典型碳纤维连接件微观结构分析

金属连接件连接较为受限,需要利用碳纤维材料与金属材料共同连接才可满足实际应用,而碳纤维的微观结构对其性能影响较大,针对上述问题对碳纤维的微观结构进行了研究.制备了PAN100、PAN200型碳纤维材料,并以其作为研究对象进行微观结构分析.结果表明,PAN100碳纤维表面部分区域的纤维束之间出现交联、粘结或磨损现象,而PAN200碳纤维相比PAN100碳纤维更为光滑,表面结构比较均匀,纤维较为细密,且无裂纹和孔洞.PAN200碳纤维的物理性能优于PAN100碳纤维,且PAN200结构相比PAN100碳纤维更适合用作碳纤维连接件.     

聚异丙基丙烯酰胺的热交联及纳米纤维的制备

为制备具有良好稳定性与灵敏度的温敏纳米纤维,将异丙基丙烯酰胺(N-isopropylacrylamide,NIPAm)与羟甲基丙烯酰胺(N-methylol acrylamide,NMA)通过自由基共聚合方法合成了聚异丙基丙烯酰胺-羟甲基丙烯酰胺共聚物P(NIPAm-co-NMA).并利用NMA的自交联能力和热处理,提高了共聚物P(NIPAmco-NMA)的交联度和低临界溶解温度区间的抗溶解能力.采用静电纺丝方法将共聚物P(NIPAm-co-NMA)制备成纳米纤维,研究了纺丝工艺条件对纤维形貌与直径的影响,以及热处理温度与时间对纳米纤维交联程度与形貌保持能量的影响.结果表明,共聚物P(NIPAm-co-NMA)的最佳纺丝参数为:聚合物质量分数为10%,纺丝电压为10 k V.共聚物P(NIPAm-co-NMA)纤维的最佳热交联温度为130℃,热处理时间为6 h,所获得纤维的交联度为82%,热交联后纤维可在低温水溶液中保持稳定,循环加热-冷却5次后其质量仍可保持原来的98%.     

氨水预处理时间对PAN原丝结构和性能的影响

为了研究90℃下氨水预处理时间对聚丙烯腈( PAN)原丝结构和性能的影响,采用傅里叶转变红外光谱(FT-IR)、元素分析(EA)、纤维收缩率和差示扫描量热分析(DSC)对氨水预处理前后PAN原丝的结构转变和热性能变化进行表征分析.结果表明,氨水预处理引发了PAN原丝的环化反应,使得原丝颜色由最初的白色变为黄色,并且延长氨水预处理的时间可有效增加原丝中的-C＝N-C＝N-结构;此外,未经处理的原丝在热稳定化过程中的加热速率不能超过4℃/min,而氨水预处理则能提升原丝可承受的最大加热速率,当预处理时间达到30 min时可使原丝能承受的最大加热速率提高到6℃/min.     

湿法纺丝中凝固成形和拉伸对PAN纤维结构和性能的影响

针对醋酸乙烯酯(VAc)为第二单体的聚丙烯腈湿法纺丝,研究凝固浴浓度、凝固浴温度和喷丝头拉伸率等条件对PAN纤维结构和性能的影响.采用扫描电子显微镜(SEM)、单丝强力仪、声速取向测量仪和动态热机械分析仪(DMA)等设备对湿纺PAN纤维的结构和性能进行分析.结果表明:在一定范围内升高凝固浴温度,有利于获得圆形截面的纤维;随着拉伸倍数的增大,纤维结构变得致密,纤维取向程度增大,玻璃化转变温度升高,纤维断裂强度增大.断裂伸长率降低.     

γ—射线辐照对芳纶纤维结构的影响

考察经γ－射线辐照后,芳纶纤维的结构、结晶状态及特性粘度的变化。结果表明,在特定辐照剂量条件下,芳纶纤维发生辐照交联反应。其晶型没有发生变化,但结晶度和特性粘度随辐照剂量和辐照剂量率的变化发生规律性的变化。     

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．     

铽配合物掺杂聚丙烯腈纳米纤维的荧光辐射特性

通过静电纺丝技术获得直径约为200 nm,均匀且取向随机的Tb(BA)_3Phen掺杂聚丙烯腈(PAN)纳米纤维。采用扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪、紫外/可见/近红外分光光度计、差式扫描量热仪和荧光光谱仪对样品的形貌及性能进行了分析。荧光复合材料的激发光谱表明,有效激发波长范围为220～350 nm。在紫外激发下,Tb(BA)_3Phen/PAN复合材料呈现出强烈的绿色荧光发射。随着Tb(BA)_3Phen掺杂量的增加,荧光强度明显增强。同时,静电纺纤维的发光强度可达体材料的5倍以上,进一步证实了静电纺纤维化对荧光体光辐射效果的增强作用。强烈的荧光发射和良好柔韧性能表明铽配合物掺杂PAN纤维在防伪识别、智能服装、光电显示等方面拥有特殊的优势和潜能。     

