＮ－ＰＣ?ｇｅｌｓ?（ＰＡＮ?ｍａｓｓ?ｆｒａｃｔｉｏｎ?２０％）??

?北京化工大學碩士學位論文???５．００??４．０５??３．２０??２．４５??Ｉ?１．８。??：１２５?／??｜?ｏ．ａｏ??°?０．４５?＾＾＾??０．２０??０．０５??５．０?１０．０?１５．０?２０．０?２５．０?３０．０?３５．０?４０．０??２?０?（ｄｅｇｒｅｅｓ....

圖１－７凝膠化導致相分離示意圖??

????１．３．２．２?ＰＡＮ凝膠與分子間偶極作用的關系??Ｌａｂｕｄｚｉｎｓｋａ和Ｚｉａｂ丨ｃｋｉ［３５】早在１９７１年就提出，當大分子間存在強相互作用時（如??氫鍵等強范德華力），就會形成類似于分子交聯(lián)的特性，產生大分子網絡，使流體溶??液轉變成彈性凝膠（圖１－６），在逐步凝....

本文編號：3921306