文献ℱ木质素/聚丙烯腈碳纤维：分馏纯化对衍生碳纤维性能的影响

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木质素/聚丙烯腈碳纤维：分馏纯化对衍生碳纤维性能的影响

文章题目：Lignin/Polyacrylonitrile Carbon Fibers: The Effect of Fractionation and Purification on Properties of Derived Carbon Fibers

文章来源：ACS Sustainable Chem. Eng. 2018, 6, 8554−8562

研究团队：大连理工大学制浆造纸工程重点实验室Huan Liu等人

研究内容

木质素化学结构对木质素基碳纤维质量的影响尚不清楚。该团队采用简单的酸沉淀法分离和纯化木质素，研究分馏木质素的物理化学特性对木质素基CFs性质的影响，从而解决了这一挑战。

通过在不同pH水平（10,8,6,4和2）连续酸化进行的沉淀确实有效地获得具有不同化学结构的分级木质素样品，包括分子量，单位组成比和多分散指数（PDIs）。

将所有分级木质素样品分别与聚丙烯腈以1：1（w / w）的比例混合，并静电纺丝成纤维，结果表明，分子量大，PDI低，热稳定性强的分馏木质素样品可生产碳纤维，具有优良的性能，如良好的可纺性，高结晶度和机械强度。

图1. （a）通过酸化连续木质素沉淀的方案和（b）木质素的主要化学单元

图2. （a）木质素样品的2D-HSQC NMR谱图和（b）木质素的主要化学结构和连接模式

表1.通过顺序酸沉淀的分级木质素的分子量

图3. 通过GPC测量的分级木质素样品的分子量

图4. 木质素样品的FT-IR光谱

图5. （a）木质素样品的TGA和（b）DSC

图6.用不同木质素样品制备的木质素基SF的形态的SEM图像

图7.用不同木质素样品制备的基于木质素的CFs的形态的SEM成像

图8.用不同木质素样品制备的CFs横截面形态的SEM成像

图9.用不同木质素样品制备的基于木质素的CF的（a）XRD和（b）拉曼光谱

图10.用不同木质素样品制备的基于木质素的CF的（a）拉伸应力和（b）杨氏模量

表2.用木质素-2，木质素-4，木质素-6，木质素-8和木质素-10制备的木质素基CFs的性质

来源：碳纤维生产技术

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首次发布时间：2023-12-01