戊二醛交联壳聚糖/PVA共混纤维的制备

采用湿法纺丝方法成功制备了壳聚糖/PVA共混纤维,为了提高共混纤维的力学性能,利用戊二醛对纤维进行交联处理。运用红外光谱、扫描电镜、TGA对共混纤维和交联纤维进行表征;同时,测试了纤维交联前后的力学性能和吸水性变化。实验结果表明,红外光谱图中,在1 641cm-1处出现的Shiff碱吸收峰,表明成功制备了交联纤维;随着交联剂戊二醛增加,交联纤维的断裂强度增加,断裂伸长率减少,吸水率降低;热失重分析表明,交联后纤维的热损失温度为200℃,热稳定性良好。     

静电纺 LA-SA/PAN 复合纤维的形貌分析

通过静电纺丝的方法制备以月桂酸和硬脂酸二元低共熔物(LA-SA)为固-液相变材料,聚丙烯腈(PAN)为基体的超细纤维。研究最佳静电纺PAN纤维的纺丝工艺参数,纺丝溶液中不同LA-SA含量对复合纤维的形貌结构影响。确定最佳静电纺PAN纳米纤维的工艺参数(纺丝电压15KV,接收距离20cm,纺丝液流速1ml/h)。SEM观察表明:随LA-SA含量的增加,复合纤维的平均直径逐渐增大;当复合纤维中LA-SA含量较高时,纤维表面变得不光滑,并呈现褶皱的形貌特征。     

蓄热调温聚丙烯腈纤维的染色热力学

采用阳离子红5GN染料研究新型蓄热调温聚丙烯腈(PAN)纤维染色热力学,绘制吸附等温线,计算了分配系数、染色饱和值、染色亲和力及染色焓,并与普通PAN纤维进行对比。在相同的恒温染色条件下,阳离子红5GN在蓄热调温PAN纤维上的吸附等温线类型与普通PAN纤维相同,属于Langmuir类型;分配系数、染色饱和值和亲和力随染色温度的升高而增大;温度较低时,蓄热调温PAN纤维的分配系数、染色饱和值和染色亲和力显著高于普通PAN纤维,随温度的升高,差距减小。     

聚烯烃/硅橡胶复合弹性纤维辐照交联工艺研究

采用电子束辐照加工的方式对初生丝进行辐照处理,使纤维分子产生共价交联点,这种结构使纤维弹性回复性能增加,避免产生额外的残余收缩力,从而得到弹性较好的复合弹性纤维。该复合弹性纤维具有良好的力学性能,弹性伸长和弹性回复率性能,并且可根据工艺调整生产出各种规格产品,具有广泛的实践应用价值。     

电子束辐照交联超高分子量聚乙烯等温结晶动力学

研究了电子束辐照交联超高分子量聚乙烯的等温结晶行为与辐照剂量、交联度和结晶温度的关系.首先,用差示扫描量热技术(DSC)研究了以0,50,100 kGy电子束辐照的超高分子量聚乙烯分别在不同的温度下等温结晶过程,发现半结晶时间(t1/2)和Avrami指数(n值)与结晶温度有关.与未交联超高分子量聚乙烯相比,交联聚乙烯等温结晶动力学的t1/2和n值较小,证明交联网络可加速聚乙烯成核,且抑制晶体生长.在此基础上,采用阶梯式温度"跃变"方法,诱导交联聚乙烯分子链在不同温度下分别结晶,得到具有多个熔融温度的交联聚乙烯结晶,而未交联的超高分子量聚乙烯则只显示单一熔融温度,证实了在交联聚乙烯中存在的不均匀交联网络结构导致分子链结晶能力不同.     

纤维自密实混凝土的压拉性能及混杂效应

在自密实混凝土(SCC)中单掺、混掺玄武岩纤维(BF)和聚丙烯腈纤维(PAN)制备纤维SCC试件,对标准养护28d的纤维SCC试件进行强度试验,研究单掺、混掺BF与PAN含量对SCC压拉性能的影响,探讨纤维SCC的微观结构和纤维的混杂效应。结果表明：掺入BF和PAN均能提升SCC的压拉强度,且劈裂抗拉强度的提升效果较抗...     

钛交联蒙脱石的合成与表征

用TiC l4水解法制备钛交联蒙脱石,采用X射线衍射分析(XRD)和N2吸附-脱附等温线法分别对其层间距和孔结构进行了表征.XRD结果表明,钛交联蒙脱石未出现(001)衍射峰,呈无序结构.其中,大尺寸的钛聚合阳离子与粘土颗粒重叠、堆垛而形成“类层离”结构,导致层状有序结构消失.孔结构分析表明,这种类层离结构是以介孔为主并含有微孔的孔结构.热处理(300~600℃)后,所得钛交联蒙脱石比表面积稍有下降.700℃热处理则导致比表面积明显降低,说明结构被严重破坏.     

