聚丙烯腈基碳纤维的研制

利用DSC确定了工艺条件,同时利用SEM研究了聚丙烯腈基碳纤维在制备过程中形貌演变,所制备的碳纤维具有优异的力学性能和良好的均一性.     

高性能聚丙烯腈基碳纤维发展现状与分析

聚丙烯腈基碳纤维及其复合材料具有轻质、高比强度、高比刚度、抗疲劳、耐腐蚀和可设计性等优点,已成为航空应用的理想材料。综述了日本东丽公司和美国赫氏公司高性能聚丙烯腈基碳纤维的发展路线,介绍了高性能聚丙烯腈基碳纤维的发展趋势以及最新的研发进展,并对其发展路线进行了对比分析,结合国产聚丙烯腈基碳纤维发展现状,给出了国产碳纤维发展建议,以期为国产高性能聚丙烯腈基碳纤维的可持续发展提供参考。     

聚丙烯腈基碳纤维电化学改性研究现状与展望

综合论述了聚丙烯腈基(PAN)碳纤维电化学表面改性处理研究的发展现状,对比分析了碳纤维电化学改性处理法的研究内容及表征手段,指出了存在的问题,并展望了碳纤维表面电化学改性处理的研究前景.在碳纤维改性工艺参数的研究工作中,为了使实验结果有可比性,迫切需要一套标准来规范实验条件及性能表征方法,而为了更好地体现碳纤维复合材料的性能优势,仍需不断探索和研究碳纤维的电化学改性机理.为使复合材料的性能更好地达到应用要求,有必要提出碳纤维表面改性模型及界面理论.     

聚丙烯腈基碳纤维皮芯结构的形成与演变

皮芯结构是一种缺陷结构,存在于从PAN初生纤维到碳纤维的各个阶段,严重影响了最终碳纤维的力学性能.综述了PAN基碳纤维皮芯结构的研究进展,探讨了皮芯结构形成与演变的机理,结合自己的研究结果评述了工艺条件对皮芯结构形成与演变的影响,以期为减弱甚至消除皮芯结构提供理论指导.     

我国聚丙烯腈碳纤维工业的现状

我国碳纤维工业正面临着大发展的机遇，最关键的问题是解决国产碳纤维的预浸料工艺，同时要研究高性能的ＰＡＮ原丝，进一步提高碳纤维的性能，并对研究方向和内容提出了一些设想。     

聚丙烯腈基碳纤维发展与应用

聚丙烯腈(PAN)基碳纤维既具有碳材料固有的优良电学、热学和力学性能,又有纺织纤维的柔软可加工性,作为钢材等金属材料的替代材料和新一代军民两用新材料,被广泛应用于飞机、卫星、运载火箭、战术导弹、宇宙飞船等航空航天尖端领域,以及化工、机电、医药、采矿、交通运输、体育器材、建筑材料等工业和民用领域.本文介绍了PAN基碳纤维的物化性能、制造工艺、国内外生产现状、应用领域及市场前景,并对今后国内碳纤维产业的发展提出建议.     

聚丙烯腈基碳纤维制备工艺研究进展

综述了近年来聚丙烯腈(PAN)基碳纤维(CF)在制备方面的新工艺,介绍了这些新的处理工艺的作用机理和作用效果,并展望了这些工艺在未来的发展方向。     

世界聚丙烯腈基碳纤维的新形势

<正>2012-2020年全球聚丙烯腈基碳纤维(PAN-CF)的需求将呈现强势发展的势头,世界市场需求将由2012年的4.1万t增至14万t。国外生产企业纷纷谋划在新增的生产线上,通过技术进步提高生产效率、实现节能减排并降低生产成本,以便在日趋激烈的市场竞争中获得更大的"蛋糕"。同时通过与下游用户联合开发的方式来确保在未来市场中占有一席之地,     

聚丙烯腈基碳纤维有机-无机转变过程中结构演化

利用扫描电镜、元素分析、红外光谱、拉曼光谱等现代测试手段对聚丙烯腈(PAN)原丝及其在预氧化、碳化过程中的微观结构进行分析,探讨了纤维形貌、元素含量及有机基团等在不同热处理阶段的演变情况。研究结果表明:253℃开始出现比较明显的拉曼特征谱线,在有机-无机转变过程中碳元素的含量在60%~70%之间波动,完成转变后碳元素含量大幅增加,达到95%以上;随着热处理的进行,纤维直径逐渐减小,在780℃前减小较少,温度超过780℃后纤维直径大幅减小。这些结果进一步加深了对PAN纤维在预氧化、碳化过程中结构变化的理解。     

聚丙烯腈基碳纤维技术经济分析

综述了聚丙烯腈基碳纤维（PAN－CF）国内外市场情况，我国与发达国家的差距越来越大，对国内PANCF工业发展进行经济分析和社会效益分析，分析了制约其成本的因素和进一步降低成本的途径和方法，为我国PAN－CF工业发展提供参考依据。     

高频感应加热制备PAN基高模量炭纤维的研究

采用高频感应快速加热连续石墨化装置，制备ＰＡＮ基高模量炭纤维（ＨＭＣＦ）。结果表明，此法可以制备高模量炭纤维。当原料纤维抗拉强度在３．５ＧＰａ，模量在２３０ＧＰａ以下时，采用石墨化温度为２６００℃，可以得到与由传统石墨化炉相类似的结果。并对炭纤维的力学性能和结构参数进行了研究。     

