在氮气气氛下,对PAN纤维分别在210～260℃进行热处理,得到不同环构化结构的PAN纤维,并在空气气氛中进行热稳定化处理.借助红外吸收光谱(FT-IR)、固体核磁(13C-NMR)、差示扫描量热分析(DSC)、元素分析(EA)和热重分析(TG)等测试手段,研究氮气中形成的PAN纤维环构化结构特点,及对后续热环化氧化反应的影响.结果表明:在氮气气氛中,随热处理温度从210℃升至260℃,PAN纤维的环化程度提高,不同热处理温度导致了不同PAN纤维环构化结构的形成:其中210～240℃区间内脱氢反应逐渐剧烈,-C=C-C=N-结构逐步增多;230～260℃区间,其易于捕获氧的官能团-CH2-C=C-NH-逐渐增多;随前期热处理温度的升高,前期形成的环构化结构使得后期环化和初步氧化反应可在更低的温度下进行,反应更加缓和,环化更加彻底,有利于生成更加完善的耐热网状梯形结构.
参考文献
| [1] | 贺福;王茂章.碳纤维及其复合材料[M].北京:科学出版社,1997 |
| [2] | 岳中仁 .碳化过程中预氧化PAN纤维的热分析[J].炭素技术,1990,9(02):14-18. |
| [3] | Vickers PE.;Perruchot C.;Chehimi MM.;Watts JF. .The surface chemistry and acid-base properties of a PAN-based carbon fibre[J].Carbon: An International Journal Sponsored by the American Carbon Society,2000(5):675-689. |
| [4] | 宋云鹏,吕永根,秦显营,杨常玲.氮气中环化热处理对聚丙烯腈纤维不熔化的影响[J].材料导报,2009(18):54-56. |
| [5] | Standage A E;Matkowshy R .Structure of oxidized polyacylonitrile[J].Nature,1969,224:688-689. |
| [6] | 吕春祥,吴刚平,吕永根,李开喜,李永红,梁晓怿,贺福,凌立成.聚丙烯腈原丝氧化工艺的研究[J].新型炭材料,2003(03):186-190. |
| [7] | 杨茂伟,王成国,王延相,何东新,朱波.聚丙烯腈原丝的预氧化过程研究[J].合成纤维工业,2005(06):5-8. |
| [8] | Collins G L;Thomas N w;Williams G E .Kinetic relationships between heat generation and nitrile consumption in the reaction of polyacrylonitrile in air at 265℃[J].CARBO,1988,26(05):671-679. |
| [9] | Ouyang Q;Cheng L;Wang HJ;Li KX .Mechanism and kinetics of the stabilization reactions of itaconic acid-modified polyacrylonitrile[J].Polymer Degradation and Stability,2008(8):1415-1421. |
| [10] | Kenneth L G;Dorothy L;Jeanette G G .Investigations ofthe assignment ofthe 2190 cm-1infrared band in polyfumaronitrile[J].Canadian Journal of Chemistry,1985,63(07):1960-1966. |
| [11] | Coleman M M;Petcavich R J .Fourier transform infrared studies on the thermal degradation of polyacrylonitrile[J].Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics,1978,16:821-832. |
上一张
下一张
上一张
下一张
计量
- 下载量()
- 访问量()
文章评分
- 您的评分：
-
10%
-
20%
-
30%
-
40%
-
50%