热处理对紫外辐照聚丙烯腈纤维环化交联结构的影响

为探究预氧化阶段紫外(UV)辐照聚丙烯腈(PAN)纤维诱导环化交联反应的机理,对紫外辐照后的PAN纤维(UVRPAN)在不同气氛下进行热处理,分析温度对纤维内交联结构、环化结构和热性能的影响.结果表明:随着热处理温度增加,UVRPAN纤维中的交联结构与环化结构增加,环化结构长度增加,交联度由34.4％逐渐上升至44.9...     

聚丙烯腈基预氧化织物的制备及性能研究

为了研究预氧化工艺对预氧化织物的力学性能以及对活性炭纤维收率的影响,采用聚丙烯腈斜纹织物制备活性炭纤维布,通过XRD分析预氧化织物结构的变化并测定其环化度.通过正交实验对预氧化织物的性能进行分析,实验结果表明：预氧化温度对预氧化织物的力学性能及环化度起主导作用,其次是预氧化时间和织物的收缩率;同时,得出制备预氧化织物的最佳工艺：预氧化温度250℃,预氧化时间30 min,织物的收缩率为15%.     

聚丙烯腈基碳纤维制备过程中预氧化过程的研究进展

聚丙烯腈(PAN)基碳纤维作为一种高性能结构材料,以其优异的性能被广泛用于航空航天、汽车船舶、体育装备、风力发电等领域.预氧化是碳纤维制备过程中最为关键的一步.一方面是由于耗时长,能耗高;另一方面是由于预氧化预处理的恰当与否对最终碳纤维的结构和性能有重要的影响.本文综述了前人在聚丙烯腈原丝预氧化过程中的研究成果.主要介绍了聚丙烯腈纤维在预氧化过程中发生的物理变化,包括纤维颜色、长度、密度以及力学性能变化,也介绍了在预氧化过程中所发生的化学反应,例如环化反应、脱氢反应、氧化反应等.另外介绍了时间、温度、牵伸等预氧化工艺条件对所得预氧丝性能的影响.最后介绍了聚丙烯腈原丝经预氧化处理后的组织结构变化规律.通过综述前人的研究成果试图找出制备结构和性能均一预氧丝的预氧化处理工艺及相应的热氧稳定化机理,为获得高性能碳纤维奠定基础.     

聚丙烯腈共聚纤维预氧化反应动力学的研究

聚丙烯晴纤维预氧化反应过程主要发生两个化学反应:环化反应和氧化反应。本工作研究了这两个化学反应的动力学,结果发现环化反应的活化能高于氧化反应的活化能。在所考察的温度范围内,环化反应速率明显地高于氧化反应的速率。     

聚丙烯腈基碳纤维预氧化过程中环构化机理

分析对比了全同立构聚丙烯腈及聚丙烯腈原丝的红外光谱及二者的红外光谱在预氧化过程中的变化，首次从微观主体结构的层次上解释了环构化反应的机理，阐明了大分子构象反转是环构化反应的控制步骤，说明了聚丙烯腈原丝的环构化是一个慢速构象反转快速环化脱氢的过程。进一步说明了环构化反应带来的超分子结构上的变化，及其对最终碳纤维质量的影响．     

丙烯腈与衣康酸共聚物的合成与表征

采用丙烯腈（AN）与衣康酸（IA）共聚,纺制了碳纤维前驱体聚丙烯腈原丝。利用元素分析IR,^13C-NMR,DSC,TG等手段对该丙烯腈原丝的结构和性能进行了表征,用Kelen-Tudos法测定了AN与IA共聚的竟聚率：rAN=0.39,rIA=3.85。研究结果表明：共聚单体IA能在较低温度时以离子机理形式引聚丙烯腈原丝的氧化、环化放热反应,且能减缓放热效应。     

聚丙烯腈基碳纤维预氧化过程中环构化机理

分析对比了全同立构聚丙烯腈及聚丙烯腈原丝的红外光谱及二者的红外光谱在预氧化过程中的变化，首次从微观立体结构的层次上解释了环构化反应的机理，阐明了大分子构象反转是环构化反应的控制步骤，说明了聚丙烯腈原丝的环构化是一个慢速构象反转快速环化脱氢的过程。进一步说明了环构化反应带来的超分子结构上的变化，及其对最终碳纤维质量的影响。     

高分子量聚丙烯腈的结构表征

丙烯腈与衣康酸在二甲基亚砜/水(DMSO/H2O)中聚合,合成了高分子量的聚丙烯腈.通过粘度测定、扫描电镜、红外光谱等对聚丙烯腈聚合物进行了表征.研究发现,含有衣康酸的高分子量聚丙烯腈聚合物具有高分子电解质所特有的现象:其稀溶液中,在浓度降低到某一点突然出现粘度迅速增加的现象.在反应介质DMSO/H2O中,随着DMSO组分的不断减少,聚合物的颗粒特性发生变化,由松软的块状到不规则的细粒状.聚丙烯腈均聚物的环化反应比较慢,而且难以形成环化的梯形聚合物结构.通过引入共聚单体,如衣康酸,使聚丙烯腈聚合物的氧化反应开始温度提前,同时还提高了聚丙烯腈聚合物的环化反应速率.     

