我国碳纤维工业驶入发展的快车道

我国研制碳纤维已有 30多年的历史。从无到有 ,从小到大 ,逐步建成我国碳纤维工业的雏型。但是 ,由于种种原因 ,我国碳纤维工业至今未能产业化 ,仍处在中试放大阶段。特别是 80年代中期以后 ,步履艰难 ,徘徊不前 ,与国外先进水平的差距拉大到 15～ 2 0年。近年来 ,我国碳纤维工业的发展态势有很大的改观 ,驶入发展的快车道 ,产业化指日可待     

炭纤维长度和排布对炭纸孔隙结构的影响研究

使用二维网络模型和计算机图像处理技术探讨了炭纤维长度及排布对其堆积形成的孔隙结构的影响.结果表明,随着炭纤维长度的增加,孔径分布变宽,孔径平均值和标准偏差增加,孔隙率匀度先变差然后在纤维长度达到一定程度后增加;随炭纤维在平面内X、Y方向排布差别增加,孔径分布及平均孔径和孔径标准偏差基本不变,但孔隙率匀度变差.因而,为了制备满足质子交换膜燃料电池传质要求的炭纤维纸,在满足其它参数要求的条件下,纤维长度应尽可能长,并且应尽量保证在平面内各方向均匀排布.     

凝固浴条件对湿纺PAN初生纤维截面形状和皮芯结构的影响

借助光学显微镜及图像处理软件研究了凝固浴质量分数、温度、喷丝头牵伸倍率对湿纺PAN初生纤维截面形状和皮芯结构的影响.实验结果表明,较高的凝固浴质量分数(70%)、较高的凝固浴温度能使双扩散比较充分,所得初生纤维截面形状规整趋于圆形,并且芯部致密无孔洞.此外,随着牵伸倍率的升高,皮层厚度降低,皮芯差异增加,牵伸倍率为负牵伸是制备皮芯差异较小初生纤维的手段之一.     

影响湿纺PAN初生纤维取向和性能因素的探讨

采用声速法、X射线衍射、沸水收缩率、密度分析等分析检测手段,研究了湿纺凝固浴浓度和温度对初生纤维聚集态取向和性能的影响.研究表明:凝固浴浓度为70%,凝固浴温度为50℃,初生纤维的总体取向、晶区和非晶区取向较大,并且具有圆形的截面、较大的体密度.     

不同PAN-CF的微晶及孔结构对比

利用广角X射线衍射(WAXD)和小角X射线散射(SAXS)研究了自制聚丙烯腈基炭纤维(SX)及日本东丽公司T300B、T700SC和M55JB炭纤维产品.结果表明:SX的lc、d002、Lc/d002和孔含量均介于T300B和T700SC之间,La与T700SC相当.T700SC的孔半长轴m值小于5mm的孔占99.72%,没有m值为30mm左右的大孔,优于自制炭纤维和T300B.M55JB存在大量m值为7am～15nm的中孔,导致其强度低于T700SC.T700SC和M55JB中孔的m值均大于自制炭纤维.自制炭纤维、T300B和T700SC的孔取向角处在同一水平,均为21°～22°,而M55JB的孔取向角小于前三者,仅为8°.为提高自制炭纤维的性能,应适当提高纤维的石墨化程度,减小层间距d002,降低孔含量,提高致密程度;制备工艺无论是原丝纺制还是后续的稳定化和炭化,均应抑制和消除大孔,提高孔的长径比.     

有序石墨烯导电炭薄膜的制备

采用Hummers法合成氧化石墨,在水中超声分散获得氧化石墨烯水溶胶,通过微滤法使氧化石墨烯片定向流动组装,制得氧化石墨烯薄膜.再通过化学还原和热处理使所制氧化石墨烯薄膜脱氧重石墨化,保持其形貌时可控制其导电性,制得电导率为184.8S/cm的石墨烯导电炭膜.     

氧化石墨烯及其与聚合物的复合

石墨烯是单原子厚度的二维碳原子晶体,也是性能优异的新型纳米复合填料.近三年来,石墨烯从概念上的二维材料变成现实材料,在化学和物理学界均引起轰动.通过述评氧化石墨及氧化石墨烯的制备、结构、改性及其与聚合物的复合,展望了石墨烯及其复合材料的研究前景,认为通过机械剥离氧化石墨可规模化制备氧化石墨烯,进一步将其化学改性并制备复合材料已取得较大进展,这一途径被认为足石墨烯规模化应用的战略起点.     

喷头拉伸对三角形PAN纤维湿法凝固成形的影响

采用三角形喷丝孔,在二甲基亚砜(DMSO)水溶液凝固成形过程中,研究了不同喷头拉伸比对聚丙烯腈(PAN)初生纤维的截面形状和表面形貌、声速、结晶度以及力学性能的影响。结果表明:当喷头拉伸比增大到0.9倍时,初生纤维的截面的"角部钝化"现象消失,截面变形为和喷丝孔相似的形状;与此同时,初生纤维的力学性能也发生了显著的变化;而且,随着喷头拉伸比的增加,初生纤维的声速取向、结晶度及晶粒尺寸都逐渐增加。     

微波辅助萃取花椰菜废弃菜叶叶绿素的工艺研究

应用微波辐射技术,以花椰菜废弃菜叶为原料提取叶绿素。以菜叶粉碎目数、破壁助剂浓度、微波功率、辐照时间、萃取剂浓度、料液比作为影响因素进行单因素试验,分析确定单因素的最佳实验条件。采用L16（4’）正交试验设计,优化菜叶叶绿素的提取条件。结果表明：微波辅助萃取菜叶叶绿素的最佳提取条件为破壁助剂乙醇浓度60％,辐照时间30s,萃取剂乙醇浓度90％,料液比1：20,叶绿素的提取率可以达到6．84mg／g,较传统提取方法的提取率提高62．2％。