导电型辐照交联聚乙烯发泡材料的制备及其性能

以低密度聚乙烯(LDPE)为基体,偶氮二甲酰胺(AC)为发泡剂,炭黑(CB)和碳纳米管(CNTs)为导电填料,通过电子辐照交联和化学自由发泡方法制备导电型辐照交联聚乙烯发泡材料.研究了CNTs的用量对辐照交联聚乙烯发泡材料导电性能、力学性能、热稳定性和泡孔结构的影响.结果表明:随着CNTs的加入,CB与CNTs之间形成...     

聚丙烯腈纤维紫外光接枝丙烯酰胺及其性能研究

为提高聚丙烯腈(PAN)纤维的阻燃性能,采用紫外光接枝技术,以二苯甲酮(BP)为光引发剂将丙烯酰胺(AM)单体接枝到PAN纤维上,详细研究了AM及BP质量分数、接枝时间及接枝距离对PAN纤维光接枝AM的接枝率(G_P)的影响规律,并利用傅里叶红外光谱(FTIR)、X-射线衍射光谱(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对接枝前后的PAN纤维进行了表征,同时,采用热重(TG)及差示扫描量热(DSC)对纤维的热性能进行了研究。结果表明:随着AM及BP质量分数的增大、接枝时间的延长及接枝距离的增大,GP均呈现先增大后减小的趋势,接枝AM后PAN纤维的热性能有所提高,800℃时的残炭量增加,极限氧指数值增大了33.3%。     

后交联对PNIPA／PVA纤维温敏性能的影响

以过硫酸胺(APS)为引发剂,在聚乙烯醇(PVA)水溶液中原位聚合N-异丙基丙烯酰胺(NIPA)单体,将所得PNIPA/PvA混合水溶液在凝固浴硫酸铵饱和水溶液中纺丝,制备PNIPA/PVA初生纤维.为提高其热稳定性能,对该初生纤维进行热诱导交联和戊二醛交联后处理,并比较3种纤维的温度响应性能及耐热水性能.结果表明:3种纤维均有温度响应性,其中PNIPA/PVA初生纤维的温度响应性最明显,热诱导交联纤维次之,戊二醛交联纤维较差;而耐热水性能差异则正相反,戊二醛交联纤维最好,初生纤维较差.     

纤维体积分数对单向C/C复合材料导热系数的影响

采用无维布叠层的方式获得不同纤维体积分数的单向长炭纤维预制体,以化学气相渗透(CVI)增密技术制备了单向C/C复合材料.讨论了C/C复合材料的导热机理以及纤维体积分数对单向C/C复合材料导热系数的影响.研究表明,材料沿纤维方向的导热系数约为垂直纤维方向的10倍;材料沿纤维方向的导热系数在不同热处理温度下都随纤维体积分数的增加而增加,而材料垂直纤维方向的导热系数在低热处理温度下随纤维体积分数的提高而略增,但在高热处理温度下随纤维体积分数的提高先增加再降低.     

PAN纳米纤维复合纱线的制备及性能分析

以聚合物聚丙烯腈(PAN)为原料、涤纶长丝为芯纱,采用改进的静电纺丝技术成功制备了不同浓度的PAN纳米纤维复合纱线,并利用扫描电子显微镜(SEM)、电子单纱强力仪等对纳米复合纱线的微观形态和拉伸性能等进行了测试表征。结果表明:PAN溶液的浓度对纳米纤维直径和复合纱线的性能有很大影响,纳米纤维的直径随着PAN溶液浓度的增加而增加,当聚合物PAN溶液浓度为0.12 g/mL时,包覆在涤纶长丝表面的纤维均匀度最好,断裂强力达到最大值328.20 cN/tex,拉伸长度为75.69 mm,芯吸高度升到最高值7.7 cm,复合纱线的回潮率达到1.98%。     

聚酰亚胺纳米纤维膜的制备和力学性能研究

利用静电纺丝制备聚酰亚胺纳米纤维膜。探讨纺丝温度和电纺液浓度对纤维形貌的影响及热处理对聚酰亚胺纳米纤维膜力学性能的影响。利用FE-SEM、FT-IR、TG和XRD对不同的聚酰亚胺纳米纤维的形貌及结构进行表征;利用单轴力学拉伸仪对电纺聚酰亚胺纳米纤维膜的力学性能进行测试。结果表明:纺丝温度为(65±3)℃,电纺液质量分数为18%时,所得的聚酰亚胺纳米纤维形貌较好;一定程度的高温热处理有利于聚酰亚胺纤维结晶结构的完善,当热处理温度为150℃时,纳米纤维膜的最大拉伸应力和最大拉伸应变较高,分别为17.6MPa和76.0%。