偕胺肟化 PAN 非织造布及其铁配合物的 热、力学性能研究

使用盐酸羟胺对聚丙烯腈非织造布进行化学改性,并通过与 Fe(III)配位获得偕胺肟化 PAN 非织造布铁 配合物,使用热重分析仪（TG）、差示扫描量热仪（DSC）、动态热机械分析仪（DMA）和万能强力机对其热学和 力学性能进行表征测试。结果表明,改性 PAN 及其铁配合物的化学结构显著影响了其热、力学性能,偕胺肟基 团中的活性基团和 Fe(III)之间形成的交联网络改善了分子链稳定性,并降低了聚丙烯腈环化反应的起始温度。 此外,Fe(III)在其铁配合物中的配位键较为稳定,不会随溶液 pH 的变化而大量泄漏。     

丙烯腈与衣康酸共聚物的合成与表征

采用丙烯腈（ＡＮ）与衣康酸（ＩＡ）共聚,纺制了碳纤维前驱体聚丙烯腈原丝． 利用元素分析,ＩＲ,１３Ｃ－ ＮＭＲ,ＤＳＣ,ＴＧ等手段对该聚丙烯腈原丝的结构和性能进行了表征．用Ｋｅｌｅｎ—Ｔｕｄｏｓ法测定了ＡＮ与ＩＡ共聚的竟聚率：ｒＡＮ＝ ０．３９,ｒＩＡ＝ ３．８５．研究结果表明：共聚单体ＩＡ能在较低温度时以离子机理形式引发聚丙烯腈原丝的氧化、环化放热反应,且能减缓放热效应．     

碳纳米纤维的制备及表征

以聚丙烯腈（PAN）为原料,通过静电纺丝技术制备PAN纳米纤维,经过预氧化过程和高温碳化过程制备碳纳米纤维（CNFs）．在整个制备过程的不同阶段取样,进行跟踪检测,采用场发射扫描电镜（FESEM）、X射线衍射（XRD）、红外光谱和拉曼光谱来研究它们的相结构和形态,获得CNFs制备过程中的微观变化．     

高锰酸钾预氧化对颤藻活性及其混凝效果的影响

采用不同浓度的KMnO4对颤藻预氧化后,再接种到培养液中进行培养,根据达到对数生长期的时间,考察了KMnO4预氧化对颤藻活性的影响。通过显微镜观察了藻细胞的破裂情况,同时采用聚合氯化铝(PAC)以及高岭土与PAC复合对KMnO4预氧化水体进行混凝处理。结果表明,在KMnO4达到130 mg.L-1时才能完全杀灭水体中的颤藻,低于该浓度时,不同浓度KMnO4对颤藻活性的抑制时间不同;在投加量为2 mg.L-1以下时,预氧化没有破坏颤藻的细胞结构。模拟含藻水在KMnO4预氧化后,采用高岭土与PAC复合混凝,浊度和叶绿素a的去除率分别达到96.9%和98.3%,藻毒素降低了63.6%。     

聚丙烯腈基弱碱性离子交换纤维的制备

以聚丙烯腈（PAN）纤维为基体，以水舍肼为交联剂，以二乙烯三胺为胺化剂制备了一种弱碱性离子交换纤维，研究了纤维的纤度、反应时间、反应温度对胺化反应的影响．实验结果表明：胺化增重率随着纤维纤度的降低、反应时间的延长和反应温度的升高而增加．采用红外光谱、元素分析、扫描电镜等手段对制得的离子交换纤维进行结构表征，表明了交联和胺化反应的发生，同时讨论了合成反应机理．     

