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劉 杰， 李 佳， 梁節(jié)英
北京化工大學(xué)，新型高分子材料的制備與加工北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京，100029

摘要：炭纖維的抗張強(qiáng)度由纖維缺陷結(jié)構(gòu)所控制。在現(xiàn)行預(yù)氧化條件下，聚丙烯腈纖維徑向會產(chǎn)生皮芯結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致炭纖維結(jié)構(gòu)缺陷的增加，進(jìn)而影響力學(xué)性能的提高。在通常預(yù)氧化溫度條件下，聚丙烯腈（PAN）纖維徑向會產(chǎn)生結(jié)構(gòu)不均勻的皮芯結(jié)構(gòu)，從而影響最終炭纖維的力學(xué)性能。值得注意的是，氰基環(huán)化反應(yīng)為一級反應(yīng)，溫度效應(yīng)對其反應(yīng)速度具有決定影響。本文借助元素分析（EA）、差熱分析（DSC）等表征手段和纖維皮芯結(jié)構(gòu)等相關(guān)測試方法，系統(tǒng)研究了國內(nèi)外五種PAN纖維在預(yù)氧化過程中生成皮芯結(jié)構(gòu)與預(yù)氧化溫度之間的關(guān)聯(lián)性及纖維結(jié)構(gòu)性能間的制約機(jī)制。研究結(jié)果表明， 1）210～240℃間纖維的皮芯結(jié)構(gòu)不明顯；在240～260℃間預(yù)氧化反應(yīng)劇烈，纖維皮芯比迅速增大；260～300℃范圍內(nèi)纖維皮芯比增長變慢。2）預(yù)氧化過程中PAN纖維皮芯結(jié)構(gòu)的變化，與密度、及化學(xué)反應(yīng)速率等變化密切相聯(lián)。因此可采用皮芯結(jié)構(gòu)來表征PAN纖維在預(yù)氧化階段的熱化學(xué)反應(yīng)與結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化的程度。

論文來源:2005全國高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會

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