攻坚碳纤维原丝瓶颈势在必行

获得高性能PAN原丝是制取高质量碳纤维的前提。我国研制碳纤维已有三十多年历史 ,至今未能工业规模生产高质量碳纤维 ,其主要原因之一是原丝质量没有真正过关。攻坚原丝瓶颈已是发展我国碳纤维工业的当务之急。     

PAN基ACF的孔结构表征

通过在７７．４Ｋ下的Ｎ２吸附对连续化工制备的聚丙烯腈基活性碳纤维孔结构进行了考察,采用 Ｄｕｂｉｎｉｎ－Ｒａｄｕｓｈｋｅｖｉｃｈ方程,Ｈｏｒｖａｔｈ－Ｋａｗａｚｏｅ方程及密度函数理论对其孔结构参数诸如此表面积,微孔表面积,孔容及孔径分布者表征。     

PAN基预氧化纤维不织布增强酚醛树脂制作炭/炭复合材料

以预氧化纤维不织布经不同热处理后,采用液态含浸法浸酚醛树脂后经热压成型,制成炭／炭复合材料前驱体,随之将这些前驱体经２３０℃稳定化,６００℃及１０００℃炭化处理,讨论了不同纤维不织布的结构变异,以及各种炭／炭复合材料其微细结构及物性之变化,在物性分析方面,主要是以挠曲强度的测试为骨架,并以扫瞄式电子显微镜（ＳＥＭ）观察破断表面,探讨各种复合材料经不同温度处理后之破坏行为,研究结果显示,以预氧化纤维及经６００℃处理后之纤维所制复合材料经三个不同温度（２３０℃,６００℃,１０００℃）处理后,其破坏行为均呈现剧烈的脆性破坏,且具有平滑之破断表面,而以经１０００℃处理后之纤维所制复合材料经６００℃及１０００℃炭化后则呈现拟塑性破坏模式,并伴随显著的纤维拖出现象。     

PAN纤维的结构对纤维强度的影响

分别采用纤维强伸度仪、乌氏粘度计、X射线衍射仪等测定了4种不同PAN纤维的抗拉强度、分子量、结晶度以及沸水收缩率.结果表明,拉伸速率对4种纤维的强度测试方法的准确性都有影响.在低速拉伸时,由于拉伸速率的增加使分子链段的松弛时间缩短,测试强度随拉伸速率的增加而升高;而在高速拉伸情况下,缺陷成为导致纤维断裂的主要因素,测试强度又随拉伸速率的增加而逐渐降低.在一定范围内,分子量越大、结晶度越高,PAN纤维的强度就越高;作为表征纤维中非晶含量的一项指标,沸水收缩率越大,说明非晶区的比例越大.因此应控制PAN纤维的分子量,提高纤维结晶度,降低纤维的沸水收缩率,从而为制备高性能的碳纤维提供优质原丝.     

炭纤维开发与炭纤维原丝质量

我国研制炭纤维已有三十年的历史，至今未能形成规模化生产能力。就炭纤维质量和产量的综合指标与国外先进水平相比，仍有十二年左右的差距。我们差就差在原丝质量没有真正过关，不能规模化生产出优质炭纤维。当然，除原丝质量外还有其它因素。原丝质量是制约我国炭纤维工业化的“瓶颈”之处，攻坚已是当务之急。     

PAN共聚纤维的热氧化研究

本工作采用连续式实骏装置与方法,借助力学测试、X射线衍射、元素分析、红外光谱等技术,系统地研究了PAN共聚纤维在连续热氧化过程中化学、结构、性能间的联系,亦对PAN基碳纤维力学性能提高的途径进行了探讨。研究结累表明:在热氧化过程中,PAN共聚体系的热化学反应主要发生在250℃左右;其间纤维的序态结构变化剧烈,易使纤维产生结构缺陷,进而影响热氧化纤维力学性能的变化。     

世纪之交展望我国的碳纤维工业

我国研制碳纤维至今已有三十余年历史 ,并初步建成工业雏型 ,为国防现代化和国民经济的发展做出了积极贡献。但是 ,至今仍处于中试放大阶段。其首要原因是PAN原丝质量没有真正过关 ,工程化开发没有取得重大突破 ,应用基础研究创新甚少。此外 ,资金投入力度不足 ,导致与国外先进水平约有 1 5年左右的差距。在世纪之交展望我国的碳纤维工业喜忧参半 ,任重而道远。     

表征PAN纤维和炭纤维微细结构的HRTEM样品制备方法

为用高分辨透射电子显微术(HRTEM)表征聚丙烯腈(PAN)纤维和炭纤维的微细结构，从纤维性能出发，探讨研碎、离子束减薄和超薄生物切片三种制备方法及其工艺步骤，结合实验结果，对比了三种制备方法的原理、优缺点，提出了制备方法的适用范围和选择原则，并推断适于表征预氧化纤维微细结构的样品制备方法。与生物样品的制备方法类似，把超薄生物切片法引入到纤维材料HRTEM样品制备领域，为系统研究炭纤维微细结构的演变提供了线索。     

聚丙烯腈纤维炭化过程中纤维表面的XPS研究

采用X射线光电子能谱（XPS）技术测定了聚丙烯腈（PAN）原丝及其在预氧化和不同炭化阶段的纤维的表面元素含量及其结合态，并对不同阶段中各元素的结合态的变化进行了分析，发现，原丝上由于表面处理存在大量Si元素，预氧化过程主要清除了原丝表面上易挥发的低分子化合物，O，N，Si的结合态未发生明显变化，在炭化过程中，C，O，N，Si则以多种结合态形式存在，在炭纤维表面上含有相当数量的含氧官能团。