文献ℱ不同纺速下聚丙烯腈纤维的结构和热性能变化

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不同纺速下聚丙烯腈纤维的结构和热性能变化

文章题目：Structural and thermal property changes of plasticized spinning polyacrylonitrile fibers under different spinning speeds

文章来源：2017 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 134, 45267

研究团队：镇江大学化学与材料工程研究所Xiang Li等人

研究内容

该团队研究了纺丝速度对制备的聚丙烯腈（PAN）纤维结构和热性能的影响。通过扫描电子显微镜，X射线衍射，差示扫描量热法和热重分析来表征PAN纤维，发现纤维的表面形态相对平滑，纺丝过程的不稳定性导致少量表面缺陷的存在，最终的纤维可能具有两种拉伸断裂模式，即簇断裂和轴向断裂。

当纺丝速度达到500m/min时，初纺纤维的结构被破坏，这导致了无定形区域的断链，最终的纤维表现出与商业PAN纤维大致相当的机械性能。最终纤维环化温度的变化趋势与结晶度的变化趋势一致，结晶度先增加后减小，无定形区域的分解温度随着纺丝速度的增加而增加，结晶区域中的分解温度随着结晶度的增加而增加。

图1. 水浴拉伸工艺实验装置

表1. 不同纺丝速度下水浴的工艺参数

图2.不同纺丝速度的PAN纤维的表面形态：（a）200，（b）300，（c）400和（d）500m/min

图3. 水浴拉伸后PAN纤维的表面形态：（a）A，（a）B，（c）C和（d）D

图4. 最终纤维的截面形态C：（a）整体透视图（b）部分放大图A

表2. 不同纺丝速度下纤维的结构参数

图5.初纺纤维和最终纤维的XRD曲线

表3. 最终纤维的结构参数

图6. PAN-IL系统在不同纺丝速度下的纺丝示意图

图7. a）不同纺速的初纺纤维的典型强度-伸长率曲线和b）初始模量的相应条形图

图8. .最终纤维的热重分析曲线：（a）A（b）B（c）C（d）D

来源：碳纤维生产技术

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首次发布时间：2023-12-01