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Polyacrylonitrile (PAN)-based activated carbon fibers (A CFs) are amorphous graphiticcarbon, consisting of sp2 hexagonal carbon layers with different sizes of pores rangingfrom micropores to macropores. The microstructure, including graphite-like micro-crystal, surface chemistry, pore size distributions and so on, of PAN activated carbonfibers prepared by different activation methods were investigated by element onalysis(EA ), X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and infraredspectra. The XRD patterns show that PAN-ACFs activated by different methods areof amorphous diffraction characteristic but composed of very small graphitic crystal-lites. The surface functional groups were analyzed by XPS and FT-IR spectra. Thesamples activated by air possess relatively abundant oxygen functional groups, and thesamples activated by potassium hydroxide possess less oxygen functional groups. Thisis attributed to the different activation mechanisms.

关键词: activated carbon fiber , null , null , null

PAN基静电纺纳米纤维毡的预氧化、碳化研究

余阳 , 周美华 , 薛刚

材料导报

对PAN基静电纺纳米纤维毡进行了预氧化和碳化研究.通过热重分析仪、电子万能试验机、场发射电镜、傅立叶变换红外-拉曼光谱仪、X衍射仪等分析手段对纳米纤维毡、预氧化纤维毡和碳纤维毡进行了表征,研究了热处理过程中聚丙烯腈纳米纤维毡的失重、力学性能变化和结构变化等.

关键词: 纳米碳纤维 , 聚丙烯腈 , 预氧化 , 碳化 , 静电纺丝

含铁碳纳米纤维的制备与表征

任崇斌 , 王建军 , 苏建峰 , 田盛 , 戴礼兴

功能材料

在聚丙烯腈的N,N-二甲基甲酰胺和四氢呋喃的混合溶剂中添加聚二茂铁硅烷,通过溶液的静电纺丝,制备了含聚二茂铁硅烷微相分离的微纳前驱体纤维,经预氧化和炭化,得到负载Fe的碳纳米纤维膜;利用SEM、SEM-EDS和XPS分别对纳米纤维的形貌、尺寸、结构和组成进行了表征。

关键词: 聚丙烯腈 , 聚二茂铁硅烷 , 碳纳米纤维 , 制备

250℃下时间效应对PAN纤维热氧稳定化反应的影响及关联

刘杰 , 张月义 , 马兆昆 , 梁节英

高分子材料科学与工程

借用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、元素分析（EA）、X射线衍射（XRD）和示差扫描量热分析（DSC）等手段,对比研究了热氧稳定化过程中250℃下时间效应与两种聚丙烯腈（PAN）共聚纤维及其炭纤维结构和性能之间的关联。研究结果表明,PAN纤维在250℃温区内停留超过9min时,最终热氧稳定化纤维的环化度（RCI）、体密度和芳构化指数（AI）的增加速率开始变小;炭纤维的孔含量（Vp）值与内部微晶的d002值开始增大,微晶排列的规整程度变差,缺陷增多,拉伸强度开始降低。

关键词: 聚丙烯腈 , 热氧稳定化 , 炭纤维 , 时间 , 孔含量

聚丙烯腈基纳米炭纤维无纺布的制备与表征

陈勇 , 余煜玺 , 赖德林 , 郭德乾 , 吴晓云 , 杨大祥

高分子材料科学与工程

以聚丙烯腈(PAN)为先驱体,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂配置质量分数10％的PAN溶液进行静电纺丝,输出电压为18 kV,注射流量为3 mL/h,收丝距离为15 cm,得到纳米PAN纤维无纺布,纤维直径为200nm～280nm,所得纤维布柔软有韧性.随后,无纺布经过280℃氧化交联和850℃氮气气氛热解处理,得到质轻柔软的纳米炭纤维无纺布,直径为100nm～200 nm.通过扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)、电子探针显微分析(EPMA)、X射线衍射(XRD)等手段对纳米PAN和炭纤维布的形貌、成分和结构进行了表征.热重(TGA)分析结果表明,PAN基纳米炭纤维最终收率为51％.