聚丙烯腈纤维接枝丙烯酰胺亲水改性的研究

采用化学接枝法以丙烯酰胺（AH）为接枝单体、过氧化苯甲酰（BP0）为引发剂、三烯丙基异三聚氰酸酯（TAIC）为交联剂、丙酮和去离子水为溶剂,对聚丙烯腈（PAN）纤维进行了接枝亲水改性。用傅立叶红外光谱仪（FTIR）和热重分析仪（TGA）等技术手段对接枝样品进行了表征,研究了原料配比和反应条件对导入率的影响。结果表明,PAN纤维上接枝了AH,适宜的溶液配比为AM0．8mol／L、BPO3×10^-3mol／L、TAIC 1v01％,在85℃恒温水浴中反应2h,可得到导入率为l27．9％的接枝纤维,接枝改性后的纤维亲水性得到提高,断裂强度和断裂伸长率均有下降,纤维分解温度和高温下的热稳定性得到提高。     

酸性KMnO_4条件下芳纶纤维的表面改性研究

利用KMnO4在酸性的环境中具有氧化性的特性对芳纶纤维进行表面改性研究,分析其表面形貌、强力以及拉伸性能的变化;采用扫描电子显微镜观察处理前后芳纶纤维的表面形态特征;以夹角余弦幅度法确定权重;利用模糊正交法的理论与方法处理试验数据,得出模糊综合评价值.从而得出最佳实验指标为:硫酸质量分数10%,KMnO4质量浓度5 g/L,处理温度为30℃,处理时间35 min.     

亚甲基丁二酸对碳纤维前驱体聚丙烯腈的作用

采用丙烯腈（AN）与亚甲基丁二酸（IA）自由基溶液共聚制备P（AN－co-IA）共聚物，研究了IA对共聚反应转化率的影响，通过IR，XRD，DSC测试，讨论了共聚单体IA对共聚物结构和性能的作用。结果表明：随着共聚第二组分IA喂入量的增加，共聚反应的转化率呈下降趋势；使聚丙烯腈分子中－CN基分子内及分子间偶极相互作用力减弱，降低了共聚物的结晶能力，并使共聚物放热峰变宽，降低聚丙烯腈前驱体的环化反应温度。     

偶氮染料在聚丙烯腈纤维铁催化剂存在下的降解反应动力学研究

使用水合肼和盐酸羟胺对聚丙烯腈进行改性后与氯化铁反应制得聚丙烯腈纤维铁配合物（PAN-Fe）,在过氧化氢存在下将其作为非均相Fenton反应催化剂用于2种水溶性阴离子偶氮染料的氧化降解反应中,重点考察了催化剂用量及其铁离子含量和水溶液中的染料浓度等因素对染料降解反应速率常数的影响．结果表明,在使用PAN—Fe作为非均相Fenton催化剂时,偶氮染料的氧化降解反应可以使用假一级反应动力学模型进行描述．催化剂用量及其铁离子含量的增加都可以显著提高偶氮染料降解反应速率常数,偶氮染料初始浓度的升高导致其降解反应速率常数的下降．     

聚丙烯腈基活性炭纤维的制备及其性能

研究了以聚丙烯腈（PAN）纤维为原料制备活性炭纤维（ACF）的工艺过程。通过红外光谱和DTA/TGA分析对ACF的结构变化进行了探讨,并考察了稳定化升温程序、碳化温度及活化工艺条件等对ACF吸附性能的影响。     

超声预处理聚丙烯腈原丝及预氧化的变化规律

为了研究超声预处理对聚丙烯腈(PAN)原丝及其预氧化的影响规律,利用差热扫描量热仪(DSC)、傅里叶转变红外光谱(FT-IR)、广角X射线衍射(XRD)研究PAN原丝预氧化过程中的热性能、结构转变和微晶尺寸。结果表明,超声预处理后的PAN原丝预氧化起始反应温度降低,放热范围增大;超声预处理后的PAN原丝可以在更低的预氧化温度下形成耐热的梯形结构;超声预处理后的PAN原丝的微晶尺寸由10.39 nm增大到11.18 nm。     

低温常压液相法制备纳米MnO2

纳米二氧化锰是一种重要的无机功能材料.本文提出了一种在低温、常压条件下,以KMnO4和HCl为原料,在液相环境中制备纳米二氧化锰的新工艺,研究了反应温度、盐酸浓度、反应物摩尔配比以及反应时间对产物结构及粒径的影响,探讨了反应生长机理,并指出制备纳米δ-MnO2的最佳方案为：反应物盐酸浓度2mol/L,反应物摩尔配比KMnO4∶HCl=1∶8,反应温度60℃,反应时间60min;制备纳米α-MnO2的最佳方案为：反应物盐酸浓度为4mol/L,反应物摩尔配比为KMnO4∶HCl=1∶8,反应温度为80℃,反应时间60min.