关键词: 静电纺丝 , 聚丙烯腈 , 纳米炭纤维 , 无纺布

PAN／插层高岭石复合材料制备及静电纺丝性能

侯桂香 , 谢建强 , 姚少巍 , 张翠云

材料工程 doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2015.10.008

以二甲基亚砜为前驱体制备插层高岭石（K-DMSO），通过原位聚合制备聚丙烯腈（PAN）与 K-DMSO 的复合物，利用静电纺丝技术制备 PAN／K-DMSO 复合纤维膜。采用 XRD，FTIR，TEM 和 TGA 研究 PAN／K-DMSO 复合物的微观形态和热性能，并采用 SEM，POM 和拉伸试验机对其纤维膜的形貌和拉伸强度进行测试表征。结果表明：PAN／K-DMSO 中含有高岭石的内外羟基峰，表征层间距的 d 001值随 PAN 进入高岭石的层间而增大，部分高岭石被剥离形成厚度为2～5nm 的片层结构分散在 PAN 基体中。K-DMSO 的加入使 PAN 的耐热性提高，PAN 纤维膜的直径减小，拉伸强度增加。PAN 与 K-DMSO 的质量比为8∶1时，PAN／K-DMSO 纤维膜的拉伸强度与 PAN 相比，在未处理，冷压和热处理的情况下分别提高了0．92，1．73MPa 和1．96MPa。

关键词: 聚丙烯腈 , 插层高岭石 , 原位聚合 , 静电纺丝

聚丙烯腈原丝在强磁场条件下的微观结构分析

任小孟 , 王源升 , 梅永佳 , 夏正才 , 何特

高分子材料科学与工程

聚丙烯腈（PAN）原丝微观结构中存在的缺陷极大会影响炭纤维的强度。采用0T、8T、12T、16T的强磁场对原丝进行处理,研究了磁场对原丝的结晶取向度、总取向度、结晶尺寸、结晶度等微观结构的影响。结果表明,磁场对纤维的晶区和非晶区都有取向作用,其取向度都随磁场强度的增大和磁场作用时间的延长而增加。磁场还能促使非晶区向晶区转变,使结晶尺寸、结晶度和密度均得到提高。

关键词: 强磁场 , 聚丙烯腈 , 原丝 , 取向 , 微观结构

细乳液聚合制备球形聚丙烯腈乳胶粒子

沈慧芳 , 高强 , 陈焕钦

高分子材料科学与工程

采用过氧化氢/L-抗坏血酸(H2O2/L-AA)氧化还原引发剂引发丙烯腈(AN)的细乳液聚合；探讨了乳化剂、单体和引发剂浓度以及聚合温度对聚丙烯腈(PAN)乳胶粒子的粒径、形态的影响,通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析了球形PAN乳胶粒子的形成机理.在AN质量分数为10％,助稳定剂十六烷(HD)为基于AN质量的4％,乳化剂十二烷基硫酸钠(SLS)和引发剂浓度分别为基于水相的8mmol/L和1.6 mmol/L时,制备出了粒径为67.54 nm的规则球形PAN乳胶粒子,并发现聚合温度是控制PAN乳胶粒子形态的关键因素.通过与热引发剂体系过硫酸钾(KPS)和偶氮二异丁腈(AIBN)分析比较,进一步表明低温聚合能降低PAN乳胶粒子表面结晶,是PAN乳胶粒子呈现出规则球形的原因.

关键词: 细乳液聚合 , 氧化还原引发剂 , 球形 , 聚丙烯腈 , 乳胶粒子 , 表面结晶

原位聚合法制备聚丙烯腈/蒙脱土插层共混材料初探

贾曌 , 田贵山 , 杨彦功

硅酸盐通报

用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对蒙脱土进行有机化处理,以过硫酸铵为引发剂,使丙烯腈单体在有机化蒙脱土层间进行原位聚合.对这种插层复合材料的的燃烧性能和热性能进行了初步研究,并且用红外光谱和X射线衍射对其结构进行了分析与表征.结果表明:PAN/MMT共混复合物的阻燃性能有一定提高,其极限氧指数从18%提高到了22%;耐热性能得到一定程度改善.红外光谱和X射线衍射分析结果显示:在蒙脱土片层之间通过原位聚合生成了聚丙烯腈大分子,使蒙脱土层间距有一定程度的增大.

关键词: 聚丙烯腈 , 蒙脱土 , 有机化 , 共混